150mW/200mW激光手电的改造方案

lymex · 发表于 2005-11-12 21:01

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改造方面一：电池 原来的CR123A电池容量小、放电电流小、经济性差，可以考虑改成可充电的锂电池。不过替换时要同时考虑恒流电路（见下）。圆柱型的可充电锂电池一般用5位数字来表示其规格，前两位是直径，再两位是高度（单位都是毫米）。比如16340就是直径16mm、高度34mm的，与CR123A具有类似的大小，可以物理上直接替换，这是最简单的。但16340的容量偏小，大约只有大约600mAh，1.2A下只能放电20分钟左右。该激光手电的电池仓的直径大约为18.3mm，因此可以考虑采用17500的电池，容量增大一倍以上，可以使用45分钟，但这样的话电池就长了一截，需要改造后盖或者加一个伸长管。可选的电池还有18500甚至18650，容量分别为1400mAh和1800mAh，分别可以使用1小时和1.4小时左右。如果改造后盖，需要重新用铝材车制一个并最好进行发黑处理，那么原来的开关部分就不好用了，同时激光电筒也比原来长出一截。开关不用后，安全性实际上是降低了，这个要引起注意。同时原来电源一加上指示的绿灯就亮，这个也应该去掉以免消耗电流。

改造方面二：恒流电路 原来的激光手电没有恒流电路，仅仅在激光二极管和电池之间串联了一个贴片的0.51欧的电阻，造成电压高的时候电流过大、电池电压稍微降一些的时候电流又不足的毛病。改造用的电路板可以参照我贴过的长春CNI的电路（见下），本论坛的liujam已经成功的制作过。不过此处要求电流是1.1A到1.2A之间比那个电路要大一些，而且很有可能用于可充电锂电池的高一些的电压下（比如3.8V），因此要求调整管散热要更好一些。新的电路板可以是替换原来的电路板的位置（在开关可光头之间），也可以是在电池的尾部加入新的电路板（此时要短路0.51欧电阻）。改成恒流后，可以使用可充电的锂电池，也可以使用原来的CR123A电池，并具备电池用旧后仍然保持亮度的特性。若电路板装在前面，由于空间小，必须采用贴片元件，因此难度比较大。

以上两个结合考虑，有以下几个具体方案： 1、不改变外形的方法 后盖的钥匙等拆掉，改成恒流电路板。开关前面的电路板的0.51欧电阻改成短路线，同时开关的一个脚要断掉，以便装入电池后绿灯不亮（否则长久耗电）。电池改成16340可充电锂电。要注意这样的恒流电路是2线方式的，现在还没有看到有电路发表，更没看到成品的电路，只能自己设计，对元件的要求非常高，比如需要0.7V左右的电压基准，以及1.2V电压下可以工作的运放等，电路以后给出。 
2、仍然不改变外形的方法 电池改成17500可充电锂电，容量增大一倍。后面的开关要去掉才可以装得下这样的电池，恒流电路要装到开关前面的电路板上，空间小难度大。 
3、后盖前增加延长筒的方法 这样电池的灵活性增大，而且可以在后面增加恒流电路（同样是2线式高难度的！），保留后盖的开关。
 改造方面三：更好的聚焦 经测试本激光手电的发散角接近1mRad。即每传播10m发散10mm。传播1km就形成1m直径的光斑了，这还是比较大的。改造的方案就是用长焦透镜替代原来的短焦透镜，当然透镜腔也要相应增长才可以（透镜距离激光发射点的距离大约就是焦距）。理论上，透镜焦距增大为原来的多少倍，就可以把聚光性能提高多少倍。原来透镜焦距为2.4cm，那么如果用12cm焦距的透镜替代，就可以使得照射1km后的光斑从1m减少到可观20cm。当然，要求透镜最好镀膜，而且焦比要小于1:10。比较合适的透镜是7-10倍直筒单筒望远镜的物镜，焦距10cm左右，去掉目镜和中间的棱镜，再接一个伸长筒。最极端的例子就是用商场卖的那种垃圾天文望远镜，口径60mm焦距600mm附近的（焦比1:10），效果出奇的好，可以传播1km后光斑不超过5cm。
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lymex · 发表于 2005-11-12 21:03

激光头尾端。激光管、转换晶体等是一体的，外皮接正，内芯为激光管的负极。<img src="attachments/dvbbs/2005-11/200511121324372146.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/200511121324372146.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

lymex · 发表于 2005-11-12 21:04

拧下激光头向筒体看进去。可见0.51欧降压电阻、470欧LED限流电阻（绿色、红色公用）。把螺丝拧下后仍然不能脱离，估计要把三根线焊下来才能把电路板取出。
<img src="attachments/dvbbs/2005-11/200511121335868802.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/200511121335868802.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

lymex · 发表于 2005-11-12 21:05

激光头的最头端。左边就是光门（已打开），右边可见透镜。透镜的直径为5.5mm，但口径大约为5mm，焦距实测为24mm。
<img src="attachments/dvbbs/2005-11/200511121345289217.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/200511121345289217.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

lymex · 发表于 2005-11-12 21:06

激光手电的后盖，去掉4颗螺丝和一个盖子后。右边的立柱接外壳，左边的立柱由钥匙控制是否接到右边的立柱。此时的电路板是活动的、可以转动的，不过与后面的开关芯是连接在一起的，估计要把两根立柱的焊锡焊下去才能取下电路板。
<img src="attachments/dvbbs/2005-11/20051112136671606.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/20051112136671606.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

[此贴子已经被作者于2005-11-12 17:27:27编辑过]

lymex · 发表于 2005-11-12 21:08

长春CNI GLP-III的恒流电路（此为3线式或称为4线式，比较好做）
 <img src="attachments/dvbbs/2005-11/200511121375162986.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/200511121375162986.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

lymex · 发表于 2005-11-12 21:09

2线式恒流电路。
所谓3线或4线恒流电路，就是两根线入（电源、地）、两根线出（输出、地）。由于地是公用的，用三根线就可以连接（地、电源、输出），因此又叫三线式。
所谓2线式，就是用两根线的恒流电路，使用时串联在电路中，连接简便，可以串联在任何地点，因此可以放到后盖中。过高的电压可以被它吸收。
先给出一组激光手电的电压-电流曲线。 绿色的是裸管直接加电压的情况。可见随着电压的提高电流迅速上升，1.2A时2V多些，因此直接加电池是不行的。 深蓝色就是出厂的串联了0.51欧电阻的曲线，可见随着电压的提高电流上升也很快，用可充电锂电池的时候严重超额，但使用3V一次性不可充电的锂电池的时候，新电池在大电流放电时电压就下降严重，造成电池没怎么用输出功率就不足的毛病。 粉色的是三线恒流电路，比较理想，只要电池电压2.5V以上都会取得比较恒定的电流 浅蓝色的是二线恒流电路，在电压3V以上才能取得比较理想的效果，适合可充电的锂电池供电。
最简单的二线恒流电路，就是用结型场效应管，多个并联而成。但需要的数量可能至少是几十个！
<img src="attachments/dvbbs/2005-11/2005111217365583375.gif" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/2005111217365583375.gif\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" /> 
看一下我的精密恒压、恒流电源，电压设置/分辨到0.1mV，电流设置/分辨到0.01mA，我做激光测试时就是采用这个电源。下面的是假负载，可以测量电池等，辨到1mV、0.1mA。 <img src="attachments/dvbbs/2005-11/2005111218284624445.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-11/2005111218284624445.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

 
二线恒流电路与6楼的类似，就不再画图了，但有一些改动如下： 1、D1改成三极管的be结 2、Rp从20k改成10k 3、LM358要换掉，换成工作电压1.0V起的运放（比较难找） 4、R3从0.47欧改成0.1欧（或者0.05欧） 5、LD短接，即D3的集电极直接接+V 6、LED和680欧，还有C4、D2、C5通通去掉 7、D3的选择很关键，要求1.2A下电流放大倍数达到100，同时饱和压降小于1V，Vbe不超过0.8V。

[此贴子已经被作者于2005-11-12 18:36:25编辑过]

冰冻小章鱼 · 发表于 2005-11-12 21:25

太好了。终于有方案了。
看图片东西的摸具应该一样，不过我当中那一节怎么都拧不下来。

另外尾盖不知道可否使用电筒一样的按钮试，这种的话应该不会发生误开

冰冻小章鱼 · 发表于 2005-11-12 21:34

个人认为最灵活的方案还是加长。
做一个加长段，电路可放在加长段内，电池选择也可以更多。我的筒有些18650正好放入，有些正好卡住。17670的话也是不错的选择，而且现在有电路的17670，容量1400左右，可以有效防止过充过放。
这样的话不需要时拧掉加长节也可以使用原先的123A电池。

最大难度还是在电路了吧。不知道lymex能否搞定。具体电路参数给我下，我也可以帮你打听打听。

powerzwr · 发表于 2005-11-12 21:52

精品中的精品，呵！lymex老大果然利害。恒流电路做出来后会不会很大啊？电流又要保持在1.3A才行。

上善若水 · 发表于 2005-11-13 00:04

<DIV class=quote>以下是引用冰冻小章鱼在2005-11-12 13:25:50的发言： 
太好了。终于有方案了。
看图片东西的摸具应该一样，不过我当中那一节怎么都拧不下来。
另外尾盖不知道可否使用电筒一样的按钮试，这种的话应该不会发生误开</DIV> 我的和你一样榜首买的，在中间段贴的编号和功率那个小白条码下有条缝的用力一点就能拧开了，拧开后你看看射在墙上那个大光斑好不好，我的很不好啊。

[此贴子已经被作者于2005-11-12 16:06:07编辑过]

冰冻小章鱼 · 发表于 2005-11-13 00:37

<DIV class=quote>以下是引用上善若水在2005-11-12 16:04:08的发言： 我的和你一样榜首买的，在中间段贴的编号和功率那个小白条码下有条缝的用力一点就能拧开了，拧开后你看看射在墙上那个大光斑好不好，我的很不好啊。 </DIV>
我买来时候标签贴在逢当中的，现在标签已经弄掉了，怎么拧都不清，而且还特意稍微烧过一下，纹丝不动。[em13]

lymex · 发表于 2005-11-13 03:03

感谢各位喜欢。有关电池，我一定要加长，的确应该首选伸长管的方式。但二线的很难搞，主要是1.0V工作电压的运放找不到。要是做三线的容易些，但必须替换到原来电路板（有0.51欧电阻的那个），因空间有限很难做！
小章鱼：能拧下来的，在不要碰坏开关的情况下用点力气。

BIAM · 发表于 2005-11-13 15:08

好贴！不知延长管哪里可以加工？

lymex · 发表于 2005-11-13 16:04

<DIV class=quote>以下是引用BIAM在2005-11-13 7:08:45的发言： 好贴！不知延长管哪里可以加工？</DIV>
 找车工车一段就可以。网上有人找江西智通做过（生产望远镜及配件），但他们的东西好是好，就是比较贵，稍微复杂一些的要100元一件。

冰冻小章鱼 · 发表于 2005-11-13 18:20

<DIV class=quote>以下是引用lymex在2005-11-13 8:04:48的发言： 找车工车一段就可以。网上有人找江西智通做过（生产望远镜及配件），但他们的东西好是好，就是比较贵，稍微复杂一些的要100元一件。</DIV>
生产望远镜？不知道能否商量一下，配合做出一段含长焦距的头？

lymex · 发表于 2005-11-13 19:12

<DIV class=quote>以下是引用冰冻小章鱼在2005-11-13 10:20:41的发言： 
生产望远镜？不知道能否商量一下，配合做出一段含长焦距的头？</DIV>
应该是可以的，但最好是用现成的东西，成熟而且质量有保证。比如用寻星镜，不要目镜，焦距大约20cm。参考下面的连接，有个8X50寻星镜，带支架260元。这个东西长度比较合适，要是用单筒的望远镜，则里面的棱镜衰减厉害，取掉后镜筒又不够长。其实6*30寻星镜的也可以（我买了还没到货），但45度的不好用，我买是用于其它目的。
<a href="http://www.astronomy.com.cn/bbs/viewtopic.php?t=17619" target="_blank" >http://www.astronomy.com.cn/bbs/viewtopic.php?t=17619</A>

冰冻小章鱼 · 发表于 2005-11-13 19:19

恩，那么固定方法呢？要是能直接璇进去就好了。
今天拆了一个双筒的望远镜，不知道焦距多少，物镜镀膜的。发现正好能璇近原来盖子那里，一阵欣喜。。后来发现太短了，头要是在加长4cm，那就正好了。。。郁闷

lymex · 发表于 2005-11-13 19:28

我拆开了我的7x50的直筒寻星镜，比量了一下，长度差了40mm左右，关键是罗口肯定不会正好，需要做套管/伸长管。
双筒的不好，一个是太短，另外里面有两个棱镜，使得光损失太大。如果想用双筒也可以，就是把最前面的镜头那截拧下来，想法做个伸长管，把双筒的镜头和激光头拧上去。

冰冻小章鱼 · 发表于 2005-11-13 19:43

<DIV class=quote>以下是引用lymex在2005-11-13 11:28:38的发言： 
我拆开了我的7x50的直筒寻星镜，比量了一下，长度差了40mm左右，关键是罗口肯定不会正好，需要做套管/伸长管。
双筒的不好，一个是太短，另外里面有两个棱镜，使得光损失太大。如果想用双筒也可以，就是把最前面的镜头那截拧下来，想法做个伸长管，把双筒的镜头和激光头拧上去。</DIV>
恩，我的意思就是直接把物镜拧下来，我的那个垃圾镀膜物镜到正好可以璇到激光头上去。哈哈，就是差了4cm左右~

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