Фонарик с крошечным "Вау-эффектом"

«Не пора ли, друзья мои, нам замахнуться на

Вильяма, понимаете, нашего Шекспира?!»
фильм «Берегись автомобиля», 1966 г.

  Начну со ссылки на свой предыдущий обзор. Я уже показывал самодельный фонарик сделанный из корпуса старой электронной сигареты и «готовой» светодиодной спот-лампы на 220 вольт, 4 Ватта, цоколь E27, с алюминиевым  радиатором и встроенной TIR-оптикой.





   Лампы были куплены давно, в конце 2015 года. Ссылка до сих пор рабочая. Сейчас цена высокая, но там предлагается  лот из 6 штук, обещаны светодиоды Epistar. Действительно фонарик светил ровным теплым чистым светом. Аккумуляторный отсек сделан из корпуса старой электронной сигареты (на Li-Ion 18650). И сигарет (корпусов) таких нашлось у меня три штуки. Они все время попадались на глаза и как бы намекали, что могут пригодиться. 
   Чуть позже на Алиэкспрессе появились предложения аналогичных ламп с радиаторами и встроенной оптикой, но с мощностью 9, 12, 15 Вт. Увеличение  мощности ламп объясняется просто. В такие лампы без изменения конструкции можно поставить диоды либо 1 Вт либо 3 Вт. Максимум пять штук, поэтому имеем цифру 15 Вт.  Вторая покупка ламп 12 и 15 Вт оказалась не столь удачной, о чем будет сказано ниже. Я даже не буду давать ссылку на свою покупку. Вообще, таких предложений много ( ссылка, ссылка, ссылка ) на лампы с разными цоколями и на напряжение 220 или 12 В. Но я понятия не имею, как найти лот с честными трехваттными светодиодами.   Естественно, брать нужно только лампочки с мощностью 12 Вт и 15 Вт, потому что у этих ламп 5 TIR-линз и 5 посадочных мест на плате.  
  На самом деле во второй раз я купил лампы с  питанием 12 В и цоколем GU5.3 (MR16). Сейчас уже не помню по каким соображениям.  Возможно хотел для чего-нибудь использовать токовый драйвер 12 В, 1(?) А. А на фотографии ниже к новым радиаторам прикручены цоколи E27  от ламп из первой партии.  Резьба совпала. Размер (длина) радиатора лампы 15 Вт чуть больше.  






Внутри были вот такие платки токовых драйверов. К сожалению, до измерения выдаваемого ими тока я не добрался.


                     

  Купленные лампочки объективно хороши для всяких экспериментов. Радиатор алюминиевый, поверхность большая,  TIR-оптика в комплекте. У радиаторов и верхняя площадка плоская приличного диаметра, и с обратной стороны довольно глубокий отсек, куда можно приткнуть плату драйвера.  Чуть удлиненный  радиатор от 15 Вт лампы, как мне кажется, вполне способен  «справиться»  с «настоящими» 10 Вт светодиодами Cree из «кошерных» фонариков.

Примечание: лампочки с похожими радиаторами на Али можно найти в виде набора запчастей, но набора с TIR-оптикой я не видел.



  И вот, сидя на диване и глядя на обои   на приобретение, подумалось:  "… а не  пора ли, друзья мои, нам замахнуться на Вильяма, понимаете, нашего Шекспира  известный  Convoy S2 ?!"  «И замахнемся!». Только цель выберем попроще.  Попробуем сделать фонарик который создает освещенность в хотспоте не меньше шестидрайверного (какой есть)  Конвоя S2 на максимальном режиме.





    

    Про конструкцию фонаря. 
 Вся переделка сводится к отпиливанию «лишнего» от электронной сигареты (только батарейный отсек), «отпиливанию» цоколя E27 лампы,  расковыриванию отверстия в пластике цоколя  под диаметр  электронной сигареты, перепайке светодиодов  лампы из последовательного соединения в параллельное на штатной пластине (проводочками), установке внутрь выключателя и драйверов AMC7135. Ниже все показано на картинках.
 Для переключение режимов  использован микротумблер на три положения и два направления.




    У фонарика два режима «просто посмотреть посветить»© tequilarusa и «форсаж». 
  В среднем положении переключателя фонарик выключен. 
   Два оставшихся батарейных отсека от электронных сигарет  с установленным пластиковым цоколем (отпиленным) LED лампы.  Последняя заготовка так и не была доделана, а сейчас, в связи с режимом  «пропускной самоизоляции», и вовсе мне недоступна, потому что лежит в другой квартире. 



    Если кого-то заинтересовала бело-желтая субстанция, которой залит микротумблер, то это «Акрилоксид», стоматологический материал для пломб, протезов и прочего. Прочнее эпоксидки и отверждение за 3....5 минут, если не просрочен на 20 лет (а у меня именно такой :-) ). 



   Ради «великой цели» построения очередного фонарика я сделал (!) печатную плату.



 Она изготовлена без применения ЛУТ, методом «маленькая стамеска и бинокулярная лупа времен СССР  на лбу». Для такой  небольшой платы этот способ существенно экономит время. 







   Всего на плате 12 драйверов AMC7135, три используются  для питания в  режиме «просто посветить», а  остальные 9 штук — в режиме «форсажа».  Не сильно изящное решение, очевидно, что нужно использовать часть AMC7135 в обоих режимах. Но есть объяснение.  При работе над фонариком выяснилось, что в темной комнате видно, как светодиоды очень тускло светятся. При этом ноги питания  всех микросхем отключены. Получается, что выходные полевики слегка «подтекают». Не помогло и соединение ножек питания 7135 с минусом. Не закрываются транзисторы полностью. Конечно, тут токов утечки аж 12 штук, но все же неожиданно.   Может быть это особенность именно моих экземпляров 7135, но вообще-то я их покупал два раза у разных продавцов.  Поэтому второе «направление» переключения микротумблера  «ушло» на полное отключение аккумулятора.  Можно было выдумать что-нибудь на одном переключателе, но не захотелось городить еще схему из диодов для включения двух групп одновременно.


   Токи светодиодов.   В режиме «просто посветить»: 350 мА* 3 шт.=1050 мА,   1050 мА / 5 LED = 200 мА на каждый светодиод.  При «форсаже» 350 мА*9 шт.=3150 мА, 3150 мА/5 LED = 630 мА, это почти в два раза больше номинального тока одноваттных светодиодов, но вполне нормально для трехваттных LED.   Максимум для данной конструкции    3 Вт*5 LED = 15 Вт,   15 Вт/ 3,3 В = 4.5 А,  4.5 А/0,350 = 12.8,  то есть как раз 12 штук AMC7135.   Хватит ли для такой мощности радиатора лампы, вопрос, конечно, интересный.
   Перепаиваем плату светодиодов. Дорожки на плате перерезаем. Соединяем светодиоды параллельно навесным монтажом.





  Плату драйверов AMC7135 и плату со светодиодами ставим на теплопроводящую пасту.  Никакого крепления плат не предусмотрено. Плата светодиодов прекрасно прижимается пластинкой с линзами, которая сама прижата штатным алюминиевым  кольцом с резьбой ( есть на фото чуть ниже). Плата драйверов прилеплена на пасту, а чтобы не отваливалась в отсек при сборке можно поместить кусочек какого-нибудь пористого пружинящего материала. Да и пучок относительно длинных проводочков   после сборки плату драйверов поджимает.




Еще пара картинок всего вместе. 





  Последний штрих. Радиатор со  щелями во все стороны, поэтому  сильно светит вбок и даже чуток назад. Чтобы убрать засветку, внутренность  оклеена алюминиевым скотчем. 
  
   Пришла пора посмотреть, что же получилось.
  Яркость в режиме «просто посветить»  — 7300 лк (картинки нет), яркость в режиме «форсаж» 13670 лк. 

                


     В тех же условиях яркость Конвоя S2  c шестью AMC7135 внутри:  20950 люкс   

 Разница в 1,53 раза!  Это совсем немного. Но не то к чему стремились.




  По краю хотспота тут  грязно-зеленое очень заметное кольцо. Фотография его в полной мере не передает. Даже не знаю что тут сказать. Какие-то совсем «левые» светодиоды . 






  По этой фотографии можно получить представление о температуре радиатора в режиме «форсаж». Поскольку драйверы у нас линейные и плата драйверов закреплена на том же радиаторе, получается, что он должен рассеивать 4.0В(Uакк)*350мА*9 шт.=12.6 Вт.  Температура, конечно, совсем запредельная  «экспериментальная». Бедные-бедные кристаллы. Температура Конвоя S2 в максимальном режиме — для сравнения. Его потребляемая мощность: 4.0В*350мА*6 шт.=8.5 Вт.



Заключение. 


  Ну что тут сказать. Цель не достигнута, но и не все возможные  усилия на коленке  были приложены. Фонарик работает. Но пользоваться им проблематично. Диоды в лампочках мне попались отвратительного качества с зелеными разводами. 

  В отзывах на подобные лампы  (или где-то в сети), кстати,  народ предупреждал, что  никаких диодов на 3 Вт в эти новые лампы  китайцы  не ставят. По-прежнему используют в них одноваттные светодиоды.  Вполне объяснимо, поскольку одноваттные диоды существенно дешевле, в чем несложно убедиться по лотам на Али.  Короче, жулики эти китайцы.  Они и виноваты в недоборе люксов/люменов.  

  Я тоже схалтурил, напряжение на диодах и ток толком не замерял, просто разобрал лампочки. Гнать  большой ток  в 1 Вт светодиоды смысла не имеет, люксов от этого почти не прибавляется. Вот тут есть картинка, что получается при перегрузке светодиода 1 Вт. Автор  с муськи sav13. Нужно было диоды перепаять на честные трехваттные. Для достойной конкуренции по люксам (с Конвоем) лучше было бы использовать что-то побелее  (4500...5000....6000К). Исходная идея состояла все-таки в том, чтобы использовать покупную лампу с минимумом доработок. Поленился перепаивать.



  Здесь заканчивался  первый вариант «обзора», который назывался «Фонарик с недополученным „Вау-эффектом“.  Этот вариант даже провисел денек у меня в блоге. И что-то мне стало обидно, делал-делал, результата не достиг. В общем, собрал волю в кулак (все равно дома сижу) и перепаял светодиоды, дописал текст. 
Дописано 28.04.2020
  Покупка мощных LED на Али — лотерея. Для того чтобы в эту лотерею не играть, можно купить их по ссылке ( еще ссылка, зачем  две похожих странички не знаю). Это какой-то китайский бренд  Chanzon. Цены тут выше, чем у других китайских продавцов безымянных LED. Зато светодиоды будут именно заказанной мощности с правильными кристаллами внутри.  У этого продавца  на страничке есть даже табличка с параметрами светодиодов, а  детальки он присылает в фирменных пакетиках с этикеткой про вложение.  





  Пожалуй, нужно все-таки объективно уличить китайцев в жульничестве. Самый простой способ — просто посмотреть на размер кристалла.  Вот такой  „установкой“. 



  Две полностью „убитые“ „Кроны“ нужны, чтобы можно было проверять 6 В, 9В, (12В) LED c последовательными кристаллами. Переменный резистор 500 кОм, чтобы подобрать нужную яркость свечения кристалла.  И полярность можно проверить. Хорошая штучка. 



  Слева одноваттный диод из купленной лампы, справа трехваттный из пакетика Chanzon. Глазами видно лучше, но и по фотографии понятно какой кристалл больше и насколько больше.
  Для полной  уверенности все же сделаем замер прямо на диодах, даже фонарь не нужно  разбирать, только снять линзу. В первом режиме (»просто посветить") напряжение на светодиодах — 3.12 В,  ток прикинем: 350 мА*3=1050 мА.  Ток одного LED: 1050 мА /5 шт=210 мА.   На муське был обзор в котором автор очень аккуратно хорошими приборами снял воль-амперно-люксовые характеристики 1 Вт, 2 Вт  и 3 Вт LED и заполнил три таблички.   
Смотрим в таблицу одноваттного диода, находим строку 210 мА. 



  
  Таблички  отсюда: "Про диоды 3W LED Bulbs High power", Автор : AleksPoroshin
  Совпадение измеренного и табличного значения — случайность, но она подтверждает, что в лампах китайскими друзьями установлены светодиоды мощностью 1 Вт. А был бы диод на три ватта, напряжение  получилось бы 2.92 вольта (по второй табличке в упомянутом обзоре).  
  Остается только перепаять светодиоды и Конвой будет побежден. :-))). Посмотрим на окончательный вариант. Светодиоды 3 Вт. 



 Температура  почти не изменилась. Это нормально при линейных стабилизаторах. Ток и напряжение батарейки не изменились. Просто мощность чуток перераспределилась между светодиодами и драйверами 7135.



  Здесь все стало гораздо лучше.  Фотография опять немножко не совпадает с визуальной картинкой, но на этот раз в другую/худшую сторону. На глаз картинка чистая. Возможно что-то добавилось/подкрасилось от обоев бледно-желтого оттенка.   

   И, наконец, вишенка на торте: 



  Конвой побежден !!!  Но побежден настолько незначительно (всего на 150 люкс), что нельзя громко и уверенно произнести: «Вау, да этот фонарь светит лучше Конвоя!». Но можно это сказать тихонько и без уверенности в голосе. Поэтому и «Вау-эффект» маленький, просто крошечный.