Доработка аварийной LED лампы 7 Вт E27 1500 мАч. Или как Сифон решил «задачу со звёздочкой»
Смеркалось. Сифон и Борода сидели за столом и пили чай с твёрдыми как камень пряниками. Как вдруг в дверь постучали.
— Кого это принесла нелёгкая — пробурчал Сифон.
— Эй, археологи! Открывайте! Я вам задачку принес. Со звёздочкой — раздался голос за дверью. Так звонко и бодро мог кричать охранник Игорь и сегодня как раз была его смена. Борода вздохнул и пошел в прихожую.
Свет он не включил и это было ошибкой — через секунду гость споткнулся в темноте, зазвенело ведро, что-то громко грохнулось и на свет вывалился ошалевший охранник.
— Так и убиться можно — обиженно сказал он, потирая колено.
— И тебе «здравия желаю», мил человек. Присаживайся — Сифон показал на табурет.
Охранник прищурился от яркого света, присел, раскрыл пакет и выложил на стол три белоснежные лампы с каким-то крючками.
— Вот! Китайские аварийные китайские лампы на аккумуляторах. Вчера напарник привёз. Говорит, что новые. Но лампы какие-то странные. У него дома не работают, а у нас здесь без проблем.
— Это как? Тут работают, а тут не работают… То потухнут, то погаснут. Так что ли? — съехидничал Борода.
— Сейчас покажу. Следите за руками, ловкость рук и никакой магии.
С этими словами Игорёк нажал на кнопку на патроне лампы типа E27 и та ярко вспыхнула.
— Ну, и чё тут магического? Сам же сказал, что аккумулятор внутри — Сифон был невозмутим.
Ничего не говоря, Игорёк открутил патрон с кнопкой и крепёжным крючком. Двумя пальцами демонстративно взял лампу и плавно опустил в кружку с чаем. Неглубоко, только на треть цоколя. Лампа снова вспыхнула.
— Вот и попил чайку — вздхнул Борода.
— Видели! Тежнолоджи! — радостно произнес охранник — Даже от замыкания пальцами на цоколе лампа срабатывает. Теперь по сути. Когда эта лампа вкручена в светильник, она работает как обычная. Но если электричество пропадает, то она переходит на питание от встроенного элемента. Потому и называется «аварийная».
Только есть одно «но» — продолжал Игорёк — в доме моего напарника эта лампа, при отключении света, почему-то не переходит на аварийный режим. А у нас в домике охраны работает как положено. Я всю линию обесточил, когда проверял.
— Кхе, у него, случаем, не медная проводка? Или с нейтралью. Может, это имеет значение — оживился Сифон.
— Не-е-е — протянул Игорёк — у него дом панельный, старый. Алюминиевая проводка, «фаза-ноль» и ничего лишнего.
Сифон взял лампу в руку и задумаося.
— И еще один момент. На парковке у ворот Кузнецовых на второй линии эта лампа также не работает. Вчера лично проверил, я им парковку обесточил, эту китайщину магическую ввернул, выключателем щёлкнул — она не сработала. Такая вот «финита ля комедия».
Сифон молча поднялся и пошёл в прихожую. Там встал на табурет и выкрутил обычную лампу. На ее место поставил аварийную.
— Борода, отруби свет. Пакетник возле холодильника — скомандовал Сифон.
Раздался звук «клац» и жилище окутала тьма. В темноте Сифон нащупал выключатель и нажал на клавишу. «Волшебная» лампа включилась, озарив прихожую белым мертвенным светом.
— И впрямь, аварийная. Только яркость ее на треть меньше от исходного… вроде как — сказал Сифон — Вот, что Игорёк, оставляй лампы и приходи завтра. Тут нужно покумекать...
— Так и у нас тоже проводка «люминий».
— А я об чём талдычу — задача со звёздочкой! Сможешь решить ее — заберешь одну лампу себе. Другую мы поставим у нас в домике охраны. Третью напарник отвезёт домой. Соглашайся, Сифон! Ты же как в прошлом инженер.
Утром Борода проснулся и увидел, как Сифон сидит за столом. Пахло канифолью и коньяком. Солнечные лучики плавали по потолку. Борода встал и потянулся.
Перед Сифоном на столе лежали лампы. Одна была вскрыта. Ее колпак-сфера одиноко покоилась неподалёку. Тут же находились молоток, паяльник, кучка мелких радиодеталей и «цэшка». Так Сифон называл мультиметр.
— Вроде, решил я эту задачку. Полночи провозился, даже в интернетах полазил. Теперь нужно провести испытания.
— А как лампу вскрыл то? — зевнул Борода, протирая глаза.
— Проверенным способом, Родион Иванович. Простым дедовским способом. Обстучал молотком. Хотя ламочка сия от китайских умельцев прелюбопытная. И собрана качественно. Крепко и надежно. Пластик — мое уважение. Тут даже в патрончике с кнопкой не экономили на винтах и на алюминьке.
— Дальше интереснее. Добрался до потрошков. Сначала снял круглую плату с алюминиевой подложкой. Всё тут закреплено на винтах и разъемах. На платке несколько чипов и светодиодная линейка. Снизу в патроне вертикально установлен аккумулятор 18650. Ну, и провода 220 вольт в цоколе. Цоколь припой держит, металл легко облуживается.
— Судя по всему, элемент 18650 хиленький, да, тут китайцы поджались — продолжал Сифон — На максимальной яркости такой продержится минут 10-15. Если аккумулятор будет недозаряжен, то и того меньше.
При этом у лампы есть три режима яркости — максимальный, средний и минимальный. Чтобы переключиться, нужно «клацнуть» выключателем и лампа перейдет на средний режим. Если еще раз «клацнуть» — на эконом. Ессно, в последнем случае она проработет дольше.
— У нее, чё… мозги что ли есть? Как она понимает, что свет пропал? — удивился Барода.
— Не-не… Мозгов тут и впомине нет. Зато есть чип QW2889F, он же контроллер аварийного освещения, который проверяет наличие сети 220 В, управляет зарядом и защитой аккумулятора 18650. А также переходит в аварийный режим при пропадании сети и от элемента 18650 подает питание на линейку светодиодов.
Рядом установлен чип MB10F — диодный мост. Он преобразует «переменку» 220 В в «постоянку» с вольтажом около 300 В. Третий чип — BP2861 — это сетевой LED-драйвер для питания тех же светодиодов.
— Так в чём же проблема была? Где собака порылась? — спросил Борода и сел на табурет.
Сифон плеснул в граненный стакан благородного напитка, выпил, выдохнул и заговорил.
— Пришлось разбираться с элементной базой. Тут дело в чипе QW2889F. Он следит за наличием сетевого напряжения и переключает лампу в аварийный режим при отрубании электричества. Однако в момент пропадания света питание схемы не резко падает до нуля и QW2889F не может сразу определить состояние цепи.
Значит, нужно убрать остаточное питание с QW2889F. Как это сделать? Поставить разрядный резистор 220–470 кОм после моста на электролит 3,3 мкФ 400В (параллельно, подпаять прямо на плате). Тогда при пропадании сети напряжение быстро падает до нуля и QW2889F переключается на батарею.
— Ничего не понял, но очень интересно — Борода почесал бороду.
— Но это только полдела. Еще нужно установить на входе 220В (между L и N) неполярный конденсатор типа X2 275VAC и ёмкостью 0,1–0,47 мкФ. Он зашунтирует помехи и утечки, уберет наводки и высокочастотный мусор.
В итоге RC-цепочка даст чётко «понять» чипу QW2889F, что напряжение либо есть, либо его нет. Кумекаешь?
— Про наводки я понял — Борода пододвинул свою кружку и жалобно сказал — Ты бы плеснул бы. Аромат шибко вкусный, мне, творческой личности, с утра не помешал бы.
Сифон пропустил его просьбу мимо ушей и увлеченно продолжил лекцию.
— В закромах я нашёл резистор 330 кОм и подпаял его параллельно электролиту. Этот резистор работает как разрядный. Хотя ток тут очень маленький, лучше взять рассеиваемую мощность с запасом, на 1 Вт. Конденсатор тоже нашёлся, кажись, вроде был снят с платы управления холодильником Liebherr.
Теперь остается проверить мою доработку. Вот переделанная лампа. Я на ней «звёздочку» маркером нарисовал. Зови Игорька!
— Это не звёздочка, а снежинка — уточнил Борода. Он сидел грустный и шмыгал носом.
Спустя полчаса охранник вернулся с модернизированной лампой.
— Ну, Фёдор Анатольевич! Ты настоящий кудесник. Работает лампа. А в чём проблема то была?
— Игорёк, ты что заканчивал? У тебя какое образование?
— Торгово-экономическое. А что?
— Тогда понятно. Забудь. Считай, что это «технолоджи».
— В любом случае одна аварийная лампа ваша. Эту лампу, «со звёздочкой» я передам напарнику. И… вот, благодарность от нашего охранного фонда.
С этими словами Игорёк водрузил на стол бутыль рома и небольшой пакет с колбасой и сыром. Узрев такое изобилие, Борода мгновенно ожил, встрепенулся и важно произнёс.
— Игорь, это не звёздочка, а снежинка!
******************************************************************
На этом у меня все!
Всем удачи и бобра! ©
До 17 лет я жил в родовом замке, где, благодаря заботам моей матушки баронессы де Монжу, был прилично воспитан и получил изрядное образование. Ныне, расставшись со своими дорогими родителями, дабы послужить отечеству на поле брани, прошу зачислить меня в роту черных гвардейцев его величества». ©
Их даже по телевизору показывали!
На свете есть много чего прекрасного, но грош цена тому, что неуместно.
Схему бы и фото до и после переделки.
Лежит такая же со свинцовым аккумулятором, вроде работает нормально, обзор тоже делал.
Спасибо за рассказ дочитал до конца, Настроение поднялось
сетевое+310 есть… подозрительное.Её алгоритм:
1) Если есть 220В — светит от них и заряжает аккум.
2) Если нет 220В — меряет Импеданс сети (импульсами). Если он больше определённой величины — работает от аккума, если меньше — то выключена.
Расчёт на то, что выключателя светильника (штатный, на стене) стоит близко к ней, длина проводки от лампочки до него небольшая и импеданс конденсатора, образованного этой проводкой при разомкнутом выключателе на частоте измерения выше порогового. Когда вы щёлкаете выключателем — вы подсоединяете проводку как минимум до автомата (а в случае реального пропадания света, а не отключения автомата — то всей вводной линии), у неё импеданс резко понижается (ёмкость «конденсатора» становится больше) и лампочка включается. Поэтому эти лампочки нельзя использовать в люстрах совместно с лампами накаливания: их спирали шунтируют цоколь и лампочка будет переходить на батарейное питание при выключении люстры штатным выключателем на стене.
У того человека дома (из вашей истории) лампочки не работали при отключении автомата из-за того, что емкость проводки от лампочки до автомата недостаточная (у старого провода расстояние между жилами больше, потому что диэлектрик слабее, это всё уменьшает ёмкость кабеля), а при реальном пропадании света — сработали бы.
Ваша доработка в виде напайки конденсатора на вход скорее всего лишила лампочку функциональности управления выключателем на стене и перевела её в примитивный постоянный «аварийный светильник», который работает исключительно по детекту наличия 220В: будет включаться от батареи всегда при отсутствии сети, в том числе и при выключении светильника выключателем на стене, ну и никакие режимы больше переключать не будет.
Есть сеть — светодиоды зажигаются от сетевого напряжения через мост и сетевой LED драйвер.
Нет сетевого напряжения и контакты на самом цоколе разомкнуты — светодиоды НЕ ГОРЯТ.
Нет сетевого напряжения и контакты цоколя замкнуты между собой — светодиоды зажигаются от встроенного аккумулятора.
В переносном режиме выключатель, замыкающий контакты цоколя находится внутри патрона с крючком.
Если такая лампа стоит в люстре с несколькими лампами, включенными параллельно, роль выключателя (замыкающего контакты цоколя) при обесточивании всей люстры — выполняет параллельно подключенная обычная лампа накаливания со спиралью.
Самостоятельно одинокая такая лампа при пропадании света НЕ ДОЛЖНА перейти на работу от аккумулятора без замыкания контактов цоколя. Также она не будет работать в паре со светодиодными лампами. Они не дают достаточного тока утечки между контактами цоколя для микросхемы, определяющей наличие сетевого напряжения или замыкания контактов цоколя и лампа не перейдет на питание от аккумулятора.
При пропадании сети во всей проводке, при ВКЛЮЧЕННОМ выключателе одиночной такой лампы, роль выключателя в цоколе выполняет остальная нагрузка в данной проводке. И без внешнего напряжения сети можно выключить одиночную лампу (разорвав её выключателем с остальной сетью), выйдя из аварийного режима освещения.
Опыт с погружением цоколя лампы в токопроводящую жидкость это наглядно демонстрирует.
Сифону и Бороде нужно было не прогуливать уроки физики и не пришлось бы разбирать такую лампу.
Она работает как и положено в описании.
1.При наличии электричества, как и обычные лампочки, свет обычно включается и выключается.При внезапном сбое питания при нормальном освещении он автоматически переключится на аварийное освещение.В аварийном освещении выключатель может нормально включать и выключать свет; Когда свет выключен, произойдет внезапный сбой питания, лампочка не переключится на аварийное освещение, но выключатель может включать и выключать аварийное освещение.
«Когда свет выключен, произойдет внезапный сбой питания, лампочка не переключится на аварийное освещение, но выключатель может включать и выключать аварийное освещение.»
Если выключатель самой лампы включен в проводку и внешняя сеть пропала — лампа через остальную нагрузку в сети (трансформаторы, лампы накаливания и т.д.) перейдет в режим аварийного освещения.
Если выключатель самой лампы выключен — лампа НЕ переключится на аварийное освещение. И её можно включить (через остальную нагрузку) или выключить, разорвав физически саму лампу от остальной сети.
Первый последовательная цепочка светодиодов питается от 220 В через сетевой драйвер тока на BP2861. Пока есть входное напряжение 220 В — горит одна группа светодиодов.
Вторая группа светодиодов — все включены параллельно и питаются от аккумулятора через микросхему QW2889F. От него же эта микросхема и питается. Через неё также же идет подзаряд и защита аккумулятора от разряда. Данная микросхема имеет два контакта входа детектирования (изолированные от остальных выводов). Пока на них есть ПЕРЕМЕННОЕ напряжение сети (они подключены до диодного моста) в пределах 85-265 В вторая группа светодиодов отключена от аккумулятора. Если переменное напряжение выходит за эти рамки — идет переключение на вторую группу светодиодов. Также по этим входным выводам микросхема измеряет сопротивление между ними при отсутствии переменного напряжения. Если оно выше 500 кОм — вторые светодиоды не горят.
Если меньше 500 кОм — светодиоды внутренним ключом подключаются к аккумулятору.
Ей все равно какое напряжение на конденсаторе после диодного моста.
Если выкрутить лампу из патрона — сопротивление между ними будет больше 500 кОм и лампа не горит. Это её состояние в коробке при продаже. Сама микросхема от аккумулятора в спящем режиме потребляет 55 микроАмпер. И практически не разряжает сам аккумулятор.
Если взяться за средний контакт лампы и боковой с резьбой (когда лампа никуда не подключена), то сопротивление самого тела может быть меньше 500 кОм (влажные руки или малое сопротивление кожи руки), то лампа в руках тоже загорится от внутреннего аккумулятора. Можно показывать фокусы.
Именно на них микросхема смотрит наличие переменного напряжения, а при его отсутствии измеряет сопротивление между ними.
У вас есть микроволновка, которая постоянно включена в сеть. Чаще всего в ней питание самой логики и индикаторов сделано на обычном трансформаторе с сопротивлением первичной обмотки ПОСТОЯННОМУ току не более 2-х кОм. Лампа измеряет сопротивление в сети (при отсутствии переменного напряжения в квартиру) именно на постоянном токе. И ей не важно какое сопротивление осталось в сети при выключении рубильника на входе в квартиру. Главное, чтобы оно было МЕНЬШЕ 500 кОм. Именно это сопротивление и замыкает между собой контакты самой лампы.
Это не частный случай.
Вот когда вы просто отключили именно саму лампу из сети выключателем и параллельно ей не осталось никакой другой нагрузки — лампа НЕ загорится от аккумулятора. Её контакты РАЗОМКНУТЫ между собой и показывают бесконечное сопротивление.
Вы еще предъявите претензию продавцу включив данную лампу в люстру на 2-3 лампы включенные параллельно. И если хотя бы одна из остальных ламп будет не светодиодная, а обычная галогеновая, то при выключении питания на люстру ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ на стене — ваша лампа через сопротивление холодной нити галогеновой лампы, подключенной параллельно вашей лампе станет выступать в роли соединителя контактов вашей лампы. И ваша лампа сразу включится от аккумуляторов и никогда самим выключателем на стене НЕ ВЫКЛЮЧИТСЯ, пока не сядет аккумулятор в ней.
И вы будете выдавать претензию, что лампа не работает как заявлено.
Хотя в описании четко написано (хоть и с китайским переводом на русский), что если одиночную лампу просто выключить выключателем — она НЕ включится. Если лампа останется подключена в общую сеть — при пропадании сетевого напряжения, лампа включится сигналом через остальную нагрузку. И её можно вручную выключить (отключив от общей сети) или включить через сигнал сопротивления самой сети.
Для кого я привел даташит на микросхему включения лампы от аккумулятора. Там написано, что она смотрит либо наличие напряжения на контактах лампы, либо при его отсутствии измеряет СОПРОТИВЛЕНИЕ внешней цепи между контактами самой лампы. И если оно меньше 500 кОм, микросхема понимает, что контакты лампы ЗАМКНУТЫ между собой хоть через это сопротивление, хоть накоротко.
Пока лампа просто в руках — она не горит. Когда её опустили в кружку с жидкостью — её контакты на цоколе замкнулись через жидкость и она загорелась.
Когда он обесточил всю линию, а не просто выключил одну лампу, она через остальную подключенную нагрузку работает как положено.
Если лампа светодиодная с её большим сопротивлением, то тока через светодиод и сопротивление вполне хватает для заряда конденсатора в самой лампе. И такая светодиодная лампа будет либо едва заметно светить при разомкнутом выключателе, либо периодически вспыхивать на доли секунды.
Значит с такой лампой выключатель с индикацией внутри будет считаться выключенным не до конца?
А это противоречит представлению zoog о термине замкнут выключатель или разомкнут. У него если два провода замкнуты — это всегда только короткое замыкание между ними, а если разомкнуты — то это обрыв в цепи.
Для именно данных ламп если сопротивление между контактами самой лампы меньше величины срабатывания микросхемы (от 0 — жесткое КЗ, до сопротивления 500 кОм), то контакты самой лампы считаются ЗАМКНУТЫМИ между собой. И лампа переходит в режим освещения от аккумулятора.
Если сопротивление между контактами самой лампы выше порога срабатывания микросхемы (от 500 кОм до бесконечности), то контакты самой лампы считаются РАЗОМКНУТЫМИ. И лампа не включается.
Это с точки зрения микросхемы, отвечающей за подключение второй цепи светодиодов в лампе к аккумулятору.
Именно по этому я пишу, что контакты лампы ЗАМКНУТЫ между собой через нагрузку, а не закорочены (режим КЗ). Даже если заменить слово контакты лампы замкнуты на СОЕДИНЕНЫ между собой, то у zoog СОЕДИНЕНЫ — это просто накоротко перемкнуты. Опять не вписывается в его видение мира.
Вот в этом случае режим КЗ (жесткого соединения контактов выключателем в цоколе для лампы с крючком) — это частный случай соединения контактов лампы между собой. Все промежуточные значения сопротивления соединения контактов лампы через нагрузку (до порога срабатывания микросхемы в 500 кОм) — это рабочий режим именно этих ламп.
Не большой знаток эл.схем. Но когда-то мне когда-то сказали, что такие лампы без эл.работают, только тогда, когда в сети есть нагрузка. С собственного опыта так же могу сказать, что они не работают, когда нет 0…
Борода пропустил его просьбу мимо ушей и увлеченно продолжил лекцию."
Графоманство грех, особенно если оно зацикливается само на себя.
На таких же микросхемах BP2861X и QW2889F. Первая сетевой ЛЕД драйвер, вторая управление зарядом и включение аварийного режима.
От данной лампы отличается количеством светодиодов.
В данной лампе последовательная цепочка состоит из одиночных светодиодов 1-8 на 6,4 В каждый и №9 на 3,2 В. Также в этой цепи стоит сборка параллельных диодов 10-18 по 3,2 В.
Микросхема QW2889F смотри за напряжением переменного тока на контактах цоколя лампы.
Есть напряжение — аккумулятор просто заряжается и не подключен к светодиодам 10-18.
Нет напряжения — нет зарядки. Микросхема измеряет СОПРОТИВЛЕНИЕ на контактах цоколя. Для данной микросхемы оно должно быть не ниже 500 кОм (типовое 1 МОм). Если оно выше 500 кОм — лампа не горит.
Если ниже 500 кОм (за счет нагрузки подключенной параллельно лампе в общей сети) — аккумулятор подключается к параллельно соединенным светодиодам 10-18 через сопротивления R3 R4 (включенные параллельно) по 2,7 Ом каждое. Они задают максимальную яркость светодиодов от аккумулятора.
Также микросхема имеет режим диммирования нагрузки и три режима яркости.
Ток заряда аккумулятора при питании от сети (когда светодиоды горят) равен току через светодиоды около 110 мА. Значит для полной зарядки аккумулятора на 1500 mAh нужно НЕПРЕРЫВНОЕ горение такой лампы около 14 часов. Только тогда лампа (после полной зарядки аккумулятора) в аварийном режиме сможет светить на полную — 2 часа, на средней яркости 3 часа и на минимальной около 6 часов.
Если сделать отдельную зарядку на платке с током до 1 А и вывести порт зарядки наружу, заряжать аккумулятор можно независимо от сети от павербанка на 5 В. Либо от внешнего зарядного для телефона на 5 В выкрутив лампу для быстрой зарядки.
Постоянное освещение лестничной площадки ночью.
Освещение аварийного выхода в темном корридоре.
Освещение двора в частном доме ночью.
2-3 ночи работы лампы от сети (без пропадания света) достаточно для полной зарядки аккумулятора. При работе данной лампы от сети — она работает от неё. При внезапной пропаже сетевого напряжения, лампа переходит на работу от аккумулятора и нужное освещение продолжает работать. На полную яркость минимум 2 часа. Если в это время щелкнуть пару раз выключателем — переводим лампу в максимально экономный режим. Продлеваем автономную работу до 6 часов до наступления рассвета или появления сети.
Также, выкрутив лампу и вкрутив её в цеколь с выключателем, можно использовать как фонарик. Она всегда в доступности (если рядом повесить цоколь с выключателем) и чаще всего полностью заряжена и готова к работе.
Отдельный фонарик не всегда может оказаться под рукой в нужный момент в данном месте. За ним нужно следить, чтобы он был заряжен. А сработавшая лампа в аварийном режиме всегда осветит дорогу к ней.
Имея несколько таких запасных заряженных ламп, можно их менять между собой по мере разрядки аккумулятора в одной из них.
Если их доработать для внешней более быстрой зарядки — будет запас уже заряженных ламп.
Для аварийного низковольтного освещения (например от внешнего аккумулятора) нужно вести отдельную линию к этим дополнительным лампам, ставить отдельный выключатель или делать автоматику для их включения при пропадании основного света. И самостоятельно заряжать внешний аккумулятор.
С данной лампой ничего менять не нужно — просто вкрутить её вместо обычной.
Есть у неё и слабое место — аккумулятор стоит внутри самой лампы и постоянно нагревается внутри корпуса от работающих светодиодов. Это сокращает срок службы аккумулятора.