[texxxnik]

Современные исследователи подземного пространства часто тратят сотни долларов на качественный и мощный свет. Но даже за эти деньги далеко не все полностью удовлетворены приобретёнными девайсами. Будь то целый ряд керосинок от Petzl, или же более продвинутые в плане электроники и эффективности расхода энергии Fenix-ы. И дело не только в эргономике. Световой поток данных изделий редко переваливает за 2000 люменов. Принимая это во внимание, один мой хороший приятель, по совместительству электроник и главный конструктор Стас Старостин, решил пойти на много дальше деревяшек от Пецель и пластмассок от Феникс.

Речь пойдёт о парочке плат размером с пачку сигарет. Пока что только о парочке.



На фото представлено сердце проектируемого сверхмощного фонаря с суммарным световым потоком 6300 Лм - четырёхслойная плата контроллера Li-Ion аккумуляторной батареи ёмкостью 58 А*ч при 12В. *Для сравнения - банальный автомобильный аккум имеет ёмкость 55А*ч.*


Собственно батарея будет состоять из 20 шт. Li-Ion банок формата 18650 и ёмкостью 2,9 А*ч каждая. Контроллер будет непрерывно следить за напряжением и током на всех банках, отсекать напругу по окончании заряда всех элементов, отключать нагрузку при полном разряде всех элементов и шунтировать полностью разрядившиеся элементы, для того что-бы высосать последние соки из ещё не севших банок. Давая таким образом те спасительные для ценных фотографий минуты света, которые не даст обычный, уже севший, слонобой.


Контроллер имеет 4х слойную плату расширения, куда будут сходиться сигналы от датчиков температуры банок и которой непосредственно будет производиться одна из главных фишек девайса - активная балансировка 10 групп аккумов по 2 шт.(10 последовательно, 2 в параллель). Активная балансировка есть не что иное как подзарядка менее заряженных элементов от более заряженных даже при выключенном устройстве. Вдобавок фонарь проектируется с интерфейсом подключения к компу через юсб для получения всех данных, вплоть до информации о кол-ве циклов заряд/разряд, температурах элементов, состоянии баланса и дате первого включения. Так-же в корпус будет вмонтирован Led дисплей, отображающий остаток заряда и остальную полезную инфу. Была даже идея сделать на нём анимацию идущего диггера) Кроме USB и дисплея планируется n-ое количество других полезных вещей. Монтироваться платы будут фабричным методом, пик-энд-плэйс машиной и затем запекаться в печке по всей технологии.


Про фонарь.


Сам фонарь будет собран в китайский корпус вроде этого:



Вместо родного отражателя будет установлен специально выфрезерованный под этот проект латунный диск, куда будут ввинчены 7 рефлекторов с диодами SSC-P7 по 900 люменов каждый. Диоды кстати на кристаллах Кри.



Справа диск с одним рефлектором и диодом, посередине снизу платы контроллера и расширения, сверху - главный чип контроллера в фабричной упаковке, слева пара других микросхем.











На данный момент для фонаря разрабатывается импульсный зарядник, выдающий до 5А зарядного тока, и тоже импульсный, преобразователь напряжение-ток для питания диодов в нескольких режимах яркости. Вероятно яркость свечения будет регулироваться через параметры ШИМ, поворотом ручки потенциометра. Но может и дискретно. Время покажет.

Пока всё. О продолжении разработки в следующих сериях.

Копируемый материал защищен авторскими правами © «FONAREVKA.RU» 2010. Обязательная ссылка на источник информации: https://forum.fonarevka.ru/...

Оригинал статьи и комментарии тут http://texxxnik.livejournal...

[Децибел]

Адовая вещь получиться, только скоко это чудо весить будет?? А от такого кол-ва тепла корпус не расплавиться??

[Starstas]

Около 3,5кг

[dmn42]

 Сообщение от texxxnik :

Собственно батарея будет состоять из 20 шт. Li-Ion банок формата 18650 и ёмкостью 2,9 А*ч каждая.

А чего не липоли? 20 брендовых кумуляторов по 2900мач будут стоить весьма негуманно.

 Сообщение от texxxnik :

куда будут ввинчены 7 рефлекторов с диодами SSC-P7 по 900 люменов каждый. Диоды кстати на кристаллах Кри.

Почему именно P7, чем XM-L от Cree не устроили?

Впрочем, в комментариях эти вопросы вам уже задали.

И кстати, перечитывая пруфлинк про Cree и SSC, не нашёл там упоминания, что именно P7 делаются из кришных кристаллов.

И про много ватт тепла, которые придётся как-то рассеивать, тоже хотелось бы услышать.

[SML]

Нужно ставить вентилятор - однозначно.

[Децибел]

Если вставить вентилятор то можно попрощаться с водонепроницаемостью а при таком назначение фонаря это не есть гуд

[Starstas]

1) Эти диоды были куплены ещё до появления на рынке XM-L. Вполне возможно, что в рабочем варианте фонаря (а не в прототипе) диоды будут использоваться другие.
2) Относительно родословной кристаллов в SSC P7 могу сказать только то, что много источников (в основном рускоязычных) указывает на CREE, но я сам не готов ручаться на 100%, что это так. Да и не считаю важным акцентировать на этом внимание, ведь эти диоды будут стоять только в прототипе.
3) На данный момент имеется рабочий вариант фонаря с одним SSC P7, установленном в рефлекторе с DX-а, драйвер сделан на MLX10803. Питание от двух банок 18650. Рефлектор закреплен в фановой трубе подходящего диаметра. Все неплохо загерметизированно и без применения доп. мер по теплоотводу. Фонарь использовался либо в шахте (t=(0..12)°C), либо на велосипеде (доп. обдув воздухом). Перегрева головной части не наблюдалось, температура при токе 2,5А в режиме S1 не превышала 50°С.
На основании вышеизложенного замечу, применение активного охлаждения для рассматриваемой пары диод-рефлектор не требуется. Вполне достаточно обеспечить доступ воздуха к тыльной ­­«ступенчатой» поверхности рефлектора. Так же важно учесть, что в случае перегрева умная электроника понизит мощность до максимально возможной в данных условиях охлаждения (темпер. окр. среды, отн. влажн. возд., скорость движения возд. потока).

[awl]

Должно получиться нечто но вот SSC P7 дадут скорее всего в районе 700-750лм (900 люмен у них теоретический максимум,типично 700лм для бина C и 800 для D (даташит)), в тестах CPF эти диоды показали ~750лм, значит суммарно выйдет ~5000лм. На семи XM-L при том же токе выйдет 5800-6500лм

[John Jack]

А если не ставить вентилятор - можно попрощаться с самим фонарём.
И таки поставить вентилятор можно и снаружи, а воздух прогонять через герметезированный от внутренностей фонаря радиатор.

[dsche]

То же самое спрошу – чому не XML?

Как охлаждать?

[ELECTRON]

разработать такую плату и испортить все корпусом.
XML на данный момент намного лучше

[Децибел]

Хм.. если поставить вентилятор снаружи он быстро превратиться в непотребный и не рабочий вид, т к падения, грязь,высокая влажность всё это не редко встречается под землёй

[Juster]

60 Ватт тепла хрен куда просто так денешь, если с 1м диодом получается 50С, то с 2мя под 90 выйдет, соответственно 3й некуда будет ставить... Имхо не стоит тупить и начинать делать кастомный корпус с продуманной системой охлаждения... Или ксенон...

 Сообщение от Децибел :

Хм.. если поставить вентилятор снаружи он быстро превратиться в непотребный и не рабочий вид, т к падения, грязь,высокая влажность всё это не редко встречается под землёй

Я думаю если корпус делать самопальный, то можно и прикрыть вентилятор, с возможностью помывки

P.S.: И ещё... Почему 18650??? Если корпус планируется герметичный, то почему не Ли-по? на весе и стоимости можно существенно сэкономить... и опять же контроллер проще...
P.S.S.: Что-то я ещё не понял как теплоотвод в принципе построен даже для 1го диода... ну не от верхней части ж

[vaska]

Как верно заметили отписавшиеся, не раскрыта тема теплоотвода и современных эффективных диодов: реально от 7хР7 можно получить чуть больше 5000 лм с отвратной эффективностью на уровне 75 лм/Вт, а столько же XM-L вываливают около 6000 лм с эффективностью 100 лм/Вт.
Да, и зачем применять тяжелую латунь в детали такого диаметра?

[Shrim]

Глупоскть скажу, но - вода имеет большую теплоёмкость, если радиаторы поместить в литровую емкость с холодной водой - относительно долгое время можно не беспокоиться о нагреве. Вот только кому охота носить этот лишний литр воды? Но если в дальнейшем вода будет использована по назначению - выпита, то игра стоит свеч.
И ещё хотел сказать - не стоит заряжать одни банки от других.

[texxxnik]

Посчитайте теплоотвод ради интереса. У меня при площади 1700см^2 получилось меньше 60С. 1700см^2 это примерная поверхность рифлёного диска с рефлекторами. Кста, за диском, в корпусе развитая вентиляция.



Диоды уже куплены, других нет. Если найдутся спонсоры которые предоставят Кри, то вэлкам)


Про эффективность, применение ГР ламп рекомендую почитать комменты по ссылке в топикстарте. В хвосте комментов всё хорошо расписано.

[andory]

В описании батареи - ошибки неточности?

 Сообщение от texxxnik :

четырёхслойная плата контроллера Li-Ion аккумуляторной батареи ёмкостью 58 А*ч при 12В. *Для сравнения - банальный автомобильный аккум имеет ёмкость 55А*ч.*
Собственно батарея будет состоять из 20 шт. Li-Ion банок формата 18650 и ёмкостью 2,9 А*ч каждая.

Батарея- 20х2,9х3,7=214 Вт*ч, а автомобильный аккумулятор- 12х55=660 Вт*ч, т.е. во много раз больше, нестыковочка получается.

 Сообщение от texxxnik :

Посчитайте теплоотвод ради интереса.

Термодатчики на сидах весьма желательны, особенно сверху. И 1700- маловато будет, ведь тепло надо сбрасывать вбок, а не вовнутрь.
И про крылатый металл уже вроде сказано (латунных радиаторов не видел ни разу, только корпуса)

[vaska]

 Сообщение от texxxnik :

Посчитайте теплоотвод ради интереса.

Большинство тех, кто Вам ответил, и так представляют себе, какой площади теплоотвод необходим для отвода подобной мощности, поскольку являются ПРАКТИКАМИ фонарестроения и фонарепользования. В частности, и мое мнение состоит в том, что Вы чересчур оптимистичны по поводу теплоотводных свойств описанной конструкции.
И повторю вопрос: почему латунь???

[vaska]

 Сообщение от andory :

20х2,9х3,7=214 Вт*ч

Да и это ооочень оптимистичный подсчет, поскольку емкость 2,9 Ач - это только на малых токах

[RN4HKK]

Оно расплавится
А плата контроллера и правда зачетная. Очень лихо сделано.