Club Nikon: Светодиодное кольцо - Club Nikon

Перейти к содержимому




Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете отвечать в этой теме

Светодиодное кольцо Подробный пример сборки своими руками

#1 Пользователь не на сайте   Janvar Значок

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 15 Март 2017 - 23:41

Скажу сразу, наверняка кто-то знает способы как это сделать проще, быстрее и дешевле. Я и сам знаю такие способы, и первый вариант кольца делал, просто взяв пластиковый обруч из магазина спорттоваров, обтянул его черной термоусадкой и приклеил сверху термопистолетом боксы для аккумуляторов 18650. Но со временем такая схема мне показалась неудобной, и сама конструкция была довольно хлипкой, то есть при изгибании обруча вместе с ним так же и "гуляли" аккумуляторные боксы, что приводило к потере контакта. Поэтому было решено всю эту систему переделать, а точнее собрать заново, разместив аккумуляторы вместе с остальными "потрохами" внутри трубы. И саму трубу хотелось потолще и попрочнее, поэтому выбор остановился на металлопластиковых трубах диаметром 32мм. Забегая вперед, гнуть ее руками было то еще испытание, но она хотя бы гнется, в отличие от полипропилена, ПВХ, ПНД и прочих.

Использовать для новой системы аккумуляторы Li-ion мне больше не хотелось, т.к. в старом кольце они проявили себя не очень хорошо. Поскольку в процессе разряда у них постепенно снижается напряжение, это приводило к изменению свечения светодиодной ленты и появлялись какие-то противные зеленоватые оттенки, что очень раздражало. И решено было использовать аккумуляторы того же форм-фактора 18650, но на основе химии LiFePO4. Их особенность в том, что они до окончания разряда держат стабильное напряжение 3.2-3.3В, выдерживают большее количество циклов заряд-разряд, способны заряжаться большим током за 15 минут и неплохо себя чувствуют на морозе. Один лишь их недостаток - это меньшая емкость по сравнению с Li-ion.

Поскольку конструкция получалась неразборной, надо было решить вопрос как и от чего заряжать аккумуляторы. Самой первой "хотелкой" было сделать зарядку через порт Micro USB, это было бы самым универсальным решением, потому что позволяло бы заряжаться где угодно от любой смартфонной зарядки. Но все же идею пришлось отклонить, т.к. аккумуляторы соединены последовательно, и для их зарядки требуется напряжение 14.4В, в то время как порт USB может выдать только 5В и 2А тока. Это можно было бы решить с помощью повышающего преобразователя, но тогда процесс зарядки растянулся бы на несколько часов, поскольку сила тока снизилась бы многократно за счет повышения напряжения. Поэтому было принято решение заряжаться через стандартный DC-порт от блока питания старого ноутбука, который дает 19.5В и 4.5А, а дальше с помощью понижающего преобразователя получить нужное напряжение. Преобразователь нужен с режимом CC/CV, то есть поддерживающий стабильный ток и напряжение, именно такие требуются для зарядки аккумуляторов.

Дальше встал вопрос о выборе платы для заряда. Поскольку, она должна была находиться внутри трубы вместе с аккумуляторами, то и требования к габаритам были довольно строгие, не более 50-60мм в длину и 25мм в ширину (внутренний диаметр 32 металлопласта - 26мм). Плюс к этому, плата должна была обеспечивать балансировку батареи, чтобы исключить ситуацию, когда один аккумулятор уже перезаряжен, а другой еще не до конца зарядился. В итоге была приобретена вот такая плата:
Размещенное изображение
Она оказалась даже меньшего размера, чем я предполагал. Из особенностей - у нее есть функция балансировки в процессе заряда, то есть когда один аккумулятор из батареи полностью заряжен, она переводит нагрузку с него на отдельный резистор, в то время как остальные продолжают заряжаться. Плюс в процессе разряда она так же отслеживает состояние каждой ячейки, и если какой-то из аккумуляторов подошел к критическому уровню, чтобы избежать переразряда и его повреждения плата отключается и разрывает цепь питания, а включить ее обратно можно только лишь подав напряжение 14.4В на зарядный порт (хотя на практике показало, что включается и от 12В, после чего еще пару минут можно поработать). Вместе с платой у того же продавца был куплен еще и контрольный тестер для индикации остатка заряда. Они выпускаются для различных по числу ячеек батарей, так что нужно выбирать именно свой.

По поводу ленты, для первого кольца я покупал ее можно сказать наобум, просто выбрал 12В, дневной белый свет, 8.5Вт и 120 диодов на метр. На деле она оказалась слишком яркой и холоднее, чем мне было нужно. Поэтому вторую выбрал более теплую (4000К), 4.8Вт/м, 60LED, CRI=98. Сперва думал ставить ее одну, но уже в процессе сборки пришла мысль, что почему бы и не поставить обе, с раздельным отключением.

Под спойлером список компонентов и затрат:
Spoiler

26мм труба покупалась для изготовления стыков и ручки. По расчетам, ее внешний диаметр должен был соответствовать внутреннему диаметру 32мм трубы. Но на практике оказалось все не так просто, она категорически оказывалась туда вставляться, поэтому приходилось пользоваться калибратором, снимать фаски, и периодически где-то что-то подтачивать.

Сборка конструкции представлялась по следующей схеме:
Размещенное изображение

Такое подключение тестера позволяло бы в случае отключения платы определить произошло это из-за низкого заряда, или же по каким-то другим причинам (вдруг, замыкание или выход из строя одной из ячеек). Ну и как уже выше говорил, в процессе сборки схема немного изменилась, добавился выход с отдельным выключателем на вторую ленту, и пришлось отказаться от контроллера управления. Во-первых, он до сих пор еще не добрался ко мне из Китая, и нет желания тормозить из-за него одного весь процесс. Во-вторых, у меня на первом кольце был аналогичный, только без радиопульта, и при снижении яркости из-за ШИМ получалось незаметное глазу, но ощутимое для камеры мерцание. А в третьих, я до конца не был уверен в том, что он вообще будет работать, поскольку металлопластиковая труба содержит в себе алюминиевый слой, который может являться экраном и блокировать радиосигнал. Из минусов, чего я сразу не учел, и обнаружилось после - из-за того, что заряд и нагрузка у платы выполнены на одних и тех же контактах, на порте для зарядки все время присутствует напряжение, и при попадании воды (например, в дождь) это может привести к замыканию. Возможно, стоило бы поставить между портом и платой какой-то диод. Но по счастливой случайности я как раз заказал порт с герметичной резиновой заглушкой, поэтому проблема практически не актуальна.

Сборку начинал с изготовления батареи, последовательно спаивая между собой аккумуляторы, и припаивая между ними провода для балансировки. Получилась вот такая "колбаса"
Размещенное изображение

Затем к крайним аккумуляторам надо припаять еще два провода, это будет выход на индикатор, ну и все это дело затягивается в термоусадку, получается примерно вот так
Размещенное изображение

Саму трубу прежде всего нужно согнуть в кольцо, то есть придать готовую форму, а затем уже резать на куски, запихивая в каждый из них свои потроха. Скрепляется это все трубой меньшего диаметра, а для надежности сверлил дырки и скреплял заклепками. Только очень желательно сначала все соединить, отмерить, просверлить и снова разобрать, а только потом уже вставлять "начинку", собирать обратно и ставить заклепки, иначе есть большая вероятность повредить внутренности сверлом. В одном месте я немного просчитался, и под плату зарядки не осталось места. Пришлось делать пропилы во внутренней соединительной трубе и вставлять ее туда. Но зато решился вопрос как ее закрепить чтобы не болталась внутри, т.к. термоклей (как и любой другой) на полиэтилене держится очень плохо.
Размещенное изображение
Здесь как раз это место крепления платы, плюс установлен порт для зарядки. Труба так выглядит, потому что я ее обрабатывал грубой наждачкой, под будущую покраску. Снова забегая вперед, зря я это сделал, потому что рассчитывал, что слой жидкой резины будет цепляться за шероховатость и скроет все недостатки... Но оказалось, что отчетливо видно каждую неровность и каждую царапину.

Размещенное изображение
Перед установкой тестера подключил и проверил его работоспособность. Принцип работы элементарный, жмем кнопку тест - загорается индикация. Крайний левый - красного цвета, включается при напряжении ниже нормы, то есть аккумуляторы разряжены. В моем экземпляре оказался небольшой брак, не горит средний светодиод. Так-то не проблема, но все равно немного досадно. Крепил тестер на кольцо с помощью холодной сварки, предварительно просверлив под местом его установки три дырки: через одну из них проходят провода, остальные для лучшего зацепа за поверхность. Держится в итоге намертво, не знаю какую силу надо прикладывать чтобы его оторвать.

Размещенное изображение

Размещенное изображение
Здесь индикатор уже на своем месте, красными стрелками отмечены два выключателя для лент, зеленой - вывод проводов для их подключения. На самом деле там два отверстия, под вторую ленту вывод немного ниже и его на фото не видно. Ну и вообще здесь уже практически все собрано, осталось только соединить провода и поставить заклепки. Тумблер хотелось бы расположить немного выше, но это было крайне сложно сделать, т.к. вставляется он изнутри трубы, и подлезть туда невозможно физически. Второй выключатель другой конструкции, и вставлялся снаружи, поэтому его получилось расположить более удобно.

Следующим шагом, после окончательного соединения деталей, было промазать все стыки и щели той же самой холодной сваркой, а когда застынет - выровнять наждачкой. В этом процессе я особо не усердствовал, ибо как уже говорил выше, надеялся что резина все закроет. На самом деле такого не произошло, видно и шероховатости, и неровности, вплоть до отпечатков пальцев на эпоксидке. Но жидкая резина - это само по себе не слишком долговечное покрытие, так что через какое-то время оно облезет, и тогда уже сделаю более качественную подготовку под окрашивание, и может быть покрашу какой-то эмалью по пластику и покрою лаком.
Размещенное изображение
Размещенное изображение

А вот так идет процесс зарядки
Размещенное изображение Размещенное изображение

Точнее, здесь он уже почти завершен. Во время основного этапа зажигаются зеленый (Charge) и красный (CC) светодиоды, и преобразователь показывает вольтаж и потребляемую силу тока (порядка 1,89А, для моих аккумуляторов такой ток вполне хорошо переносится). Затем, когда заряд практически завершен, светодиод переключается на синий (Charged), и зарядка еще около десяти минут "догоняется" слабым током. Весь процесс занимает около 45 минут, в зависимости от степени разряженности батарей. Заряда аккумуляторов хватает примерно на полтора часа непрерывной работы с одной лентой, чего для моих нужд вполне достаточно, тем более я работаю в режиме включил/выключил, и без надобности оно не светится. Если одновременно две ленты включать - тогда время работы, естественно, сократится. Ну и само собой, при работе в помещении можно подключиться к розетке и работать от любого блока питания на 12В.

Ну и немножко примеров того, что получается с этой штукой. Сразу скажу, я снимаю в ночных заведениях, поэтому от меня требуется немного "ядреная" обработка, иногда с пересветами и выкрученными цветами, так что критики в этом плане я не жду, данная тема не об этом. И оригиналы тоже крайне редко сохраняю, поэтому могу дать фото лишь ссылками с другого сайта.

Spoiler

9

#2 Пользователь не на сайте   rafinad69 Значок

  • Смотреть галерею
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Март 2017 - 20:02

Спасибо, очень познавательно.
0

#3 Пользователь не на сайте   Janvar Значок

  • Автор темы
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Март 2017 - 20:54

Просмотреть сообщениеrafinad69 (20 Март 2017 - 20:02):

Спасибо, очень познавательно.

Да не за что! Если будут вопросы - задавайте)
Кстати, по поводу емкости - можно использовать аккумуляторы стандарта 26650, у них емкость 2500-3200 MAh в зависимости от модели и производителя. Но и по габаритам они больше, 26мм в диаметре = внутреннему диаметру моей трубы. Впихнуть наверняка можно было бы, но ведь есть еще провода, которые тоже надо где-то прокладывать, поэтому я и не рискнул такие покупать.
0

#4 Пользователь не на сайте   ustas65 Значок

  • Смотреть галерею
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Март 2017 - 21:34

Глаза страшновато выглядят!
0

#5 Пользователь не на сайте   Janvar Значок

  • Автор темы
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Март 2017 - 21:49

Просмотреть сообщениеustas65 (20 Март 2017 - 21:34):

Глаза страшновато выглядят!

Ну кому надо, можно в форме звезды сделать, будет не страшно)
0

Сообщить об этой теме:


Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете отвечать в этой теме

Похожие темы
  Название темы Автор Статистика Последнее сообщение
Нет тем.

1 посетителей читают эту тему
0 пользователей, 1 гостей, 0 скрытых