Moje vlastní světlo na kolo, Studie, návrh, zhotovení Možnosti

[Kolbaba71]

Chtěl bych si postavit světlo na kolo. Není to nic, co nutně potřebuju, nejspíš ho nikdy plně nevyužiju, ale chtěl bych ho. S elektrikou mám trochu zkušenosti, s mechanickou kolem elektrických dílů také. Dělám přes 20 let konstruktéra mechanických dílů pro vysílače. Ohledně stavby světel jsem si něco přečet. Něco vím o základech, ale jinak praktické zkušenosti nemám téměř žádné. Kdysi, asi před 25 lety, jsem si postavil vlastní baterku z formy na pečení a dřevěné krabice. Byla na 12 plochých baterií a 6 žárovek. Měla tuším 6 "módů" (fotky mám, ale aktuální bez baterií). Stále nemám žádnou dílnu, takže uvažuju o tom, že složitější mechanické díly si nechám někde vyrobit. Počítám s tím, že pro světlo připravím úplné konstrukční podklady, poté vyzkouším na jednodušší DPS s kusem chladiče základní funkce. Nakonec nechám vyrobit finální mechanické díly a svítilnu dokončím. Nečekám, že toto stihnu dříve jak za rok. Vzhledem k předpokládané konstrukci ? vypadá to, že do 10tis Kč se nejspíš nevejdu, se tento časový horizont z finančních důvodů pravděpodobně ještě protáhne. Zkoušel jsem si nakreslit něco mezi blokovým schématem a elektrickým schématem a vychází mě z toho docela šílený kombajn. Vlastní světlo by byla krabice z tlustých Al desek s vyfrézovanými žebry. Akupack bych zavěsil pod rám. Je mě jasný, že jsem si tímhle světlem ukousnul pořádný sousto a doufám, že i s vaší pomocí se tím soustem nezadusím.

Zde je moje představa (kreslena varianta pro 18650, u Pb aku by některé kontrolky odpadly):


Uvažuju o tom, že bych použil LED "B"+"C"+"D" použil SST-50. U LED "A" a "E" váhám, zda použít stejný a stáhnout výkon či použít slabší LED. LED "B" a "D" jsou lehce vykloněny do boku. LED "A" a "E" svítí dolů pod přední vidlici kola. Jako option bych mohl udělat automatické přepínání intenzity bočních světel - nad 12km off, do 8km/h 50%, pod 8km/h 100%. (Plný výkon LED "A" a "E" nemusí být plný výkon osazených LED)

Dál bych měl hromadu otázek:
1. Vzhledem k provozu 3 hodiny na max váhám, zda použít 18650 nebo gelový aku. Možná je moje představa 3 hodin na max irelevantní. V případě 18650 bych měl rezervu, kdy by pouze LED "C" mohla svítit na max další 2-3 hodiny.
2. Driver, co bych si představoval, asi neexistuje.
Měl by umět:
- řízení PWM
- snížení výkonu konkrétní LED, jenž se přehřívá
- zkratuvzdorný
- 4A na výstup
3. 5 driverů vs jeden superdriver - vše na jedné desce - lepší teplotní rozložení vs jednodušší elektronické provedení
4. Světlo bych chtěl používat i při teplotách lehce pod nulou. Vytápění akupacku nebude nejspíš praktické, co nějaká izolace?
5. Co použít jako kryt - plexi se asi bude tavit. Napadá mě použít pro každou LED náhradní sklo z nějaké baterky.
6. Vzhledem k různým funkčním vychytávkám bude obtížné sehnat správné tlačítka/vypínače. Jelikož bych potřeboval i 5 pól přepínače co vydrží cca 5A stejnosměrných. To bude asi problém. Proto váhám co místo toho použít jako výkonový prvek. Ani jedno se mně nezdá jako ideální: relé, FET tranzistory či triaky,
7. Místo vypínačů a tlačítek uvažuju použít TTL logiku a něco z bodu 6.
8. Ohledně akupacku v případě gelového Pb aku mám nějakou představu jak to udělat. U 18650 váhám, jak aku propojit a kde sehnat kontakty. Vlastní krabici bych udělal z izolačních desek.
9. Od bodu 1 se odvíjí jaký konektor použít na propojení světla s akupackem. Máte vytažený kabel ze světla a zapojujete ho akupacku či opačně? Nebo je propojovací kabel úplně samostatně?
10. Předpokládám, že driver musí být poblíž LED, jenž ovládá. LED se nasazuje do driveru, či se oba komponenty umisťují tak, aby byly optimálně chlazeny jen poblíž?
11. Pokud chci rovnoměrný široký kužel, je lepší hladký a nebo texturovaný reflektor? U SST-50 jsem zatím narazil jen na hladký.
12. Předpokládám, že hliníkový plech pod čipem LED označovaný jako chladič nemá šanci dlouhodobě LED uchladit. Dle mého názoru slouží jen jako vložka na další rozvod tepla a na mechanické uchycení LED. Je tato moje domněnka správná?

Co vy na to? Doufám, že nechci až zas tak nemožného, i když je mě jasné, že jako začátečník v této oblasti jsem nejspíš přestřelil.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 9.8.2011 07:32

[Benik3]

Zrdoj bych pouzil li-pol modelarsky akupack.
Mozna jeste rozmyslet pouziti SST-50 a Cree XM-L (prece jenom XM-L ma vetsi ucinnost)
Driver si budes muset s nejvetsi pravdepodobnosti postavit sam.
Pro rovnomernejsi rozlozeni svetla je lepsi texturovany reflektor.
Tlacitka/vypinace na 5A by se sehnat daly, ale ten 5-ti pol by byl asi horsi.
Driver si muzes vzasade umistit kam chces, ale vetsinou se umistuje k LED kvuli kabelazi.
Jestli myslis hlinikovymplechem PCB pod LED chipem, tak ano. Musis to usadit jeste na chladic. Ktery bude pri pouziti takoveho poctu vykonnych LED i pomerne velky.

Koukni jeste treba na tohle: http://forum.fotonmag.cz/index.php?showtopic=1909

[Kolbaba71]

Zrdoj bych pouzil li-pol modelarsky akupack.

Narazil jsem jen na 8 článkový. Existují i větší?

Mozna jeste rozmyslet pouziti SST-50 a Cree XM-L (prece jenom XM-L ma vetsi ucinnost)

Tohle je zatím jen taková rána na slepo. Bude se postupně upřesňovat. Proto se taky ptám.

Driver si budes muset s nejvetsi pravdepodobnosti postavit sam.

Víš, kde bych se mohl ještě přiučit? Tady to fórum jsem už prolez

Pro rovnomernejsi rozlozeni svetla je lepsi texturovany reflektor.

To jsem si myslel. Ale zatím jsem ho nenašel

Tlacitka/vypinace na 5A by se sehnat daly, ale ten 5-ti pol by byl asi horsi.

Tlačítko/vypínač na 5A DC a s IP minimálně 54. To považuju za nesehnatelnou kombinaci. Navíc slušně vypadající, navíc v provedení tlačítko a vypínač.

Jestli myslis hlinikovymplechem PCB pod LED chipem, tak ano. Musis to usadit jeste na chladic. Ktery bude pri pouziti takoveho poctu vykonnych LED i pomerne velky.

Myslím, on i ztrátový výkon bude podle mě velký a tak bude potřeba i celkem velký chladič.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 9.8.2011 08:41

[wooferx]

Teda vymyslel sis pěkné zadání, ale nebude to žádná sranda splnit, tak držím palce
Některé body se pokusím komentovat:

1) Za předpokladu, že na plný výkon bude odběr např. cca 50 W bude pro 3h provoz potřeba akumulátor s energií přes 150 Wh. Gelový Pb aku by byl hrozně těžký, to si nedovedu představit, že bych vozil na kole. Např. tento 12V/12Ah váží 4 kg!. Takže rozhodně bych volil LiIon nebo LiPol akumulátory, které mají vyšší hustotu energie na kg. Např. modelářský LiPol pack 8S (29,6V) / 5,8Ah s energii 172Wh váží 1,2 kg. Na stejné stránce najdeš i 10S články s vyšší kapacitou. Samozřejmě cena je vyšší než u gelových aku a musel bys je doplnit obvodem pro hlídání minimálního napětí, aby se nezničily.
4) Při teplotách pod 0°C je asi potřeba počítat s poklesem kapacity (v závislosti na typu článku). Např. v modelařině to zase takový problém nebývá, protože články se vysokým vybíjecím proudem udržují minimálně vlahé. Na krátkou projíždku by ale asi pomohla i izolace. Případně se podívej po akumulátorech LiFePO4, u kterých se uvádí provozní teplota až do -20°C.

2) + 3) Takhle specifický driver budeš asi těžko shánět. To leda že bys použil 5 driverů a pak je řídil nějakou chytrou elektronikou (mikrokontroler). Co se týče snímání teploty, tak pokud bude rozvod tepla kvalitní (silný Al profil), tak si myslím musí stačit snímat teplotu centrálně a ne u každé LED zvlášť. Potom by ti případně stačil i jeden společný driver a při přehřátí by trochu "ubral" všem LEDkám.

11) Nejlepší představu o rozložení světla si uděláš, pokud si najdeš nějaké fotky světelného kuželu s konkrétní LED a reflektorem (beamshoty). Např. zde jsem testoval různé reflektory a optiky s XM-L pro můj bastl. Ale ber to jen jako příklad, moje fotky nejsou úplně ideální, záleží na testovacím místě. Pro některé účely se víc hodí beamshoty na rovné zdi.

Jinak si myslím, že zmíněné LED XM-L by tě vyšly i levněji než SST-50, a to i kdybys jich použil třeba 6.

[Kolbaba71]

To Wooferx:
ad 2+3) Mikrokontroleru bych se pokud možno chtěl vyhnout. Asi bych někoho sehnal, kdo by mě udělal program a nahrál ho do něj, ale vidím to jako další komplikaci. Nicméně pokud by to výrazně ušetřilo hromady dalších součástek, tak bych o něm uvažoval.

ad 4) Nejspíš zůstanu u izolace. Vytápění odporem či odporovým drátem by bylo nejspíš neefektivní a jak jsem tu čet na fóru, tak LiFePO4 nejsou žádný zázrak. Navíc jezdím jen když je tak do -10st a to ještě musí být vymrzlo. Mimimum sněhu a ledu. Jak jsem si vyzkoušel, tak moje krosový kolo se do hlubšího sněhu nehodí.

ad 11) Díval jsem se na tvoje světlo a je to podobný o čem uvažuju. Jen mě vrtá hlavou, proč jsi na dálkový světla použil optiku narrov (pokud chápu dobře, tak dělá dlouhý úzký paprsek) a rozptylku. Tou rozptylkou podle mě sině snížíš výkon. Já to zkoušel u svítilny Olight Triton a po nasazení rozptylky bylo sice světlo příjemně rozložené - zizely fleky, ale svítivost šla tak o 2/3 dolů.

-------------------------------------------------------------
To all: Dokázal by mě někdo navést na nějaký IO, jenž by byl vhodný pro 1x, 2x a 3x Cree XM-L? Ideálně s podporou PWM, pokud něco takového existuje. Případně nějaký www kde se tím zabývají více do hloubky, kde bych mohl načerpat nějaké informace. Případně jak se přesně jmenuje druh IO, co musím použít.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 9.8.2011 09:52

[jirik]

Ledky určitě použij XM-L, SST-50 sice vypadají na papíře lépe, ale opak je pravdou. V reálu má XM-L vyšší výkon při nižším napájecím proudu.

Některé optiky se vyrábí již s "rozptylkou" integrovanou na vrchní straně. Je x různých druhů, které tvoří různě široké kužely. Určitě se na nich neztrácí tak moc světla kolik myslíš.

[Benik3]

Reknu ti to uprimne: U takoveho driveru s s nejvetsi pravdepodobnosti bez CPU neobejdes Mozna ze by to slo udelat i bez nej, ale bylo by to o hodne slozitejsi/vetsi a nejspis i drazsi.

Co se tyce tech LED driveru, koukni na stranky http://cz.farnell.com/. Popripade primo k vyrobcum chipu jako je Texas Instruments, Linear.com...
Hledej buck LED driver.

[Kolbaba71]

Moje aktuálně používaná svítilna Olight triton M30 má u sebé v balení bílý difuzér, jenž dle mého subjektivního názoru silně sníží svítivost. Světlo bylo krásně měkké, ale když jsem zajel na kole do lesa, tak bylo světlo srovnatelné s původní Zefal 635, jenž jsem vyměnil z důvodu malé svítivosti právě za Olight.

[Kolbaba71]

To wooferks: Tak jsem našel jeden akupack. Kapacita i váha super, ale ta cena.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 9.8.2011 13:09

[wooferx]

ad 2+3) pokud chceš i takové vychytávky jako indikace, diagnostika,... tak se použití MCU jeví jako ideální. U svého bastlu nic takového neplánuju pravě pro co nejvyšší jednoduchost elektroniky.

ad 11) Narrow optika právě svítí ze všech testovaných nejvíce do dálky. Na venkovních fotkách to není moc vidět, bohužel nemám beamshoty na zeď (zkusím později doplnit). Ale podává silný kulatý střed a kolem něj světlo ubývá pozvolněji než u reflektoru. Navíc celková svítivost je viditelně vyšší, což by i odpovídalo. Jak jsem zde četl, tak použitím reflektoru se ztrácí více % světla než u optik. Optika Col #1 promítá přímo hranatý čip LED (ale větší/méně intenzivní než Narrow). Při svícení na zeď je hodně viditelná i struktura LED, proto jsem tam přidal filtr, který to rozmaže. Ale ukázalo se, že venku v kombinaci s dalšíma LED tyhle artefakty zanikají. Viz poslední beamshoty.

[Benik3]

To wooferks: Tak jsem našel jeden akupack. Kapacita i váha super, ale ta cena.

Se nedivim ze je tak draha, pokud ma opravdu tech 11Ah (Coz mi prijde nejak moc), navic vodotesna a pry se da nabiijet proudem 5C. Tobych chtel videt, kdo ma doma nabijecku 55A

Tento příspěvek byl editován Benik3: 9.8.2011 16:28

[Kolbaba71]

Narazil jsem i na názvem stejný aku, ale měl napětí 11,1V a cenu kolem 1700Kč. Počítám, že to byl nejspíš nějaký fake.

[Benik3]

Co jsem videl, tak max. kapacita na clanek byla pres 5000mA. Kdyby to bylo zapojeni 6s2p (celkem 12cl) tak bych to pochopil, ale jestli to ma jen tech 6clanku, tak o tom dost pochybuju...
A nebo to spletli a aku ma 11,1V a je to zapojeni 3S2P.

Tento příspěvek byl editován Benik3: 9.8.2011 19:33

[Kolbaba71]

Šel by na napájení použít akupack z nějakého notebooku? Nebo jejich použití něco komplikuje?

[Benik3]

Nvm, jestli nebude vadit ta elektronika vevnitr, ale ta se vzdycky muze vykuchat Musis potom ale zase pouzit nabijecku s balancerem (cemuz se u li-pol akupackustejne nevyhnes, resp neni dobry to nabijet bez nej)
Jinak v notebook jsou 18650 clanky vetsinou zapojeni 3s2p.

[Kolbaba71]

Tak to radši budu vybírat v oblasti modelářských akupacků. Nerad bych vykuchal akumulátor za 4000kč abych pak zjistil, že ho musím složitě upravovat či rovnou vyhodit .

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 10.8.2011 11:53

[Benik3]

Asi tak. Nevyplati se to ani vzhledem k cene ani ke kapacite

[Kolbaba71]

Tak jsem našel na první pohled podobné akupacky. Liší se cenou a to dost podstatně. Navíc levnější má trochu vyšší kapacitu, než ten dražší. V čem je rozdíl? Co jsem kde přehlíd?

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 10.8.2011 13:09

[Benik3]

Rozdil je v cene
Proste jako vsude existuji levnejsi a drazsi proudukty. Samozrejme ty levnejsi byvaji mene kvalitni, ale to neznamena, ze se nenajdou i vyjimky (napr. baterie Turnigy, Zippy... jsou levnejsi a pritom dostatecne kvalitni).
Viz. napr. tyto: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/u...?idProduct=9176

Tento příspěvek byl editován Benik3: 10.8.2011 15:05

[Kolbaba71]

Ten akupack je pěkný. Koukal jsem na 6000mAh a je víc jak 2x dražší, takže se nevyplatí. Narazil jsem na 14,8V/20Ah akupack i s balancérem, ale to už je jiná cenová liga. Je skoro 10x dražší, než ten na který si mě dal odkaz.

Napadla mě možná trochu úchylná myšlenka. Nejspíš všechny funkce na světle budou ovládány tlačítkem. Jen hlavní vypínač bude 100% fyzicky přerušovat napájení. A ten bych dal nejspíše na akupack.Díval jsem se na tlačítka s IP54+ a napadlo mě řešení, jak se jim úplně vyhnout. Použil bych hmatník, neodymový magnet, pružinu a jazýčkový relé. Tím pádem bych nemusel řešit těsnění kolem tlačítek, jelikož magnet zalepený v hmatníku by spínal jazýčkový relé přes zeslabenou hliníkovou stěnu.

P.S. Když mluvím o hliníku, či Al, mám na mysli hliníkovou slitinu.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 10.8.2011 16:14