Налобный фонарь, переделанный на работу от пауэрнанка — это действительно удобно. Казалось бы, что тут может быть сложного: добавь шнур и резистор — и готово. Но здесь есть свои подводные камни.
Если в качестве объекта для опытов взят дешёвый фонарь, который до переделки питался от трёх элементов AAA, первым делом следует проверить состояние светодиодов. Во многих таких налобниках светодиоды работают в напряжённом режиме: например, если они 5-миллиметровые, то ток через каждый из них при свежем источнике питания превышает, часто довольно значительно, дозволенные 20 миллиампер. Вышедшие из строя и просто сильно изношенные диоды следует заменить.
Затем нужно решительно избавить фонарь от «умных» функций, если в нём предусмотрены таковые. «Банка силы» тоже не «глупа», а двое «умных» могут спорить, не уступая друг другу, бесконечно. Преобразователь пауэрбанка не запустится, пока фонарь не начнёт потреблять заметный ток, а чип фонаря не подключит к источнику питания ни одну из групп светодиодов, пока напряжение питания не возрастёт до близкого к номинальному. Так что все группы светодиодов необходимо объединить (т.е., запараллелить все диоды) и запитать в обход чипа через включённый последовательно резистор.
Ну а теперь, казалось бы, самая простой этап переделки — подбор резистора. На именно здесь не всё так очевидно, как кажется. Алгоритм работы пауэрбанка очень приблизительно можно описать следующим образом. В исходном состоянии на выход устройства поступает напряжение, равное напряжению аккумулятора. Если потребляемый ток превышает некоторое значение, назовём его I1, преобразователь запускается, и напряжение на выходе возрастает до 5 В. Затем, если ток нагрузки меньше другого значения, которое мы назовём I2, превышающего I1, преобразователь вскоре останавливается и больше не запускается. Возврат в исходное состояние происходит после отключения нагрузки. Если же ток нагрузки больше I2, преобразователь продолжает работать. Значения I1 и I2 индивидуальны для каждой модели пауэрбанка. Назовём это «алгоритмом 1».
Есть «банки», работающие по отличающемуся алгоритму. Запуск преобразователя в них происходит по кратковременному нажатию кнопки, а останов — по снижению потребляемого тока до значения, меньшего I2, либо по длительному нажатию. Такого параметра, как I1, у них нет.Назовём это «алгоритмом 2».
Важно обеспечить, чтобы налобник мог работать не только от определённого пауэрбанка, но и от практически любого оказавшегося под рукой. Это условие соблюдается, если употребляемый ток фонаря превышает I2 даже тех моделей, у которых его значение велико.
Вот перед нами испытуемые — три пауэрбанка, выборка небольшая, но определённые выводы о минимально допустимом потребляемом токе фонаря сделать можно.
Понятно, что пауэрбанк номер 2 для решения задачи непрактичен — его неудобно крепить на фонаре. А первый и третий — запросто:
Первый и третий пауэрбанки работают по алгоритму 1, второй — по алгоритму 2. Кнопка есть и на третьей «банке», но она предназначена для другого: проверять уровень заряда аккумулятора при отключённой нагрузке. Горит индикаторный светодиод — джоулей пока хватает, мигает — аккумулятор сильно разряжен, преобразователь запускаться не будет ни под какой нагрузкой.
Начались мои опыты с того, что в ходе переделки налобника на USB я нечаянно впаял вместо 100-омного резистора 1-килоомный. Заметил я это не сразу, так как, несмотря на очень малый потребляемый ток, фонарь светил достаточно ярко для использования по назначению — так высок КПД у белых светодиодов. Падение напряжения на резисторе составило 2,5 В, из чего можно сделать вывод, что суммарный ток через светодиоды был равен 2,5 мА. Это всего 0,36 мА на светодиод.
Можно было и оставить так, но «дружил» с фонарём только пауэрбанк номер 1, у которого очень малы значения I1 и I2. «Банки» номер 2 и 3 за нагрузку его не считали: второй выключался через несколько секунд после включения кнопкой, третий — вообще не запускался.
Затем я заменил килоомный резистор на последовательную цепочку из двух 62-омных. Яркость сильно возросла, реакция первого и второго пауэрбанков не изменилась, а третий стал запускаться, но затем отключаться. Стало быть, для него фонарь стал проходить по I1, но не по I2. Измерений в этом режиме я не проводил.
После этого я сократил количество 62-омных резисторов до одного. Яркость стала даже избыточной, рефлектор этого налобника в сочетании с линзами самих светодиодов обеспечивает фокусировку в довольно узкий луч. Падение напряжения на диодах составило 2,8 В, на резисторе — 2,3 В, значит, ток — 37 мА, т.е., 5,3 мА на один диод, что намного меньше предельных 20. На этот раз все три «банки» «согласились» с тем, что налобник является нагрузкой, чего и требовалось добиться.
Осталось наклеить на плату со стороны проводников несколько слоёв изоленты, чтобы острые выводы диодов не перерезали провода, выходящие из центра дна отсека — и можно собирать и пользоваться. Посчитаем, сколько просветит на полной зарядке. Если кпд преобразователя принять за единицу, то при 37 мА по 5 вольтам, от 3,6-вольтового аккумулятора он будет потреблять 51,5 мА. Реальный преобразователь имеет кпд порядка 0,7, значит, он будет потреблять от аккумулятора 73,6 мА. Считаем, что аккумулятор на 2600 мАч изношен до 2000 мАч, получаем 27,2 часа.
Комментарии (47)
george_vernin
22.05.2018 00:11+2Хм
А ведь такая куча фонарей на 2х 18650
С удобным креплением на голове
И прочие. прочие вкусности.
И ведь не дорого — я сам постоянно юзаюMonoroch
22.05.2018 02:49Мой скромный опыт пользования налобниками, лично для меня показал, что 1х18650 это прям грань (когда аккумулятор в корпусе фонаря), возможно даже слегка за гранью.
Прям начинает хотеться, что бы фонарь спереди, аккумуляторы сзади.
Он вроде и держиться нормально, но хочется затянуть всё потуже, что довольно быстро начинает быть заметным.
Опыт описан на основе Nitecore HC50, до этого пользовался более лёгкими вариантами во всех отношениях.george_vernin
22.05.2018 03:09Прям начинает хотеться, что бы фонарь спереди, аккумуляторы сзади.
Так так ведь во всех налобниках 2х 18650 ??
avlag
22.05.2018 20:18+1Как-то уж слишком категорично.
Посмотрите на продукцию Armytek. В основном 1x18650. Но есть и 1x18350. И сразу с микро USB зарядкой. Т.е. PowerBank можно уже сразу цеплять.
mtumanov
22.05.2018 20:43+1> Так так ведь во всех налобниках 2х 18650 ??
Fenix HL-60R — одна штука 18650.
В корпусе присутствует стандартный microUSB для зарядки, если некогда заряжать, можно выкрутить боковую крышку и поставить свежий аккумулятор.
Дорого, но своих денег стоит.
fenix-russia.ru/nalobnyy-fonar-fenix-hl60r-cree-xm-l2-u2-neutral-white-ledgeorge_vernin
24.05.2018 11:40Как по мне абсолютно не стоит.
Но это дело каждого — индивидуально — кто для чего покупает…
Кому большие за 5, кому маленькие за 3
Кому шашечки, а кому ехать :)mtumanov
24.05.2018 15:38Как активный пользователь налобных фонарей делюсь опытом.
Моё общение с налобными фонарями начиналось с моделей «Яркий китайский луч» купленных в ближайшем хозмаге.
Что в них плохого:
1. Отвратительные по качеству и надёжности светодиоды.
2. Пластмасса корпуса очень быстро ломается, стекло рассеивателя мутнеет.
3. Очень неудобно когда элементов питания три штуки — один из них обязательно потеряет ёмкость раньше других, а менять все три комплектом.
4. Контакты в этих фонарях не позолоченные а лужёные, постоянно окисляются, из-за чего яркость свечения падает.
В итоге сейчас все эти фонари (штук пять наверное) у меня валяются в разной степени разломанности.
Единственное их достоинство — низкая цена и повсеместная доступность.
Где-то после пятого сломавшегося пластмассового фонаря моё терпение лопнуло.
Fenix тоже не идеален, но пока что сломался только один HL-21 (из-за конструктивных дефектов), в новых моделях эти недостатки исправили.
Налобники на одном элементе питания удобнее чем на трёх.
Попробуйте купить один дорогой и хороший фонарь и Вы никогда уже не вернётесь к дешёвой китайской продукции.
PendalFF
24.05.2018 08:28*с недоуменим посмотрел на свой Fenix HL23
george_vernin
24.05.2018 11:35К сожалению не удобен при длительном ношении.
В экспедициях итд
Но он и не предназначен
Mike_soft
22.05.2018 12:01зимой еще хочется, чтобы аккумулятор был в тепле. такое решил только проводами в силиконовой изоляции.
george_vernin
22.05.2018 12:23А с чего ему быть в сильном холоде?
Если используется в такой конструкции как я выше давал — то будет в хорошем режиме
Если не используется в лежит на морозе — то что так что так охладится до окружающей средыMike_soft
22.05.2018 12:36в -25 элементы АА в налобниках сильно теряют емкость. Литиевые не пробовал в таких жестоких условиях, сразу спрятал в одежду.
george_vernin
22.05.2018 15:21Верно… Но если вы светите — то -25 на элементах не будет
Они сами будут подогреватьсяMike_soft
22.05.2018 15:31тем не менее, АА дохли. а с «литием» экспериментировать не стал.
PAE
22.05.2018 17:24+2Для таких условий лучше либо первичные литиевые элементы типа Energizer L91, которые даже в -30 достаточно хорошо работают (proof: http://data.energizer.com/pdfs/l91.pdf), либо вторичные Ni-MH от FDK, например, Eneloop (даташита с прямой информацией про -20 нет, но практика показывает, что они также неплохи).
noanswer
24.05.2018 12:17да для нормального фонаря и одной 18650 хватает, достаточно на 3-4 дневный осенний поход с ночными марш бросками… ну это так к слову.
но для себя, для повседневнго ношения, решил что это тяжело и теперь пользуюсь фонариком на 16340 (типоразмер CR123) olight h1r nova
все упирается в потребности, шахтерам и спелеологам надо одно, под диваном то что закатилось другое, для походов в на природу третье.
george_vernin
24.05.2018 12:44Все верно
Но не забывайте ещё про «фирму» и понты :)noanswer
24.05.2018 15:31скорее фирму и "понты" :)
пользуюсь налобниками много и давно, ещё с совкового, рыжего на трех батарейках Д(!), потом была первая светодиодная petzl tikka совсем тупая без стабилизации… пользуюсь налобниками как дома так и в outdoor'е и если бы было что-то подходяще (мне) по функционалу дешевле то с радостью купил бы. Это был осознанный выбор.
сейчас рабочих, тех которыми пользуюсь в зависимости от потребностей, фонарей у меня два Skilhunt h02 на 18650, и olight h1r nova
а "просто налобник"… на на али богатый выбор наверное на любые деньги
wormball
22.05.2018 00:40троллейбус.джпг
ru.aliexpress.com/item/Headlamp-3000-Lumen-XML-T6-USB-Interface-LED-Bike-Bicycle-Light-Headlamp-Headlight-3Mode-2-in/32795624391.html
И светит не в пример лучше, ещё и на велосипед можно налепить.noanswer
24.05.2018 15:40велофара наверное хорошая, у меня была такого-же дизайна но без USB питания, но ставить ее на голову как-то совсем не возникало желания, слишком ярко, подносишь руку к лицу ловишь глазами зайцев.
у моей веловары промежуточная мощность была в 4 раза (2 фотографически ступени) слабее максимальной что для 3000 пусть да же китайских люмен многовато.
хотя от целей-хотелок зависит
GennPen
22.05.2018 01:49У меня «банка» тоже отключается через минуту когда маломощное устройство подключаю. Но если на ней включить встроенный фонарик — работает без отключений. В итоге выпаял светодиод из «банки» и получилось два режима работы: включено постоянно, и отключается при малой нагрузке.
tormozedison Автор
22.05.2018 07:01Так в том и дело, что привязка к определённой модели пауэрбанка нежелательна.
Serge78rus
22.05.2018 10:10Вы пишете, что намерили на 1кОм балластном резисторе падение 2.5В, а на 62Ом — 2.8В. Если измерения проводились при питании от одинакового источника, то, похоже, Вы где-то ошиблись — у светодиодов не бывает отрицательного динамического сопротивления.
stalinets
22.05.2018 10:28Вот действительно напрягают слишком умные powerbank'и. Например, у меня есть блютуз-колоночка с очень слабым аккумулятором. При большой громкости она садится минут за 10-15. Ток заряда этого аккумулятора маленький. И запитать её от powerbank'а Xiaomi не получается: powerbank включается, начинает идти заряд. Через короткое время powerbank видит, что ток слишком маленький, решает, что он больше не нужен, и сам выключается. И через 10 минут музыка заканчивается.
Как не хватает тупого тумблера, при включении которого powerbank тупо работал бы от включения до полного разряда аккумуляторов…
Уже подумываю сделать такой самодельный powerbank. Всего-то нужно несколько банок 18650, кроватка для них, DC-DC преобразователь на 5 В, разъём USB, и какой-то контроллер для заряда этих банок от 5В USB. Всё просто, кроме контроллера (может, народ подскажет, какой контроллер нужен и как его подключать, чтобы заряжать сразу 3...5 банок 18650, желательно чтоб от USB — 5В, 500 мА, пусть и медленно?).
Я вот уже сделал самодельную bluetooth-колонку, работающую от 3х18650, но сейчас для их заряда их надо доставать из кроватки и заряжать внешней зарядкой. А хочется добавить какой-то контроллер и просто заряжать от USB. Есть такое?tormozedison Автор
22.05.2018 20:56Так вся статья о том, что не «банку» надо переделывать, ибо колонка будет к ней привендорлокинена. А колонку развендорлокинивать, чтобы с любой «банкой» совместима стала. Ножки к колонке приделать и дно светящееся, например, будет как будто в воздухе висеть.
Popadanec
22.05.2018 10:45+1А вот мой троллейбус
isden
22.05.2018 11:27Зарядка 18650 происходит при установке этой лампочки в обычный патрон? :)
Popadanec
22.05.2018 12:31Я подумываю над этим, место еще есть под плату из старого зарядника для телефона и реле, чтобы при состоянии вкрученной в патрон можно было управлять включением с комнатного выключателя. А так придется снимать рассеиватель, благо он с завода легко защелкивается и заряжать через ТР4056(на ней есть микро юсб)
А вообще ёмкости даже этой полуживой банки(там порядка 1.2-1.4А 3.7В) хватает на долго. За три месяца с создания еще ни разу не заряжал.
tormozedison Автор
22.05.2018 20:50+1Классный пранк со светящейся в руке лампочкой, хотя и придуман, если не ошибаюсь, Акопяном, ещё когда белых светодиодов не было. В матовую лампу накаливания он помещал маленький ламповый же фонарик без рефлектора, и всё это в руке светилось.
PAE
22.05.2018 14:24В комментариях уже отметили про пресловутую «буханку» — решение экономически эффективное, но само качество света оставляет желать лучшего.
Если хочется хайтек — есть модели фонарей с достойным CRI выше 70 или даже выше 90, при этом запитывающихся от 18650, ёмкость которых в 10-12 раз больше ёмкости среднего AAA-элемента.
Для себя остановился на налобнике на 1x18650 с CRI~70..80 (CREE XP-L, бин, к сожалению, производитель не указывает, CCT около 4500-5000K).
На практике 180 лм на 8 часов (средний режим) получается более, чем достаточно для сборки-разборки всякой техники, а за городом 50 лм на 18 часов позволяет брать на 1-2 выходных 1-2 запасных 18650.
Mike_soft
22.05.2018 14:45для уличных фонариков CRI не особо важен. да, на плохих светодиодах окружающая действительность порой выглядит несколько странной (например, при катании на лыжах ночью зимой по лесу), но тут (имхо) лучше яркость, чем точность оттенков
PAE
22.05.2018 15:18Насчёт CRI — возможно, что и не всем важен, но вот насчёт того, что "лучше яркость, чем точность оттенков" — не совсем соглашусь. В данном случае лучше меньшая цветовая температура, а у "недорогих" фонарей с этим плохо. При этом косвенно CRI больше у "тёплых" диодов.
Например, большинство noname фонарей попросту не имеют варинтов с CCT < 5000K, что не совсем хорошо:
We performed a subjective experiment measuring perceived overhead glare from a fluorescent luminaire with either a Correlated Color Temperature (CCT) of 4000K or 6300K. The group of 18 participants was equally divided over males and females, and almost equally over subjects wearing glasses and subjects without glasses. The results show that a light source with a higher CCT induces statistically significantly more overhead glare. In addition, differences in perceived overhead glare cannot be attributed to either gender or visual correction means.
Mike_soft
22.05.2018 15:36согласен, что важен не всем и не всегда. наверняка, для полиции-сторожей, например, этот индекс важен. для рыбаков или спелеологов тоже (увидеть нужный оттенок льда, даже неосознаннот, и не провалиться). а для большинства велосипедистов, лыжников, бегунов (ну просто у меня парк под боком) это совершенно пофиг. Цветовые детали роли не играют. И соглашусь, что в «холодном»свете с жутким CRI природа порой выглядит жутковато…
PAE
22.05.2018 17:18+1Не только природа, холодные оттенки «хуже пробивают» (обратное рассеивание) туман, дым и прочее, поэтому «противотуманные фары» делают жёлтыми. Поэтому даже для велопрогулки в туман лучше тёплый свет, чем холодный.
HiMem-74
23.05.2018 07:31Выезжали на выходные на озеро и я забыл свой фонарь, пришлось пользоваться примерно таким, как на КДПВ. Столкнулся с тем, что я свечу на мясо и не могу понять степень прожарки! Свет настолько неестественный, с каким-то синюшным оттенком, что светишь прямо в упор, света достаточно, а невозможно понять, готово мясо или нет.
Mike_soft
23.05.2018 08:25Да, кстати, сталкивался с таким. причем и при плохом фонарике (но тогда сам светодиодный можно было встретить нечасто), и при уличном 10-ваттном светодиодном прожекторе.
softi
22.05.2018 20:43+1А зачем питать светодиодный фонарик от банки? Во-первых, потребление тока достаточно низкое, т.е. даже обычных солевых батареек хватит на несколько часов работы. Во-вторых, есть пальчиковые аккумуляторы, они не так дороги. В-третьих, разве эта статья достойна хабра?
tormozedison Автор
22.05.2018 20:46-1Пальчиковые аккумуляторы:
1. Надо вытаскивать, помещать в зарядное устройство, затем перемещать обратно.
2. Отходят в отсеке фонаря, яркость плавает.
3. Требуют более громоздкого и менее распространённого зарядника, «банку» же можно зарядить практически везде, зарядник найдётся.PendalFF
24.05.2018 08:39Больше 4 лет использую Fenix HL23 в связке с икеевскими ladda и их же зарядником
От исходно купленных 4 пальцев остался по-моему 1, от докупленного позднее комплекта ещё пара и сейчас живет 3-й комплект. 1 элемент в фонаре + пара в кармане закрывают полностью все вопросы. Если работаю с фонарем на постоянку — под рукой зарядник, куда можно попихать не используемые в данный момент пальцы.
Для понимания — занимался ремонтом автомобилей 3 года и фонарь использовался 12*365.
zelebobko
22.05.2018 20:44+1Не знаю то ли мне просто повезло, толи банка попалась "правильная" но с месяц назад принесли фонарь убитый но рабочий, просто впаял туда usb кабель, подключил и все замечательно заработало. Плюс в такой переделке в том что на зимней рыбалке батарейки в налобниках просто замерзали и быстро садились, а так банку во внутренний карман и проблемы пропали.
DTL
Спасибо за идею. Устранили сразу множество недостатков, присущих массе налобных фонарей. Меня больше всего достаёт плохой контакт батарей в кассете — яркость пляшет, приходится доставать кассету, вращать батарейки, стирая окислы на контактах… Переделаю все свои фонари по Вашему примеру.
tormozedison Автор
Стабильность яркости благодаря преобразователю в пауэрбанке — это и хорошо, и плохо. Хорошо, что яркость не зависит от степени заряженности, плохо — что при сильно разряженном аккумуляторе может вырубиться внезапно.
HiMem-74
Не торопитесь. Правильно заметил товарищ wormball, получается «троллейбус из буханки». Давайте по пунктам:
1. Светодиоды в этом и подобном «говнофонарях» применяются индикаторные, а не осветительные. Понимаете разницу? Если нет, читайте Alexeynadezhin до просветления.
2. Параллельное соединение светодиодов, особенно частично деградировавших, это неграмотно совершенно, из-за разброса характеристик внутреннее сопротивление у них может существенно различаться со всеми вытекающими последствиями.
3. Резистор в качестве токоограничительного элемента применяется только при стабильном питании и когда нам неважен КПД. Во всех автономных фонарях уже давно применяется токовый драйвер с КПД ~98%, в Вашем же случае рассеиваемая мощность на резисторе сравнима с мощностью излучаемой, т.е. заряд банка расходуется на нагрев резистора, а не на свет.
Критикуешь — предлагай. Просто посмотрите на фонари с СОВ светодиодом для рассеянного света (могу порекомендовать Яркий Луч Mini Cobra) или с диодами CREE XML и оптикой для дальнобойного налобника. Всё это можно недорого найти. А если чешутся руки — читайте «форум на фонаревке» (гуглится), раздел самодельщиков и кастомайзеров. А ВОТ ЭТО спрячьте и никому не показывайте.
SarAp
Вот полностью поддерживаю! Сейчас есть огромный выбор доступных и качественных налобников а так же ресурсов типа той же фонаревки, где можно многое о них узнать. И если уж творить колхоз, то на качественных исходниках, а не из этого… хм… говна