Доброго времени суток! Давно хотел заиметь походный, так называемый «кемпинговый», фонарь. Который можно поставить на/подвесить над столом, дабы откушать не на ощупь, ну или кота посадить для рассказа правдивой истории. Из фичей требовалось длительное время работы и регулируемая яркость.Попались под руку давно приехавший из Китая 10W светодиод, и рассеиватель перегоревшей светодиодной лампы. В качестве источника энергии взял пару 18650 по 2500 мА/ч каждый. Дальше стал думать над источником тока для светодиода. Сначала хотел задействовать микроконтроллер, но разбираться с принципами реализации PWM регулятора с дросселем заленился. Нашёл старый добрый контроллер преобразователя DC/DC — 34063. Осталось запустить его в режиме «step up» со стабилизацией тока.
На выбор типа контроллера также повлиял, обнаруженный в тех же закромах, переменный резистор с утопляемым штоком. Номиналы ограничительных резисторов пределов регулирования яркости были установлены эмпирическим путём.
Для защиты аккумуляторов от переразряда используется китайский модуль собственно защиты аккумуляторов от перезаряда/переразряда. Для зарядки уже защищённых аккумуляторов применён также китайский модуль для заряда LiIon. Ненадёжный microUSB разъём был безжалостно отрезан и поставлен разъём питания, снятый с мёртвого тела роутера. Индикация состояния зарядки с платы модуля была вынесена на поверхность. Сам модуль был обрезан до окружности, по диаметру равной диаметру аккумулятора.
Схема фонаря
После проверки работы преобразователя на макете, началось проектирование корпуса фонаря во FreeCADe.
Модель в редакторе
Из нюансов отмечу:
— проушина для подвеса;
— органы управления выведены на задний торец;
— утопленный выключатель питания, чтобы можно было ставить фонарь на поверхность;
Печатал синим ABS.
Органы управления
Вот фонарь перед окончательной сборкой
После сборки
Итоги: При максимальной яркости измеренное потребление тока составляет 500мА. Получается, что в таком режиме при суммарной ёмкости аккумуляторов 5000 мА/ч, время работы составит около 10 часов. При средней яркости потребление составляет 100 мА, соответственно 50 часов работы. После полевых испытаний дополню статью фактическими значениями.
Из предполагаемых замечаний, сразу отвечу:
— да, промокнет, если окунуть в воду или долго держать под дождём;
— да, на морозе LiIon очень быстро разряжается и не заряжается;
— если нужна модель корпуса — могу выложить.
Спасибо, за прочтение. Пишите комментарии.
Mike_soft
радиатор, судя по всему, рассеивает тепло неизвестно куда.
не лучше ли было применить что-нибудь типа
shtirlitsus Автор
Возможно, но такого не было
Mike_soft
ну а в существующей конфигурации радиатор практически бесполезен.
shtirlitsus Автор
Он тут как несущая конструкция в основном. Светодиод практически не греется. Режим работы далёк от максимальной мощности.
Popadanec
Плюс, работают же как то радиаторы в лампах Е14/Е27. Пусть и закрытые пластиком и мощность там по более. Да не долго(год два три), но работают же?
Mike_soft
они там загнуты так, что излучают либо передают напрямую (теплопередачей в контакте) на боковую стенку лампы. а она уж рассеивает. термосопротивление высокое, конечно. но принцип работы понятен. а тут теплопередача слабо теплопередающему пластику, который не сам нареться ни передать, ни излучить.
хотя если рассеивается мало, тогда может и выживет
Popadanec
У меня попадались лампы с вышедшим сроком годности, фирму не помню. Так вот там радиатор как у фонарика выше, только еще хуже. Тупо алюминивая пластина, на которой стоят светодиоды. Драйвер залит какой то вроде как теплопроводной резиной. И корпус порвало когда её раздуло от нагрева.
Mike_soft
я верю, что есть и более дерьмовые решения. но зачем изначально делать плохо, причем для себя?
shtirlitsus Автор
Месье не читает ответы? Светодиод практически не греется. Радиатор — в качестве несущей конструкции.
Mike_soft
каждый сам кузнец своего геморроя©…
xirahai
Иногда приходится возиться с фонариками. Правда стараюсь обходиться без китайских микросхем внутри, насколько это возможно из соображений надежности. Вот например публикация с практическими замерами:
habr.com/post/368007
По вашей конструкции — питание насколько понимаю два аккума параллельно, значит 500 мА от источника питания соответствует примерно 2 Вт потребляемой мощности. Даже при закрытой конструкции, столь небольшой мощности вполне есть куда рассеяться чтобы светодиод не перегрелся.
shtirlitsus Автор
Так точно. Аккумуляторы параллельно. Фонарь еле тёплый при максимальной ярокости.
SergeyMax
Для полутора ватт?)
n12eq3
китайские модули «защиты от переразряда» не защищают от переразряда и использовать в данной схеме — некрасиво.
платы срабатывают примерно на 2.5В (зависит от конкретной модели) и для такого типа банок производители действительно рисуют 2.5в отсечку, при этом называя это минимально допустимым напряжением, после которого банки морфируют в трупы (аналог 4.3в на заряд). тем не менее в любой потребительской электронике для литиевых банок отсечка ставится на уровне 3-3.2В, что как бы намекает.
shtirlitsus Автор
Лично мерил конкретно мои — на 3-х вольтах отсекает
PAE
Очередное плождение мифов. Если под "таким типом банок" подразумевается вообще 18650, то, в зависимости от модели, напряжение в конце разряда 2.5..3.0 В — это нормальное явление и никакого "морфирования в трупы" не будет.
Не в любой. В фонарях, например, отсечка очень часто сделана на уровне 2.7 В, просто для страховки, так как диоды могут потребять до 7А и более, что может "перепросадить" напряжение.
Например:
Source: http://www.zebralight.com/SC600-Mk-III-18650-XHP35-Flashlight-Cool-White_p_174.html
Если не знаете Zebralight — это один из TOP-5 производителей фонарей high-end сегмента, использующий только незащищённые 18650 для моделей под такой типоразмер.
Разряд до 2.5 В малым током для тех моделей, которые это допускают — это норма. Некоторые — допускают большие токи, в зависимости от спецификации.
Например:
Source: https://www.orbtronic.com/content/Datasheet-specs-Sanyo-Panasonic-NCR18650GA-3500mah.pdf
Source: https://cdn.shopify.com/s/files/1/0674/3651/files/lg-hg2-spec-sheet.pdf
Примечание 1: переход банок в труп — сложный процесс, даже аккумы, разряженные до 1.1...1.8 в случае удачной партии благополучно могут восстановиться. Пример: из нескольких разобранных ноутбучных батарей имеется 6 аккумов, которые были в глубоком переразряже около 1...1.5 В, Li-ion химия, все от Panasonic и Sanyo, при этом успешно восстановились до 1800..2100 мАч и уже "живут" себе дальше несколько лет (правда, более, чем 1.8 А не нагружаются).
Примечание 2: коротко — (1) я не говорю о том, что "переразряд — это норма", а то, что далеко не всегда он превращает аккум в бесполезный кусок металла; (2) разряд до допустимого для конкретной модели напряжения, даже если это 2.5 В — это совершенно нормально.
Примечание 3: если Вы не согласны — обоснуйте свою точку зрения и приведите доказательства вместо минусования, очень часто сталкиваюсь с тем, что люди цитируют информацию десятилетней давности или основанную на опыте эксплуатации китайских ноунейм-батарей, выдавая её за универсальную правду.
n12eq3
к чему такая простыня и где мифы, если комментарий был про использование китайских плат? не про «неправильное» а «некрасивое», где-то есть противоречие с данным сочинением?
Kriminalist
Для походного как-то не очень:
— плафон негабарит;
— зарядка? почему не предусмотрена замена элементов питания? 10 часов вроде как и немало, но это 3-4 вечера, что дальше?
— универсальности нет. Почему плафон на резьбу не посадить, и сменную насадку для пучка не замутить, коли уж корпус печатали?
shtirlitsus Автор
Думал над этим при прокектировании.
1. Плафон не габарит, но рассеивает как мне нужно.
2. На 3-4 дня обычно не ходим, но есть переходник на USB — можно зарядаться от банкасилы или от прикуривателя. Таскать запасные аккумы тоже где-то надо. Тут единая тушка.
3. Универсальность тут лишняя. Где-то держать сменные насадки — лишние проблемы. Есть специальные фонари. Лобковый, например, или дальнобойный. Этот — сугубо кемпинговый.
papikus
Да вы, батенька, проказник. Может все таки налобный?
shtirlitsus Автор
Научно-технический слэнг, знаете ли…
papikus
Это понятно. У нас, у туристов также называют, но куда девать богатое воображение?
rddir
КПД схемы на подобной микрухи, на "№;, идея хорошая, но есть и другое. Получается, зря старались — используя микруху каменного века.
shtirlitsus Автор
Слегка не понял. Есть контроллеры с более высоким КПД?
SergeyMax
В вашем контроллере силовой транзистор — биполярный. Это значит, что рассеиваемая на нём мощность примерно пропорциональна протекающему току. А в мосфетах рассеиваемая мощность зависит от внутреннего сопротивления канала, и в современных чипах может быть очень маленькой. Каждый раз удивляюсь, когда кто-то использует такое древнее изделие, как MC34063.
shtirlitsus Автор
Спасибо, учтём на будущее.