Яркий экономичный ночной фонарь
Задача: фонарик для освещения ступеней крыльца ночью. На 3 ступени требуется 3 светодиода. Питание — аккумулятор, заряжаемый днем от солнечной батареи.
Для решения поставленной задачи был использован обычный блокинг-генератор с параллельным включением светодиодов. Схема получилась простая, но энергопотребление достаточно высокое. При напряжении аккумулятора 1,2 вольта (1000 ма/час) ток составлял 60ма. Осенью фонаря хватало на 3 — 4 часа, а в пасмурную погоду и того меньше.
В результате проведённой работы удалось значительно модернизировать схему.
Во первых был использован аккумулятор от мобильника напряжением 3,7 вольт, ёмкость 900ма/час. В качестве солнечной батареи использованы 10 элементов по 0, 44 мв, 100ма. Все элементы соединены последовательно, что дает в сумме 4,4 вольта и 100ма при прямом солнце.
Цепочка из VD2, R2, R1, VT1 — служит для переключения из режима «свечение» в режим «зарядка». Освещённость, при которой происходит переключение можно установить подбирая сопротивления R1 и R2. На транзисторе VT2 собран обычный блокинг-генератор. В качестве трансформатора использовано ферритовое кольцо 16х9х6,3. Базовая и коллекторные обмотки намотаны сплетёнными проводами от распущенного сетевого кабеля. Провод 0,5 мм в ПВХ изоляции. Третья обмотка — провод 0,37 мм. Блокинг-генератор загнан в экономичный режим сопротивлением R3. Когда VT1 закрыт (ночью) блокинг работает, генерируя высоковольтные импульсы. Светодиоды (сверхяркие 20 -23 Lm) включены последовательно, что уменьшает рабочий ток. Напряжение на коллекторе составляет примерно 12 вольт.
Третья обмотка введена для рекуперации энергии. Число витков подбирается экспериментально. Чем больше витков, тем больше рекуперация и меньше свечение светодиодов. Чем меньше витков, тем меньше энергии мы возвращаем в схему, но тем ярче горят светодиоды. В результате удалось найти оптимальное решение для данной схемы. Светодиоды светят на полную мощность (проверялось при питании их стандартным током). Потребление схемы без обратной связи 18 ма. Осциллографом на питании видны пульсации. При введении обратной связи потребление уменьшилось до 12 ма, при чем не наблюдается «просадки » по питанию.
Таким образом удалось получить светодиодный фонарик с большой светоотдачей и 30% экономией энергии.
Кстати в данной схеме можно увеличить цепочку светодиодов до 4 штук (больше не проверял), увеличив соответственно количество витков в третьей обмотке и количество возвращаемой в схему энергии.