Конкурсная работа на республиканскую выставку-конкурс технического творчества «Твори и побеждай» на тему «Аварийный светильник из светодиодной ленты»

Аварийный светильник из светодиодной ленты
DOC / 142.5 Кб
Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Луганской Народной Республики

«Первомайский колледж»

КОНКУРСНАЯ РАБОТА

на республиканскую выставку-конкурс технического творчества

«Твори и побеждай»

«Аварийный светильник из светодиодной ленты»

Разработа учащихся:

- Салиенко Артур Вячеславович, группа 1-С

- Дурмаджи Виктор Сергеевич, группа 1-С

2021

Введение

В условиях боевых действий в 2014-2015гг учащиеся Первомайского колледжа и его работники неоднократно были вынуждены спускаться в безопасное подвальное помещение, чтобы избежать поражения осколками мин и снарядов. Для освещения этого помещения использовалась стационарная электроосветительная система здания. Однако имели место случаи отключения электроэнергии в городе по различным причинам. Неприспособленные убежища (не имеющие независимых источников электроэнергии для освещения и вентиляции помещения) освещались фонариками с малым ресурсом элементов питания или свечами. Первые не могут нормально работать на протяжении даже 1-2час, вторые не дают нужной освещенности помещения и выбрасывают в воздух помещения (практически невентилируемого) продукты горения, кроме этого они пожароопасны и неудобны в переноске при движении.

Для таких случаев, а так же для бытовых нужд (временное или аварийное освещение подвалов, чердаков, подсветка рабочей зоны при ремонте автомобилей) не обойтись без источника освещения. Самым экономичным и надежным источником такого освещения будет светильник из светодиодной ленты. Его можно подключить как к автомобильному аккумулятору, так и к небольшим батареям с небольшой емкостью. Главное, чтобы батарея была на номинальное напряжение 12В. При этом от автомобильного аккумулятора такой светильник может гореть долго, т.к. потребление одного метра светодиодной ленты составляет всего 0,4-0,6А.

Целью работы является создание переносного аварийного светильника, рассчитанного на длительное время работы без выключения.

Техническая характеристика

Материал: пластик, алюминий, железо, гетинакс. Покрытие: краска эмаль. Габаритные размеры Ø50мм, L=350мм.

Принцип действия: конец провода идущий от светильника соединяется с аккумуляторной батареей посредством припаянных к нему «крокодилов» с соблюдением полярности. Светильник включается выключателем, расположенном на корпусе светильника.

Этапы создания

На напрямую подключать ленту к аккумуляторной батарее нельзя, т.к. батарея – это нестабилизированный источник питания. При полном заряде автомобильный аккумулятор может давать до 15В, а в разряженном напряжение опускаться до 10В. Лента рассчитана на фиксированное напряжение в 12В, и повышенное напряжение со временем выведет ее из строя, т.к. при превышении номинального тока светодиоды будут перегреваться. Поэтому без стабилизатора напряжения не обойтись.

На начальном этапе делается эскиз будущего изделия, выбирается несложная схема стабилизатора, определяется необходимый набор материалов, инструментов и приспособлений, необходимых для изготовления.

Выбранная схема стандартная, Приложение 1. Стабилитрон VD1, стабилизирует напряжение. Транзистор VT1 усиливает ток на выходе. Предохранитель FU1 на 1А служит защитой от КЗ (в нашем случае его можно не ставить, так как он сам может иметь дефекты и при его сгорании нужно будет разбирать светильник, т.е. иметь отвертку, менять предохранитель, который нужно иметь в запасе или ставить перемычку из провода, которого под руками может не оказаться, кроме этого в темном помещении данные манипуляции затруднительны).  Преимущество выбранной схемы в применении мощного германиевого транзистора. Следует использовать именного германиевый, а не кремниевый, т.к. значение падения напряжения на p-n переходе "база-эмиттер" у транзистора на кристалле германия всего 0,3В, а у кремния – 0,7В, что применительно к нашей ситуации может оказаться критичным. Транзистор ставиться на радиатор (заводской при наличии или на алюминиевую пластину, вырезанную так, чтобы помещалась в корпусе светильника).

Подготовительный этап. Подбираются и проверяются на пригодность радиодетали, согласно схеме, указанные в ней или зарубежные аналоги, а так же «крокодилы», выключатель. Подбирается провод для соединения аккумулятора с светильником. Выбирается материал для изготовления корпуса светильника. Определяются инструменты и необходимые материалы для изготовления. Выбирается форма, размеры корпуса светильника и делается его размерный эскиз. Детали корпуса режутся в размер, сверлением небольших множественных отверстий обеспечивается естественная вентиляция стабилизатора. Вырезается пластина из нефольгированного гетинакса для монтажа стабилизатора.

Этап сборки. Электрическая часть светильника собирается методом пайки на пластине гетинакса. Корпус светильника собирается на клею с скручивающимися торцевыми пробками для возможности извлечения стабилизатора на случай его замены или ремонта. На корпусе светильника наклеиваются отрезки светодиодной ленты.

Плата стабилизатора фиксируется внутри корпуса саморезом или болтом к стенке. На корпусе крепятся выключатель и разьем. К проводу припаиваются: с одной стороны «крокодилы», с другой штекер разьема. Пайкой проводов соединяются отрезки светодиодной ленты, светодиодная сборка с стабилизатором, подпаиваются разьем и выключатель. Собранная электрическая схема предварительно тестируется подключением к аккумулятору.

К верхней крышке саморезом привинчивается железная петля для возможности подвешивани светильника.

Заключительный этап. Корпус светильника окрашивается эмалью, при этом светодиодная лента закрывается скотчем, который после окраски и ее высыхания удаляется.

Светильник готов к эксплуатации.

Используемые материалы:

1.Труба водоотвода пластиковая Ø50мм L=300мм;

2.Заглушка трубы водоотвода пластиковая Ø50мм 2шт;

3.Провод двужильный, медный в изоляции сечением 0,25-0,75мм L=10м;

4.Гетинакс нефольгированный 45х80мм s=2-3мм;

5.Радиодетали (согласно электросхеме);

6.Выключатель от компьютерного блока питания;

7.Контакт «крокодил» 2шт;

8. Краска эмаль;

9.Припой;

10.Саморез 2х5мм 1шт;

11.Болт М3 3шт;

12.Гайка М3 3шт;

13.Провод медный одножильный для монтажа схемы сечением до 0,5мм;

14.Светодиодная лента LS612 (или другая на 12В белого свечения) L=1м;

15.Клей универсальный.

Используемый инструмент:

1.Паяльник электрический;

2.Пинцет;

3.Нож канцелярский;

4.Дрель электрическая;

5.Сверло Ø3мм;

6.Ножовка по металлу;

7.Пасатижи;

8.Отвертка.

Назначение и область применения

Изготовленный светильник предназначен для автономного освещения, может использоваться как аварийное освещение в различных местах в диапазоне температур, при которых может работать автомобильный аккумулятор.

Готовое изделие изображено на фото в Приложении 2.

Перспектива использования

Светильник с выбранным стабилизатором от автомобильного аккумулятора емкостью 60А/ч по грубым подсчетам способен бесперебойно стабильно работать 90-100 часов.

Приложение 1

Электрическая схема стабилизатора

Приложение 2