Фонарик бытовой. Часть II. Сборка.

Это окончание истории. А начало читайте здесь.

Дюралюминий трудно паять. Да, есть специальный припой для пайки алюминия. Но я представил, во что превратится жестяная консервная баночка от детского питания при попытке напаять на нее дюралевое кольцо для крепления линзы. И решил отказаться от этой затеи. Поступил иначе.

Просверлил в уступе дюралевого кольца 8 отверстий диаметром 1 мм. По два с каждой "стороны света". Расстояние между парными отверстиями 5 мм.

Аналогичные отверстия наметил и проколол шилом в тонкой жести банки. В верхней ее части тоже есть уступ шириной примерно 1.5 мм. Он остается, когда с банки снимают крышку. На внутренней стороне банки рядом с отверстиями нужно зачистить и залудить с помощью флюса небольшие участки.

Затем зачистил и залудил отрезок медного обмоточного провода диаметром 1мм. И нарезал из него 4 отрезка. Их согнул в виде П-образных скобок. Высота скобки примерно 7-10 мм, ширина 5 мм.

Далее надо просто установить дюралевое кольцо на верхнюю часть банки, совместить отверстия и проставить в них наши П-образные скобки. Потом немного согнуть ножки скобок внутри банки, чтобы дюралевое кольцо прижалось сильнее.

А потом припаять ножки скобок к заранее залуженным участкам внутри банки.

Лишнюю длину ножек скобок после припайки отрезал кусачками.

Теперь в любой момент можно устанавливать линзу и фиксировать ее, привинчивая второе дюралевое кольцо к первому.

С креплением драйвера проблем не возникло. Он просто припаивается своими контактами на плате к проводам, выходящим из осветительного модуля. Это рассматривалось выше.

Но нужно разместить в банке еще и зарядное устройство с кнопкой. Потребовался шестой кругляш из фольгированного стеклотекстолита диаметром 41.5 мм.

Я приложил к нему кнопку, зарядное устройство, чуть выступающее за его пределы и по их контактам наметил расположение печатных проводников. Затем зачистил плату ученическим ластиком и простым черным маркером (в использовании лазерно-утюжной технологии (ЛУТ) необходимости не возникло) нарисовал дорожки. После этого вытравил плату в растворе хлорного железа и смыл краску маркера спиртом. Осталось ее снова зачистить и залудить.

Зарядное устройство жестко фиксируется на круглой плате с помощью припайки к его контактным площадкам отрезков медного обмоточного провода. Кнопка также припаивается своими контактами к плате, но ее контакты тонкие, непрочные. Поэтому дополнительно кнопку нужно приклеить к плате моментальным клеем. При этом нужно проследить, чтобы клей не попал внутрь кнопки.

Для увеличения максимально допустимого тока, соответствующие контакты на кнопке подключаем параллельно.

От платы с зарядным устройством (от кнопки) пару проводов (синий - минус (общий), красный - плюс) припаиваем к контактам светодиодного драйвера.

Еще два провода будут уходить от платы зарядного устройства вниз, через крышку банки, к аккумуляторам.

Делаются на диаметрально противоположных сторонах в нижней части банки. Жесть довольно тонкая, сверло ее будет рвать. Можно проткнуть шилом, а потом аккуратно расточить их тонкими надфилями, круглым и полукруглым.

Для кнопки отверстие делаем круглым, под ее толкатель, простой пятимиллиметровый светодиод.

Для разъема зарядного устройства... С этим сложнее. Мне показалась не очень хорошей идея, когда металл разъема будет контактировать с жестяным корпусом банки. Нужна какая-то промежуточная область из изоляционного материала. Да и для индикации зарядки нужно что-то предусмотреть.

Пригодился кусочек прозрачного оргстекла. Обрабатывать его нужно прямо в защитной пластиковой пленке-упаковке, в которой он поставляется. Упаковку снимаем только в самом конце обработки.

Сразу скажу, что с первого раза у меня не получилось. На самом деле я извел два таких кусочка, прежде чем добился более-менее приемлемого результата.

Что я с ними делал.

- Вырезается прямоугольник длиной 20-22 мм и высотой 20-25 мм.

- В нижней части прямоугольника сначала высверливается, а потом растачивается надфилем отверстие под USB-разъем зарядного устройства. Разъем должен входить в него более или менее плотно.

- Затем, по вертикальной оси оргстекло нужно изогнуть дугой. Чтобы оно повторяло радиус изгиба банки.

- Изогнуть оргстекло можно, если его нагреть. Сначала я нагревал его обычной зажигалкой. Можно нагревать феном, тонкой струей горячего воздуха.

- Нагревается оно очень быстро, вот еще кристалл и буквально через секунду уже течет, пузырясь. Важно не пропустить этот самый момент. Пришлось тренироваться. Когда оргстекло размягчится, нужно прижать его к такой же банке-шаблону и подождать, пока застынет.

- Можно поступить иначе. Нагревать не само оргстекло, а банку-шаблон. Зажигалка здесь уже не поможет, банку я предварительно накалял в пламени газовой плиты. Пока она не остыла, прикладывал к нему оргстекло и слегка надавливал на его края.

- После всех этих деформаций возможно придется снова подточить надфилем отверстие для USB-разъема. Быть может придется сточить опаленные части по краям.

- Затем можно снять защитную пленку.

В результате получим прозрачное световодное окошко. Оно одевается на разъем и чуть светится в процессе зарядки. Свет идет от встроенных в плату зарядки индикаторных светодиодов. Когда заряжается - красный, когда зарядился - синий.

А отверстие для этого индикатора в корпусе банки у меня в виде эллипса. Размером 12х9 мм.

Соединяем этажерку с аккумуляторами, осветительный модуль с припаянным драйвером, плату зарядного устройства с кнопкой с помощью латунных круглых и шестигранных стоек и болтиков-винтиков. Привинчивая все это с разных сторон к пластиковой крышке баночки от мультивитаминов.

Здесь к золотистым круглым латунным стойкам позже будет привинчиваться этажерка с аккумуляторами.

А серебристые шестигранные стойки - ключевые. На них через отверстия в крышке и дне банки крепятся плата с зарядным устройством и стойки осветительного модуля.

Собранное пока без корпуса устройство выглядит так.

Трудностей его сборка в таком виде, скорее всего, у вас не вызовет.

Останется только поместить его в корпус, собрав окончательно.

Тестовые испытания перед окончательной сборкой.

Окончательная сборка со стороны аккумуляторов не проблема - одеваем пластиковую банку на этажерку с аккумуляторами и завинчиваем крышку. Мы сделаем это позже.

Но вот со стороны жестяной банки и осветительного модуля...

Когда я пытаюсь повторить этот фокус, времени уходит по-разному. Иногда это 5 минут, иногда полчаса или больше. Все дело в небольших размерах жестяной банки по сравнению с осветительным модулем.

Надо вслепую, через пластиковую крышку, дно жестяной банки, плату с зарядным устройством, наживить резьбу болтов на резьбу латунных стоек осветительного модуля. При этом все эти крышки, банки, платы, стойки болтаются и расходятся в руках.

Чтобы при сборке толкатель кнопки не проваливался внутрь корпуса временно фиксирую его полоской термоусадки. Короткие провода к аккумулятору временно соединяю и наращиваю, чтобы вывести через отверстие из корпуса банки и крышку.

Всего 2 болта завинтить и 40 минут времени как не бывало. Вот, что значит не до конца продуманная конструкция и технология сборки. Но, в конечном счете, все получается. Светоизлучающий модуль зафиксирован в корпусе.

Остается подпаять к контактам этажерки 2 провода питания от платы с зарядным устройством.

Затем привинтить этажерку к крышке, вставить в нее аккумуляторы и зафиксировать с помощью винтиков донышком с пружинками.

Теперь можно одевать на аккумуляторы пластиковую банку и прикручивать ее к крышке.

Стеклянную линзу можно устанавливать в фонарь любой стороной.

Сначала я устанавливал ее выпуклой стороной наружу. Но потом перевернул и такой узкий луч мне понравился больше.

А еще я заметил, что при угле рассеивания светодиода в 120 градусов свет просачивается из корпуса изо всех щелей. И мне стало грустно от такой светорасточительности.

Несколько дней после этого я обдумывал форму отражателя. Замерял линейкой внешний и внутренний диаметр требуемого конуса, его высоту и угол наклона поверхности. Пытался представить или рассчитать форму развертки, из которой можно свернуть такой отражатель. Вспоминал школьную геометрию со стереометрией и формулы для подобного расчета.

Так, толком ничего не вспомнив и не рассчитав, не придумал ничего лучше, как вырезать ножницами из школьной тетради в клеточку примерно подходящие по размеру концентрические окружности, вырезать из них сектора под определенным углом, сворачивать получившееся в конус и примерять к фонарику. Чтобы конус подходил к стеклянной линзе, которую я теперь обратил выпуклой частью внутрь корпуса.

Таким образом (не помню уже на седьмой или восьмой итерации) необходимая форма развертки была определена опытным путем.

Я вырезал по ее подобию заготовку из жестяной консервной банки. Свернул кульком. Пропаял место стыка. Расточил надфилем узкую часть, чтобы она не замыкала контакты светодиода. Отогнул полоску в 1 мм по краю широкой части, чтобы зажимать ее, завинчивая резьбу дюралевым кольцом.

Как мне кажется, получилось не очень.

Есть еще куда стремиться в направлении дизайна.

Но то что есть, то есть.

И свет теперь не вырывается по бокам. Он устремлен вперед. В линзу и наружу.

Так выглядит полностью собранный фонарик.

А так это все работает.

Вид на шкаф с радиодеталями с дивана посреди ночи.

В режиме наибольшей яркости потребляемый ток составляет ровно 1 Ампер.

При напряжении питания аккумуляторов 3.7 Вольт потребляемая мощность составляет 3.7 Ватт.

Это конечно не 10 Ватт световой мощности светодиода, как было заявлено ранее.

Влияет также и драйвер и его КПД.

Так что реальная световая мощность будет еще меньше, надеюсь, что примерно около 3 Ватт.

При общей электрической емкости (двух параллельно подключенных) аккумуляторов в 6800 мА/час одной зарядки должно хватать примерно на 5-6 часов.

У меня не хватило терпения дожидаться полной разрядки аккумуляторов, да и 6 часов подряд держать фонарик включенным надобности пока не было.

В общем, по характеристикам, фонарик как раз подходит для домашнего хозяйства.