9 LED-es lámpa átalakítása üzembiztos / 12V-os kivitelűre
Mint sokan tapasztalhatták a Kínában gyártott tömegcikkeket nem úgy tervezték, hogy hosszú legyen az élettartama, hanem az olcsóságra törekedtek.
Egy kis házilagos átalakítással a tervezéskor elkövetett hibákat könnyen orvosolhatjuk.
(A képen látható kivitel könnyen szétszedhető és átalakítható. Ennek az eleje nem kerek, hanem kissé szögletes. A kerek típusnál a belső rész panelra van forrasztva, ezért nehezebb elvágni a vezető szálakat.)
A lámpa felépítése a következő:
3db AAA-s ceruzaelemről működik, a az elemek negatív pontját egy gumi borítású kapcsoló szakítja meg.
A kapcsoló az alumínium burkolattal köti össze az elemeket a „-” ponttal. A LED-ek (9db) párhuzamosan vannak kötve, anód lábaik össze vannak tekerve egy pontban (néha össze is vannak forrasztva),
a katód oldali lábak a burkolat falához érve zárják az áramkört.
A hibát ott követték el , hogy a LED-eket párhuzamosan kapcsolták. Mivel a fehér LED-eknek 3 Volt körüli a nyitófeszültsége (és a 9db sohasem egyforma), ezért az áramkorlát nélkül használt LED-ek
hamar kiégnek (A legkisebb nyitófeszültségű ég ki elsőnek, mivel rajta folyik a legtöbb áram). Ennek elkerülésére mindegyikkel sorba kellene kapcsolni egy előtét ellenállást.
A szétszedésre egy eléggé egyszerű „elegáns” megoldást találtam: a lámpa burkolatába pontosan belefér egy 22mm-es réz fűtéscső, ezzel egyetlen mozdulattal ki lehet ütni a LED-eket az elemtartó felől.
Egy kis matematika: 3V nyitófesz, 4,5Volt-os tápfesz: különbség 1,5V (jó elemek esetében). A LED-ek névleges árama:20mA. Ezekből Ohm törvénye alapján következik, hogy
R=U/I, R=1,5V/0,02A=75 Ohm. Ezt az értékű ellenállást külön mindegyik LED-el sorba kell kötni és a lámpa élettartama máris 500-1500 óra helyett 50000-100000 óra lesz :) .
Mivel nincs sok hely ezért SMD ellenállásokat, vagy 0,125W-os kisméretű ellenállásokat érdemes használni.
Mivel az ellenálláson „elfüstölünk” 1,5V-ot, ezért a hatásfok csak kb. 2/3-a lesz az elem felhasználásából, de tovább fog világítani, mivel nem folyik akkora áram.
Auto-ban, motorban, vagy kerékpáron történő felhasználásra ezt a lámpát átalakítottam 12V-osra, és mivel a töltő feszültség egy akkumlátornál 14-15 V közötti, ezért egyszerű ellenállások helyett
áramgererátort ajánlatos alkalmazni. Ennek nagy előnye, hogy 10,5 és 20Volt között is mindig állandó az áramfelvétel, ami a LED-eket maximálisan kihasználja és ugyanakkor védi is !
Az áramgenerátorhoz nem kell más, csak két „mezei” tranzisztor (lehet NPN, vagy PNP is)pl. BC546 stb. és 2db ellenállás. A kisebb értékű ellenálláson eső feszültség kinyitja az egyik tranzisztort,
ami leszabályozza a másikat, így könnyen kiszámítható a szükséges ellenállás.
A tranzisztor nyitófeszültsége 0,6V körüli, a szükséges áramból könnyen kiszámolható az ellenállás értéke.
A lámpa átalakításakor hármasával kötöttem sorba az ellenállásokat, és ezeket a hármas csomagokat párhuzamosan.
Mivel 3db fehér LED nyitófeszültsége 3*3=9V, és az áramgenerátor feszültségesése kb. 1,2Volt, ezért csak 3-at lehet egyszerre sorba kötni.
A LED-ek nyitófeszültsége 3Volt +/- egytized Volt, ezért a 3-as csoportokkal sorba kötött ellenállás feszültségesésének kb.0,5V-ot kell figyelembe venni,
tehát R1,R2,R3=0,5V/0,02A=25 Ohm (22, vagy 27 Ohm).
Az áramgenerátornak 3*20=60mA-t kell előállítania, ezért a referencia ellenállás értéke: R5=0,6V/0,06A=10 Ohm
Kapcsolási rajz az áramgenerátoros átalakításról.
Persze a legjobb megoldás az lenne, ha mindegyik LED sor külön áramgenerátorról működne, akinek van hozzá türelme, az így is átalakíthatja.
Ha stabil 12V-ról működtetjük a lámpát, akkor nem szükséges az áramgenerátor, viszont az R1=R2=R3=150 Ohm kell, hogy legyen.
A lámpa elég erős fényt ad, de kis szögben sugároz, ezért alkalmas pl. kerékpár világításhoz (akár hátulra is piros színszűrővel), vagy pl. trabantra tolatólámpának, pótféklámpának stb...
Az áramgenerátort természetesen felhasználhatjuk LED-ek tesztelésére is ha az R5-öt 30 (33)Ohm-osra cseréljük.