Светодиодная фара дополнительного света

Alfred1978 · 15.12.2018, 19:28

В этом обзоре я расскажу про одни из самых распространенных светодиодных фар дополнительного света или как их ещё называют «рабочего света». Данные фары выпускаются в нескольких модификациях, данном случае речь пойдёт про фары со ступенчатым рефлектором и прозрачным стеклом.

Фары могут продаваться как парой, так и поштучно. В комплекте присутствует переходник, предназначенный для установки фары и весь необходимый крепеж. Фары имеют толстый алюминиевый корпус, который по совместительству является радиатором. Корпус покрыт порошковой краской. На тыльной стороне фар видим ребра, которые улучшают охлаждение. Странно только, что они продольные, как будто фары рассчитаны на вертикальную установку. Но в этом нет ничего страшного, во время движения фары будут нормально охлаждаться в любом положении.

Также хочу предложить к просмотру видео версию обзора:

Прямая ссылка на видео YouTube

Из фары выходит провод подачи питания. Место выхода провода со стороны радиатора имеет резиновую вставку, предотвращающую перегибание провода в месте выхода. Внутри место выхода залито толстым слоем герметика, так, что можно не бояться, что влага может проникнуть внутрь через место выхода провода.

Кстати провод не простой, а жаропрочный. Видим на проводе следующую маркировку: 2х0,5мм2, 300°С, 3КВ.

Рассмотрим характеристики фары:

• Бренд: TC-X
• Рабочая Температура: -40~85°С
• Длина: 110*128мм
• Цветовая температура: 6000К
• Мощность: 18Вт
• Степень защиты: IP67
• Напряжение питания: 10-30В
• Световой поток: 1700Лм

Габаритные размеры и вес фары можно увидеть на следующей картинке. Кстати фара достаточно легкая, всего 370 грамм без крепления.

Замерим потребление фары в диапазоне напряжений от 6 до 30В. По результатам измерений я построю график зависимости потребляемой мощности от приложенного напряжения.

Заглянем внутрь. Разборка начинается с откручивания четырёх винтов на лицевой стороне фары. Далее видим стекло, которое устанавливается на силиконовую прокладку для повышения герметичности. Затем откручиваем ещё два винта, на рефлекторе. Пластиковый рефлектор плотно прижимает печатную плату к корпусу фары, также плата дополнительно прижимается ещё одним винтом по центру.

Стекло, кстати, пластиковое, как и рефлектор.

Плата имеет алюминиевое основание, а нанесенная термопаста улучшает отвод тепла. Кроме этого, для улучшения отвода тепла от светодиодов медные проводники на плате достаточно широки. Они занимают практически всю поверхность печатной платы. За счет чего тепло более равномерно распределяется по печатной плате. Толщина печатной платы 1,5мм.

Источником света выступают 6 светодиодов типоразмера 3030. Которые питаются от двух драйверов, построенных на микросхемах U1 и U2. Микросхема U1 отвечает за три верхних светодиода, а микросхема U2 за три нижних. Микросхемы имеют маркировку PT4115. Это достаточно распространенный и недорогой светодиодный драйвер в корпусе SOT89-5 с функцией диммирования, которая в данном случае не нужна и поэтому не используется. Микросхема может выдавать ток до 1,5А и рассчитана на диапазон входных напряжений от 6 до 30В. Следовательно, данные фары могут работать с напряжением бортовой сети как 12В, так и 24В.

Если кому интересно, то схема тут следующая, отсутствующие компоненты входного фильтра: С1, L4, CS рисовать не стал. Драйвер построен по понижающей топологии. Входное напряжение, через два параллельно включенных диода подается на два светодиодных драйвера. Яркость светодиодов задаётся при помощи резисторов R1 и R2, по умолчанию их номинал равен 0,150Ом. При этом напряжение на светодиодах составляет 6,4В.

Фара умеет работать только от прямой полярности напряжения, т.е. красный провод – плюс, черный – минус. Но по входу можно увидеть защиту от обратной полярности, которая построена на двух параллельно включенных диодах. Следовательно, если перепутать полярность, то ничего не сгорит, но светить фара не будет.

Теперь расскажу про нагрев. Из теплограмм видно, что светодиоды и остальные компоненты фары работают в очень хороших температурных условиях, за 50 минут работы светодиоды нагрелись до 91 градуса, а корпус фары нагрелся до 53°С. Это говорит о том, что фара должна прослужить очень долго. Нагрев проводился в горизонтальном положении фары, т.е. в наихудших условиях.

Нагрев проводился в течение 50 минут. Процесс нагрева показан на вот этом графике.

Я решил попробовать заменить термопасту. Температура светодиодов и радиатора почти не изменилась, это говорит о том, что в данном случае используется хорошая термопаста, которая, к тому же, нанесена правильным образом.

Для примера, я напаял поверх резистора 150мОм, резистор с номиналом 470мОм, получилось сопротивление 114мОм. При этом светодиоды нагрелись до 111 градусов. Корпус же нагрелся до 58 градусов. Если фары будут использоваться во время движения, то из полученного значения температуры можно смело вычесть 25-30 градусов. Я тестировал различные подобные фары и даже те, что имели несколько большую потребляемую мощность при езде оставались едва теплыми. Кстати, потребляемая мощность при такой модификации возросла до 12,78Вт.

Измерим освещенность, создаваемую светодиодной фарой, для примера также покажу освещенность, создаваемую светодиодной фарой, после изменения номинала токозадающего резистора до значения 114мОм. Измерения буду проводить с расстояния 1 метр от источника света. Для наглядности сравню полученное значение с освещенностью, создаваемой фарой головного света со стандартной галогенной лампой 55/60W на дальнем свете и ближнем свете. Данный эксперимент дает не совсем верную информацию, т.к. светодиодная фара дает достаточно ровно распределенный свет, а фара с галогенной лампой имеет несколько самых ярких участков, в которых я и проводил измерения.

Направлю свет фары вдаль и покажу как изменилась яркость фары при изменении токозадающего резистора. Разница не велика. Слева резистор 150мОм, справа 114мОм.

А вот так светят две фары.

Теперь я покажу, как светит фара с галогенной лампой на ближнем свете и как светят две светодиодные фары совместно с той же фарой на ближнем свете. Видим существенный прирост в яркости. Расстояние от фары до стены составляет 30 метров.

А вот так освещает местность фара с галогенной лампой на дальнем свете совместно с двумя светодиодными фарами.

Вывод

Данные фары предназначены для использования вне дорог общего пользования. Поскольку свет фары расходится в стороны под достаточно широким углом, то фара хорошо освещает только область вблизи, но этого будет достаточно, чтобы проехать через темный лес или подсветить дорогу в поле. Низкая температура работы говорит о том, что фара должна прослужить довольно долго.

user343 · 16.12.2018, 13:02

Цитата:

Сообщение от Alfred1978 :

в очень хороших температурных условиях, за 50 минут работы светодиоды нагрелись до 91 градуса

Очень хорошие - это за 90 минут до 50 градусов и спад св.потока <2% от холодного.
Когда термопасты, меди и алюминия не жалеют.

Цитата:

Сообщение от Alfred1978 :

для улучшения отвода тепла от светодиодов медные проводники на плате достаточно широки. Они занимают практически всю поверхность печатной платы.

Нет, под светодиодами - зауженные донельзя. Запланированное устаревание во всей красе.

kapigornik · 16.12.2018, 14:05

Ребята, как я выше писал, замарачиваться с тем чтобы сделать что-то своими руками у меня нет достаточно знаний в данной области.
Поэтому на данный момент почитав ваши советы для себя вижу пока оптимальным вариантом такое решение: взять две лэд-лампы по 12в/10вт, одну из них с сенсором движения, и подвесить их повыше чтобы глаза не слепили запитав их от АКБ.

Alfred1978 · 17.12.2018, 17:35

Цитата:

Сообщение от user343 :

Очень хорошие - это за 90 минут до 50 градусов и спад св.потока <2% от холодного.
Когда термопасты, меди и алюминия не жалеют.

Нет, под светодиодами - зауженные донельзя. Запланированное устаревание во всей красе.

Представьте себе габариты радиатора, который охлаждал бы светодиоды до температуры 50 градусов. К тому же площадь для отвода тепла крайне мала. Даже в топовых фонарях не бывает наверно чтобы светодиоды грелись до 50 градусов в максимальном режиме.

Кстати ресурс на светодиоды обычно указывается в даташитах, если не ошибаюсь, при температуре 85 градусов. При этом, ресурс составляет 30000-50000 часов. Это ведь вечные лампы получаются. Даже если температура около 10000, то это ресурс около 10000, это около 5-6 лет работы ламп, если их использовать ежедневно по 4-5 часов.

user343 · 17.12.2018, 18:41

Цитата:

Сообщение от Alfred1978 :

Даже в топовых фонарях не бывает наверно чтобы светодиоды грелись до 50 градусов в максимальном режиме.

У них макс. режим - пара минут, пока руку жечь не начнёт. Подсветить чего-то вдалеке и перейти в обычный режим. И хозяин фонарика знает, что идёт перерасход батарей и ресурса светодиода.
В вашем случае можно было намного лучше печ. плату нарисовать, с бОльшими полигонами для теплоотвода от светодиодов. У трёх верхних на фото платы верхние выводы на тонких дорожках висят. Только левый нижний светодиод хорошие дорожки имеет, нагрев которого вы и замерили. Остальным ещё хуже.

Или м.б. изолятор толстый попался между медью и алюминием, например на 3кВ электропрочности, как для сетевых прожекторов. Но у него и тепловое сопротивление высокое.

Цитата:

Сообщение от Alfred1978 :

ресурс на светодиоды обычно указывается в даташитах, если не ошибаюсь, при температуре 85 градусов. При этом, ресурс составляет 30000-50000 часов.

Одно дело, если это Cree укажет, другое - если безродная фирма-однодневка с "китайскими ваттами" и биновкой отдачи светодиодов при +25°C.

И ещё D2, D3 для снижения нагрева платы можно было заменить полевиком, резистором, стабилитроном (lossless схема защиты от неправильной полярности).

user343 · 17.12.2018, 18:59

Цитата:

• Мощность: 18Вт
• Световой поток: 1700Лм

Очень средние показатели на сегодня, говорящие о плохом качестве светодиодов или их охлаждения.
Ток уменьшать нужно, а не увеличивать и ставить несколько штук параллельно.

Сравните с
http://www.lumen2b.ru/atlas...

102,7 лм/Вт отдача (при 150 реально достигнутых другими производителями)
4% спад потока за 25 минут до его стабилизации
И то рифлёное стекло меньше слепит, чем тут гладкое.

Barabas · 17.12.2018, 19:03

Ттакие же ПТФ (но с другой линзой) отъездили сезон на моем мотоцикле.

Не так давно писал по ним этот отзыв:

Итак,

Светодиодные 5D-ПРФ с алиэкспресс. Или уже не говна кусок. Треть.

Ага: ПТФ позиционируются на али как "5D".
Понятно, что выпуклая сферой линза - это уже 3D. Насечка ступеньками с тыльной стороны линзы, вероятно, - уже 4D. А наличие рефлектора под линзой, однозначно, - 5D.))) В общем, наименование - от фонаря. Но красиво, манят!))

1. Мои требования к доп свету:

Цитата:

Сообщение от Barabas :

1. Широкий заливной свет на ближне-средние дистанции;
2. Свет без артефактов ("кольца сатурна", неравномерное пятно засветки, пятна, и др.);
3. Нейтрально-теплый (т.е. с возможной желтизной) свет (температура 4000-5500К);
4. Мах яркость (насколько это возможно в объеме предложений рынка);
5. Водо-/пылезащита;
6. СТГ крайне желательна;
7. Определенные требования по габаритам (под меня);
8. Бюджет - до 6 тыс. руб. за пару.

ПТФ куплены за 1200 руб./пара с доставкой со склада али в Мск.
Были доставлены курьером на домашний адрес в Мск на 4-й день от даты оплаты.

2. Паспортные ТТХ (с моими пояснениями в скобках):

-Алюминиевый корпус,
-6 диодов в 2 ряда,
-6000К-6500К (если бимшотить «по-фонаревски» на белый фон, то будут синить, на дороге этого нет,
-Рабочий свет типа "флуд 60 градусов" (умеренно широкий заливной свет на ближне-средние дистанции),
-11 Вт актуальной мощности (похоже на правду),
-Защита от внешней среды: IP67 (полная пыленепроницаемость + кратковременное погружение на глубину до 1м (т.е. полная защита от брызг и струй)),
-Рабочая температура: 40-85С,
-Фурнитура из нержавейки.

3. Внешний вид:

Вполне достойный:
-Качественное литье алюминиевого профиля корпуса,
-Качественно отлитые прозрачные части оптической системы,
-Качественная фурнитура (винты, болты, гайки).
-Отличное сопряжение поверхностей, окраска, ничего не гремит при тряске.
Внешне - не придраться, глаз радуется.

Из минусов:
-Корпус окрашен краской (не анодирование).

Внешние размеры: 10 см (Ш) х 7 см (В) х 6 см (Г). С креплением ПТФ поднимется на 1 см - высота составит 8 см.
Увесистая - грамм 400.

4. Дербан:

а). Корпус:

Винты под шестигранник. Закручены со всей дури (что, скорее, хорошо, учитывая принятый подход китайцев к качеству сборки своих изделий).

Боковые крышки проложены толстыми 3 мм резиновыми прокладками в размер. Именно, чтобы ужать прокладку, крышку нужно затягивать винтами со всей дури.

Гидроизоляция - как решен вопрос:
-Резиновые 3 мм прокладки по периметру под боковыми крышками,
-Резиноподобный герметик, загнанные в паз корпуса, удерживающего покровное стекло,
-Вход кабеля в боковую крышку наглухо залит прозрачным лаком.

Внешнее покровное стекло находится в пазе корпуса и дополнительно фиксируется 4-мя винтами сквозь внешнюю "рамку". Эти винты вкручиваются во внешнее ребро рамки паза и при закручивании прижимают стекло к нижней стенке паза, не проходя насквозь. Чистая декорация в плане усиления общей конструкции корпуса затяжкой винтов, но плюс гидроизоляции за счет препятствования смещению и болтанке стекла в пазе.

Плюсы по сборке корпуса и гидроизоляции:
+Чувствуется, что ПТФ: а) разрабатывали,) б) с применением инженерной мысли)),
+Обработка и сопряжения поверхностей, резьбы, винты - без претензий,
+ПТФ разборная (не клеенная), "многоразовая", с наличием адекватного винтового крепежа и прокладок,
+Гидроизоляция есть. Претензий к ней нет под боковыми крышками. Гидроизоляции покровного стекла - нет.

Минусы:
-Покровное стекло гидроизолировано резинкой-герметиком только по нижней поверхности паза корпуса. Снаружи, между стеклом и внешней рамкой паза, есть открытая щель (лист бумаги пролазит). Паз - голый алюминий. Вода будет попадать точно. ПТФ, может, и не потечет. Но в этой щели начнется электрохимическая коррозия белыми окислившимися струпьями, которые начнут распирать паз... Через N сезонов ПТФ потечет именно со стороны паза покровного стекла.

б). Оптическая система.

Теперь немного трэша.
Китайцы измудрились.)

Сэндвич такой:
-Покровное стекло,
-Линза,
-Рефлектор,
-Диоды на плате.

Похоже к инженеру-конструктору добавился инженер-оптик. Целое конструкторское бюро!))

Линза к корпусу фиксируется 2 винтами. Винты проходят сквозь рефлектор, лежащий под линзой.
Этими винтами вся конструкция прижимается к плате и корпусу. При этом:
-Линза по углам оптических ячеек имеет треугольные пазы, которым она ложится на основание по центру и между "зубов" рефлектора как в клещи,
-Диодные колодцы рефлектора прижимают всю поверхность платы к основанию корпуса.
Из трэша - рефлектор и диоды неотцентрованы относительно друг друга. При однодиодной рефлЕкторной конструкции с прозрачным стеклом было бы кривое световой пятно, в случае данной ПТФ (многодиодка + рифлёная линза) - точная центровка непринципиальна.

Линза - однозначно 5D)): выпуклая сферами - снаружи и плоская с насечкой ступеньками - на основании.
Отлита безупречно.

Рефлектор - пластиковый, зеркальный изнутри.
Претензий нет.

в). Диоды и электрическая часть:

Плата алюминиевая, плоскость ровная. Монтаж аккуратный.

Светодиоды:
Размерности 2525 (внешние физические габариты по основанию - 2,4 мм х 2,4 мм).
Эти диоды используются в автомобильных и бытовых светодиодных лампах: компактные и вроде светят.
Производитель заявляет, что диоды от Cree. Врут, конечно. Эти диоды от китайцев ETI. По качеству и ТТХ примерно равнозначные.

Дальше трэш достигает апогея:
диоды положили, плату положили, а термопасту не положили.
Термопасты нет совсем.

Т.е. теплоотвод от диодов осуществляется только в плату, но не в корпус. Измерил температуру платы - за 2 минуты плата нагрелась до 85С. Диоды данной ПТФ запрограммированы умереть.

Платка фиксируется и прижимается к основанию корпуса собственным саморезом и колодцами притянутого рефлектора. Прижим платы - вполне достаточен.
Однако, винты платы и оптики вкручиваются не в нарезанные резьбы в корпусе, а тупо в паз.

Как бы держится, но вопрос долговечности в условиях вибронагрузки...

Реальные ТТХ диодов:

По спецификации производителя: диод выдает ~250 Лм на 3,0В и 1,0А.
Мои измерения: на каждый диод приходит 3,2В и 1,0А.
Итого: каждая ПТФ расчетно выдает ~1300 люмен (за минусом 10% на потерю в оптике)

5. Как светят:

Световое пятно:
-Синит на белом,
-Прямоугольником,
-С сглаженной СТГ,
-С незначительными артефактами в виде колец сатурна.

Смотрел на стене. На мот еще не повесил.

Плюсы оптико-электрической части:
+Аккуратно исролнены сопряжения и фиксации компонентов сэндвича,
+Качественно отлитая оптика,
+Аккуратный монтаж компонентов платы,
+В рамках данного форм-фактора (относительно компактная коробка с 6-ю диодами), диоды 2525, возможно, рациональный компромисс между небольшой ценой и очевидными техническими заморочками в виде обеспечения адекватного теплоотвода и жизнеспособности ПТФ.

Минусы:
-Нет термопасты,
-Винтам нужно вкручиваться в резьбы, а не щели.

6. Крепление ПТФ.

Крепление ПТФ реализовано так:

Неплохо. Есть регулировка вылета и угла наклона.

Итого по технической части:

1. За 1200 руб./пара - очень приемлемо. Идейно содрали грамотно (с Rigid'а?), конструктив упрощен.
2. Конструктивно исполнена распиzдяйски в ключевых узлах.
Что сделано рукожопо и требует исправления:
а). Нет термопасты под платой. Необходимо положить и притянуть плату саморезом;
б). Невозможно обеспечить должный контакт платы с основанием корпуса.
Основание корпуса, на которое укладывается плата, не в одной плоскости - выгнуто. Что неизбежно, когда литой лист металла разделен пазом, перемычка которого ослабляет плоскость и работает на разгибание.

Исправить без серьезного напилинга невозможно. Можно подогнуть рукой обе половины профиля и восстановить плоскость. Однако, в корпус уже не встанет покровное стекло, которое резалось по высоте в размер "разведённого" профиля корпуса.))
в). Линзу невозможно притянуть к основанию.
Т.к. винты крепления линзы и рефлектора длинны. Укорочение винтов ничего не даст, ибо ввинчиваются они в паз, а не в отверстие с нарезанной резьбой. При первичном закручивании, винт сам выступил аля метчиком, оставив на боковых стенках паза подобие резьбы. Попытка хоть как-то подтянуть винт, приводит к его проворачиванию в пазу.
Исправить можно только сверлением сквозного отверстия через паз, с нарезанием в нём резьбы. Герметичность сразу летит. Но есть, конечно, герметик.))
Исправлять не стал, т.к. линза сверху прижимается в касание покровным стеклом.
г). Нет герметичности в пазах покровного стекла.
Китайцы укладывают под стекло герметик.

Однако, он даже не прилипает к стеклу, и толщина укладки недостаточная - сбоку видно, что между шнуром герметика и стеклом есть пустоты. "Шнурок", живущий своей жизнью отдельно от окружающих его поверхностей...)

д). Вопросы по герметичности боковых крышек.
В боковые крышки уложены толстые резиновые прокладки, которые притягиваются со всей дури, так, что их выдавливает. Вроде бы должна быть герметичность. Но щели между крышкой и телом корпуса есть. Китаепрому доверия мало.

Остаются вопросы по надежности и качеству светового пятна на практике.

II. Поставил на мот.

Из ПТФ выходит кабель в термостойкой оболочке (180С) толщиной с мизинец (D7,0 мм). Избыточен для них, но, очевидно, что этот же кабель устанавливается во всю алишную ПРФ-продукцию: от 2-диодной - до 100500 диодной.
ПТФ подключил к проложенной ранее проводке (МГТФ 0,5 мм). Подсоединил на скрутке, скрутку гидроизолировал клеевой термоусадкой.

Выглядит так:

Тестовых фоток освещаемого пространства перед мотоциклом пока нет. Будут позже.

Ааа, не такие ПТФ. На моих - съемные боковые крышки.

ПТФ отъездили 25 тыс км за 6 мес. Проехали грунтовки Памира в условиях сильнейшей вибрации.
За сезон не протекли. По одна из них погасла. Ещё не вскрывал.
Решил заменить диоды: купил спг2 на звездах. Родную плату с диода и 2525 выкину. Спг2 на звёздах установлю на заднюю стенку. Будет выносной драйвер.

user343 · 18.12.2018, 11:28

Цитата:

Сообщение от Barabas :

купил спг2 на звездах

Сжиженный природный газ? На Юпитере дешевле (планета такая есть)

И ещё нормальные драйверы с высоким КПД на такие токи имеют внешний ключ (полевик).

16.12.2018, 14:05	3
kapigornik Новичок Регистрация: 15.12.2018 Последняя активность: 03.08.2023 20:18 Адрес: Полесье Сообщений: 5 Сказал(а) спасибо: 0 Поблагодарили: 0 раз(а) в 0 сообщениях	Re: Светодиодная фара дополнительного света Ребята, как я выше писал, замарачиваться с тем чтобы сделать что-то своими руками у меня нет достаточно знаний в данной области. Поэтому на данный момент почитав ваши советы для себя вижу пока оптимальным вариантом такое решение: взять две лэд-лампы по 12в/10вт, одну из них с сенсором движения, и подвесить их повыше чтобы глаза не слепили запитав их от АКБ.