Светодиодная "126W" люстра для внедорожника: все точки над i

С самой первой моей ночной поездки я уже твердо знал, что хочу люстру. Хоть на джимнике и весьма неплохой свет, но исключительно для дороги. Для леса его категорически не хватает — нет боковой засветки, да и дальний светит совсем не так далеко как хотелось бы.
И вот, наконец, настал тот самый день.

Долгих два года зеленая была категорически против такой роскоши, как дополнительный свет — покупалось все что можно, а светодиодная палка всегда откладывалась «на потом». Оно вроде и логично: прибор не самый нужный в повседневной эксплуатации автомобиля, тем паче, что его категорически нельзя использовать на дорогах общего пользования. Если, конечно, Вы не хач-тюнер или моральный урод.

Я стал обладателем типичной китайской балки на «трехваттных светодиодах» 20inch 126W LED Combo Work Light Bar for Offord Jeep SUV 4X4 ATV Boat Lamp.

Ширина 20 дюймов или 50 см весьма скромная, но была выбрана осознанно, чтобы спрятать люстру в нишу экспедиционника, иначе это будет уже не люстра, а собиратель всех веток в лесу (видно на фото ниже).

Существует три основных вида светового потока с люстр, которые отличаются исключительно формой рефлектора или tir оптики:

ближний заливной свет (flood light) — как правило угол луча от 60°
дальний (spot light или thrower) — узкий дальний свет, углом от 10 до 20°
комбинированный (combo light) — в центре балки какое-то количество ячеек с гладким рефлектором, а по бокам, как правило, находятся или ячейки с ломаным рефлектором, широкоугольная tir оптика или в самом простом варианте пластиковая рассеивающая накладка.
Как видно на фото выше, у меня как раз последний вариант. Всего в моей люстре 42 светодиода в конфигурации 12+18+12 (ближний-дальний-ближний).

Вот так выглядят ячейки дальнего света. Рефлектор выполнен из пластмассы с зеркальным покрытием. За такую цену к литью оптики особо претензий нет, хотя и видно, что конус рефлектора не идеально гладкий. На фото можно заметить, что почти на всей площади центральных ячеек желтый отсвет — это говорит о том, что глубина, форма и диаметр рефлектора правильно подобраны для данного (размера) светодиода.



Ближний свет в похожем исполнении — единственное отличие от дальнего в «ступенчатой» форме рефлектора. Внимательный читатель наверняка уже заметил один косяк, который в более-менее приличном фонарестроении просто недопустим: светодиоды стоят не по центру рефлектора. И если для рассеянного света это не критично, то для «дальнего» может сыграть очень дурную шутку. Дело в том, что если источник света расположен не в центре и формой рефлектора это никак не компенсируется, то мы будем терять драгоценные люмены в силу того, что не весь свет со светодиода будет правильно сфокусирован. А еще луч может уплывать в сторону и давать не красивую ровную точку (спот) и засветку вокруг нее (корону), а что-то кривое и ломаное. Такие претензии, по моему мнению, можно предъявлять только к товару с ценой от 300 долларов. У нас же бюджетная «палка», хотели дешевле — получайте. Да и кто на это будет смотреть кроме людей больных фонариками?



На этом фото даже лучше видно форму. Светодиоды не горят, это свет от вспышки через рефлектор сфокусировался на светодиоды, что косвенно говорит о правильно рассчитанной форме рефлектора.



Теперь можно перейти к корпусу. Это один из типичных экструзированных алюминиевых профилей, которые применяется на большинстве люстр. Стоит отметить, что у этого варианта весьма большая площадь поверхности радиатора, бывают и хуже.





Боковина отлита тоже из алюминия и притянута к профилю на три винта под внутренний шестигранник.



Ах да, в комплекте идет набор всего необходимого крепления :)



Открутив одну боковину можно наблюдать очень красивую, как по мне, форму профиля. На этом же фото видно, что печатная плата на пару мм сдвинута влево и не упирается в отведенный для нее бортик справа. Таким образом, мы теряем небольшую площадь соприкосновения печатки с радиатором. Безусловно, это косяк проектировщика печатной платы. Уже второй, кстати, но ещё не последний. Исправить его не выйдет: если пропилить крепежные отверстия и сдвинуть печатку, то светодиод сместится в оптике.



«Стекло» тут пластиковое, толщиной около 2.7 мм. Как видно на фото выше, оно множеством винтиков прижимается к силиконовым уплотнителям и выходит весьма герметичная конструкция. Я сначала было расстроился, что стекло не стеклянное, так как будет царапаться. Но после разбора понял, что это решение правильное: только пластик можно надежно притянуть винтами, а в случае царапок заменить его не проблемно.



Вся балка разбита на три электрических части, каждую часть питает свой драйвер.



Я ожидал, что ни о каком термоинтерфейсе не может быть и речи — ожидания оправдались. Печатная плата выполнена на алюминиевой подложке, что способствует лучшему отводу тепла.



Поверхность профиля весьма неплохо обработана, не зеркальная конечно, но даже на процессорных кулерах бывает намного хуже.



Даже светит :)



На «драйвере» зачем-то спилена маркировка, хотя ничего супер эксклюзивного в этой схеме нет. Не понятно, что тут хотели скрыть. На плате виден ещё один (третий) косяк разводки — забыли нарисовать дорожку для двух контактов. В итоге, пришлось накидывать сопли припоем. И так на всех трёх микросхемах.

Светодиоды по размерам (2.5*2.5мм) и форме кристалла похожи на CREE XB-D c заявленными максимальными 3 ваттами и световым потоком 271 люмен при токе 1А. Но на токе 1А, судя по графику в даташите, падение напряжения составляет уже 3,2В.



К сожалению, пропали еще несколько хороших фото печатной платы. Выложу то, что осталось на мобильном. Тут видно небольшой для такой мощности и частоты дроссель и то, что может заинтересовать человека с паяльником — токоизмерительные шунты R3 и R4. Они то и задают ток на светодиоды. В данном случае стоит только один на 0.1 Ом и можно чуть разогнать люстру, подпаяв к нему параллельно еще что-нибудь. Да, о частоте: она совсем небольшая и люстра немного пищит, слышно буквально с полуметра. Заливка дросселей лаком совсем не помогла избавиться от писка. Это особенности дешевой схемотехники, тут никуда не деться. Несмотря на небольшой размер и низкую частоту работы, дроссель при работе почти не греется, как и шим-контроллер, который драйвер.



Теперь о замерах.

Ни для кого не секрет, как считаются «ватты» любого осветительного прибора: берем максимальнную мощность светодиода с даташита, умножаем на их количество и готово. Проверяем: 3*42=126. И никого не волнует, что драйвер и близко может не выдавать нужной мощности. Что, собственно, и видно их нашего экземпляра.

На заглушенной машине напряжение 12,59В и ток 5,09А. В итоге получаем 64 Ватта. Ровно половина заявленной мощности с небольшой погрешностью :)





Теперь на заведенной машине: 14,29В и 3,71А. Путем сложнейших математических вычислений получаем… 53 Ватта. Как?? Это же импульсный драйвер, с повышением напряжения ток должен почти линейно падать. Ожидаемый ток был 4.5А.





К слову, знакомый брал три люстры «400» «300» и «150» Ватт, у разных продавцов в разное время, на разных светодиодах, и результат всегда был более чем в два раза ниже описанного продавцом. Это как с магнитофонами в 90х. Помните, как можно было купить «3000W» мафон на четырех D батарейках?

Ладно, к восстановлению справедливости мы ещё вернемся, а пока собираем всё обратно и идём тестировать. При сборке я первым делом нанёс тонкий слой КПТ-8 на радиатор и прикрутил печатную плату. Кошка категорически не хотела покидать фон, так что вышло как вышло:



Хочу пару слов сказать о «стекле». Я сделал большую ошибку и вытащил силиконовые полосочки, чтобы смазать их. Обратно уже, как я не пытался, их вставить одному не получилось. Пришлось использовать 4 руки и 4 зажима. Фоткать банально не хватило рук.

Резинки боковинок я промазал герметиком по контуру оттиска профиля. Обязательно используйте автомобильный или силиконовый герметик не на уксусной основе (который не воняет). Иначе есть вероятность, что от паров уксуса начнет или окисляться плата, или вздуется покрытие рефлектора. Такое, к сожалению, уже было с велофарой.



После получасового прогрева балки в режиме «мордой в пол» она вышла на температуру 64.4°C при комнатных 27°C. В руки уже брать не очень комфортно, но это был худший сценарий для люстры. Мало того, что весь световой поток уходит в нагрев, так еще и никакой вентиляции. Даже при работе днём в безветренную погоду люстра едва тёплая.



К слову о мощности.

Я понизил сопротивление токозадающих резисторов до 0.05Ом и мощность внезапно стала 130 Вт :) Разумеется, греться люстра стала намного больше: в режиме «мордой в пол» она за 5 минут разогревается до температуры, при которой держать в руках её уже невозможно (>70°С). При том, что мощность на входе выросла в два с лишним раза, световой поток, скорее всего, вырос максимум на треть, так как зависимость люмен/ватт у светодиодов совсем не линейная. И максимальная эффективность была как раз где-то в районе стокового режима в 50 Ватт. При этом всём, установленная на машине балка на ощупь тёплая даже при окружающей температуре 25°C. Я думаю, от перегрева не умрёт, но если что — отремонтировать не проблема, можно подобрать какой-нибудь шим и поменять светодиоды. А больше там ломаться нечему.

Тем не менее, я крайне не рекомендую разгонять люстру людям, которые не работают с электроникой. В этом нет большого смысла, а при сборке можно накосячить с герметичностью и тогда от нагревания/остывания внутри начнёт скапливаться конденсат и все бебехи внутри будут гнить (не спрашивайте откуда я это знаю ;) ).

Теперь можно приступить к натурным испытаниям:

Все фото сделаны с одинаковыми настройками: ISO:100, выдержка 1/1.3сек, диафрагма 4.5, баланс белого 4000К.

Габариты


Ближний


Дальний


Дальний + ПТФ галоген (Koito WhitebeamIII 110Вт)


Дальний + ПТФ галоген + Люстра


Специально даже выехали в лес посреди рабочей недели: ISO:100, выдержка 6сек, диафрагма 6.3, баланс белого 5000К.

Ближний


Дальний


Дальний + ПТФ галоген (Koito WhitebeamIII 110Вт)


Дальний+ПТФ галоген + Люстра






И на закуску небольшое видео. К сожалению, моя камера не умеет в видео режиме ставить ручную эксповилку и баланс белого, поэтому ставит яркость как хочет :( Из-за этого на видео свет выглядит намного тускнее, чем по факту.



Выводы, я думаю, каждый может сделать сам, но мне люстра очень нравится. Я бы даже сказал, что мне большего пока и не нужно.