Latarka LED 1W Li-Ion + USB

Witam.

Chciałbym zaprezentować swoją własną konstrukcję latarki LED z diodą KTH1W80-C1 o mocy 1W. Na rynku jest pełno ledowych latarek i ich cena potrafi być bardzo niska, jednak mi chodziło o to, żeby zrobić własną konstrukcję opartą na podstawie zdobytej wiedzy oraz doświadczenia.

Opis konstrukcji.

Jako źródło zasilania wykorzystałem ogniwo Li-Ion 18650 ze starej baterii z laptopa. Jak wiadomo ogniwa Li-Ion wymagają specjalnego traktowania, szczególnie podczas ładowania. Na rynku dużo jest dostępnych kontrolerów do ogniw Li-Ion, jednak ja zdecydowałem się zaprojektować własny układ.

Do kontroli ładowania ogniwa użyłem ładowarki działającej w trybie CC-CV uruchamianej za pomocą mikrokontrolera. Ładowarka jest analogową konstrukcją opartą o źródło prądowe z ograniczeniem maksymalnego napięcia wyjściowego. Po naładowaniu ogniwa ładowarka zostaje od niego odłączona, dzięki czemu nie następuje niepotrzebne rozładowanie. Najbardziej wygodnym i uniwersalnym złączem ładowarki okazało się gniazdo mini USB typ B.

Sercem konstrukcji jest mikrokontroler PIC16F628A, którego zadaniem jest obsługa trybów pracy latarki oraz kontrola ładowania ogniwa. Mikrokontroler ten nie posiada przetwornika ADC, a mimo to daje sobie radę z obsługą ładowarki. Kolejną funkcją mikrokontrolera jest załączanie i wyłączanie świecenia w dwóch poziomach jasności oraz trybie tzw. "strobe".

Podłączenie ładowarki sygnalizowane jest delikatnym miganiem diody z częstotliwością 1Hz, a po osiągnięciu na ogniwie napięcia 4.20V ciągłym świeceniem i po ok 20 minutach następuje odłączenie ładowarki i zgaśnięcie diody.

Wykorzystana dioda to KTH1W80-C1 o mocy 1W z soczewką o kącie rozproszenia 25'. W roli radiatora wykorzystałem aluminiową obudowę kondensatora o średnicy 15mm. Pomimo, że dioda posiada maksymalny prąd przewodzenia 350mA to zdecydowałem się obniżyć go do 250mA, dzięki czemu mam pewność, że jej żywotność nie ucierpi oraz latarka znacznie dłużej będzie świeciła. Do kontroli poziomu jasności diody wykorzystałem proste źródło prądowe.

W związku z tym, że z założenia miała to być własna konstrukcja zdecydowałem się na użycie jako obudowy rurki instalacyjnej o średnicy wewnętrznej 20mm. Z przodu rurki znajduje się soczewka z diodą, natomiast z tyłu gniazdo mini USB oraz przycisk takt switch.

Mikrokontroler.

Pomimo tak prostej konstrukcji jaką jest latarka zdecydowałem się na użycie mikrokontrolera głównie z dwóch powodów, a mianowicie ze względu na wykorzystanie analogowej ładowarki oraz występujące zjawisko tzw. drgania styków. Oczywiście zamiast mikrolontrolera można użyć układów z serii CD ale jednak o wiele prościej jest zaprogramować jeden układ.

W stanie wyłączenia mikrokontroler znajduje się w funkcji "sleep", dzięki czemu cały układ praktycznie nie pobiera prądu (Ioff ~ 100nA). Naciśnięcie przycisku budzi mikrokontroler i załącza on diodę (latarka świeci, tryb Lo), ponowne naciśnięcie przycisku powoduje jaśniejsze świecenie diody (tryb Hi), a przytrzymanie przycisku (3s) podczas świecenia w trybie Lo wyzwala tryb "strobe" czyli powtarzające się dwa krótkie mignięcia i przerwę. Naciśnięcie przycisku w trybie Hi lub strobe powoduje wyłączenie latarki.

Podłączenie ładowarki w dowolnym momencie powoduje przejście latarki w tryb "charge".

Płytka została wykonana jako dwuwarstwowa, ze względu na miejsce jej ułożenia w latarce nie ma na niej przycisku oraz złącza USB. Schemat rysowany na szybko więc jest trochę nie dokładny i brakuje części opisów ale dzisiaj nie dam z tym rady. Czekam na opinie.