Mój projekt lampek dynamo+led.
: poniedziałek 16 lut 2009, 23:50
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
)
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:
Do tego oczywiście odpowiednie śrubki i nakrętki.
Pierwszy prototyp to były dwie diody zamontowane do płaskiego kawałka blachy (kątownika)
(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":
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:
I dwa zdjęcia obrazujące możliwość regulacji:
Jedna ze śrubek mocujących diodę jest celowo dłuższa, by łatwiej było regulować wysokość.
Sposób mocowania ładnie przedstawiony jest na widoku całości:
i widoku wnętrza:
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:
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.
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.
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
)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:
Do tego oczywiście odpowiednie śrubki i nakrętki.
Pierwszy prototyp to były dwie diody zamontowane do płaskiego kawałka blachy (kątownika)
(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":
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:
I dwa zdjęcia obrazujące możliwość regulacji:
Jedna ze śrubek mocujących diodę jest celowo dłuższa, by łatwiej było regulować wysokość.
Sposób mocowania ładnie przedstawiony jest na widoku całości:
i widoku wnętrza:
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:
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.
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.
. 
.
))
) 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*) + 
/b] Tak nie dodałem, że moje ulubione tereny do jazdy to las i singletracki 
. Udanych wyrzucaczy fotonów życzę