Багато мають в наявності (або знайомі з ними) невеликі акумуляторні ліхтарики, що заряджають від напруги мережі змінного струму 220 В. Нескладна модернізація такого виробу позво лила доповнити його функцією нічника, який буде працювати під час заряджання акумуляторів. Крім цього, після того, як акумулятори будуть майже повністю заряджені, струм зарядки різко знижується, що запобігає передчасне старіння або вихід з ладу малогабаритних дискових нікель-кадмієвих акумуляторів.

Абсолютна більшість таких ліхтарів відрізняються граничною простотою і дешевизною електричної схеми. Внутрішній устрій зарядної частини одного з таких ліхтариків складалося з резистора С1-4 на 180 Ом 0,5 Вт, що гасить надлишок потужності малогабаритного плівкового конденсатора невідомого типу і виробництва номіналом 0,47 мк х Ф250 В і двох популярних малопотужних діодів типу 1N4148. Само собою зрозуміло, що вести розмови про довготривалої надійності ліхтариків, зібраних за такою або подібними схемами, не має сенсу (зустрічаються екземпляри навіть без захисного резистора, включеного аналогічно R2, як правильно показано на схемі рис. 2.8).

Отже, були видалені всі згадані вище радіодеталі, від усієї конструкції залишені корпус, батарея з трьох дискових акумуляторів типу Д-0.26Д, движкового вимикач SA1, замінена лампочка EL1 2,5 В х 0,15 А на 3,5 В х 0,17 А і виготовлено пристрій, схему якого ви бачите на рис. 2.8, а зовнішній вигляд на рис. 2.9 і рис 2.10.

Доопрацьований згідно з цією схемою ліхтарик містить у своєму складі суперяскравих світлодіод HL2 типу NSPW500BS білого кольору світіння зі світловіддачею 5500 … 6400 мкд, який виконаний в прозорому пластмасовому корпусі діаметром 5 мм. Наявність такого або подібного світлодіода дозволяє використовувати ліхтарик як нічник під час заряджання акумуляторної батареї. Коли батарея GB1 заряджена, зарядний струм акумуляторів різко знижується, при цьому починає спалахувати миготливий світлодіод HL1.

Рис. 2.8

«Білий» світлодіод теж буде блимати, але із зниженою яскравістю світіння. Такий режим роботи дозволяє автоматизувати і контролювати процес зарядки «необслуговуваних» акумуляторів, що запобігає їх псуванню та / або помітне зменшення номінальної ємності як від перезарядки великим струмом, так і від хронічної «обережною» недозарядкі. Зрозуміло, при цьому збільшується і число (зазвичай близько 500) гарантованих виробником акумуляторів циклів їх повної зарядки-розрядки.

Якщо після повної розрядки акумуляторів (напруга GB1 складе 3 В або навіть менше, що буде вже менше нормованого мінімально-допустимого 1 В на один такий акумулятор) вставити ліхтарик в розетку, то почнеться процес зарядки встановлених в ліхтарик акумуляторів. Незаймистого розривний резистор R2 захищає випрямний діодний міст VD1 від руйнівних стрибків струму, наприклад, в момент подачі напруги живлення 220 В. Не слід встановлювати цей резистор номіналом більше зазначеного на схемі, оскільки із збільшенням його опору зростає температура всередині корпусу ліхтаря, що негативно відбивається на його роботі. Високовольтний плівковий конденсатор С1 гасить надлишок потужності мережевої напруги живлення змінного струму 220 В. Резистор R1 призначений для розрядки цього конденсатора після того, як ліхтарик буде вийнято з розетки. Слід зазначити, що світіння HL2 можливо ще протягом декількох секунд після примусового припинення зарядки, так як для розрядки ємності оксидного конденсатора С2 потрібен якийсь час.

Стабілітрон VD2 обмежує значення випрямленої напруги на рівні 9 … 10 В. Оксидний конденсатор С2 знижує пульсації випрямленої напруги. Опір резистора R3 підбирають так, щоб при напрузі акумуляторної батареї 3,4 … 3,6 В зарядний струм GB1 становив 20 мА. При цьому світлодіод HL2 світить з максимальною яскравістю і ліхтарик може виконувати обов’язки нічника, непогано висвітлюючи темне приміщення невеликої кімнати.

У момент початку зарядки розряджених дискових акумуляторів малопотужний тріністор VS1 типу Ку112 або Ку112 залишається закритим. Велика частина енергії постійного струму витрачається на світіння ультраяскравих світлодіода HL2 і зарядку акумуляторів. На місці цього світлодіода був застосований примірник з падінням напруги на його виводах близько 3,2 В при струмі 20 мА. З ростом напруги на GB1 струм зарядки дещо знижується, що теж позитивно позначається на терміні служби застосованих хімічних джерел струму [49].

Змінним резистором R5 встановлюють поріг напруги, при якому відкривається тріністор VS1. Для цього ліхтарика він був встановлений при напрузі на батареї GB1, рівному 4,2 В. Як тільки батарея зарядиться до вказаного значення (1,4 В на один нікель-кадмієвий акумулятор), тріністор відкриється і велика частина випрямленого струму тепер буде протікати по ланцюгу R4 VS1. Опір резистора R4 підбирають при відключеному миготливому світлодіоді HL1 так, щоб зарядний струм батареї зменшився до 3 … 6 мА. Після остаточного підбору R4 підключається світлодіод HL1, який своїми спалахами буде сигналізувати про настання «дбайливого» режиму зарядки акумуляторів.

Під час спалаху HL1 акумулятори не зарядили, HL2 не світиться. Весь випрямлений струм протікає через відкритий тріністор і його навантаження.

У такому стані ліхтарик може перебувати від кількох годин до кількох діб. Те, що зарядний струм в кінці процесу зарядки зменшується, а не припиняється зовсім, дозволяє акумуляторам набрати 100% енергоємності. Крім того, немає необхідності вводити елементи термокомпенсации і / або враховувати фактор старіння і внутрішній опір застосованих дискових акумуляторів.

Керамічний конденсатор СЗ запобігає передчасному відкривання чутливого тріністора через перешкоди. На додаток до штатного движкового вимикача SA1 паралельно йому встановлена кнопка SA2 без фіксації замкнутого становища, що підвищує комфортність використання ліхтарика в разі, коли потрібні часті включення лампочки на короткий час.

Застосовані деталі. Резистор R2 типу Р1-7, Р1-25 або аналогічний імпортний розривною незаймистого опором 150 … 330 Ом. Змінний резистор R5 повинен бути опором 6,8 … 15 ком, наприклад, типу СПЗ-19А, РП1-51-1, РП-63Ма, СП5-16В – імпортні типів 3329Н, 3362Р або, що краще і надійніше, малогабаритні багатооборотні типів СПЗ-39, 3296W. Решта резистори постійні типів ОМЯТ, МЯТ, С1 -4, С2-23, С2-14, С2-50 відповідної потужності. Конденсатор С1 – полі-етілентерефталатний типів К73-17, К73-24в на робочу напругу постійного струму не нижче 400 В. Можна використовувати і спеціальні імпортні на 250 В, призначені для роботи в колі змінного струму напруги освітлювальної мережі. Оксидний С2-Надмініатюрний імпортний аналог К50-35, СЗ – керамічний К10-17, К10-73, К10-47а, КМ-5.

Діодний міст VD1 можна замінити на КЦ422Г, DB104-DB107 або скласти з чотирьох діодів серій КД209, КД221, КД243, КД247,

1 N4004-1 N4007 на напругу не нижче 300 В. Будь-яким із згаданих діодів можна замінити і VD4. Стабілітрон VD2 замінюється будь-яким малопотужним, наприклад, КС191Ж, Д814В1, КС211Ж, 1 N4741 А, BZX/BZW55C-11. При застосуванні ультраяскравих світлодіода HL2 з прямим падінням напруги більше 3,6 В стабілітрон VD2 слід взяти на 11 … 12 В. Стабілітрон VD3 підійде типів BZX/DZV55C-2V4, BZX/BZW55C-2V7, 7ГЕ2 (A-К), 7ГЕЗ (A-С), при незначному погіршенні стабільності режимів зарядки його можна замінити перемичкою. Світлодіод HL2 можна замінити на «білі» LC503QWH1-15, LC377PWH1-60G, «синій» L7113РВС або інші аналогічні з яскравістю світіння не менше 1000 мкд при струмі 20 мА. Миготливий світлодіод можна замінити будь-яким із серій L36B, L56B, наприклад, L36BGD («зелений»), L56BSRD / B («червоний»). Замість тріністора Ку112 можна спробувати встановити 2У107 з індексами А-Е, P0118DA1AA3, ВТ149В, MCR100-3, MCR100-4.

Радіодеталі R1, R2, С1, VD1, VD2, VD4, лампочка, акумулятори, вимикач SA1 і саморобний «штовхач» SA2 розміщені на одній з половинок корпусу ліхтарика, яка є як би основною. Для кріплення деталей використовувався клей, приготований з розчиненого в діхлоретане полістиролу. Саме через нього деякі деталі на фото не видно.

Коротко про конструкції саморобної кнопки SA2. Щоб не надто сильно змінювати зовнішній вигляд ліхтарика, кнопка SA2 зроблена як пластмасовий штовхач діаметром близько 3 мм, вставлений через просвердлений отвір в пластмасовому важільному перемикачі штатної кнопки SA1. Металева латунна контактна пружина, спочатку відноситься тільки до SA1, опромінення-дружина припоєм і посилена невеликий кручений сталевий пружинкою (див. рис. 2.10). Додаткова пружина запобігає залипання кнопок в замкнутому положенні.

Витративши у вихідний день кілька годин і зібравши за цей час пристрій за схемою рис. 2.8, ви станете власником ліхтарика-нічника підвищеної надійності і безпеки, що важливо, враховуючи, що процес повної зарядки нових дискових нікель-кадмієвих акумуляторів цим пристроєм триває близько 16 … 20 ч. Це близько підходить до необхідної тривалості часу зарядки акумуляторів іншими подібними, але більш простими пристроями.

Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радіоаматорам схеми, Москва 2008