Jeskyňářská čelovka 3
Pro další čelovku jsem zvolil nový tip svítivé diody - XM-L. Jedná se v současnosti o jeden z nejvýkonnějších čipů, bohužel je to čip jediný který pracuje při napětí cca 3V. Z toho důvodu jsem musel použít měnič který snižuje napájecí napětí a zároveň nastavuje výstupní proud od 0,5mA po 3A.
Základ měniče tvoří obvod LM2576-ADJ, zapojený jako zdroj konstantního proudu a operační zesilovač LM358. Ten zesiluje napětí ze snímacího rezistoru R1 (0.016ohmů), aby na něm byl co nejmenší úbytek napětí (50mV). Odporem R3 se nastavuje minimální svit při potenciometru na minimu. Odporem R2 ve zpětné vazbě operačního zesilovače se při potenciometru na maximu nastaví na výstupu proud 3A. Při hodnotě potenciometru 2K5 mi vyšel R2 72K, R3 0ohmů. Abych nemusel na čelovce používat výkonný vypínač, ovládám obvod pomocí vypínače potenciometru. Bohužel OZ zůstává stále pod napětím a tak má obvod i při vypnutém stavu při 12V trvalý odběr 1mA
Obvod funguje omezeně od cca 3,5V, od 5V výš už dodá na výstup 3A při 3,24V. Při napětí na vstupu 5-16V a 3A na výstupu, jsem na měniči naměřil účinnost v rozmezí cca 63-72%.
Naměřené hodnoty na vstupu při výstupním proudu 3A: 5V/2,8A; 6V/2,3A; 8V/1,7A; 10V/1,45A; 12V/1,15A; 14V/1,1A; 16V/0,95A.
Obvod je sestaven na kruhové desce pod parabolou ve spodní části čelovky.
Čip svítivé diody je připevněný na duralovém válečku 18mm, který odvádí teplo do spodní části těla čelovky.
Tělo čelovky je vyrobeno z duralu. Při eloxování jsem se snažil docílit o co nejkvalitnější vrstvu, proto jsem roztok chladil ledem a eloxoval při proudu 3A zhruba jednu hodinu.
Sytě červený odstín vznikl zhruba po dvou hodinách barvení v barvě Duha při teplotě cca 90st. C.
Nakonec následovalo lehké potření olejem.
Součástky jsou "upevněné" tavným lepidlem, obvod LM2576 z důvodu chlazení přišroubovaný k tělu čelovky.
Silonový knoflík potenciometru je nasazený na mosazném pouzdře. To je přišroubováno na potenciometru. Těsnění mezi pouzdrem a tělem čelovky zajišťuje gumový O kroužek . Druhý O kroužek v horní drážce těsní vlastní knoflík.
Druhá drážka slouží pro upevnění knoflíku pomocí červíku a zároveň je v ní vletovaný doraz zabraňující "protočení" potenciometru o 360st. Knoflík je přišroubován k hřídelce potenciometru křížovým šroubkem a utěsněný silikonem.
Kabel je utěsněný v průchodce O kroužkem, další O kroužek opět těsní průchodku a tělo čelovky.
Přední plexi 5mm je přišroubováno nerez šrouby a utěsněno opět O kroužkem.
Celková hmotnost je 230g, průměr 70mm.
Kovová parabola pochází z hornické Nifky.
Stejně jako háček na zavěšení.
Úspěšná tlaková zkouška proběhla opět při 3 barech.
Test "svítivosti" tentokrát v 70m dlouhé štole.
Na první fotce je štola osvětlená srovnávací halogenovou baterkou 5V/1A, na druhém snímku čelovka II a pak čelovka III. Čas 0,5s, clona2, ISO 200
Celkový úhel osvětlení je 120stupňů, zdůrazněný střed parabolou má zbarvení do žluto-zelena, periferní okraje pak jsou do modra.
Další vylepšení?
Během provozu na plný výkon se čelovka bohužel poměrně intenzivně zahřívá. Při měření za pokojové teploty dosáhla teplota pouzdra po 25minutách 70st.C. Zvětšovat chladící plochu se zdá vzhledem k narůstající hmotnosti neúnosné, tak uvažuji o zabudování termistoru, který by v případě přehřátí omezil výstupní proud. Jedna polovina OZ je ještě nevyužitá, tak třeba časem ...
7. 6. 2011
Zvýšení svítivosti.
Abych zvýšil celkovou svítivost, namontoval jsem nový čip MT-G2/5000°K/6,0V/3,0A. Díky tomu, že je oproti původnímu pouze na dvojnásobné napětí, nemusela se elektronika ani upravovat. Montáž jsem vyřešil takto: vysoustružil jsem Cu váleček, vyfrézoval podél na šířku spodní chladící plochy osazení, napříč ještě „sedýlko" pro čip a na vařiči ho připájel.
Dalším krokem mělo být zasunutí cuprextitových plošek a jejich připájení na přívodní plošky čipu. Bohužel odvod tepla z čipu byl takový, že se mi je připájet nepodařilo. Nakonec to šlo vše zpátky na vařič, prohřál jsem to i s tím cuprextitem a už se to připájet podařilo. Na snímku porovnání obou čipů.
Ten čip je skutečně impozantní a svítí v porovnání s XM-L samozřejmě mnohem více.
Porovnání jasnosti a barvy středu osvětlené plochy.
A opět test svítivosti ve štole. Tentokráte při čase 1/8, cloně F2, ISO200. Nemusím snad popisovat který čip zrovna svítí :-)
Boční záběr na celkovou šířku světelného kuželu. Když mám světlo na přilbě a svítím vodorovně vpřed, tak při mé výšce 186ti cm začíná osvětlený prostor cca 60cm před špičkami bot. Díky tomu je periferní vidění dokonalé a osvětlený střed bonusem navíc při pohledu do dálky.
