主题:【第十七届原创】【金秋计划】尼康老生物显微镜改造升级LED照明光源

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sc360xp
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        许多单位都有一些80年代的日本双目生物显微镜,其照明光源普遍采用可控硅调压电路、半反镜白炽灯。现在维修时,许多电子元件只能用代用品,有些不好找。特别是20W/220V光源灯损坏后,很难买到原装件,即使是国产代用品,寿命短不说,价格也是高得出奇。

        采用白炽灯作光源,发热量大、不耐用。现在,LED照明技术已经很成熟。LED照明与白炽灯照明相比,同等照度下,电光转换效率高、能耗低、发热量小,而且LED寿命长、电路成本低廉,维修容易。下面,用LED光源改造一台尼康生物显微镜照明电路,过程如下:

一、尼康生物显微镜基本情况

外形见下图,尼康公司是老牌光学仪器厂,显微镜的光学性能不错




        奇怪的是机身上没见厂家正规商标,
但好几处有“Nikon”logo,标出“日本”。分析这台显微镜是80年代改革开放,国内厂家进口日本厂家零件组装,可以降低成本,扩大销售。当时,许多国企都是这样操作的










底面,
底板上开了许多照明灯散热长条孔,有一电源规格贴签,220-240V50-60Hz,灯功率30W,电源保险丝管1A,适应中国供电网使用:




拆下底板,看见
原照明灯泡坏了,没有配件,没有安装




原装灯泡是
220V/20W下图这个样子,内部有镀银半反射镜,厂家早已停产:




二、改造原则及元件


尽量使用LED成品模块元件组装,简单可靠,成本低廉,以后维修方便。

网上购买改造元件两种:1、5V USB三色调光调开关2、5V/5W三色LED灯。网上包邮价格一共才8元左右。

5V USB三色调光调开关见下图输出电流1A,可以控制5V/5W以下的LED灯板、灯条。亮度有10档调节及无级调光色温有中性光(约4000K)、白光(约6000K),暖光(3000K)变化,可以带来不一样的观察效果




5V
/5W低压三色LED灯板,使用5730灯珠,白光与暖光各10颗。白光与暖光同时点亮,混合成中性光,单独点亮时,呈现白光、暖光




LED灯板固定在下面的铝散热板上(该铝散热板为利旧,报废臭氧高压发生器散热板),可以参照以下尺寸制作:




按照下图所示
位置,将LED灯板固定在散热板光面涂一层导热硅脂再将铝散热板固定在显微镜底板上,然后引出电线:





        把USB调光调开关的三根电线与灯板的三根电线相连接。红线接红线,其余两根电线,灯板黑电线1接USB调光调开关的白色电线;灯板黑电线2接USB调光调开关的黑色电线。如果开灯顺序不是中性光——白光——暖光,可将灯板的两根黑色电线调换一下

验一下,灯板加装铝散热板后的工作温度室温29.9℃,开机中性光最强光30分钟后测量:

灯板中心温度40℃,




灯板电线
温度35℃,




铝散热板
温度32.8℃




经过试验,
灯板工作发热量不高,完全可以安装在显微镜上使用。将安装有LED照明灯的显微镜底板装回去,见下图:








三、照明工作情况


接通USB电源,开机是中性光最强档,见下图。此时电压4.70V、电流0.73A,功率3.43W,未达到灯板标称功率5W,还有较大余量。不过,已经够用了。降低功率使用,LED发热量低,LED灯板寿命会很长。




中性光最弱档
的情况,此时电压4.92V、电流0.11A,功率0.54W,




白光最强档的情况:





暖光
最强档的情况:



语:尼康这款老生物显微镜,其结构非常适合采用LED光源进行改造,且没有破坏原机任何结构,随时可以恢复原照明系统。购买现成的LED元件组装,简单省事,费用很低,值得自己动手。电源采用5V USB低压直流电源,手机电源适配器、充电宝都可以使用,安全性也非常好。由于现在LED元器件价格十分低廉,LED照明光源出现故障后,维修也不困难直接更换损坏元件即可。
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wccd
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我们以前用汽车12V灯来替代,现在用LED灯代更节能,就是不知实际效果如何。
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