Двухцветный ночник на суперконденсаторе LED | Полный DIY-проект

Вы можете сделать двухцветный ночник LED, работающий от суперконденсатора на джоулевой энергии схема вора для зарядки суперконденсатора. Большинство ночных ламп гаснут при отключении электропитания переменного тока. Этот ночник работает даже при отключении электроэнергии. Полностью заряженный суперконденсатор может освещать LED долгие часы и даже дни.

Свет лампы может быть зеленого, красного или даже белого цвета. Его также можно использовать в качестве аварийного светильника. LED ночник безопаснее и энергоэффективнее, чем лампы накаливания, работающие от сети переменного тока, или ночники с трубчатыми лампами.

Цепь и работа

Принципиальная схема суперконденсатора LED ночника показана на рис. 2. Он содержит транзисторы T1 (2N3904) и T2 (BC548), тороидальный трансформатор с катушками L1 и L2, суперконденсатор C1 2,7 В/100 Ф, тринадцать светодиодов (LED1–LED13), стабилитрон ZD1 и несколько других компонентов.

Когда схема питается от напряжения 12 В постоянного тока, светятся только зеленые светодиоды (LED5–LED12). Желтый светодиод 13 светится только тогда, когда суперконденсатор полностью заряжен. Когда питание отключается, загораются красные светодиоды (LED1–LED4).

Прямое напряжение красного LED составляет всего около 2 В, в отличие от других светодиодов, таких как белый или синий, у которых оно составляет около 3 В или более. Поэтому здесь используются красные светодиоды, поскольку они светятся дольше, чем другие светодиоды. В прототипе автора используются четыре красных светодиода, которые светятся шесть дней при полностью заряженном конденсаторе. Вы можете заменить некоторые или все светодиоды белыми для более яркого света, но тогда вам придется чаще заряжать конденсатор. Переключатель S1 предназначен для switch выключения лампы, когда она не используется.

Схема похитителя Джоуля — это недорогой и простой в сборке автоколебательный усилитель напряжения, который широко используется для управления небольшими нагрузками, такими как лампы LED. Его основные компоненты включают тороидальный трансформатор, два транзистора, суперконденсатор и четыре красных светодиода (LED1–LED4). Если напрямую подключить светодиоды к суперконденсатору (рис. 3), то светодиоды будут гореть до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не упадет до 2 В (Vf). После этого накопленная энергия остается неиспользованной.

В схеме похитителя джоуля здесь используется NPN-транзистор T1 и трансформатор с ферритовым сердечником с катушками L1 и L2. Эти катушки подключены к конденсатору напряжением Vc. Другой конец катушки L1 соединен с коллектором транзистора Т1, а катушка L2 - с его базой через токоограничивающий резистор R3.

Ток в катушке L1 накапливается и индуцирует напряжение в катушке L2, управляя транзистором T2. Как только ток в L1 перестанет увеличиваться, в нем не будет скорости изменения тока, поэтому в L2 не будет индуцироваться напряжение. Это выключает транзистор Т1. Накопленная в L1 энергия создает большой всплеск напряжения и приводит в действие светодиоды LED1–LED4, которые подключены к коллектору T1. Как только светодиоды потребляют накопленную в L1 энергию, транзистор Т1 снова включается, и цикл повторяется.

Создание и тестирование

Схема суперконденсатора PCB реального размера для ночника LED показана на рис. 4, а компоновка его компонентов — на рис. 5. Суперконденсатор C1 может быть либо установлен на PCB, либо напрямую подключен двумя проводами к положительной и отрицательной клеммам и размещен в соответствующем месте внутри шкафа.

Загрузите PDF-файлы PCB и компоновки компонентов: нажмите здесь

Четыре красных светодиода питаются от схемы похитителя джоуля. В авторском прототипе все светодиоды (LED1–LED13) установлены отдельно на универсальном PCB, причем желтый LED (LED13) находится посередине, четыре красных светодиода (LED1–LED4) образуют внутренние светодиоды, а зеленые светодиоды (LED5–LED12), соединенные последовательно, образуют внешние светодиоды. Однако вы можете разместить светодиоды как угодно. Вы также можете заменить зеленые и красные светодиоды белыми, не меняя схему.

При подключении источника постоянного тока 12 В к CON1 загорятся зеленые светодиоды и суперконденсатор C1 начнет заряжаться. Первоначально желтый светодиод 13 не светится. Он будет светиться только тогда, когда суперконденсатор заряжен. В зависимости от номинального тока источника постоянного тока 12 В зарядка может занять от десяти до двадцати часов.

При отключении напряжения 12 В постоянного тока или отключении сетевого питания красные светодиоды (LED1–LED4) светятся как ночник. Эти красные светодиоды могут гореть несколько дней, пока напряжение конденсатора не упадет до 2В или пока цепь не выключится через вкл./выкл. switch S1. Вы можете измерить напряжение конденсатора в контрольной точке TP1 с помощью вольтметра.

Сани Тео — энтузиаст электроники и технический редактор EFY