Ночник "Лампа накаливания"

Не так давно в продаже появились и стали относительно популярными так называемые светодиодные "лампы Эдисона" [1], которые применяются и как декоративные. Их основой являются филаментные (от англ, filament — нить накаливания) светодиоды (рис. 1). Они представляют собой стержень из стекла округлой или прямоугольной формы, на котором смонтированы 20 или более последовательно соединённых кристаллов УФ-светодиодов. После этого их покрывают слоем люминофора жёлтого цвета. Этот слой препятствует прохождению ультрафиолетового излучения, преобразуя его в видимый цвет, и обеспечивает рассеивание светового потока, который максимально близко соответствует цветовой температуре обычной лампы накаливания. Номинальное напряжение такого светодиода — 55...65 В, а максимальная потребляемая мощность в большинстве случаев — 1 Вт.

Как известно, залогом долговечной работы светодиодов является эффективный отвод тепла. Поэтому в "лампы Эдисона" часто закачивают смесь газов на основе гелия, который хорошо передаёт тепло от светодиода к колбе и далее в атмосферу. Филаментные светодиоды можно извлечь из вышедших из строя филаментных ламп (если, конечно, такой светодиод исправен) или приобрести также и в интернет-магазинах.

Филаментный светодиод был применён для изготовления ночника, имитирующего обычную лампу накаливания. Для его питания удобно применить сетевой блок питания (ЗУ сотового телефона) с USB-разъёмом, а в качестве автономного источника питания — Power bank с таким же разъёмом. Но в этом случае потребуется повышающий преобразователь напряжения.


Схема преобразователя напряжения показана на рис. 2. Он содержит генератор с регулируемой скважностью импульсов на таймере DA1, ключ на транзисторе VT1, накопительный дроссель L1 и выпрямитель на диоде VD3 и конденсаторе С2. Частота следования импульсов — несколько десятков килогерц. Резистором R2 осуществляют регулировку скважности импуль- сов, поступающих на базу транзистора VT1. Чем больше длительность импульсов, тем больше энергии накапливается в дроссе- ле и тем больше напряжение на светодиоде EL1, а значит, и боль-ше яркость его свечения. Яркость можно регулировать от слабого свечения практически до максимально возможной. При слабом свечении можно различить светящиеся кристаллы. В применённом светодиоде — 20 кристаллов. Резистор R1 ограничивает максимальную яркость свечения светодиода.


Большинство элементов преобразователя напряжения смонтированы на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1...1.5 мм, чертёж которой и схема размещения элементов показаны на рис. 3. Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, переменный — СП4-1, СПО, СПЗ-З, если применить переменный резистор СПЗ-4гМ с выключателем, с его помощью можно выключать ночник. Диоды VD, VD2 — любые маломощные импульсные серий КД521,    КД522,    1N4148.

Импульсный диод 1N4934 можно заменить диодом КД521А, 1N4148. Таймер NE555P можно заменить таймером КР1006ВИ1, но следует учесть минимальное напряжение питания — 5 В. Транзистор можно применить PN2222A Можно применить импульсный транзистор средней мощности с допустимым напряжением коллектора не менее 70 В и постоянным током коллектора не менее 0,5. Напряжение насыщения должно быть как можно меньше. Оксидный конденсатор — импортный, остальные — плёночные или керамические малогабаритные, причём конденсатор С2 должен иметь номинальное напряжение не менее 63 В. Дроссель — серии RLB на максимальный ток не менее 500 мА. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 4. В качестве кабеля можно использовать USB-кабель от какого-либо устройства. При этом следует обратить внимание на сопротивление его проводов, желательно, чтобы оно было не более 0,5 Ом.


Предварительно надо проверить работоспособность устройства и провести его налаживание. Взамен резистора R1 временно устанавливают подстроечный резистор сопротивлением 10 кОм. Резистор R2 устанавливают в положение максимальной яркости и подстроечным резистором устанавливают желаемую максимальную яркость. Затем подстроечный заменяют постоянным резистором с сопротивлением, равным сопротивлению введённой части подстроечного. При максимальной яркости надо на ощупь проверить нагрев светодиода, и если он разогревается сильно, максимальную яркость следует уменьшить. Резистор R4 подбирают при максимальной яркости свечения. Его сопротивление устанавливают максимально возможным, но чтобы при этот максимальная яркость не уменьшалась. Это обеспечит максимальный КПД. В дальнейшем резистор R4 монтируют на выводе переменного резистора R2.

Чтобы изготовить ночник, потребуется поместить светодиод внутри стеклянной колбы. Для этого придётся разобрать лампу накаливания. Сначала надо аккуратно удалить центральный контакт цоколя вместе с керамическим изолятором. Затем удаляют стеклянные трубку и арматуру крепления нити накаливания. Надо расширить проход в стеклянную колбу, удалив стеклянные выступающие острые грани и обточить их с помощью алмазного надфиля. Эта работа потребует аккуратности и осторожности, чтобы не пораниться об стеклянные осколки, которые надо собрать и выбросить.

Для держателя светодиода использован одножильный монтажный провод диаметром 0,5 мм в изоляции (желательно разного цвета, например красного и синего). Берут два отрезка провода и удаляют изоляцию на длину, равную высоте размещения светодиода внутри колбы. Оголённые концы проводов припаивают к выводам светодиода на расстояние не более 2 мм. Используя тот факт, что выводы светодиода гибкие, изгибают один из них на угол более 90 градусов, и провод с этим выводом вводят внутрь колбы на требуемую глубину. Фиксируют этот провод внутри цоколя лампы с помощью термоклея. В этом месте провод должен быть в изоляции. Затем вводят второй провод, выравнивают расположение светодиода внутри колбы и крепят его. После проверки работоспособности желательно дополнительно закрепить оба провода ещё одной порцией термоклея. Получилась лампа накаливания (рис. 5).

В качестве корпуса светильника использован пластмассовый корпус диаметром 43 мм и высотой 75 мм от зубочисток. В отвинчивающейся крышке корпуса делают отверстие, в котором закрепляют лампу. Сделать это можно с помощью термоклея. Сбоку в корпусе делают отверстие для установки переменного резистора. В нижней части корпуса сделано отверстие для кабеля питания. Как отмечено выше, источником питания может служить ЗУ сотового телефона или Power bank. Максимальный потребляемый ток — 300...400 мА.


Поскольку в таком варианте устройство может быть неустойчиво, существует высокая вероятность его падения набок, что может привести к разбитию колбы. Поэтому в качестве основания был использован каркас (вместе с магнитом для увеличения массы) от квадратной или круглой динамической головки диаметром 100...150 мм. В отверстия для крепления динамической головки можно установить резиновые амортизаторы. В заключение можно покрасить устройство в желаемый цвет, предварительно защитив кабель и колбу лампы от краски. Внешний вид устройства показан на рис. 6 (яркость свечения — минимальная). В результате получилась классическая радиолюбительская конструкция из имеющихся в наличии элементов и подручных материалов.