среда, 5 ноября 2014 г.

Тюнинг и ремонт LED фонарей. Часть 2 (практика).

Продолжаем разбирать фонари. конструкцию рассмотрели в первой части, теорию там же. Вдохновившись, вы решили заменить светодиод или драйвер. Ну, или фонарь сам решил за вас сдохнув в самый неподходящий момент. Рассмотрим как сделать это, на примере модульных фонарей.

В специализированных фонарях надо будет поломать голову над разборкой, но принцип ремонта и тюнинюнинга останется прежним, а вот фотки мне будет неоткуда брать.

Разбираем фонарь.


Откручиваем головку фонаря, раскручиваем (если надо) головку, извлекаем модуль. 


Теперь разбираем модуль. Снимаем большую пружину, она как правило не припаяна (я не встречал припаянных), аккуратно откручиваем отражатель. Под отражателем должна быть шайбочка из пластика, текстолита или картона. Аккуратно сохраняем её, она обязательно должна вернуться на место. Я поначалу такую потерял и как следствие - сжёг пару кристаллов коротким замыканием на отражатель.


Итак, дальше без паяльника нам никак. Отпаиваем провода от подложки светодиода.

Проверяем, что драйвер хотя бы номинально жив - подаём на него напряжение (центральная пружинка +, корпус теплоотвода -) и смотрим напряжение на отпаянных проводах. Если оно есть и близко к напряжению на батарее - он скорее всего жив. Можно, кстати, воспользоваться для проверки корпусом фонаря.

 

Проверяем, жив ли светодиод - подключаем к нему литиевую "таблетку", например CR2032, использующуюся в материнках, глюкометрах и еще много где (найти не проблема). Если светится - он жив, можно пробовать заменить только драйвер.


Отделяем драйвер. Он обычно припаян по периметру к латунному корпусу-теплоотводу. Острым ножом отрезаем припой вровень с платой, стараясь не повредить плату драйвера. Потом тем же ножом аккуратно прорезаем щель между теплоотводом и платой.

 

Поддеваем плату прочной иглой или ножиком и выковыриваем.
Остаётся отделить светодиод от теплоотвода. Это заслуживает отдельного заголовка.

Демонтаж светодиода.

Смотрим на светодиод. Как видно, он смонтирован на алюминиевой пластине, которая вклеена на теплопроводящем клее в корпус-теплоотвод.

Можно, конечно, заменить сам светодиод без извлечения этой пластины, но сделать это крайне трудно: надо прогреть весь теплоотвод примерно до 240 градусов, снять светодиод, нанести флюс и приложить новый светодиод. Вроде всё просто и элементарно, а проблемы начинаются уже с прогрева латунной чушки до нужной температуры. Вторая беда - перегрев кристалла светодиода при пайке может привести к его разрушению. То есть вся эта затея превращается в лотерею, поэтому из опыта заявляю: себе дешевле сразу купить светодиод на такой же подложке.

Мне встречались следующие виды пластин-подложек:


Звёздочка - в больших фонарях, круглые маленькие двух размеров - в модулях Ultrafire 502 и в репликах оружейных осветителей. В прнципе, имеется положительный опыт обрезки "звёздочек" до шести- и восьмиугольника, вписывающегося в габариты кругляшка. Пилил бормашиной с отрезным кругом, потом шлифовал заусенцы по торцам. Резать ножницами по металлу не рекомендую, расколол светодиод.

Еще одна проблема, которая нас ждёт - пластина с диодом как правило вклеивается в корпус теплоотвода прочным резинообразным термопроводящим клеем.  Однако, если её поддеть прочной отвёрткой, то можно выковырять её, но погнув пластину подложки. Увы, даже если она и не сильно погнётся, светодиод скорее всего не выживет (или подложка лопнет, или линза отлетит). Но у нас же или светодиод уже дохлый, или в заднице свербит его заменить. Ковыряем.

Итак, у нас на руках есть все детальки, надо только собрать этот модуль обратно.

Выбор светодиода/драйвера.

В случае ремонта желательно менять сгоревший светодиод на точно такой же, либо той же серии (в том же корпусе), но более мощный. Тогда его и хватит на дольше, и качество работы фонаря - параметры светового пучка - не изменится.

Если же цель замены - повысить яркость, тогда надо быть готовыми к тому, что это будет сопряжено с увеличением светового пятна. Это связано с тем, что коллиматор/отражатель (или что у вас там в фонаре стоит) рассчитывается под определенный светодиод и замена на светодиод с другой линзой даст другой световой пучок.
Я как-то сменил простенький светодиод в реплике LLM-01 на мощный топовый светодиод Creе, умеющий светить под 480 люмен, плюс поставил соответствующий драйвер. Да, освещал он просто изумительно. Изумительно широко. Угловой размер пучка был порядка 60 градусов. В результате эти 400 люмен распределялись на огромную площадь, но освещение на единицу поверхности было еще ниже, чем до пределки. Но, гад, был очень хорош в обороне: включил и все противники сразу как на ладони, не надо шарить по кустам и искать лучём.
Итак, вы всё еще хотите менять светодиод. Ну, ладно, надо купить кристалл на подложке и продолжать думать.

Как правило, более мощный светодиод даст прирост яркости только в том случае, если драйвер обеспечит ему нужный ток. Для примера рассмотрим те же обычные серии Cree, с их падением напряжения в 3 вольта.
Для 1 Вт светодиода нужен ток 350мА, для 2 Вт - 700мА и т.д. Почти линейня зависимость, которую портит только повышение падения напряжения с повышением тока.
Для 5 Вт светодиода надо обычно 1,5 А, а не 1,75 А. Почему так? Пожалуйте почитать ликбез.

Вот вопрос: а потянет ли ваш драйвер этот светодиод? Точнее, обеспечит ли он нужный ток, который обеспечит необходимую вам яркость? Итак, драйверы (подробно о них в первой части).


Специализированные драйверы. На фото слева внизу. Стоят в недорогих фонариках, обеспечивают два-три варианта работы с заданными токами. Типа ярко, неярко, моргаем. Как правило не разгоняются.

Линейные драйверы. На фото внизу справа. По сути там на каждый ватт надо допаять один корпус источника тока. Ну, или несколько. Только вот КПД чёртов…

Хотя. Есть вот такие интересные драйверы от ON Semiconductors. Зовутся  NSI50350AS и обеспечивают 350мА каждый, то есть приблизительно на 1 Вт. Требуют минимум 1,8 "лишних" вольт для своей работы, а лучше 3 вольта. Хороши для прототипирования или переделки экзотических фонарей. На фото три штуки запараллелены для 3 Вт светодиода.

Импульсные драйверы. Троица вверху основного фото. Либо рассчитаны на определенный ток, либо там есть резистор, задающий ток через светодиод. Например, драйвер в центре. Там стоит микросхема 4521B у которой по даташиту ток на выходе зависит от резистора по формуле I=(215+-5%)мВ/R, то есть для 5 Вт светодиода (1,5А) надо заменить резистор на R=0,215*1,05/1,5=0,15 Ом (удачи в поиске этих резисторов). Кстати, не стоит забывать, что и батарейки могут не смочь обеспечить требуемый ток. Ну и длительность работы однозначно снизится.

Последний вариант - замена драйвера в сборе на подходящий светодиоду. Может быть сопряжена со сложностями - необходим драйвер такого же размера, что и оригинальный.

Сборка фонаря.

Производим её в обратном порядке. Сначала припаиваем провода к драйверу и устанавливаем драйвер в корпус так, чтобы концы проводов торчали из отверстий со стороны установки светодиода. 

Потом мощным паяльником прихватываем драйвер по периметру. Без фанатизма, весь периметр припаивать смысла нет. Если это новый драйвер, то пересаживаем ему центральную пружинку от старого.

Устанавливаем светодиод. Для этого нужен либо специальный термоклей, либо можно наколхозить свой. Хотя во многих случаях можно просто обойтись термопастой КПТ-8: отражатель все равно будет прижимать светодиод и подложку к корпусу, но это более рискованный вариант.

После установки светодиода припаиваем к нему провода, укладываем ту самую важную прокладку и накручиваем отражатель. Опять-таки, прикручиваем без фанатизма, заворачивать со всей дури не следует.

Осталось подцепить внешнюю пружину. Всё, можно собирать фонарик.