[Egroeg]

Долго собирался, но все таки собрал весь материал в кучу, чтоб выложить на всеобщее обозрение. В принципе и процесс доработки длился довольно долго – около года. На данный момент считаю, что кардинально что-то улучшить уже нельзя.


Новая (слева) и старая (справа) конструкции.

Изначально задача была только получить свет, близкий к диаграмме, которую дает обычная лампа в штатной фаре. Для реализации данной функции используются 2шт XPL, на токе 2.6-2.8А. Это 17-19Вт, 1500 – 2000лм, в зависимости от бина, на лампу. Но так как использовалась только нижняя часть рефлектора, то появилась идея добавить еще 1 (XHP35) или 2 (XTE) светика для получения ДХО, используя верхнюю часть рефлектора. А еще позже добавились дополнительные функции, производные от основных режимов: строб и дальний от ДХО, подсветка поворотов от режима ПТФ, и габариты.

Сравнение режима ПТФ лампы(левая фара) и «родной» галогенки(правая фара) в фарах моего авто.



светодиоды


галогенка


светодиоды


галогенка

Как и любая другая лампа, эта будет светить по-разному в различных фарах.
Сравнительные наборы фоток света противотуманок.


RAV4 H16 левая


Toyota универсальная Н11


CRV H11 правая

Верхняя в наборе галогенка, средняя XPLAWT-...BV30F5 и нижняя XPLAWT-...HU50E7.

Блок управления лампой (далее БУ) имеет 4 управляющих линии (это 6 режимов) для изменения режимов работы и 1 для изменения пользовательских настроек. В моем случае управление по плюсу, но плата БУ позволяет организовать управление по минусу, разумеется с небольшим переписыванием прошивки.



Режимы работы:
ПТФ – 17-19Вт (на лампу).
ДХО – 6вт с XTE.
Выключение.
Габариты – ток двух драйверов прибл. 30мА. В пользовательских настройках можно настраивать на Габариты/ Выключение.
Доп. дальний - условный режим, так как диаграмма не дальнего. При использовании XHP35 мощность 12Вт. Пока не разгонял. Да и PT4115 на токе больше 1А ощутимо греет плату БУ - сильнее, чем второй, более мощный драйвер в максимальном режиме.
Строб – 2 драйвера на полную мощность. Имеется пользовательская настройка количества вспышек и интервал/длительность. Пока не уверен, что нынешний вариант последний, а разбирать БУ для перепрограммирования еще тот гемор.
Подсветка поворотов – реализуется с помощью режима ПТФ соответствующей лампы. Управляющий сигнал от указателя поворота.

У меня это работает так

Прямая ссылка на видео YouTube

Одними из главных задач, возложенных на МК БУ, являются контроль температуры и коррекция привязанной к ней выходной мощности драйверов. Измерение температуры реализовано с помощью вклеенного в корпус между платами со светодиодами термистора. Использование резисторов с точностью ±1% дает возможность получить приемлемую повторяемость, без дополнительных корректировок. Таким образом, температура кристалла светодиода поддерживается в пределах 100С во всем диапазоне мощностей. Все эти сложности необходимы для долговечного функционирования светодиода.

Я думаю, все видели лампы с активным (вентиляторным) охлаждением . У них, ИМХО, несколько проблем: перегрев при большой мощности (>20Вт) или в связи с большим тепловым сопротивлением материалов и вентилятор (ИМХО). Лампа с удачной по конструкцией (они есть) живет ровно столько, сколько живет вентилятор. В подкапотном пространстве маленькому вентилятору тяжеловато долго «выживать», если лампа не поместилась в блок-фару. А в месторасположении противотуманных фар это просто ….ц!

Конструкция, представленная выше, при 25С окр. среды и пассивном охлаждении стабилизируется на 8-9Вт (напомню о 100С на кристалле) Эти показатели сравнимы с галогенкой Н8. Но даже при небольшом обдуве (при движении авто) сможет потянуть и 20вт. Задачу конечно можно решить и по-другому, например увеличением в разы размера радиатора. Но тогда сможет ли он хоть куда-то влезть и не поломается ли фара/ее крепления от такого веса?

С помощью функции контроля напряжения (определение работающего и заглушенного двигателя по напряжению) можно управлять некоторыми режимами, например ДХО и подсветки поворотов. Т.е. при заведенном двигателе ДХО и подсветка поворотов работают, а при заглушенном нет. Данную функцию можно включить или выключить в пользовательских настройках.

В последней версии сделал «человеческую» регулировку светодиодов относительно рефлектора, которая необходима для получения оптимального светораспределения в конкретной фаре. Так как даже в фарах одинакового типа (Н11) приходится менять положение светиков в пределах 1мм по продольной оси лампы. Для Н16 это расстояние еще больше относительно положения для Н11. Для регулировки необходимо отпустить стопорный винт с помощью шестигранника. Далее провести подстройку регулировочным винтом и затянуть стопорный винт.

Прямая ссылка на видео YouTube

Светодиоды припаяны на медную монтажную плату (direct thermal path), похожую по строению на SinkPad 2го поколения. Фольгированный алюминий здесь не подойдет, так как +30С на кристалле непозволительная роскошь для данной конструкции. И это в лучшем случае! Так как монтажки для светодиодов серии ХР из доступного (по крайней мере для меня) алюминия с 35 мкм медью добавят все +50С (получено опытным путем) на кристалле.



Сама монтажная плата впаивается в посадочное место медного корпуса лампы. Эксперименты с алюминиевым корпусом показали его несостоятельность в данной конструкции по сравнению с медным. Хотя это и прискорбно, так как с медью далеко не каждый берется работать, как показала практика. Корпус окрашивается термостойкой краской серебристого цвета. (год испытаний показал ее полную стабильность) Радиатор, разумеется алюминиевый.

После очередной замены БУ решил использовать те же лампы, так как после года эксплуатации тесты показали крайне малый уровень снижения светового потока – на уровне погрешности измерения.


У меня подключение лампы имеет такую схему




Так же возможно подключение питания через штатный коннектор ПТФ. Тогда работа дополнительных ф-ций возможна только при включенных противотуманках.

[Reyden]

Теплоотвод без изъянов. Алгоритм компенсации? Отлично, драйвера обычно только ограничивают мощность, не часто встречаются такие решения. То есть мощность может подняться до 20W зимой, при -30С и 100km/h?

 Сообщение от Egroeg :

Светодиоды припаяны на медную монтажную плату (direct thermal path), похожую по строению на SinkPad 2го поколения.

По виду "self made", как изготовлена плюсовая дорожка на медной плате под паяльной маской? А вот плата уже заводская, если я не ошибаюсь.

 Сообщение от Egroeg :

Эксперименты с алюминиевым корпусом показали его несостоятельность в данной конструкции по сравнению с медным.

Основная часть корпуса из Al, а внутренняя вставка из меди? Какая себестоимость всего изделия?

[Egroeg]

 Сообщение от Reyden :

Теплоотвод без изъянов. Алгоритм компенсации? Отлично, драйвера обычно только ограничивают мощность, не часто встречаются такие решения. То есть мощность может подняться до 20W зимой, при -30С и 100km/h?

Максимальная мощность выставляется измерительным резистором драйвера, а коррекция скважностью ШИМ. Калибровка по температуре корпуса и расчетной температуре кристалла. При -30С не измерял, а почти полная мощность уже при 20км/ч, +- конечно.

 Сообщение от Reyden :

...
По виду "self made", как изготовлена плюсовая дорожка на медной плате под паяльной маской? А вот плата уже заводская, если я не ошибаюсь.
...

обе "self made".
На счет дорожек не понял. Сделана так же, как и SinkPad gen-2, т.е. под термопадом светика 0,15мм до медного основания монтажки, которые заполняются припоем. Пока так - работаю над пеньком.

 Сообщение от Reyden :

...
Основная часть корпуса из Al, а внутренняя вставка из меди? Какая себестоимость всего изделия?

Радиатор с замком (единое целое) из алюминия. Корпус (стержень) это окрашенная медь. Фотки с алюминиевым корпусом есть. Но алюминий это не то пальто...
Получилось дороговато, даже слишком. Стоимость материалов без сборки около 90$.

[Reyden]

 Сообщение от Egroeg :

На счет дорожек не понял. Сделана так же, как и SinkPad gen-2, т.е. под термопадом светика 0,15мм до медного основания монтажки, которые заполняются припоем. Пока так - работаю над пеньком.

Дорожки, в смысле цепи питания светодиода. Значит теплосток светодиода сидит на медной пластине, а в качестве выводов выступают выточенные в меди каналы и заполненные припоем, один из которых покрыт маской пайки?

 Сообщение от Egroeg :

Стоимость материалов без сборки около 90$.

Должно быть корпус потянул больше всего.

[Egroeg]

 Сообщение от Reyden :

Ага, значит теплосток светодиода сидит на медной пластине, а в качестве выводов выступают выточенные в меди каналы и заполненные припоем, один из которых покрыт маской пайки.
...

Опять не угадал. Разбери SinkPad 2го поколения и посмотри как он устроен. У меня так же. Или при встрече покажу.
Технология изготовления уже другая, не по тому принципу, что я раньше делал. Без фрезеровки медной пластины.

 Сообщение от Reyden :

...Должно быть корпус потянул больше всего.

Ну да.

[MrHot]

А фотки способов размещения терморезистора у вас не осталось случаем с момента сборки ? Какой он формы ? В какую дыру посажен ? Чем залит ? Чем зафиксирован ?

[Egroeg]

 Сообщение от MrHot :

А фотки способов размещения терморезистора у вас не осталось случаем с момента сборки ? Какой он формы ? В какую дыру посажен ? Чем залит ? Чем зафиксирован ?

Вообще, данный способ очень трудоемкий. И если я возьмусь за продолжение этого проекта, то термистор будет 0805 на одной из монтажек со светиком.
Что касается именно этого варианта, то вот http://voron****/catalog/015551 - выбираются самые маленькие. Его контакты обрезаются до 4-5мм и подпаивается МГТФ - 0,1-0,05. Термистор вклеивается на каплю ЭД-20 (любая смола со стойкостью до 100С, что есть под рукой) в канал для проводов диаметром 3мм.
Фоток именно этого узла не делал.

[MrHot]

Вы применили 1% термистор. Я глянул на его ценник. Довольно догоро. Примерно в 2 раза дороже 5%. Но пережить можно. Идея поставить 1% резистор - очень хороша. Т.е. у вас левый фонарь и правый фонарь типа синхронно работают только за счёт схемотехнической симметрии. Я тоже на эту тему думал, но у меня в авто, под капотом, радиатор двигателя смещён на одну половину подкапотного пространства. И я подумал, что теоретически, в одной половине будет более жаркая "погода" нежели в другом "полушарии" и поставил-таки один термодатчик на один из излучателей. А сами излучатели соединил последовательно. Тоже хрень, но просто уже не знаю что и делать. И так - фигово, и так - плохо..

А есть на примете 1% термистор в формате 0805 ?

Кстати, про заливку смолой. У меня есть предпусковой подогреватель двигателя "Бинар 5Б". Так вот там, есть два интегральных термодатчика. Они находятся в дюраливых колбах, и залиты смолой. Примерно через год-полтора-два им приходит хана. Их как-то рвёт из-за постоянных расширений-сжатий. Способ заливки смолой хорош, но пример с постоянно ломающимся Бинаром, который вечно хочет замены термодатчиков - очень сильно засел в памяти.

И ещё вопрос: у вас ведь процессор рулит снижением тока ? Через PWM ? На малых яркостях "ступеньки" 8-и битной регулировки видите ? Видео снимите ? Греете феном радиатор, и ток должен падать до очень низких значений. Так вот как именно он падает ? Глаз замечает ступеньки PWM ?

[Egroeg]

 Сообщение от MrHot :

Вы применили 1% термистор. Я глянул на его ценник. Довольно догоро. Примерно в 2 раза дороже 5%. Но пережить можно. Идея поставить 1% резистор - очень хороша. Т.е. у вас левый фонарь и правый фонарь типа синхронно работают только за счёт схемотехнической симметрии. Я тоже на эту тему думал, но у меня в авто, под капотом, радиатор двигателя смещён на одну половину подкапотного пространства. И я подумал, что теоретически, в одной половине будет более жаркая "погода" нежели в другом "полушарии" и поставил-таки один термодатчик на один из излучателей. А сами излучатели соединил последовательно. Тоже хрень, но просто уже не знаю что и делать. И так - фигово, и так - плохо..

У каждой лампы свой тепловой режим и его нужно постоянно мониторить. Почти 20вт это уже не шутки. Другие варианты даже не рассматривал.
А чего им не синхронно работать? +- 1мс глаз не заметит.

 Сообщение от MrHot :

А есть на примете 1% термистор в формате 0805 ?

Нет, но вполне можно обойтись 5% 0805 и подстроечником. Трудоемкость меньше, чем со вклеиванием термистора.

 Сообщение от MrHot :

Кстати, про заливку смолой. У меня есть предпусковой подогреватель двигателя "Бинар 5Б". Так вот там, есть два интегральных термодатчика. Они находятся в дюраливых колбах, и залиты смолой. Примерно через год-полтора-два им приходит хана. Их как-то рвёт из-за постоянных расширений-сжатий. Способ заливки смолой хорош, но пример с постоянно ломающимся Бинаром, который вечно хочет замены термодатчиков - очень сильно засел в памяти.

Почти 2 года – полет нормальный.

 Сообщение от MrHot :

И ещё вопрос: у вас ведь процессор рулит снижением тока ? Через PWM ? На малых яркостях "ступеньки" 8-и битной регулировки видите ?

Да. Да. Нет.

 Сообщение от MrHot :

Видео снимите?

В ближайшее время вряд ли. Заказы закончились (дороговато), а до удешевления пока руки не доходят.

 Сообщение от MrHot :

Греете феном радиатор, и ток должен падать до очень низких значений. Так вот как именно он падает? Глаз замечает ступеньки PWM ?

Обычным феном лампы только охлаждаются, а строительным не пробовал. Глазом ступеньки шим не видны. Скачков нет. При резких сменах режимов охлаждения плавное увеличение/уменьшение светового потока. Здесь немаловажный момент это алгоритм прошивки.

[Rime]

 Сообщение от Egroeg :

В последней версии сделал «человеческую» регулировку светодиодов относительно рефлектора, которая необходима для получения оптимального светораспределения в конкретной фаре.

Отлично сделано, точная подстройка обязательна, хоть многие ею и пренебрегают...

Я сейчас вынашиваю идею чего-то подобного, только хочу применить XHP50, по одному на каждой стороне. Можно использовать хай кри версии, и получить очень прилично люмен, при качественном свете.
В качестве стержня, думаю применить тепловые трубки, взял пока на пробу пару-тройку вот таких:

Попробовал припаять с двух сторон медные звёзды с хмелями, (паял сплавом розе), подключил их последовательно на пару ампер, то есть 12Вт общей мощности, вроде как трубка справилась с отводом тепла.
В общем идей море, а вот до реализации никак руки не дойдут.

Я вообще планировал такую лампу в биксеноновый модуль попробовать запихнуть, и посмотреть что получится с фокусировкой.

[Egroeg]

 Сообщение от Rime :

Отлично сделано, точная подстройка обязательна, хоть многие ею и пренебрегают...

Я сейчас вынашиваю идею чего-то подобного, только хочу применить XHP50, по одному на каждой стороне. Можно использовать хай кри версии, и получить очень прилично люмен, при качественном свете.
В качестве стержня, думаю применить тепловые трубки, взял пока на пробу пару-тройку вот таких:

Попробовал припаять с двух сторон медные звёзды с хмелями, (паял сплавом розе), подключил их последовательно на пару ампер, то есть 12Вт общей мощности, вроде как трубка справилась с отводом тепла.
В общем идей море, а вот до реализации никак руки не дойдут.

Я вообще планировал такую лампу в биксеноновый модуль попробовать запихнуть, и посмотреть что получится с фокусировкой.

С китайскими трубками непонятки. Какая рабочая температура? Какая повторяемость хар-к в партии? Одна начнет работать с 50С, а вторая с 70С. С этой хренью столкнулся в системах охлаждения ноутов. Общался с нашими производителями (дают гарантию по хар-кам) 5 баксов/шт при 100шт заказе. Одна пробная 25. Сам делал с нужными хар-ками на ацетоне. Все ОК, но геморно очень.

Конструкция на ацетоновой трубке - до 15Вт легко.
http://ledway.ru/post84990....

У меня есть и на XHP50. В некоторых рефах немного заметно, что кристалл не один, но вполне приемлемо. Но лучше все же однокристалки.

[Rime]

 Сообщение от Egroeg :

С китайскими трубками непонятки. Какая рабочая температура? Какая повторяемость хар-к в партии? Одна начнет работать с 50С, а вторая с 70С.

Хмм, этим вопросом не озадачивался, так как пока всё только идеи
Но честно сказать, так ли велика разница? Наша задача ведь не дать диоду перегреться, будет он при этом 70 градусов или 90, имхо не так важно... Главное чтоб не 120
Ну и можно проверить трубки, отбраковать то что уж совсем не подходит...

[Egroeg]

 Сообщение от Rime :

Хмм, этим вопросом не озадачивался, так как пока всё только идеи
Но честно сказать, так ли велика разница? Наша задача ведь не дать диоду перегреться, будет он при этом 70 градусов или 90, имхо не так важно... Главное чтоб не 120
Ну и можно проверить трубки, отбраковать то что уж совсем не подходит...

Сравнивать теплопроводность ТТ с теплопроводностью металлов, мягко говоря, нельзя. Трубки считаются под определенную задачу - отводимая мощность, при определенной разнице температур между зонами испарения и конденсации. И если нерадивый производитель, например, недо(пере)льет теплоносителя, не выдержит расчетное давление в трубке при запайке, то на минимальных режимах она будет работать, а уже на средних может "захлебнуться" и будет иметь теплопроводность немного выше обычной трубки, со всеми вытекающими для светиков. Это так, вкратце, чтоб в дебри не лезть.

[Tommy]

 Сообщение от Egroeg :

Я думаю, все видели лампы с активным (вентиляторным) охлаждением . У них, ИМХО, несколько проблем: перегрев при большой мощности (>20Вт) или в связи с большим тепловым сопротивлением материалов и вентилятор (ИМХО). Лампа с удачной по конструкцией (они есть) живет ровно столько, сколько живет вентилятор. В подкапотном пространстве маленькому вентилятору тяжеловато долго «выживать», если лампа не поместилась в блок-фару. А в месторасположении противотуманных фар это просто ….ц!

Автомобиль - не домашний компьютер, вентилятор там долго не проживет.

Конструкция, представленная выше, при 25С окр. среды и пассивном охлаждении стабилизируется на 8-9Вт (напомню о 100С на кристалле) Эти показатели сравнимы с галогенкой Н8. Но даже при небольшом обдуве (при движении авто) сможет потянуть и 20вт. Задачу конечно можно решить и по-другому, например увеличением в разы размера радиатора. Но тогда сможет ли он хоть куда-то влезть и не поломается ли фара/ее крепления от такого веса?

20Вт - это серьезно без вентилятора. Я попробовал с медным радиатором, а для того чтобы он поместился сделал его гибким. Лампа Н7 в ближний.

[Egroeg]

 Сообщение от Tommy :

20Вт - это серьезно без вентилятора. Я попробовал с медным радиатором, а для того чтобы он поместился сделал его гибким. Лампа Н7 в ближний.

На мой взгляд, фиговастенький радиатор для этих целей. Большое тепловое сопротивление. И вообще, не АЛЁ он сюда.

[Tommy]

 Сообщение от Egroeg :

На мой взгляд, фиговастенький радиатор для этих целей. Большое тепловое сопротивление. И вообще, не АЛЁ он сюда.

Вы крупно ошибаетесь. Теплоотводом от кристалла является медный прут диаметром 15 и длиной 40мм в отличии от теплоотвода приведенной для сравнения китайской лампочки, в которой теплоотвод выполнен в виде медной пластины сечением 12х3мм примерно той же длины. Площадь поверхности радиатора в виде медной плетенки также значительно превышает площадь плетенки китайца. К тому же сечение проволоки плетенки также вдвое выше, что обеспечивает значительно лучшую теплопередачу. Испытания показали, что температура радиатора в точке контакта плетенки с теплоотводом примерно такая же или даже ниже, чем у китайца при мощности вдвое больше.
Более эффективный теплоотвод даже трудно себе представить, если не рассматривать:
1. Тепловые трубки особой конструкции и сечения;
2. Распил напополам отражателя.
Конечно же применительно к фарам (лампам) ближнего света или ПТФ.

[Tommy]

А насчет

не АЛЁ он сюда.

я не совсем понял. Если Вы считаете, что мой ответ не по теме, можно попросить модераторов его удалить.

[Egroeg]

 Сообщение от Tommy :

Если Вы считаете, что мой ответ не по теме, можно попросить модераторов его удалить.

Я считаю, что такой радиатор не очень эффективный.
Термограмма, любого вида, есть на этот радиатор? Она все поставит на свои места.

Хотя, при любом раскладе, такая плетенка в тумках забьется пылью, грязью и будет еще хуже работать, ИМХО.

[Tommy]

Сравнение температур дает почти полное представление о сравнительной эффективности. Алюминий и рядом не стоял.
За год пока ничего не забилось

[Egroeg]

 Сообщение от Tommy :

Сравнение температур дает почти полное представление о сравнительной эффективности. Алюминий и рядом не стоял.

Какой формы и рядом с чем не стоял. Где термограмма? Хоть какая-то.

 Сообщение от Tommy :

...За год пока ничего не забилось

в разных машинах по-разному.