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标题: 恒压式超亮LED头灯DIY 全攻略 [打印本页]

作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:37
标题: 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）
 
 LP 2950 3.3V 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。
 
 电路
 
 这个头灯的电路非常简单，接线方法可参照LP 2950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。。。
 
 
 
 
 ★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:40
标题: 图一，原头灯
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:41
标题: 图二，LED
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:44
标题: 图三，LP2905
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:44
标题: 图四a，音频线
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:46
标题: 图4b,4线双头计算机插线
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:47
标题: 图5，胶水
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:48
标题: 与L型军用手电亮度对比――1
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-17 09:49
标题: 与L型军用手电亮度对比――2
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作者: 紫藤Kylin 时间: 2002-8-17 11:29
标题: 用国产的哪个头灯也可以吧？
哪个才40元，改完了如果能用几十个小时的话，挖~~~~~~那可赚了~ 真实脆弱的东西，我们只是把它藏在心底。□

作者: 一行脚印 时间: 2002-8-17 12:45
标题: 问个傻问题
偶不是学工的，对电路什么的知之甚少，不知道前一段时间从阿卡那里集体采购来的灯能不能采用这样的思路改装，如果能，能不能给点建议，谢了

作者: qiaokeli 时间: 2002-8-18 12:49
标题: 回答。。。
阿卡灯的优点
 1。重量轻。
 2。体积小。
 3。价格便宜。
 
 缺点：
 1.阿卡的改造方案，要求有非常高的使用水平，否则，很容易误操作烧毁LED（现象是LED发光亮度衰减）。因为任何原因，电位器设置的电阻过小，对LED都是危险的。厂家把电阻做成死的，是有充分的道理的：安全，但是副作用是越用越暗，亮度不稳定）。
 2。阿卡的灯是5mm规格LED。如果用10mm规格的亮度要比5mm大很多，我采用的LED,亮度为14000MCD，在10mm规格中，也算是亮度大的。所以才能和电筒媲美。
 3。用分压电阻或者电位器，这个思路本身就电效率不高。电阻会白白消耗很多电。
 
 关于改造：
 .阿卡的灯，可以象我的一样改造，但是，因为LED不同，未必是3.3v, 应该去查查他那个头灯的LED的工作额定电压。第二个要注意的是，如果改造阿卡的灯，建议采用Maxim 1722/1724 DC-DC稳压芯片，因为五个LED,电流太大，LP2950可能受不了。这从另一个角度说明，5mmLED亮度不够高，通过数量多来弥补，效果未必好，耗电又大。但是优点是体积小。
 
 我的这个方案的最大亮点，一个是引入LP2950，使得
 1。亮度充分发挥。而且稳定。
 2。省电。
 3。LED工作安全。
 另一个是10mm超亮LED亮度大。发光效率高。 ★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-18 12:50
标题: 改造以后，一定要小心使用，否则容易烧毁LED.
具体原因，看我下面的说明。 ★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-18 13:08
标题: 同样距离，光斑大小一样，聚光性和射程同样好。
10米没有问题。 ★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
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作者: 牧羊人 时间: 2002-8-19 21:51
标题: 请问你的管子是在那家买的？
我昨天去了知春路电子城（中发关了），卖LED的都在一楼，只在一家看到了标明1500mcd，10mm，60mA的白发白管子，根据管形（子弹头形）可以判断属于小角度发光管，但工作电流太大了，估计亮度怎么也达不到20mA管子的3倍。摊主不在，不能了解更多，只能下周再去。位置是在进门左面走廊里面的角上，牌子上是“亿光”。
 我正准备开工，使用MAX1722，看这个芯片的介绍，应该是可以起到恒流效果的（还没进行实测），他的输出电流是根据输出电压在一定范围内变化的，可以根据输出电流来确定带几个LED。
 
 谢谢！<

ID="edit">Edited by 牧羊人 on 2002/08/19 09:56.

作者: hshs 时间: 2002-8-19 23:19
标题: 我采用7只超亮白光LED焊接在一只电珠螺纹底座上，1.25*3节充电电池供电，电流150毫安。
LED微发热，（大反光碗）但是通过野外试用，室内反复测试调整半个月，还是效果不好。我开始怀疑超亮度LED头灯的实用价值到底有多少？感觉就是看着刺眼，用着不够亮。
 
 我看你将电流调整在100毫安，每只33毫安，这个电流超过LED正常工作电流20毫安很多，耐用性如何值得探讨，将工作中的LED触碰嘴唇，如果感到热，那么LED使用寿命是不会太长的。

作者: hshs 时间: 2002-8-19 23:36
标题: LED与电泡的色温指数一样，视觉感受亮，但是光照度不一定就高，譬如以前汽车大灯上加蓝条，好象增加了亮
但实际上只是改变了色温直属，真正的亮度反而因为加蓝条衰减了。超白LED实际上是在蓝光LED中做了一层白色的荧光反射膜，得到白色的光亮，目前还没有发现直接产生白光的半导体材料。

作者: hshs 时间: 2002-8-19 23:41
标题: 标题错了应该是“LED与灯泡的色温指数不一样”

作者: qiaokeli 时间: 2002-8-20 00:09
标题: 你用的一定是5mm的。还有。。。
10mm的要亮的多。三个足以和手电筒媲美。请看我上面的图。还有，你简单计算100/3=33是不正确的。在3。3v 稳压下，我的LED工作电流在20mm左右。100mA仅仅是2950的最大工作电流值而已。
 
 给你一个参考值我的10mm LED的发光亮度为 14000mcd. 发光角度10度。 ★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-20 00:10
标题: 好像是127柜台。
深圳惠什么公司。忘了。找找看。一个东北的大姐看摊。 ★领导我们事业的核心力量是中国共产党！
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作者: hshs 时间: 2002-8-20 01:29
标题: 什么价格？

作者: 紫藤Kylin 时间: 2002-8-20 02:50
标题: 那里的127柜台？是北京还是深圳的？
 真实脆弱的东西，我们只是把它藏在心底。□

作者: qiaokeli 时间: 2002-8-21 03:40
标题: 北京的阿。深圳也有知春市场吗？
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作者: 转眸处 时间: 2002-8-24 07:23
标题: 请问你的头灯在哪儿能买到啊？谢了~

作者: qiaokeli 时间: 2002-8-26 23:50
标题: 是126柜台，北京的知春市场
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作者: qiaokeli 时间: 2002-8-26 23:50
标题: 很多军品店都有。
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作者: 舵主 时间: 2002-9-13 04:07
标题: 是将LED并联吗?

作者: lzw 时间: 2003-1-12 23:47
标题: 请教一个问题
我们在雅宝路市场买的5根管的LED头灯35元,其中有一只已经坏了二根管,请问估计是什么原因呢?谢了! 李太白
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