Długowieczna latarka

Schemat latarki pokazano na rysunku 1. Ponieważ diody świecące w kolorze białym potrzebują napięcia ok. 3,5 V, a siła elektromotoryczna ogniwa wynosi ok. 1,5 V, konieczne było zastosowanie niewielkiej przetwornicy. Została ona zrealizowana w oparciu o układ scalony MCP1640 firmy Microchip. Głównymi jego zaletami są: dostępność w handlu detalicznym, stosunkowo niska cena (ok. 4 zł brutto za sztukę), małe wymiary i łatwość montażu (obudowa SOT23-6), mała liczba wymaganych elementów dodatkowych (kondensatory, dławik i rezystory w pętli sprzężenia zwrotnego). Co ważne, strat przetwornicy następuje już od 0,65 V – oznacza możliwość zasilania nawet z bardzo rozładowanej baterii.

Rysunek 1. Schemat ideowy latarki LED

Na drodze eksperymentalnej dobrano takie wartości elementów, by uzyskać możliwie dużą wydajność świetlną przy małym poborze prądu. Charakterystyczne prądy i napięcia umieszczono w tabeli 1. Przy nominalnej pojemności baterii cynkowo-węglowej na poziomie 8000 mAh (Wikipedia), powinno to wystarczyć na ok. 70 godzin pracy.

Układ latarki zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 33 mm×39 mm, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Przystępując do montażu, w pierwszej kolejności należy przylutować układ scalony US1, natomiast na końcu diodę LED i wyłącznik. Jako C2 i C4 warto zastosować kondensatory tantalowe, ze względu na mniejsze gabaryty i większą trwałość.

Rysunek 2. Schemat montażowy latarki LED

W urządzeniu modelowym płytka została osadzona w obudowie widniejącej na zdjęciu: jest to odcinek profilu aluminiowego o wymiarach zewnętrznych 40 mm×40 mm i grubości ścianki 2 mm, ścięty pod kątem na jednym końcu. Umożliwia to odsłonięcie diody przy jednoczesnej ochronie samej elektroniki przed uszkodzeniami mechanicznymi. Struktura diody powinna mieć zapewnione chłodzenie, co w tej obudowie jest realizowane przez dociśnięcie jej metalowej, posmarowanej pastą termoprzewodzącą wkładki do ścianki profilu śrubami M3 mocującymi płytkę. Wewnątrz profilu jest miejsce na koszyk pojedynczej baterii R20. Drugi koniec został zaślepiony plastikową zatyczką, co pozwala na postawienie latarki w pionie i oświetlanie np. całego pomieszczenia. Ten wariant obudowy można zmodyfikować, poprzez dodanie np. przezroczystej klapki zakrywającej płytkę – zachęcam do wypróbowanie własnych pomysłów.

Michał Kurzela, EP