Artikel
LED-Taschenlampe
High-tech-Modell mit Mikrocontroller
Bereits im Halbleiterheft 2000 wurde eine einfache LED-Lampe vorgestellt. Das hier beschriebene Modell benötigt ein oder zwei Bauteile mehr, glänzt aber dank eines Mikrocontrollers (!) durch wesentlich gesteigerte Funktionalität.
Die LED-Taschenlampe soll so klein und leicht sein, dass sie in Hand-, Hosentasche oder Rucksack nicht stört. Sie soll aus Gründen des Umweltschutzes und der Kosten einen Akku benutzen, der auch dann funktioniert, wenn die Lampe ohne Wiederaufladen ein paar Jahre herumlag. Die Lampe soll den aktuellen Ladezustand des Akkus anzeigen und gegen versehentliches Einschalten/ Nicht-Abschalten geschützt sein. Sie soll einen Umkreis von einigen Metern hell genug ausleuchten, um zum Beispiel für einige Stunden als Arbeitsleuchte zu dienen. Bei reduzierter Leuchtstärke soll sie einige Nächte ununterbrochen durchhalten, und selbst bei einem völlig entleerten Akku nach Erholung mit dem letzten Rest von vielleicht 1 % der Kapazität (10 mAh) noch einige Stunden ein brauchbares Notlicht abgeben kann.
Die LED-Taschenlampe soll so klein und leicht sein, dass sie in Hand-, Hosentasche oder Rucksack nicht stört. Sie soll aus Gründen des Umweltschutzes und der Kosten einen Akku benutzen, der auch dann funktioniert, wenn die Lampe ohne Wiederaufladen ein paar Jahre herumlag. Die Lampe soll den aktuellen Ladezustand des Akkus anzeigen und gegen versehentliches Einschalten/ Nicht-Abschalten geschützt sein. Sie soll einen Umkreis von einigen Metern hell genug ausleuchten, um zum Beispiel für einige Stunden als Arbeitsleuchte zu dienen. Bei reduzierter Leuchtstärke soll sie einige Nächte ununterbrochen durchhalten, und selbst bei einem völlig entleerten Akku nach Erholung mit dem letzten Rest von vielleicht 1 % der Kapazität (10 mAh) noch einige Stunden ein brauchbares Notlicht abgeben kann.
Material
Gerber-Datei
Die zu diesem Projekt gehörende Platine steht als Gerber-Datei exklusiv allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern zum sofortigen Download zur Verfügung. Mit Gerber-Daten können Sie Platinen selber herstellen oder sie bei einem Platinenhersteller in Auftrag geben.
Elektor empfiehlt den zuverlässigen PCB-Service von Eurocircuits oder von AISLER.
Gerber-Dateien unterliegen der Creative Commons-Lizenz. Creative Commons bietet Urhebern die Möglichkeit, dass ihre Werke frei genutzt und verbreitet werden.
Platine
Extra-Info / Update
Update:
Leider wurde durch ein Versehen der Autor nicht genannt. Hier nachträglich die Autorenangabe:
Hans Reisinger, Infineon, München
Auf der Platine fehlt die Verbindung zwischen Pin 1 von IC1 und dem Entkoppelkondensator bzw. der positiven Versorgungsspannung. Diese Verbindung lässt sich durch die in der Abbildung angegebene Drahtbrücke herstellen. Der Layout-Download der Platine wurde bereits korrigiert.
Die in der Stückliste für D1 zusätzlich zur Schottky-Diode BAT48 angegebene Si-Diode 1N4148 ist wegen der Vorwärtsspannung von 1,4 V bei 0,5A (BAT48 <700 mV) keine gute Alternative und sollte nicht verwendet werden.
Leserbrief:
Den Bericht über die LED Taschenlampe (10/2002) habe ich mit großem Interesse gelesen. In meiner Eigenschaft als Ausbilder für den Bereich Elektromechanik kam mir der Gedanke, so eine Taschenlampe als Projektarbeit den Auszubildenden anzubieten. Beim anschauen der technischen Zeichnung ist mir aufgefallen, das sich die Zeichnung von dem abgedruckten Bild unterscheidet. Besteht die Möglichkeit, diese Zeichnungen zu bekommen? Eine weitere Problematik ist diese Linse, zu der ich keine weiteren Angaben finden konnte.
Thomas Schweizer
Die Originalzeichnung kann im Micrographx-Format von der Elektor-Hompage heruntergeladen werden (bei den Downloads zum Oktoberheft). Die Abmessungen unterscheiden sich nur unwesentlich von dem Maßbild in Elektor. Was die Linse betrifft: Eine Linse macht nur dann Sinn, wenn ein kleines Objekt (z. B. die Glühwendel einer Lampe) im Brennpunkt der Linse angeordnet wird, um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen. Bei der LED-Lampe besteht das Objekt aus 7 LEDs, ist also nicht klein. Die Linse macht also wenig Sinn, eine plane Scheibe genügt. Die Lichtbündelung wird von den LEDs selbst übernommen (die Kappe des LED-Gehäuses ist dann die Linse).
Leider wurde durch ein Versehen der Autor nicht genannt. Hier nachträglich die Autorenangabe:
Hans Reisinger, Infineon, München
Auf der Platine fehlt die Verbindung zwischen Pin 1 von IC1 und dem Entkoppelkondensator bzw. der positiven Versorgungsspannung. Diese Verbindung lässt sich durch die in der Abbildung angegebene Drahtbrücke herstellen. Der Layout-Download der Platine wurde bereits korrigiert.
Die in der Stückliste für D1 zusätzlich zur Schottky-Diode BAT48 angegebene Si-Diode 1N4148 ist wegen der Vorwärtsspannung von 1,4 V bei 0,5A (BAT48 <700 mV) keine gute Alternative und sollte nicht verwendet werden.
Leserbrief:
Den Bericht über die LED Taschenlampe (10/2002) habe ich mit großem Interesse gelesen. In meiner Eigenschaft als Ausbilder für den Bereich Elektromechanik kam mir der Gedanke, so eine Taschenlampe als Projektarbeit den Auszubildenden anzubieten. Beim anschauen der technischen Zeichnung ist mir aufgefallen, das sich die Zeichnung von dem abgedruckten Bild unterscheidet. Besteht die Möglichkeit, diese Zeichnungen zu bekommen? Eine weitere Problematik ist diese Linse, zu der ich keine weiteren Angaben finden konnte.
Thomas Schweizer
Die Originalzeichnung kann im Micrographx-Format von der Elektor-Hompage heruntergeladen werden (bei den Downloads zum Oktoberheft). Die Abmessungen unterscheiden sich nur unwesentlich von dem Maßbild in Elektor. Was die Linse betrifft: Eine Linse macht nur dann Sinn, wenn ein kleines Objekt (z. B. die Glühwendel einer Lampe) im Brennpunkt der Linse angeordnet wird, um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen. Bei der LED-Lampe besteht das Objekt aus 7 LEDs, ist also nicht klein. Die Linse macht also wenig Sinn, eine plane Scheibe genügt. Die Lichtbündelung wird von den LEDs selbst übernommen (die Kappe des LED-Gehäuses ist dann die Linse).
Stückliste
Widerstand:
R1 = 680 Ohm , SMD 0805
Kondensatoren:
C1 = 220 n keramisch, SMD 0805
C2 = 33 µ /20 V, SMD 2220
C3 = 1 µ /6V3, SMD 1210
Spule:
L1 = 233 µ (100 kHz), ESR = 0,27 Ohm
Topfkern P9.0x5.0/N26 (Al = 250) mit 30,5 Wdg. 0,22 mm CuL
Halbleiter:
D1= BAT48 oder 1N4148
D2...D8 = LED, 5 mm weiß, 6400 mCd (Nichia/Nürnberg NSPW500BS) (www.nichia.co.jp/lamp-e.htm), erhältlich z. B. bei Conrad
T1=BSP308, BSP319 (RON=50 mOhm )
T2=BS170, BSS138 (RON=5 Ohm )
IC1=PIC12C672 04/SM (EPS 012019-41)
IC2=LM9140-2.5 oder TL431
Außerdem:
S1,S2 = SMD-Schalter 1 x an (Mentor 1254.1007 oder 1301.9314 oder Omron B3FS-1052 bei Farnell)
Akku = Sanyo UR18650 Li-Ion, 1350 mAh (18 mm, l = 65 mm, Gewicht 40 g) oder Sanyo UR18500 Li-Ion, 1100 mAh (18 mm, l = 50 mm)
R1 = 680 Ohm , SMD 0805
Kondensatoren:
C1 = 220 n keramisch, SMD 0805
C2 = 33 µ /20 V, SMD 2220
C3 = 1 µ /6V3, SMD 1210
Spule:
L1 = 233 µ (100 kHz), ESR = 0,27 Ohm
Topfkern P9.0x5.0/N26 (Al = 250) mit 30,5 Wdg. 0,22 mm CuL
Halbleiter:
D1= BAT48 oder 1N4148
D2...D8 = LED, 5 mm weiß, 6400 mCd (Nichia/Nürnberg NSPW500BS) (www.nichia.co.jp/lamp-e.htm), erhältlich z. B. bei Conrad
T1=BSP308, BSP319 (RON=50 mOhm )
T2=BS170, BSS138 (RON=5 Ohm )
IC1=PIC12C672 04/SM (EPS 012019-41)
IC2=LM9140-2.5 oder TL431
Außerdem:
S1,S2 = SMD-Schalter 1 x an (Mentor 1254.1007 oder 1301.9314 oder Omron B3FS-1052 bei Farnell)
Akku = Sanyo UR18650 Li-Ion, 1350 mAh (18 mm, l = 65 mm, Gewicht 40 g) oder Sanyo UR18500 Li-Ion, 1100 mAh (18 mm, l = 50 mm)
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