恒压式超亮LED头灯DIY 全攻略

舵主

qiaokeli

<br><br>★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
<br>★指导我们思想的理论基础是马克思列宁主义！

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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。
<br>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。
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<br>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。
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<br>首先介绍需要用的材料和辅料
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<br>普通头灯一只（图一，这是最老的型号，也最便宜，最好找）
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<br>超亮白发白 10mm发光LED 三只 （图二， 规格见附表）
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<br>LP 2950 3.3V 稳压管 一只 （图三）
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<br>电脑光驱音频线或者类似具有4线插头的双头线（图四）
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<br>哥俩好胶水 一套（图五）
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<br>绝缘胶布和必要工具若干
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<br>基本思路
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<br>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LP 2950 3.3V 稳压管将四节电池的串联电压，转换为3.3 V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。
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<br> 电路
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<br>这个头灯的电路非常简单，接线方法可参照LP 2950的管脚图。
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<br>制作过程
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<br>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
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<br>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
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<br>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。
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<br>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。
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<br>5．将头灯的灯座装回去。
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<br>6．将LED和LP2950插上。注意正负极性。图D 。
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<br>7．盖上前盖，打开开关，享受你的工作成果吧！制作完成！
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<br> 注意事项
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<br> 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。
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<br>2．10mm的LED聚光（角度10度）要比5mm规格好很多。
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<br>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。
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<br>4．灯座装回是注意检查是否触点接触良好。
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<br>补充
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<br>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。
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<br>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。
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<br>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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