Переносной дальнобойный фонарь на светодиодах или как сделать ручной сверхмощный прожектор на аккумуляторах своими руками

В своей статье я расскажу вам, как сделать безумно яркий аккумуляторный светодиодный фонарь, и превратить ночь в день своими руками.

Большинство из нас пользуется фонарями в походах, для ночных прогулок или просто, когда выходит в темноту. Обычно эти фонари мы покупаем в хозяйственных магазинах, и они светят достаточно тускло. Чтобы исправить это, я придумал и собрал сверхмощный фонарь, который подходит для освещения дороги ночью, создания крутых фото и видео эффектов (вроде светящихся сфер в научной фантастике), освещения рабочей площадки и много другого и все это за разумную стоимость.

Шаг 1: Используемые материалы

Даю список использованных мной материалов, можно взять такие же или подобрать что-то похожее.

Также вам понадобятся провода, клеммная колодка, предохранители и держатели для них, припой, термоусадка и тд.

Получившийся дальнобойный фонарь выйдет примерно втрое дешевле, чем магазинные аналоги. И не забывайте, что аккумулятор и зарядное устройство можно использовать в других приборах. Также во время сборки ручного фонаря вы приобретете новые знания и опыт, а это бесценно.

Шаг 2: Основные рабочие моменты сборки фонаря

Так как диод в нашем прожекторе потребляет огромное количество энергии, вплоть до 100 Вт (33 В и 3 А), он отдает очень много тепла, поэтому ему нужен серьезный теплоотвод. Тот, что я указал в своем списке может показаться вам чересчур большим, и так оно и есть, но и наш фонарь сам по себе «чересчур».

Чтобы обеспечить энергией этого «зверя» вам понадобится мощный аккумулятор, для приборов с высоким энергопотреблением, также он должен быть легким и компактным, ведь мы с вами как-никак переносной фонарь делаем, — свинцово-кислотные сразу отпадают. Этим требованиям отвечают литий-полимерные аккумуляторы. Такие обычно устанавливают на дронов и РУ-модели. Они небольшие, легкие и их можно быстро разрядить – то, что надо для нашего фонаря. Я установил в свой фонарь 11,1В аккумулятор (ссылка выше).

Так как мощность аккумулятора 11,1В, а диоду нужно 33В, мы и взяли повышающий преобразователь. Он использует встроенный потенциометр, чтобы повышать входное напряжение 11,1В до 33В на выходе. Вы должны следить, чтобы диод не получал больше 34В, и не меньше 26В. Для того, чтобы отслеживать выходное напряжение преобразователя вам и нужен будет цифровой вольт-амперметр. Он показывает вам напряжение и силу тока, идущего к диоду. Все это позволяет нам регулировать яркость света и помогает предотвратить подачу тока слишком высокого напряжения. Для дополнительной защиты мы установим 4А плавкие предохранители на выходе преобразователя. Как бы забавно ни было взорвать 100Вт диод, ждать доставки снова не хочется.

Индикатор разряда необходим для предотвращения глубокого разряда, ввиду чувствительной внутренней химии литий-полимерных аккумуляторов такой индикатор необходим. Каждый элемент аккумулятора будет заряжаться при напряжении до 4,2В на каждый элемент, и не ниже 3В. Если напряжение опустится ниже 3В, оно быстро упадет до 1В, это повредит элемент. Мы предупредим это, установив индикатор разряда на 3,2В (раздастся звуковой сигнал) с помощью кнопки наверху. Но если по какой-то неизвестной причине напряжение упадет ниже 3,2В, быстро поставьте аккумулятор на зарядку на наименьший уровень заряда, это позволит восстановить аккумуляторный элемент с минимальными повреждениями.

В своем фонаре я установил два выключателя – один, главный, на общее питание, второй – только на диод. Я сделал это для того, чтобы при выключенном свете система охлаждения, индикатор разряда и цифровой вольтамперметр продолжали работать. Так я могу видеть напряжение в аккумуляторе с включенным или выключенным светом, кроме того, мне нравится слушать, как мой прибор шумит при включении главного выключателя.

Шаг 3: Монтируем диод к теплоотводу

Чтобы начать монтаж, нанесите на диод термопасту, как показано на картинке сверху (так как применение термопасты имеет много противоречивых отзывов, вы можете этого не делать). После этого я прикрутил винтами алюминиевый теплоотвод, лежавший у меня без дела, к диоду, и закрепил их на большом теплоотводе, как на другой картинке выше.

Не закручивайте гайки слишком сильно, чтобы не погнуть диод.

Вы можете приклеить линзу с рефлектором на этом этапе, используя эпоксидную смолу.

Шаг 4: Корпус

Корпус я взял от старого сломанного фонаря. Сначала я достал его содержимое – две лампочки от автомобильных фар и две небольшие свинцовокислые батареи. Потом я немного модифицировал корпус, чтобы уместить в нем новое содержимое. Для этого мне понадобились: термоклей, эпоксидная смола, наждачная бумага и гравер.

Сначала я удалил некоторые суппорты с помощью гравера. Потом я произвел предварительную сборку всех деталей и присоединил провода к рефлектору, лишнюю длину проводов я отрезал позже. В таких случаях всегда помогает эпоксидная смола. Теперь нужно попробовать, как собранные детали помещаются в корпусе, у меня все уместилось отлично. Затем я прорезал вентиляционные отверстия для кулера и закрыл их куском решетки от динамика старого сломанного айпода. Еще я прорезал и зашкурил отверстия под цифровой вольтамперметр, индикатор разряда, главный выключатель и подстроечный потенциометр, и установил их и повышающий преобразователь, использовав для этого очень много термоклея, потому что внутри корпуса его не видно.

Потом я добавил несколько завершающих штрихов – застежки-липучки на аккумуляторе и на ручке фонаря, чтобы его удобно было крепить к чему-нибудь, и приклеил наклейки, которые пришли в комплекте с аккумулятором. Теперь пора заняться проводами.

Я думаю, не у всех будет такая роскошь, как уже готовый корпус для фонаря, и мне очень интересно, как вы решите эту проблему.

Шаг 5: Электропроводка

Я набросал примитивную схему электропроводки в фонаре. Когда вы будете монтировать проводку фонаря, оставляйте провода достаточно длинными, чтобы их хватило на размер корпуса. Я соединил большую часть проводов до того, как поместил все в корпус, но можно сначала разместить компоненты и после этого протягивать провода, это зависит от корпуса вашего фонаря.

На этом этапе вам понадобится клеммная колодка для соединений с землей и питанием, провода (12 или 14 американский калибр, для соединений с большой мощностью), 4А плавкий предохранитель и держатель для него, и другие мелочи.

Не забудьте все соединения прятать в термоусадку. Сначала припаяйте провод к гнезду коннектора XT60, последовательно соедините выключатель с заземляющим проводом, этот выключатель будет главным. Затем закрепите концы в клеммной колодке, создавая положительную и заземляющую линии (в зависимости от используемой вами клеммной колодки, возможно вам придется вести провода от каждого соединения к клеммам).

Повышающий преобразователь

Припаяйте провода питания и заземления к входам.
Выключатель соедините с держателем предохранителя и подключите к отрицательному выходу. Здесь мы подключим 4А предохранитель.

Для регулировки напряжения, идущего на диод, вам нужен будет доступ к потенциометру. Я для этого вывел уже имеющийся в преобразователе подстроечный потенциометр в доступ.

Цифровой вольтамперметр и диод

Соедините два тонких провода (красный с плюсом, черный с землей), чтобы запитать клеммную колодку. Черный провод большего диаметра соедините с отрицательным выходом повышающего преобразователя, после держателя предохранителя.
Желтый провод пойдет к отрицательному выходу диода. Красный провод большего диаметра пойдет к положительному выходу повышающего преобразователя.

Индикатор разряда

Чтобы подключить индикатор разряда, соедините балансировочный разъем с выводами от земли до третьего, перекусите заземленный провод и соедините с основным разъемом земли на клеммной колодке.

Шаг 6: Чего делать не надо

А вот список вещей, которых делать НЕ надо:

Мои ошибки в основном касались повышающего преобразователя, я взорвал 4 платы в процессе сборки своего фонаря. Ничего страшного, ведь на ошибках учатся — лучшего оправдания я не смог придумать.

Преобразователи 1 и 2 (да, эту ошибку я совершил дважды  не коротите выход – плата может потрескаться или обуглиться). Первый раз я задел провода, идущие к диоду. Когда я поднял напряжение на диоде, меня ослепило, и я случайно закоротил провода.

Преобразователь 3. Не спешите и не пытайтесь тянуть провода до того, как пайка полностью расплавится, иначе вы вырвете контактную площадку. Припой не содержит свинца и времени, чтобы он расплавился уйдет больше, чем у припоя 60/40.

Преобразователь 4. Не перепутайте случайно полярности входов. Будет фейерверк, обязательно.
Кроме этих ошибок, процесс шел гладко.

Шаг 7: Что я хочу изменить

Я планирую внести следующие изменения:

• я собираюсь заменить подстроечный потенциометр на более подходящий, с удобной ручкой, и как-то добавить ограничение напряжения.
• сделать адаптер для параллельного подключения двух аккумуляторов.
• сделать контроллер вентилятора.
• поэкспериментировать над сужением светового луча.
• сделать адаптер для подключения к сети.

Также я планирую сделать уменьшенную водонепроницаемую версию своего фонаря, его корпус сам по себе будет теплоотводом. Об этом я сделаю отдельную статью.

Шаг 8: Галерея фотографий

Спасибо за то, что прочитали мою статью.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.