Ωραίοι δεν λέω οι φορητοί φακοί που παίζουμε αλλά ακόμα και τα τέρατα μεγέθους και Lumen δεν μπορούν ποτέ να κρατήσουν συνεχόμενα μία μεγάλη φωτεινότητας πάνω από 10.000 Lumen χωρίς να λειτουργήσουν οι θερμικοί κόφτες , να αδειάσουν οι μπαταρίες και το κυριώτερο στην πραγματικότητα δεν υπάρχει πραγματικά ευρυγώνιος φακός άνω των 90° γωνίας φωτισμού αφού πάντα υπάρχουν κάτοπτρα εστίασης , ώστε να φωτίσουν πχ μία ολόκληρη περιοχή εργασίας/έργου σε πλήρη ισχύ συνεχόμενα.
Ακόμα και οι πανάκριβες μπάρες προβολέων τζίπ , και ασθενείς είναι και κατευθυντικοί που δεν μπορούν να φωτίσουν γυροσκοπικά και ομοιόμορφα ότι βλέπει όλο το πεδίο όρασης των ματιών του ανθρώπου δηλ. 130°.
Θα πεί κάποιος υπάρχουν έτοιμοι προβολείς 220V 10.000 Lumen με τα γνωστά Κινέζικα Cob Led αλλά πέραν των 220V δεν είναι ούτε 5000 πραγματικά Lumen , έχουν εστίαση 60°, έχουν χείριστη απόδοση 50% κάτω από το χειρότερο Cree/Luminus Led και καίγονται σε λιγότερες από 1000 ώρες λειτουργίας.
Τελευταία κυκλοφορούν 150W V-Tac SMD Led προβολείς που ισχυρίζονται ότι παρέχουν 16.000 Lumen αλλά δεν ξεπερνούν ούτε τα 8000 Lm και για να αποδώσουν πραγματικά 15.000 Lm απαιτούν κατανάλωση άνω των 200 W και τεράστια επιφάνεια αλουμινίου παθητικής ψύξης.
Γενικά τα ευρέως κινούμενα φωτιστικά Led SMD 0.5-3W arrays αλλαγής συμβατών λαμπτήρων πυράκτωσης , έχουν 60% μικρότερη απόδοση από τα νέας γενιάς Cree/Luminus /Samsung chip die , καίγονται σε λιγότερο από 5000 ώρες λειτουργίας και δεν είναι στην πραγματικότητα τόσο οικονομικά που όλοι νομίζουν αφού είναι σχεδόν ίδια σε απόδοση με τα ηλεκτρονικά φωτιστικά διέγερσης αερίου (φθορισμού).
Ανέλαβα λοιπόν παραγγελία ιδιωτικού συνεργείου έργων οδοποιϊας που θέλουν να φωτίσουν όλο το εργοτάξιο/εσκαφής έργου όταν δουλεύει το συνεργείο σε μήκος το πολύ 30 μέτρων ακτίνα αλλά με πολύ ισχυρό φωτισμό που τον υπολόγισα γύρω στα 16.000 Lumen και παρουσιάζω το project σε περίπτωση που κάποιος θέλει να κατασκευάσει κάτι παρόμοιο για φορητό φωτισμό κτηρίου ή υπαίθρου.
Επιλογή LED
Τι Led λοιπόν θα διάλεγε ένας ειδικός φωτισμού ? σίγουρα όχι Κινέζικα Cob Led αλλά επώνυμα όπως το USA Cree® XLamp® CXB3590 LED , με 2 παράλληλα στα 36V λειτουργίας αλλά 1ον θέλουν ειδικές βάσεις στερέωσης που θα ρίξει την δέσμη κάτω από 100° και 2ον έχουν πολύ χαμηλή απόδοση Lm/Watt σε σχέση με τα μοντέρνα chip die των Cree και ενεργειακά για μπαταρίες είναι ασύμφορα.
Δεύτερη λύση ήταν τα σειριακά 10 ή 20 Led arrays αλλά copper PCB 5050 & 7070 δεν υπάρχουν έτοιμες και των 3535 που υπάρχουν δεν είναι ικανοποιητική η απόδοση 3535 Led με dome όπως XP-E / XP-L3 HD / SST-20 , οπότε αρκέστηκα σε συναρμολόγηση 8 X 20mm Led PCB 5050 πάνω σε επιφάνεια αλουμινίου με ενεργητική ψύξη 12V fan και έμεινε μόνο η επιλογή των 5050 dome Led.
Τελικά επειδή το ζητούμενο ήταν τα 5000Κ σε χρώμα φωτισμού επιλέχθηκαν τα τελευταίου flux bin Luminus SST-40 VH που στα 7,5W λειτουργίας αποδίδουν τουλάχιστον 1000 Lumen το καθένα (159 Lm/Watt) δηλ. 8.000 Lumen στα μόνο 60W κατανάλωσης του driver που μόνο με 3 * XHP70.3 HD μπορούσα να το πετύχω σε ίδιο efficiency αλλά δυστυχώς δεν βγήκαν ακόμα σε 5000Κ.
Επιλογή μπαταριών
Γιά τέτοιο σύστημα ισχύος η 12-βολτη μολύβδου βαθειάς εκφόρτισης είναι μονόδρομος για να διατηρηθεί η πλήρης φωτεινότητα για πολλές ώρες αλλά και με 9 Χ 21700 Li-Ion Samsung 50E (ανά 3 παράλληλες) & 15Ah καλύπτεται 1 ώρα στα 16000-13000 Lumen ή 3 ώρες στα 8000 Lumen.
Μελέτη-Σχεδίαση Driver
Εφόσων έχουμε πηγή 12V για να τροφοδοτήσουμε τα 8 Led στη σειρά με περίπου 3,5V το καθένα χρειαζόμαστε έναν Step-Up converter 10-14 βολτ σε σταθεροποιημένα 28 βόλτ αλλά και με σταθερό max ρεύμα που υπολογίστηκε στα 15Α.
Επιπλέον η κατασκευή εξοπλίστηκε με PWM dimmer που ρυθμίζει με PWM duty cycle από 18 έως 96% την ισχύ φωτεινότητας των Led από 1300 έως 16.000 Lumen στο κύκλωμα που θα περιγράψω.
Καρδιά του κυκλώματος είναι ο PWM controller MIC2196 που έχει έλεγχο τάσης σταθεροποίησης , περιοριστή ρεύματος αλλά και είσοδο PWM (5KHz max) γιά dimming και έλεγχο βηματικής φωτεινότητας που ελέγχω και τις στροφές του ανεμιστήρα παράλληλα.
Η συχνότητα λειτουργίας των step-up παλμών είναι αρκετά υψηλή 400KHz ώστε να απαιτείται μικρό πηνίο και λίγες σπείρες για τον τριπλασιασμό τάσης , η συχνότητα περιοριστή ρεύματος είναι περίπου 100KHz και συνολικά έχει πραγματική απόδοση >96% πράγμα που δεν επιτυγχάνεται ποτέ σε ένα μικρού μεγέθους driver φακού.
Υπαρχει μεγάλη ευεληξία στη μετατροπή του κυκλώματος για να προσαρμόσετε οποιοδήποτε άλλο Led array ή Led αφού πχ με αλλαγή τάσης εξόδου στα 36V από το trimmer Ρ6 και με αλλαγή της αντίστασης Source R4 στα 10mR τροφοδοτείτε το CXB3590 γιά 12.000 Lumen.
Το πηνίο είναι 2 Χ 14 σπείρες (biffilar) 1mm , σε torroidal κίτρινο ή λαχανί 16mm και το pin 3 του chip (enable) είναι σε max λειτουργία ισχύος άν δεν συνδέσετε έλεγχο φωτεινότητας PWM.
To fan είναι απλό 12-βολτο PC τύπου που δεν αφήνει την θερμοκρασία του αλουμινίου να ανέβει πάνω από 40° Κελσίου.
Το project λειτουργεί από 9 - 14V και με μπαταρία μολύβδου από τα 12,6V έως τα 11,5V της τάσης της δούλεψε αδιάλειπτα σε πλήρη ισχύ 16.000 lumen μέχρι το 20% της χωρητικότητας της μπαταρίας που είναι και το max επιτρεπτό.
Επίσης σε cold start η μέγιστη φωτενότητα των Led ξεκινάει από 17.000 Lumen και δούλεψε συνεχόμενα σε τροφοδοτικό 12V/13,5A στα 16000 Lumen για 6 συνεχόμενες ώρες άρτια στους 38° Κελσίου.
MOD φακών αξιώσεων δημοσιεύω κατά καιρούς στο https://www.car.gr/classifieds/my/?category=50&myclassifieds=1
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου