Mój projekt lampek dynamo+led.

Oświetlenie przednie i tylne w rowerze, zasobniki na baterie. Komfort i bezpieczeństwo nocnej jazdy.
krudnik
Posty: 111
Rejestracja: czwartek 08 sty 2009, 22:54
Lokalizacja: Warszawa

Mój projekt lampek dynamo+led.

Post autor: krudnik »

Cześć,

Jestem w trakcie (dość powolnej) budowy lampki LEDowej do roweru. Jeszcze nie jest skończona, więc uznałem, że dobrze byłoby przedstawić tą lampkę tutaj na forum, chętnie posłucham jakiś opinii i pomysłów dotyczących ewentualnych modyfikacji. Do tej pory korzystałem z lampki Sigma Elipsoid Plus - halogenowa lampka rowerowa o standardowej mocy 2.4W. Chciałbym by lampka LEDowa była lepsza. Najpierw może podam, jakie założenia stanęły u podstaw takiej konstrukcji.
1. Lampka ma być zasilana z dynama i akumulatorów równocześnie, z priorytetem dla dynama. Czyli, ile się da jest brane z dynama, a reszta z akumulatorów.
2. W miarę możliwości nadmiar mocy z dynama ładuje akumulatorki.
3. Podobnie jak w kilku tutejszych projektach chciałbym mieć dwa układy optyczne - jeden z szeroką wiązką, drugi z wąską.
4. Lampka powinna stanowić jedną całość, którą można zdjąć z roweru i używać jako niezależnego źródła światła, oczywiście z ramach pojemności akumulatorów.
5. Fajnym gadżetem w Sigmie jest złączka do zasilania tylnej lampki - dzięki temu można jednym przyciskiem włączyć/wyłączyć światła roweru.

Na razie mam prawie gotową konstrukcję mechaniczną. Wcześniej wypróbowałem kilka różnych wariantów optyki (np. taką

Obrazek)

i zdecydowałem się na optykę owalną 3x20* oraz wąski spot 4*. Próby wykazały, że obie wiązki muszą świecić pod różnymi kątami, więc konstrukcja musi być nieco bardziej złożona.
Z powodu braku jakiegoś warsztatu mechanicznego starałem się tak zaprojektować konstrukcję, by była wykonywalna przy pomocy piły, wiertarki i jakiś pilników. Mocowanie diod i kolimatorów realizowane jest przez odpowiednio nacięty i wyprofilowany kawałek blaszki, dociskający kolimator do diody a diodę do podłoża. Oto elementy:

Obrazek

Do tego oczywiście odpowiednie śrubki i nakrętki.
Pierwszy prototyp to były dwie diody zamontowane do płaskiego kawałka blachy (kątownika)

Obrazek
(obrazek zrobiony aktualnie, już nie skręcałem całości, po prostu do zobrazowania jak to wyglądało.)

Te próbny model wykazał właśnie że dwie pokazane soczewki fajnie współpracują, ale wymagane jest
umocowanie każdej pod innym kątem. Zbudowałem więc kolejny model, początkowo miał to też być prototyp, ale wyszło całkiem nieźle i chyba już tak zostawię. Jako zewnętrzną obudowę wykorzystałem kawałek prostokątnego profilu 40x60mm. Wewnątrz, do obu bocznych ścianek przekręcone są trzymacze do diod. Każdy to odpowiednio zeszlifowany kawałek grubego (3mm) kątownika Alu, z diodą przymocowaną w opisany wcześniej sposób. Oto "diodotrzymacz":

Obrazek

Jest on przykręcony śrubą z podkładką sprężynującą, nakrętką i kontrą. Dzieki temu element ten jest dociskany do ścianki bocznej z pewną, znaczną siłą, ale nie jest przykręcony na sztywno, można regulować w pewnym zakresie wysokość wiązki światła. Oto śruba z kompletem elementów mocujących:

Obrazek

I dwa zdjęcia obrazujące możliwość regulacji:

ObrazekObrazek

Jedna ze śrubek mocujących diodę jest celowo dłuższa, by łatwiej było regulować wysokość.
Sposób mocowania ładnie przedstawiony jest na widoku całości:

Obrazek

i widoku wnętrza:

Obrazek

Jak widać, we wnętrzu obudowy jest całkiem sporo wolnego miejsca.
Planuje umieścić tam modelarski akumulator Li-Pol o pojemności 350mAh i napięciu 7.2V (dwie cele).
Akumulator taki jest malutki w porównaniu z obudową:

Obrazek

Przypominam, że celem akumulatora jest głównie podtrzymywanie lampki przez kilkadziesiąt minut. Modelarski akumulator przystosowany jest do bardzo "szybkiej" pracy - ładowania w kilkadziesiąt minut i rozładowywania w mniej niż 10 minut, więc warunki w lampce będą i tak łagodne. Jest to akumulator bez żadnych zabezpieczeń, więc elektronika będzie musiała być na to przygotowana.

Do mocowania wykorzystałem stare mocowanie od lampki HL-500, w której to lampce, mocowanie można całkowicie odkręcić od lampki.

Założenia do części elektrycznej przedstawię w następnym poście, by nie ciągnąć jednego w nieskończoność.

[ Dodano: Wto Lut 17, 2009 10:03 pm ]
Witam ponownie.
Zgodnie z zapowiedzią, przedstawiam blokowy schemat lampki.
Obrazek
Jak widać prąd z dynama jest prostowany na mostku i zasila kontroler ładowania. Układ ten zasila akumulator poprzez górną i dolną linie, środkowe połączenie służy jedynie do ograniczania prądu ładowania, poprzez pomiar spadku napięcia na R1. Te same linie zasilają resztę układu. Dioda D1 ogranicza spadek napięcia na R1 w trakcie rozładowywania akumulatora, bo zmniejszyć straty mocy.
Dzięki takiemu połączeniu kontroler ładowania będzie starał się utrzymać ładowanie akumulatora nawet w trakcie pobierania mocy przez lampki, będzie po prostu dostarczał prąd zarówno do obciążenia, jak i do akumulatora. O ile wystarczy mocy wejściowej oczywiście.
Wyłacznik główny to typowy przerzutnik bistabilny (stąd dwa oddzielne styki ON i OFF), z diodą zenera, która spowoduje, że jeden ze stanów (ON) przestanie być stabilny, jeśli napięcie zasilania spadnie poniżej ustalonej wartości. Dzięki temu spadek napięcia na akumulatorach powoduje trwałe wyłączenie obciążenia, aż do czasu ręcznej ingerencji.
Nie planuje budowania własnych driverów do LED-ów, wykorzystam jakieś gotowe, byle by miały wejście ENABLE czy ON/OFF do którego będzie można podłączyć sygnał PWM do regulacji efektywnej jasności i ewentualnie migania. Aktualnie mam drivery na układach AMC7150, kupione na allegro. Można im dołączyć sygnał DISABLE, jednak ich parametry nie są rewelacyjne. To testów użyje tych właśnie driverów, ale w międzyczasie rozejrzę się za czymś lepszym.

Chodzi mi po głownie pomysł, by zaimplemetować jakieś automatyczne przełaczanie trybów w zależności od prędkości. Na postoju światła mogą migać - łatwiej zauważyć nieruchome migające światło niż stałe, po ruszeniu działają światła krótkie, a po przekroczeniu pewnej prędkości długie. Oczywiście taką automatykę będzie można wyłączyć.
To na razie pomysł do przetestowania.
Piotrek K.
Posty: 602
Rejestracja: wtorek 29 lip 2008, 02:49
Lokalizacja: podlasie

Post autor: Piotrek K. »

krudnik pisze:zdecydowałem się na optykę owalną 3x20* oraz wąski spot 4*
To jest prawie najlepsze rozwiązanie (lepszy to chyba mógłby tylko być jakiś wężej reflektorek zamiast kolimatora 4*)
krudnik pisze:Jak widać prąd z dynama jest prostowany na mostku i zasila kontroler ładowania. Układ ten zasila akumulator
Chcesz ładować dwa akumulatorki Li-Pol połączone szeregowo? Jeżeli tak to trzeba zastosować jakiś balanser (czy jak to się tam nazywa) albo coś w tym stylu, bo ładowanie połączonych szeregowo aku bez balansera to zły pomysł (jeden akumulatorek zawsze będzie słabiej naładowany niż drugi albo w gorszym przypadku jeden będzie nie doładowany a drugi przeładowany).

Co to za optyka ?
Obrazek
Awatar użytkownika
Bulba
Posty: 331
Rejestracja: środa 06 sie 2008, 10:36
Lokalizacja: Łódź

Post autor: Bulba »

Mam identyczny problem z lampka dla dziecka.
4 sztuki w jednej obudowie (scianka czolowa)
z czego 2 (krotkie) musza byc pod katem.
Zupelnie nie wiem jak ten problem rozwiazac, aby nie pozostaly zadne szczeliny.
myslelem o klejarce (termo) ale widok chyba nie bedzie za ciekawy :(
My definition is High Definition.
Bledy w pisowni sa celowe, zamierzone i chronione prawami autorskimi.
Uzywanie podobnych bledow jest zakazane i bezprawne ®
Piotrek K.
Posty: 602
Rejestracja: wtorek 29 lip 2008, 02:49
Lokalizacja: podlasie

Post autor: Piotrek K. »

Bulba pisze:Zupelnie nie wiem jak ten problem rozwiazac, aby nie pozostaly zadne szczeliny.
Może przykleić kawałek przeźroczystego poliwęglanu lub plexi (plexa chyba gorsza, ale łatwiej dostępna) nad kolimatory.
krudnik
Posty: 111
Rejestracja: czwartek 08 sty 2009, 22:54
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: krudnik »

Piotrek K. pisze:
krudnik pisze:zdecydowałem się na optykę owalną 3x20* oraz wąski spot 4*
To jest prawie najlepsze rozwiązanie (lepszy to chyba mógłby tylko być jakiś wężej reflektorek zamiast kolimatora 4*)
Kolimator ma takie fajne sześciokątne rozpraszacze, dzieki temu daje dość równą plamę.
krudnik pisze:Jak widać prąd z dynama jest prostowany na mostku i zasila kontroler ładowania. Układ ten zasila akumulator
Chcesz ładować dwa akumulatorki Li-Pol połączone szeregowo? Jeżeli tak to trzeba zastosować jakiś balanser (czy jak to się tam nazywa) albo coś w tym stylu, bo ładowanie połączonych szeregowo aku bez balansera to zły pomysł (jeden akumulatorek zawsze będzie słabiej naładowany niż drugi albo w gorszym przypadku jeden będzie nie doładowany a drugi przeładowany).
Myśle nad balansowaniem w domu, od czasu do czasu. Zakupiłem na allegro taki mierniczek do oddzielnego sprawdzania każdej celi, jest malutki i można go mieć przy sobie. Tak na początek to pobawię się 12V akumulatorkiem żelowym, jako tańszym i bardziej odpornym na błedy obsługi.
Co to za optyka ?
Sam już nie pamiętam, kupiona parę lat temu w Semiconductors Bank razem z Luxeonami. Chyba 5° i 10°.

[ Dodano: Sro Lut 18, 2009 2:53 pm ]
Piotrek K. pisze:
Bulba pisze:Zupelnie nie wiem jak ten problem rozwiazac, aby nie pozostaly zadne szczeliny.
Może przykleić kawałek przeźroczystego poliwęglanu lub plexi (plexa chyba gorsza, ale łatwiej dostępna) nad kolimatory.
Też planuje jakąś szybkę na przód. Zewnętrzna obudowa jest bardzo prosta do wykonania - obciąć odpowiedni kawałek profilu, dwie dziury po bokach i dziura na mocowanie od spodu. i gotowe. Chciałbym mieć lampkę rozbieralną, więc nie chciałbym kleić tej szybki na coś mocnego, poszukuje koszulki termokurczliwej o obwodzie ponad 20cm. Ewentualnie rozważam gluegun,
Jeszcze muszę przemyśleć montowanie przodu (szyba) i tyłu (mocowanie elektroniki, wyłaczniki itp) obudowy.
Piotrek K.
Posty: 602
Rejestracja: wtorek 29 lip 2008, 02:49
Lokalizacja: podlasie

Post autor: Piotrek K. »

krudnik pisze:Kolimator ma takie fajne sześciokątne rozpraszacze, dzieki temu daje dość równą plamę.
Ta równomierna plama jest zbędna gdy używasz dwóch diod jednocześnie. Soczewka owalna oświetla wszystko do okoła a wąska optyka ma świecić tylko daleko i wierz mi lub nie ale kolimator daje mniej światła na spoocie niż reflektor o podobnym kącie, co prawda na kolimatorze nie ma wyraźniego przejścia od spoota do spila (koniec spilla także nie jest wyraźnie zaznaczony). Kolimator jest dobry jak masz tylko jedną diodę (albo używasz lampek oddzielnie), a jak masz mieć dwie włączone cały czas to 4* z kolimatora wydają mi się za szerokie, ale to tylko moje zdanie.
Awatar użytkownika
swietlik
Posty: 489
Rejestracja: sobota 22 lis 2008, 22:39
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: swietlik »

Piotrek K. pisze:
Bulba pisze:Zupelnie nie wiem jak ten problem rozwiazac, aby nie pozostaly zadne szczeliny.
Może przykleić kawałek przeźroczystego poliwęglanu lub plexi (plexa chyba gorsza, ale łatwiej dostępna) nad kolimatory.
Tylko że na dzień dobry mamy ostrożnie licząc 10% straty strumienia. :(
krudnik
Posty: 111
Rejestracja: czwartek 08 sty 2009, 22:54
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: krudnik »

Piotrek K. pisze:
krudnik pisze:Kolimator ma takie fajne sześciokątne rozpraszacze, dzieki temu daje dość równą plamę.
Ta równomierna plama jest zbędna gdy używasz dwóch diod jednocześnie. Soczewka owalna oświetla wszystko do okoła a wąska optyka ma świecić tylko daleko i wierz mi lub nie ale kolimator daje mniej światła na spoocie niż reflektor o podobnym kącie, co prawda na kolimatorze nie ma wyraźniego przejścia od spoota do spila (koniec spilla także nie jest wyraźnie zaznaczony). Kolimator jest dobry jak masz tylko jedną diodę (albo używasz lampek oddzielnie), a jak masz mieć dwie włączone cały czas to 4* z kolimatora wydają mi się za szerokie, ale to tylko moje zdanie.
Nie przypuszczam, bym często używał obu diod równocześnie.
Awatar użytkownika
Steff.k
Posty: 401
Rejestracja: niedziela 06 sty 2008, 13:51
Lokalizacja: Kraków

Post autor: Steff.k »

Ze swojego doświadczenia wiem że dobrze skupiające ref się nie nadają na rower, świecą daleko to prawda, ale granica między spot'em a spill'em jest za duża. Jedziesz sobie prosto wszytko OK, ale tylko gdzieś skręcisz to bardzo łatwo można być zaskoczonym przez coś czego w spill'u refa nie było widać. Kolimator natomiast ma gładkie przejście ze spill'a do spot'u i mi się to bardzo podoba ;-).
Aha i śmigam z kolimatorem 30* :-).
Awatar użytkownika
Bulba
Posty: 331
Rejestracja: środa 06 sie 2008, 10:36
Lokalizacja: Łódź

Post autor: Bulba »

Steff.k: Dlatego dobrym wyjsciem jezeli nie idealnym, jest zastosowanie dwoch roznych optyk. U mnie jest 4* + 3*x20* a jak komus jeszcze malo lumenow to robimy duala :)))
My definition is High Definition.
Bledy w pisowni sa celowe, zamierzone i chronione prawami autorskimi.
Uzywanie podobnych bledow jest zakazane i bezprawne ®
Piotrek K.
Posty: 602
Rejestracja: wtorek 29 lip 2008, 02:49
Lokalizacja: podlasie

Post autor: Piotrek K. »

Steff.k pisze:Kolimator natomiast ma gładkie przejście ze spill'a do spot'u i mi się to bardzo podoba ;-) .
Przecież o tym samym napisałem :wink:
Steff.k pisze:Aha i śmigam z kolimatorem 30* :-)
Kolimator 30* i inna szeroka okrągła optyka jest według mnie dobra do jazdy w trudnym terenie (np. lesie w którym trzeba omijać nisko zawieszone gałęzie), albo do "olśniewania" przechodniów :lol:
krudnik pisze:Nie przypuszczam, bym często używał obu diod równocześnie.
To pozostają ci tylko kolimatory.
Ja swoją lampkę (mam nadzieję że do sezonu się z nią wyrobię :razz: ) wyposażam w optykę 2 x LEDIL CRS-O +-6* x +-24* i LEDIL ROCKET SS +-4*. Ten kolimator 4* to tylko na razie do puki nie znajdę jakiegoś fajnego reflektorka, bo jak już wcześniej wspomniałem reflektor daje więcej światła na spoocie niż kolimator. Według mnie idealnym rozwiązaniem było by chyba 2 x LEDIL CRS-O +-6* x +-24* (albo LEDIL CRS-O +-6* x +-24* i LEDIL ROCKET-O +-3* x +-20*) + regulowana zakresie od 8-25* latarka, ale niestety mam już zakupione materiały (oprócz wspomnianego reflektorka).
Awatar użytkownika
Steff.k
Posty: 401
Rejestracja: niedziela 06 sty 2008, 13:51
Lokalizacja: Kraków

Post autor: Steff.k »

Bulba: Zgadza się, jednak moje wyobrażenia o lampce na rower jest takie żeby była w miarę nie wielkich rozmiarów i dopuszczam tylko jedno źródło światła ;-) .

Piotrek K.:[/b] Tak nie dodałem, że moje ulubione tereny do jazdy to las i singletracki ;-).

Co do jasnego spot'u i ciemnego spill'a w refach, to nie zapomnijmy że lampki rowerowe są umocowane na stałe do kiery i trudno nimi manewrować tak jak latarką w ręce ;-). Dla mnie jazda tyko z dobrze skupiającym refem jest strasznie męcząca . Oczywiście jak dodamy coś szerszego to sytuacja się poprawia :-).

Dla mnie ideał na rower to jedna szeroko i daleko świecąca lampa na kierowniku (MC-E/P7) i czołówka na kasku (q5 czy coś refie). Oczywiście każdy robi tak jak mu pasuje i odpowiada w końcu to jest D.I.Y. :D. Udanych wyrzucaczy fotonów życzę ;-) .
krudnik
Posty: 111
Rejestracja: czwartek 08 sty 2009, 22:54
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: krudnik »

Tak się zastanawiałem nad kwestią ładowania akumulatorów i natknąłem się na pewną wątpliwość dotyczącą akumulatorów LiJon i LiPol. Mianowicie, zalecane jest przechowywanie takich akumulatorów naładowanych do mniej więcej połowy pojemności. Jak to się ma do roweru z dynamem? Oświetlenie rowerowe regularnie jest używane jedynie 2-3 miesiące w roku, przez pozostałą część roku używane jest jedynie sporadycznie. Czy układ kontrolny ładowania powinien ładować akumulatory do 100%, 50%, może jakoś kompromisowo na np. 70%. A może wręcz przewidzieć dwa tryby pracy: letni/zimowy?
Awatar użytkownika
Calineczka
Posty: 7578
Rejestracja: niedziela 11 lis 2007, 20:19
Lokalizacja: Wejherowo
Kontakt:

Post autor: Calineczka »

...tym bym się nie przejmował ;-)
Awatar użytkownika
Steff.k
Posty: 401
Rejestracja: niedziela 06 sty 2008, 13:51
Lokalizacja: Kraków

Post autor: Steff.k »

Dokładnie, ja też bym to odpuścił, i tak pewnie prędzej zrobisz nową konstrukcje z innym akumulatorem niż tego rozwalisz ;-).
ODPOWIEDZ