Еще один вариант раздельного фонаря
· Эта пространная статья, скорее всего, будет завершающей в цикле моих опусов по теме фонаря с раздельным источником питания. Ибо, в принципе, она логически завершает рассмотрение выбранной мной концепции раздельника. Какие-то нюансы, какие-то частные дополнения к предыдущим статьям здесь, безусловно, будут. В чем-то, возможно, я и повторюсь. Но основное, принципиальное новшество конструкции– это другой подход к выбору источников света в раздельном фонаре…
Дело в том, что я лет пять как уже определился с основными компонентами своего раздельника. Лампа – витринная галогеновая «софитка». Корпус – бассейновый металлический водозащищенный светильник. Источник питания – герметичный свинцовый гелевый аккумулятор от компьютерного источника бесперебойного питания. Все эти компоненты оставались неизменными. Менялись за это время (и то нечасто) только детали: способы герметизации выключателя питания, конструкция рукояти, способы соединения фонаря и источника питания. Была установлена на фонарь формирующая световой поток бленда. Но, главное, была успешно внедрена идея «дежурного» или ближнего света, для чего в конструкцию фонаря была добавлена электронная схема регулирования яркости света.
Именно последнее обстоятельство, кстати, и повлияло на то, что я задумался над разработкой еще одного варианта раздельного фонаря. При том, что существующий фонарь удовлетворял мои потребности в ночном подводном свете абсолютно на 100%. Немаловажную роль при решении заняться разработкой еще одного варианта фонаря, сыграло, кстати, то обстоятельство, что при дружеской встрече с коллегой по увлечению Рустамом Яхиным из г.Октябрьский им был подарены мне два новеньких замечательных водозащищенных бассейновых светильника..
Итак, какова была логика моих рассуждений? Регулирование яркости фонаря – это вещь хорошая по нескольким причинам. Появляется возможность отрегулировать силу света в зависимости от конкретных условий охоты, прозрачности воды. Можно за счет убавления яркости существенно продлить время свечения фонаря. К тому же нередко бывают ситуации, когда полный, “дальний” свет не нужен, но и полная темнота нежелательна. Например, во время перезаряжания ружья или манипуляций с подстреленной рыбой. Но, с другой стороны, для этого вовсе не обязательно иметь плавную регулировку яркости света. Тем более что такое регулирование предусматривает наличие некой электронной схемы, а также регулировочного элемента (например, потенциометра). И тут сразу же встают проблемы герметизации этого самого регулировочного элемента.. Можно, конечно, обойтись и без оного. Скажем, применив хитрую дискретную регулировку. Типа, одно нажатие кнопки – 100% света, два коротких нажатия – 50, три – 10, четыре – выкл. Но эти все мудрености, как мне кажется, уж и вовсе не к чему, зачем усложнять и так непростой процесс ночной охоты? А вот если отказаться от плавной или многоступенчатой регулировки света, то все можно сделать существенно проще, а, следовательно, и надежнее! То есть вдобавок к основному источнику света (скажем, той же витринной софитке) добавим менее яркий, экономичный источник света. Например, дополнительную маломощную лампочку. Именно так сделал в свое время Valet (Вильнюс) в своем раздельном фонаре (см. его статью в этом разделе). Выключатель (переключатель) питания, провода, ламповая панель – вот и вся схема, проще некуда..
Но я подумал: а почему, собственно, именно лампочка будет источником дежурного света? Ведь вовсю уже используются такие замечательные источники света, как светодиоды! В последнее время тема фонарей на мощных, ваттных светодиодах вообще очень модна. И покупных фонарей на светодиодах масса, от простейших до довольно навороченных.. И самодеятельные конструкции подводных светодиодных фонарей прогрессируют день ото дня. Однако, как известно, мощные светодиоды предполагают и правильное питание, применение т.н. драйверов. А это опять же, как ни крути, «кибернетике-электронике», которой мне так хотелось бы избежать.. К тому же качество света мощных диодов напрямую зависит от применяемых вкупе с ними отражателей или коллиматорных линз. Все надо еще грамотно разместить в корпусе фонаря. Надо ли говорить, что все эти «цацки-пецки» еще и денежек стоят. Не слишком ли большая плата за дежурный свет?
И вот поэтому я решил применить в качестве дополнительного источника света не мощные, а обычные светодиоды относительно небольшой мощности. Тем более, что по сравнению с тем относительно недалеким временем, когда я собрал свой первый фонарь на «рассыпухе», параметры таких диодов существенно улучшились. А цена, представьте себе, уменьшилась. К примеру, светодиоды на 7000 мкад, с углом раскрытия луча 23 град обошлись мне в 2003 году по 50 руб. штучка. А теперь такие же по потребляемому току (20 мА) диоды, но яркостью 25000 мкад и с углом раскрытия 10 град мне обошлись вчетверо дешевле… Попробовал я запитать один диод, посмотрел на свет.. Оп-па, а свет-то совеем неплох, в сравнению с светом тех, семикандельных диодов! Более концентрированный луч, а главное, он действительно белого, теплого белого цвета. Не то, что синюшный лучик семикандельных. Хм, такой свет, пожалуй, не только в качестве дежурной подсветки порулит, но и в качестве, так сказать, альтернативного основного… Останется только правильно подойти к подбору количества диодов. А подход тут, как известно, простой – чем больше светодиодов, тем лучше. Решено, вставлю столько, сколько влезут в корпус..
Далее, рассуждал я. Нужен драйвер питания для моей будущей светодиодной головки или нет? По идее, вроде бы нужен. Ибо светодиоды, как известно, запитываются током. То есть в том плане, что главное для светодиодов – проходящий через них ток. Превышение его, пусть и незначительное, существенно сокращает шансы диода жить долго и счастливо. Простейшее решение, в виде токоограничительного резистора – отнюдь не самый лучший вариант. К примеру, оно не спасет диод при внезапном повышении тока через него, скажем, при повышении его температуры.. Ну и, естественно, ток через светодиод будет вовсю меняться по мере разряда источника питания. Но так хочется простоты! А уж чего проще обыкновенного резистора.. В общем, решил я, если подобрать суммарный ток светоголовки таким образом, чтобы при свежезаряженых аккумуляторах он не превышал рекомендуемые 20 мА, то можно попробовать рискнуть обойтись без драйвера.. Правда, хоть я и считаю себя радиолюбителем со стажем, на пути к реализации этой простой идее мне пришлось столкнуться с совершенно неожиданными проблемами, но об этом ниже..
Теперь далее, по конструкции. Ручку фонаря я решил оставить абсолютно такую же, как на первом варианте раздельника.
То есть утюжкового типа, с изгибом впереди. Дело в том, что такая рукоять мне очень понравилась с самой первой охоты, она имеет ряд преимуществ перед прочими способами удержания фонаря в руке. Во-первых, баланс, удобство захвата фонаря. Фонарь очень хорошо лежит в руке в перчатках любой толщины, кисть совершенно не напрягается, а, следовательно, меньше мерзнет в прохладной воде. Фонарем удобно маневрировать. Выключатель тут же, под рукой (точнее, под пальцем), на передней части ручки. Пользоваться им тоже очень комфортно. Далее, такая рукоять позволяет, при необходимости, легко засунуть фонарь ручкой за пояс, временно зафиксировать его там. И, наконец, совершенно уникальное свойство такой рукояти. Дело в том, что ручка у меня обрезинена. То есть, на нее надет кусок резинового шланга, обмотанного белой ПВХ-изолентой (для облегчения поиска фонаря в темноте, ежели что). А на конец рукояти я прикрепил резиновую бобышку. Так вот, в некоторых случаях, когда мне нужно сделать какую-либо работу обеими руками (скажем, распутать, стоя в воде у берега, заупрямившийся гарпунлинь), я просто беру ручку фонаря этой самой бобышкой в рот и свечу им, куда надо. Попробуйте-ка проделать такой фокус с другим фонарем, скажем, популярной у охотников Вегой-2! Кстати, раз уж речь коснулась Веги. Говорят, что привычка – вторая натура. Видно, хорошо попривыкли многие охотники к торцевой рукояти этого фонаря, раз считают ее вполне удобной. А мне вот, после постоянной эксплуатации своего фонаря с утюжковой ручкой, рукоять Веги показалась абсолютно неудобной! Вот такая, понимаете, привередливость..
По выключателям-переключателям питания. Этот элемент прошел на первом моем раздельнике свою цепочку эволюции. Сначала это был простой китайский тумблерочек. Закреплен он был снаружи фонаря (провода от него шли в корпус фонаря отдельно, через герметичный ввод, такой же, как и для провода питания). Причем вначале попытался его загерметизировать, надев на его «пыптик» кусочек резинки от медицинской пипетки. Первый блин оказался комом – тумблер потек по корпусу и, поскольку влага, попавшая внутрь, практически не высыхала, тумблер моментально и насмерть проржавел контактами.. Заменив тумблер, я вообще не стал его герметизировать! И, представьте себе, он отлично и долго функционировал (заметьте – в пресной воде). О токах утечки через разомкнутые контакты я беспечно предпочитал не задумываться (емкости аккумулятора хватало), пока не встроил в фонарь регулятор яркости. Тут же я с удивлением обнаружил, что фонарь, будучи в воде, категорически отказывается полностью гаснуть при выключении. Ясно из-за чего – из за того же паразитного тока утечки через контакты тумблера. Пришлось вновь герметизировать выключатель. Но теперь уже весь полностью, от «пыптика» до припаянного к контактам провода. Для этого я надел на тумблер, обматывая в некоторых местах нитками на клею, два слоя защитного резинового чехла. В качестве оного применил … медицинский напальчник. Несмотря на свою негламурность и даже прикольность, такая систему герметизации себя совершенно оправдала. Да и по по сроку службы вполне устроила – на пару сезонов хватало, а обновить – несколько минут работы. Но на новом фонаре я решил сделать все несколько иначе. Во-первых, на подаренных корпусах был только один герметичный вход для провода, а не два, как на прежнем. Во-вторых, поскольку я подразумевал независимое включение двух разных источников света (порознь или совместно), то и тумблеров должно было стать два. Причем один, тот что коммутировал диодную головку, на три положения – выкл, дежурный светодиодный свет, полный светодиодный свет. Поскольку, к тому же крепить два тумблера на рукоять и управлять ими, близкорасположенными, становилось неудобно, я решил тумблеры установить на корпус, ближе к передней части ручки, по разные ее стороны. Это для того, чтобы обеспечить удобное включение, не мешающее удержанию фонаря.
Ну вот, наконец-то, после такого занудного вступления, перехожу к описанию самого процесса изготовления, разбавляя его к месту и не к месту нащелканными фотками..
Первым делом я вынул из коробки подаренный мне бассейновый светильник и, отвинтив от его торца П-образную скобу, с помощью тисочков и молотка решительно поменял ее форму. Теперь это будет зарекомендовавшая себя утюжковая рукоять. На фото она в незавершенном виде, а будет такая же, как на предыдущем снимке первого фонаря.
Обратите внимание, под отверстие крепления рукояти к корпусу фонаря я подложил вырезанную из куска автокамеры шайбу. Это для более надежной фиксации рукояти.
Далее взял купленный заранее сантехнический прибамбас в виде резиновой конусной трубки
Обрезал с узкой стороны на одну треть по длине, сделал через 5-6 мм на такую же глубину надрезы «по кругу» и поочередно приклеил их внутренней стороне фланца фонаря.
Клеил вот таким моментальным клеем “Контакт”с праймером:
Для справки: праймер – это такая жидкость, которой обрабатываются перед склеиванием материалы, плохо поддающиеся или вовсе не поддающиеся склейке. Она меняет ионную структуру поверхности таких материалов и дает возможность клеить такие материалы, как полиэтилен, полипропилен, пластик АБС… Некоторые сантехнические изделия, хоть по виду и похожи на резиновые, а на деле скорее подходят под определение резинопластовых. Так вот для приклеивания бленды из такого материала и подойдет как нельзя лучше подобный клей с праймером..
Получил я в итоге вот такую защитную, светомаскирующую и светоформирующую бленду:
Как показала практика, штука эта в условиях ночной, конфиденциальной, как уж сложилось, охоты совершенно нелишняя. К тому же отсекает вместе с ненужным ореолом и паразитную засветку в мутной воде. К тому же предохраняет стекло фонаря, хотя разбить пятимиллиметровое стекло бассейнового светильника – это ж как постараться надо!
Далее берем два десятирублевых тумблера, один на два положения (выключатель галогенки), один на три (переключатель светодиодной головки, среднее положение – выкл, заднее – дежурный свет, переднее – рабочий светодиодный свет). Еще понадобится небольшой кусок термоусадочной трубки и отрезок медицинского резинового бинта. А также тюбик клея «Момент» (полиуретановый, прозрачный).
Также еще в дальнейшем понадобятся 4 медицинских пипетки (их резиновые части) и тонкие капроновые нитки.
Надеваем кусочки термоусадки на «пыптики» тумблеров и фиксируем их, прогревая пламенем зажигалки. Если термоусадочная трубка тонкостенная, можно сформировать чехольчик в два или даже в три слоя, как у меня. Эта штучка нужна только с одной целью - чтобы уменьшить вероятность износа и прорыва герметичного пипеточного чехла острым кончиком «пыптика». Теоретически можно, наверное, и без нее обойтись. Или наклеить, как я сделал на первом раздельнике, на ножку тумблера какой-нибудь пластмассовый шарик.
Затем острыми ножничками вырезаем из медицинского бинта четыре вот таких прямоугольных шайбочки с отверстиями, несколько меньшими, чем диаметр резьбовой части тумблеров.
Предварительно намечаем места сверления в корпусе отверстий под тумблеры, прикидывая в плане удобства пользования тумблерами и, обязательно в плане дальнейшей возможности нормальной установки платы со светодиодами! То есть, чтобы тумблеры стояли максимально впереди, но не чересчур близко к уровню плоской части софитки, которая как раз этой платой и будет прижиматься к ламповой панельке. Я чуть не проворонил это фактор, чему поплатился затем потраченным впустую временем и даже несколькими сожженными светодиодами (коротнули об контакты тумблера). Сверлим отверстия с минимальным зазором, то есть, чтобы тумблеры не «болтались» в отверстиях (надежнее герметизация). Лично я просверлил вчерне, а затем довел отверстия круглым надфилем. Устанавливаем тумблеры, плотно (но без фанатизма) завинчиваем гайки, снаружи обрезаем излишек резины и вчерне промазываем гайку и шайбы с запасом полиуретановым клеем. Получаем примерный вид изнутри (установлен пока только один тумблер).
И вид снаружи:
Далее отрезаем соответствующей длины (от края «пыптика» до гайки) кусочки резинки пипеток. Их понадобится 4 штуки, по две на каждый тумблер. При герметизации есть свои небольшие нюансы. Сначала надеваем резинку на «пыптик», закрывая выступающую резьбовую часть тумблера. Затем, удерживая резинки, наносим капельку (капелюшечку, если точнее) моментального клея. Его назначение – не загерметизировать, а только зафиксировать чехольчик. Потом наматываем аккуратненько плотно несколько оборотов капроновой тонкой нитки на чехольчик, поверх резьбовой части. Затем слегка промазываем нижнюю часть чехольчика полиуретановым клеем. Это первый уровень герметизации. Но обязательно нужен второй! То есть, повторяем все то же самое, надевая второй слой резинового чехольчика. И вновь заливаем все полиуретановым клеем. Получаем в результате примерно вот что:
Надо сказать, что вариант с резинками от пипетки, конечно же, не единственный. Кому-то больше придется по вкусу вместо них применить, как уже советовали в Интернете, резиновые наконечники от флакончиков некоторых детских лекарств типа «Називин».
А кому-то и вовсе посчастливится найти малогабаритные герметичные переключатели. Это вообще идеальный вариант.
Только не надо забывать, что ток, на который рассчитаны контакты выключателей, должен быть не меньше 3 А для выключателя галогенки и примерно 1 А для выключателя светодиодной матрицы.
Едем дальше. Подготавливаем нижнюю монтажную плату, чтобы потом к ней не возвращаться. В примененном конкретно мной светильнике (на всякий случай, для поиска, даю справку - это FERON SP1401) на алюминиевой монтажной плате сверху закреплена ламповая керамическая (это важно!) панелька, а с нижней стороны находится еще и стандартная клеммная винтовая панелька. Вот ее-то и закрепляем на винт, чтобы не болталась. И сразу же припаиваем и выводим через пару просверленных в плате отверстий три провода для подключения к тумблерам и светоголовке (плюс четвертый провод – один из тех, что идут к ламповой панельке). Учитывая приличную температуру, до которой может нагреться витринная софитка в таком маленьком замкнутом объеме, я применил в качестве проводов специальные, с термоустойчивой изоляцией (в магазинах радиотоваров сейчас чего только нет!). Ну, и, выбирая эти провода, не забывал про соответствие сечения жил проходящему через них току.
Получилось у меня в результате вот что. Вид снизу (со дна фонаря):
И вид сверху:
Нечто зеленое на проводах – это кусочки той же термоусадочной трубки. Типа, для красоты.. :)
На втором фото видны также стойки для крепления печатной платы светодиодной матрицы. Я после пары неудачных попыток (сначала были мягкие медные трубочки, потом пластмассовые, с никакой термостойкостью) изготовил эти стоечки из обрезков стальных нержавеющих трубок от тормозной системы какого-то авто. Диаметр их 6 мм. Нарезал с обоих концов внутреннюю резьбу под винтики М5 (если не запамятовал), нижние крепежные винты на всякий случай «прихватил» на моментальный клей (это чтобы трубочки не отворачивалась при вывинчивании верхних, держащих плату винтиков). Хоть стойки и нержавеющие, на всякий случай покрыл их слоем зеленого цапонлака. Тоже для красоты. :) Сразу скажу, что хронологический порядок тут требует уточнения – стойки лучше или рассчитывать с некоторым запасом по длине (и потом подгонять эту длину по месту), или вообще лучше делать их после изготовления светоголовки.. Иначе запросто можно промахнуться с длиной этих стоек. А это важно, ибо к стойкам крепится плата, которая, в свою очередь, прижимает к панельке лампу-галогенку. И если учесть, что с боков плате могут мешать установленные на корпус тумблеры, а светодиоды матрицы не должны упираться в защитное стекло, то понятно, что надо мерить и мерить, прежде чем «резать к чертовой матери»…
Вот теперь можно переходить к ключевому элементу – светодиодной матрице. Но сначала отступление, почему у меня она получилась только с третьей попытки…
Дело в том, что витринную софитку я вначале решил применить такого же типоразмера, как и на предыдущем фонаре (типа, унификация). К тому же у меня этих лампочек собралось уже в запасе некоторое количество. Но я совершенно упустил из виду, что под лампу МР-16 с диаметром отражателя 50 мм диодов в промежуток между софиткой и стенками фонаря влезет не так уж много светодиодов. А именно, с учетом места под крепежные винты, 24 штуки:
Это упущение не помешало мне бодро приступить к изготовлению из фольгированого стеклотекстолита печатной платы для светодиодной матрицы. Замечу только, что на первый раз я обошелся без травления фольги, а просто пропилил ее в нужных местах круглым надфилем до текстолита. Вот основные этапы работы в картинках:
Установил и впаял диоды, соединив
их параллельно. Подключил диоды через резистор вначале заведомо большого,
несколько килоом, сопротивления. При помощи включеного в цепь миллиамперметра с
нескольких попыток подобрал резистор, ориентируясь на ток в цепи, равный
24х20=480мА. Резистор-то я подобрал, но заодно и понял, что конкретно лоханулся
с схемой включения диодов, хотя, казалось бы, чего проще этой схемы? Дело в
том, что с учетом напряжения аккумулятора (в среднем 12 вольт, хотя на
заряженном 14 и даже более), а также с учетом падения напряжения на светодиоде
(по паспорту 2.5 вольт при токе 20 мА), мощности (тепла) выделялась на этом
резисторе очень даже прилично. Простой расчет показал, сколько именно: (14-2.5)
х 0.48 = 5.5 ватт. Вот это «печурка», да это ж вполне сравнимо с потреблением
энергии галогеновой лампы!.. Причем, в отличие от оного, это абсолютно
бесполезные теплопотери.. Какая уж тут экономия энергии от светодиодов.. :(
В общем, понял я, что делаю что-то не так. Освежил (по компьютеру) в памяти давнишний пост Дмитрия (Екатеринбург) по теме светодиодных фонарей и… «все мне ясно стало теперь». Диоды надо было, учитывая напряжение источника питания соединять не просто в параллель, а в последовательно-паралельные цепочки. Тогда и падение напряжения на токоограничивающем резисторе будет меньше, и мощность, на нем выделяющаяся, уменьшится. Сказано-сделано! Я быстренько, с помощью навесных проводов, перекроил свою плату, соединив в параллель 6 групп по 4 последовательно соединенных диода. Начинаю по прежней методике подбирать балластный резистор – не тут-то было! Даже при минимальном его значении ток нужный обеспечить не получается. Даже без резистора «не тянет». Но без резистора – низ-зя, сгорит вся схема, рано или поздно. Таким образом, с третьей лишь попытки понял я, что диоды надо соединять в последовательные группы по 3 штуки…
Очередной раз, проклиная себя за тупоумие, перепахиваю многострадальную плату (нет чтобы на «кошках», то есть, макетной плате, вначале потренироваться!).. Подбираю, наконец-то без сюрпризов балластный резистор, приемлемый по сопротивлению и мощности. Включаю, смотрю на свет от матрицы, радостно озаряющий потолок темного коридора… И тут мне в голову приходит очередная мысль, которой я куда больше обрадовался бы, если б она пришла немного пораньше…
Двадцать четыре диода, думал я, это хорошо. Свет вполне ничего так. Жаль вот только, немного "затеняются" наружные края диодов фланцем с блендой, надо бы их ближе к центру сдвинуть.. А было бы диодов, скажем, штук тридцать, это ж еще лучше было бы! Но как же их разместить? Места-то в фонаре тю-тю... Позвольте, но почему же я уперся в лампу размера МР-16? Ведь есть же схожие по параметрам, но существенно меньшие по размерам софитки типоразмера МР-11. У них диаметр рефлектора всего 35 мм. А значит, и пространство между корпусом фонаря и отражателем лампы больше. И если разместить диоды вокруг софитки не в один, а в два ряда, то уместится их…
То уместится их аж 32 штуки! Вот это уже нормальный свет получается, 32 х 25=800 канделл, однако. Так, прикидываем продолжительность работы от моих девятиамперчасовых АКБ.. 9 : 0.64 = 14 часов непрерывного света. Совсем неплохо. И, главное, такой свет уже вполне может претендовать не только на «подсветочные» функции. То есть, быть рабочим светом, наравне с галогенкой. Тогда, если светодиодный свет становится не дежурным, а основным, то галогенку можно будет поставить помощнее, ватт эдак на 35, для пробоя «супермутняка», в случае оного.. А если, учитывая независимое включение источников света, врубить сразу оба источника, то получится примерно 2.5 часа СУПЕРсвета… Совсем интересный, а главное, действительно, универсальный фонарик может получится…
По включению светодиодов тоже все ясно. Десять параллельных групп по 3 штуки в каждой. Оставшиеся два и будут выполнять «дежурно-подсветочные» функции. Ну там, рыбку на кукан посадить, шнурок распутать, под ноги при нередких наземных ночных «маршбросках» подсветить. Или, к примеру, столик с закусками-напитками, встречающими вышедшего на берег охотника, подсветить. :) Эти два диода питать можно через отдельный балластный резистор, и подключать при полном свете вместе с основными тридцатью.
Ну что ж, вся «концепция», вроде, утрясена, начинаем мостырить новую плату! Окончательный, так сказать, вариант. Но стоп! Одну деталь я снова чуть не упустил! Дело в том, что высота ламп в цоколе МР-11 существенно ниже, чем МР-16. Но не переделывать же в который раз уже готовые стойки крепления платы. Да и тумблеры уже установленные, плате мешать будут… Решено, применяем дополнительную фиксирующую лампу цилиндрическую вставочку. Берем подходящий для ее изготовления предмет, например, вот такой:
Нашелся в кулацких запасах подходящий по размеру электролитический конденсатор. А что, действительно, хорошо по диаметру подходит, как раз в углубление на плоском переднем стекле отражателя встает. И, заметьте, высокой температуры не боится, то есть не расплавится от лампы, как пластмассовый. А даже наоборот, типа радиатор теплоотводящий. :)
Теперь можно отрезать (с небольшим запасом по высоте) колечко. Но я бы посоветовал не спешить резать. Лучше сделать так. Сначала вырезать заготовку под печатную плату. Для этого, если под руками нет сверлильного станка вкупе со сверлом большого диаметра (у меня - нет), на кусочке фольгированого стеклотекстолита высверливаем вчерне сверлом диаметром 5-6 мм поближе друг к другу отверстия по окружности разметки центрального отверстия будущей платы. Потом окончательно, примеряясь к бывшему электролитическому конденсатору, подгоняем надфилем внутреннее отверстие в заготовке. Далее обрезаем пилкой или лучше ножницами по металлу вчерне наружный контур платы, на наждаке или напильником доводим его до кондиции (осторожно со стеклотекстолитовой пылью, очень вредная для глаз, легких и рук штука). Получаем что-то вроде этого:
И только теперь, вставив лампу в панельку, поместив заготовку платы на стойки (можно сразу просверлить крепежные отверстия и прижать ее винтами), сдвигаем алюминевый цилиндр до упора к отражателю и отмечаем маркером или карандашом линию обреза. И вот только теперь можно приступить к «обрезанию». :) В дальнейшем я получившееся алюминиевое колечко вклеил в печатную плату моментальным клеем, тем же «Контактом»…
Ну вот, теперь можно и плату по стандартному радиолюбительскому техпроцессу сверлить-рисовать-травить-лудить-паять:
Что добавить к этим фотографиям? Дружащим с паяльником и так все должно быть ясно. Рисовал плату специальным маркером, травил в водном растворе хлорного железа, сверлил отверстия под выводы сверлом диаметром 1 мм. Лудил и паял с применением жидкого активного флюса, дополнительные проводники выполнил монтажным проводом МГТФ в фторопластовой теплоустойчивой изоляции (увы, без них, только печатными проводниками, обойтись не получилось, да я особо и не стремился). После пайки промыл плату с деталями ацетоном и покрыл зеленым цапонлаком (а вот это уже не для красоты-гламурности, а для защиты монтажа от влаги-конденсата: мало ли что, ищи потом на окислившихся печатных проводниках эти самые токи утечки). Всю вышеперечисленную шнягу, включая стеклотекстолит и новый паяльник, покупал в магазине радиодеталей. Боже, чего только сейчас в них, в магазинах этих, нет! Не то, что в пору моей радиолюбительской молодости, когда любую радиомелочь не то, что купить, «достать» было проблемой.. :(
Итак, плата готова. Перед впаивание в нее светодиодов я ненавязчиво рекомендую помаркировать на них вывод (плюсовый или минусовый, без разницы, главное - одинаковые), с учетом, что у светодиодов этого типа плюсовый вывод чуть длиннее минусового. Я маркировал, ставя точку у плюсового вывода тем же маркером для рисования печатных плат.
Эту процедуру желательно выполнить, чтобы не путаться потом, при монтаже диодов, гадая, какой полярности уже обрезанные выводы. Итак, после маркировки обрезаем выводы, формируем их пинцетом (осторожно, вплотную к корпусу не изгибать!). Впаиваем диоды. Замечу, что диоды, расположенные напротив крепежных отверстий на плате (в правом верхнем и левом нижнем углах на фото облуженой платы) и есть те два «дежурных» диода, которые включаются последовательно и запитываются через отдельный балластный резистор. Вот фото платы с впаянными светодиодами (виды сверху и снизу):
Теперь, перед фото платы с впаянными проводниковыми перемычками, самое время показать что-то вроде принципиальной электрической схемы фонаря в целом. Я накорябал ее в произвольном виде, не на компьютере, а от руки и без всяких там ГОСТов-МОСТов, прошу не судить строго. Главное, чтобы идея понятна была и «костюмчег седел»… :)
Теперь подробно по указанным на схеме элементам.
B1 – аккумуляторная батарея от компьютерных ИБП (свинцовая, гелевая, герметичная). Напряжение номинальное 12 вольт. Емкость - 7 АЧ, но лучше 9 АЧ при тех же габаритах (как на моих фонарях). Кстати, на всякий случай напомню параметры заряда-разряда данного типа АКБ. Заряжать в течение 10-14 часов током, равным одной десятой от их емкости в амперчасах.
Напряжение (без нагрузки) 12.8-13.2 в - АКБ заряжен 100%
Напряжение (без нагрузки) 10-10.5 в - АКБ разряжен 100%
Напряжение (на клеммах при зарядке) 15.6-16.2 в - АКБ заряжен полностью.
L1 – галогеновая лампа типоразмера МР-11 (витринная «софитка») на напряжение 12 вольт, мощностью 20 или 35 ватт, с углом раскрытия луча от стандартных 36-38 град до 10-12 град. По моделям я ненавязчиво советую не связываться со всякими китайскими поделками, а покупать лампы от проверенного производителя типа OSRAM (или PHILIPS, на крайний случай). Я, например, применил стандартную тридцатипятиваттную софитку модели OSRAM DECOSTAR 44892 WFL. Почему «стандартную»? Во-первых, по углу раскрытия луча. Во-вторых, дело в том, что в настоящее время имеется среди осрамовских софиток линейка энергосберегающих ламп. То есть, к примеру, как в той лампе, что я недавно приобрел: по световым параметрам она эквивалентна пятидесятиваттной, а по электрическим параметрам равна лампе в 35 ватт. Представляете под водой свет такой, пятидесятиваттной лампы, да еще с узким лучом? Для справки, сила света такой лампы со стандартным углом составляет 2200 кад. А для подобной лампы с углом раскрытия 10 градусов сила света достигает умопомрачительной величины 12500 канделл! С ума сойти, рыбу можно не стрелять, а просто поджаривать лучом света, как гиперболоидом.. :) Кстати, о градусах. Если вы не особый сторонник ярко выраженной «точки» в центре луча и предпочитаете равномерный и широкий луч, то вам не стоит, наверное, тратить время на поиск относительно дефицитных софиток с узким, десятиградусным лучом. Лично я предпочитаю как раз широкий и максимально равнояркостный луч, который и обеспечивают софитки со стандартным углом…
Лампа L1 установлена на показаной на схеме пунктиром ламповой керамической панельке ЛП1. В бассейновых светильниках, вообще, бывают панельки двух видов, с фиксирующей софитку пластинчатой пружиной и без оной. Поскольку в светильнике FERON такая пружина отсутствовала, постольку и пришлось предусмотреть фиксацию лампы в панели посредством платы светоматрицы, через промежуточную алюминиевую вставочку. Без фиксации никак нельзя – вылетит лампа при малейшем сотрясении. Да и не должна она за выводы держаться. Кстати, панель в фонаре вообще-то рассчитана на софитки типоразмера МР-16, но и моя лампа размера МР-11 прекрасно вошла в нее..
Про клеммную колодку КК1 я уже говорил выше. Единственное, что хочу отметить, так то, что поскольку провода в ней фиксируются винтами, то желательно вставлять в нее не прсто скрученные, но и пропаянные по скрутке провода. И тянуть винты посильнее, ибо ток идет через колодку эту немаленький, до 3А и более..
Выключатель S1. Обычный малогабаритный, скорее всего китайский, тумблерчик с одной группой (3 шт) контактов, на два направления. При пайке старайтесь не перегревать контакты, паяйте провода к ним быстро. Иначе «поплывут» внутренности тумблера и он или сразу откажет или позже, в самый неподходящий момент. «Лишний», неподпаяный контакт можно сразу откусить. Именно об него у меня коротнули и мгновенно померли несколько диодов.. :( После проверки фонаря можно покрыть места пайки цапонлаком для защиты от окисления, а весь тумблер промазать снаружи полиуретановым клеем «Момент», для лучшей защиты на случай возможной (тьфу 3 раза!) протечки.
Выключатель S2 коммутации диодной светоголовки – похожий тумблер, но на три положения и с двумя механически зависимыми группами контактов (6 выводов). Как и первый тумблер, рассчитан на коммутацию в цепях с силой тока не менее 3 А. В среднем (по схеме) положении напряжение на светоголовку не подается. В нижнем положении – «дежурный» свет, включены только 2 светодиода. В верхнем положении – основной свет. Включаются и основные 30 светодиодов, и 2 «дежурных».
Резисторы R1 и R2 мощностью не менее 0.5 ватт, лучше 1 ватт. Сопротивление резисторов, как я говорил выше, лучше подбирать опытным способом, контролируя потребляемый диодами ток. То есть, жестко указывать сопротивления я не буду, но все же скажу для ориентировки. R1 – 1 OM, R2 – 150 OM. Замечу, что эти значения весьма отличаются от рассчитанных «чисса теоретически», по закону Ома. Ну что ж, наверное, тут имеют значение и другие факторы, типа внутреннего сопротивления источника питания, сопротивления подводящих проводов или т.п. Во всяком случае советую подбирать эти балластные резисторы при полностью заряженных источниках питания, чтобы хотя бы в какой-то степени предупредить превышение тока через светодиод. Вообще, вышеописанная схема включения светодиодов, в последовательно-параллельных группах с общим балластным резистором, имеет одно нехорошее свойство, о котором я не могу умолчать. Дело в том, что если по каким-то причинам (например, превышение температуры) один диод внезапно (а как же еще, как не внезапно) «помирает», то, естественно, вместе с ним погаснут и все другие диоды, включенные последовательно с ним. Как минимум, несколько уменьшится яркость свечения фонаря.. Как максимум… Как максимум может не поздоровиться остальным светодиодам за счет увеличения питающего их тока…:( Поэтому с точки зрения безопасности схема, в которой каждый светодиод питается через свой, отдельный токоограничивающий резистор, более предпочтительна. Но на практике почему-то нечасто так делается, экономят на резисторах, наверное. Вот и я сэкономил, а уж во что выльется эта экономия, время покажет…
И, наконец, светодиоды V1-V32. Я применил белые светодиоды диам.5 мм модели DFL-5013UWC. Вот их данные: светимость - 25000 mcd, угол луча - 12 градусов, номинальный ток – 20 mA. Примерное падение напряжения при рекомендуемом токе – 2.5 вольт. Скажу откровенно, светодиоды лучше сразу брать с некоторым запасом, мало ли что..;) Чтобы потом не пришлось, как вашему покорному слуге, бегать несколько раз в один и тот же магазин. У нас диоды этой марки продавались в небольшом количестве и только в одном месте, и я выгреб все их подчистую. Но это не только потому, что я несколько диодов по халатности спалил в период отладки, а еще и потому, что я переделал на эти светодиоды другой свой светодиодный фонарик. Там стояли хилые семикандельные диоды. И теперь тот фонарь, о 19 диодах, светит гораздо лучше, чем прежде.
Итак, после впаивания в печатную плату светодиодов, проводим разводку недостающих соединений при помощи отрезков монтажного провода (рекомендую, как я уже сказал, провод МГТФ). Вот фото готовой платы, уже покрытой цапонлаком (диоды еще не очищены от лаковых помарок):
А вот фото «потрохов» фонаря после того, как все в нем спаяно в единую схему.
Обратите внимание, что длина соединительных проводов специально оставлена такой, чтобы лампу можно было, в случае чего свободно заменить, не отпаивая плату со светодиодами.
Ну что же, остается закрепить плату на месте, используя пару винтиков с подложенными под их головки изоляционными (текстолитовыми, к примеру) шайбочками.
Остаются сущие пустяки,
установить бленду и стекло, закрутить винты на фланце, подтянуть латунную гайку
на гермовводе шнура питания фонаря и приступать к гидроиспытаниям.. :)
Ну, и в завершение этого опуса, как и обещал, несколько тестовых снимков. Но сначала пару слов про эти тесты. Дело в том, что уже как-то даже исторически сложилось, что в статьях и постах по самодельным фонарям обязательны фото их световых лучей. Но вот, понимаете, какое дело… Можно один и тот же луч «подать» на разных блюдах. Яркость луча (а, следовательно, и степень оценки фотографии читателем) зависит от многих фотографических нюансов. Тут и вид (фактура, яркость, цвет) поверхности, на которую светят. Тут и экспозиционные параметры фотосъемки. Да даже индивидуальные параметры мониторов компьютеров наших могут повлиять на «смотрябельность» тестового снимка. Поэтому я, помня, что все познается в сравнении, решил сделать тестовые снимки, позволяющие хоть как-то более или менее объективно сравнить полученный свет с неким эталоном. А что же взять за этот эталон? И я не придумал ничего лучшего, как луч света старого доброго «Люмена-4», своего запасного фонаря. В самом деле, мало кто из охотников в наше время никогда не видел луча «Люмена», не имеет о нем представления. Кроме того, я решил не ограничится съемкой не слишком уж информативных световых пятен, но и отснять несколько снимков типа «подводного интерьера». Проще говоря, щелкнул в темной комнате то безобразие, которое жена называет «зимний садик», а я мысленно называю «кошачий гадюшник» :)
Итак, тесты, господа!
Потолок (фактурные сероватые обои), расстояние около метра. Последовательно, сверху вниз: дежурный свет двух светодиодов (ДСС), рабочий светодиодный свет 32 диода (РСС), свет галогенки (ГС), свет галогенки и светодиодов (ГС+РСС). Слева на всех четырех снимках – луч фонаря LUMEN X-4. Отмечу, что на нижних двух снимках луч Люмена имеет несколько иную цветовую температуру, он менее желтит. Думаю, что дело тут в подсветке пятна от этого луча ярким светом галогенки, или различием отработки т.н. «баланса белого» (съемка производилась на ЦФК CASIO EXLIM-750 в автоматическом режиме, с настройками по умолчанию, с выключенной, естественно, вспышкой).
И еще четыре снимка:
Расстояние примерно 3.5 м. Последовательность источников света та же, что и на предыдущей серии. По первому снимку создается впечатление, что вообще никакого света нет, сплошная темень. Но это, поверьте, «оптическая иллюзия». Два диода вполне справляются с функцией дежурной подсветки, по крайней мере, под ногами все отлично видно.. :) На третьем снимке нечетко сработал автофокус. Что ж, бывает, поторопился спусковую кнопочку нажать..
Ну, и в завершение еще три снимка. На первом – сравнение световых пятен моего «нераздельного» фонаря о 19 светодиодах и раздельника в режиме РСС (32 диода).
Далее – сравнение этих фонарей в освещении того же интерьера.
Как и ожидалось, разница все же имеется,
много света не бывает.. :)
Итак, какие же выводы хотел бы я сделать из вышеизложенного?
Первое: в принципе, даже на диодной «рассыпухе» можно, при желании, сделать довольно приличный свет. Другое дело, что именно можно будет разглядеть при этом свете в воде, смотря в какой воде, конечно…
Второе. Применяя в фонаре, в частности, раздельном, два (или несколько) разных источника света, можно не только в какой-то мере повысить надежность фонаря, но и несколько расширить диапазон его применения, сделать его более универсальным.
Третье. Если вам нужен светодиодный не просто свет, а СУПЕРсвет – это уже к мощным светодиодам, драйверам и коллиматором, с пухленьким кошельком за пазухой. Конечно, можно пытаться смастерить нечто достойное самому, но тут встает столько проблем, что иногда проще попытаться поискать на прилавках магазинов «готовое решение». А что касается раздельных фонарей вообще, то я убежден: если учитывать соотношение цена-качество света и ставить ценовые приоритеты во главу, галогеновые лампы рулят. Пока, по крайней мере, рулят…
И последнее. Почему я всю эту частную тему столь подробно и порой даже занудно обмусоливал? Да как минимум для того, чтобы ежели кто, ничтоже сумняшеся, решит пойти этим путем создания самодельного раздельного фонаря, имел он под рукой подробную инструкцию по клонированию сего девайса. И чтобы не повторил он моих глупых ошибок. Впрочем, о чем это я? Разве ошибки бывают умными?.. :)
Специально для APOX.Ru из "Рундучка подводного охотника" ( )
19 Комментариев
Рекомендуемые комментарии