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恒压式超亮LED头灯DIY 全攻略


 

  随着户外运动的蓬勃发展,头灯作为一种方便的夜间的照明用具,已经成为了很多“驴友”的标准装备。目前市场上有多种品牌可供选择,但基本上分为两大类。一类是钨丝灯泡作为发光体,原理类似普通的手电筒,一类刚出现的是LED发光二极管作为发光体。两者都是用5号或者7号电池作为电源。

  钨丝类的特点是亮度高,价格低,但耗电大,几个小时的连续使用就得更换电池。LED头灯重量轻,使用时间长,目前多为进口品牌,市场价格往往超过300人民币,有些品牌号称最长能使用150小时,但是据很多户外老手反映,其采用的LED比较小,发光亮度仍不能满足普通走夜路的需要,同时,随着电池的电量减少,十几个小时之后,发光强度更有明显的衰减。

  鉴于上述情况,本人就萌发了自己制作超高亮度LED头灯的想法。经过多次试验,终于获得成功,现在我的头灯已经使用几十个小时,亮度相当于甚至高于普通的灯泡式头灯,多次出野外使用至今仍然没有更换过电池,亮度毫无衰减。每次使用,都成为同行的“驴友”们关注的亮点。本方案具有选料简单,制作方便,维护和更换配件快速的特点。因此在这里把制作方法介绍给大家,共享DIY的乐趣。

  首先介绍需要用的材料和辅料

  普通头灯一只(图一,这是最老的型号,也最便宜,最好找)

  超亮白发白10mm发光LED三只(图二,规格见附表)

  LP29503。3V稳压管一只(图三)

  电脑光驱音频线或者类似具有4线插头的双头线(图四)

  哥俩好胶水一套(图五)

  绝缘胶布和必要工具若干

  基本思路

  由于LED对工作环境要求比较苛刻,电压和电流过大会迅速烧毁LED,过小会亮度急剧衰减。因此,本方案通过LP29503。3V稳压管将四节电池的串联电压,转换为3。3V后输出供LED使用(3。3v正好是我选择的LED的工作电压范围(3。2-3。6v)中的下限)。LP2950工作电流最大为100mA,因此带动3个并联的LED(工作电流20-25mA)没有问题。

  电路

  这个头灯的电路非常简单,接线方法可参照LP2950的管脚图。

  制作过程

  1.将头灯的前罩打开,拿掉反光碗和灯泡(这两样东西以后就用不到了),卸掉两个螺丝,将原头灯灯座部分拆下。图A

  2.将中央部分的弹簧拿出,压缩后用铁丝绑紧,放回。以腾出前面的空间。图B

  3.将两条音频线从中央截断,将四个接头分别用哥俩好胶粘结在图C中灯座的相应位置,作为LED插座和LP2950的插座。注意粘结的时候,占界面要事前处理,打毛,以利粘结牢固。作为LED插座的接头,可以仅留下中间的两个电线,LP2950的插座要留下三条。

  4.根据电路图,将LED插座和LP2950的插座后面的电线连接好。最好焊接,不行拧好亦可。用绝缘胶布粘好。

  5.将头灯的灯座装回去。

  6.将LED和LP2950插上。注意正负极性。图D。

  7.盖上前盖,打开开关,享受你的工作成果吧!制作完成!

  注意事项

  1.为保证发光强度,一定要选择超亮的LED。本人在电子市场考察了很多家公司的产品,最后选用的是一家公司为矿灯研制的LED。发光非常亮。

  2.10mm的LED聚光(角度10度)要比5mm规格好很多。

  3.LP2950一定不能省略,否则会很快烧毁LED。现象为亮度急剧衰减。3。3V的电压选择很重要。高了低了都不行。

  4.灯座装回是注意检查是否触点接触良好。

  补充

  还有很多朋友基于LED工作状态对电流敏感的特点,提出可以使用恒流方案。但是制作相对比较复杂,电路工作状态必须通过仪器测量调整,本人感觉不适合作为DIY方案。经过实测,本方案中LED的工作电压在3。3V正负0。01V,工作电流在20mA左右,正好是该规格LED的标准工作状态。经试用效果非常好。请看最后的发光效果比较图,这个头灯和军用L型手电发光亮度对比,很说明问题。

  市场上的LED头灯,其缺点源自于其电路特点。如果不使用恒压或者恒流电路,仅仅使用分压电阻的话,其工作的最佳点仅仅在刚刚换上新电池的时候(否则就会烧毁LED),随着电池电量下降,电压降低,LED的发光亮度必然降低。又因为LED的亮度和电流呈非线性关系,电流的下降,导致亮度急剧降低。

  因此,本方案的优势,就在于它能够将4节电池的电压,稳定以3。3V输出到LED上,直到电池6V的电压,下降到3。3V为止,那个时候,电池中的电,早就放的干干净净了。因为LED非常省电,估计几十个小时也就过去了。而且最重要的,这几十个小时之内,LED都是在以正常亮度在发光!即便是个把月就野外出去一次的驴友,每次用3、4个小时,我估计你一年半载也用不完四节电池。哈哈。。。

 

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