ВВЕДЕНИЕ В ТЕМУ.
Данная статья является в некотором роде логическим продолжением статьи о переделке на светодиоды фонаря Люмен-4, опубликованной на этом сайте. Несмотря на то, что в той нашей, совместной с Пронырой из Перми и Алексеем из Уфы, статье довольно подробно рассказано про основные, принципиальные моменты таких переделок, статью о Люмене-6 я решил изложить особняком, отдельно.
Но сначала немного теории и арифметики, в плане общих принципов конструирования самодельных подводных фонарей…
..Посчитать, прикинуть некоторые основные параметры фонаря можно (и нужно) еще на стадии его проектирования. Нередко за "печку", от которой идет "танец", принимается суммарная энергия источника питания. К примеру, в моем переделанном на светодиод фонаре Люмен-4 используются четыре NiMH аккумулятора напряжением (в заряженном состоянии) не менее 1,2 вольт и емкостью 4000 мА/ч каждый. Тогда энергия батареи будет равной 1,2 х 4 х 4 = 19,2 ватт час. Далее. Допустим, ток, потребляемый светодиодом, равен 1 А при падении напряжения на нем, допустим, 3 вольта. Тогда мощность потребления СИД составит 1А х 3 вольт = 3 вт. С учетом КПД драйвера (скажем, 80 процентов), получим мощность, потребляемую фонарем, равную 3 / 0,8 = 3,75 ватт. Тогда время работы фонаря приблизительно составит 19,2 / 3,75 = 5,12 часа. Что ж, весьма прилично.. А что мы имеем в этом случае по свету?
Итак, ток на диоде - 1 А. Напряжение на диоде XM-L при этом, по даташиту (ссылка) равно 3 в. Получаем мощность диода ровно 3 вт. Учитывая реальную светоотдачу СИД XM-L (при токе 1 А она составляет не более 120 лм/вт (ссылка), получаем силу света равной 360 люмен. Но это теоретически, а практически, по результатам тех же измерений реальных параметров этой модели СИД, что приведены во второй ссылке, и учитывая температуру СИД (в реальности градусов 50-60), получаем силу света в районе 270-280 лм (напомню, что сила света непеределанного Люмена-6 составляет 130 люмен).

Допустим, мы хотим получить свет мощнее, и для этого "разгоняем" светодиод (скажем, примененный мной CREE XM-L нейтрального света, бин Т4) на максимальный для него ток, 3 А. При этом, без учета понижения потока за счет повышения температуры кристалла, для данного диода световой поток составит от 780 (мин. значение) до 845 люмен (макс. значение). А с учетом этой температуры - несколько ниже. Для диода с более теплого бином, Т3 ( световая температура около 3000 Кельвин), эти значения составят соответственно мин.715 люмен, макс.780 люмен..
Но тогда, при повышении тока через СИД втрое, время работы фонаря составит, соответственно, в три раза меньшую величину, а именно 19,2 / 11,25 = 1,7 часа. Что-то уже не больно густо для полноценной ночной охоты…
Итак, если мы хотим получить от своего фонаря мощный свет и при этом приемлемое время работы, то, при условии сохранения потребляемой мощности в нагрузке, этого можно достичь, в принципе, как минимум двумя путями. Первый - повышение мощности светового луча при тех же энергозатратах за счет использования светодиодов более высокой эффективности (люмен/ватт). Второй путь - увеличение суммарной энергии батареи. Этого можно достичь увеличением количества элементов (аккумуляторов) в батарее, с одной стороны, и увеличением емкости этих аккумуляторов, с другой стороны. В Люмене-6, как общеизвестно, применяется уже не 4 батареи (аккумулятора), а 6. К тому же в настоящее время доступны стали NiMH аккумуляторы формфактора R14 (C) с реальной емкостью порядка 5000 мАч и даже более. В этом случае энергия батареи составит уже 1,2 х 5 х 6 = 36 ватт час. И время работы фонаря на запитанном на максимальный ток диоде составит тогда не 1,7, а 3,2 часа. Уже неплохо! Кстати, если собрать батарею такой же суммарной энергии из литий-ионных аккумуляторов распространенных моделей, с реальной емкостью, скажем, 2200 мАч, то потребуется 4 аккумулятора (3,7 х 2,2 х 4 = 32,56 вт). Стоимость батарей будет примерно равноценна, что, впрочем, не скажешь про их габариты и вес…
Но вернемся к светодиодам. Общеизвестно, что эффективность светодиодов составляет максимальное значение на токах, весьма далеких от предельных их значений. Отсюда напрашивается вывод, что для обеспечения относительно высокого уровня светового потока при максимальной эффективности светоизлучающей системы целесообразно использовать не один диод, разогнанный на максимум, а несколько диодов, работающих на токах, при которых светоотдача диода если и не максимальна, то достаточно велика. То есть, мы логически приходим в этом случае к кластеру из нескольких светодиодов.
Другие важные моменты, которые нужно учитывать при конструировании и изготовлении самодельных фонарей на светодиодах - сила, форма и световая температура луча. Общие принципы здесь, по мнению многих подводных охотников, на практике использующих светодиодные фонари, следующие.
Чем острее луч, тем он дальнобойнее, но такой луч малокомфортен для охоты (слишком узка зона освещения, приходится махать фонарем, аки поп кадилом). Широкий, равномерный луч (по типу витринных ламп-софиток) более комфортен, но требует, при одинаковой освещенности, соответственно бОльшую мощность светового потока. Кроме того, такой луч хорошо подсвечивает и различного рода взвесь, находящуюся в том или ином количестве в воде (то, что некоторые украинские подводные охотники называют образным словом "муляка"). А засветка этой взвеси может негативно сказываться на видимости объектов охоты. Причем, чем сильнее свет, тем зачастую хуже результат, тут полная аналогия со сравнением ближнего и дальнего света при езде на автомобиле в снегопад. Иногда лишь уменьшение силы света может дать приемлемый компромисс в видимости объектов охоты и интенсивностью паразитной засветки. Поэтому (а также исходя из экономии энергии источника питания) весьма целесообразно применение в подводных фонарях различных систем регулирования яркости.
Большое распространение в настоящее время получила в подводных фонарях форма луча с выраженной яркой центральной частью (хотспот) и периферийной подсветкой (ореолом) с существенно меньшей, чем в хотспоте, яркостью. Такая форма луча, с одной стороны, позволяет достичь необходимого уровня освещенности в центре, с другой стороны ореол такого луча меньше подсвечивает муть, но позволяет ориентироваться в более широкой, периферийной области, что может быть очень важно с точки зрения безопасности охоты. Данная комбинированная форма луча достигается применением совместно со светодиодами в качестве вторичной оптики специальной формы зеркальных отражателей. А равномерный по освещенности луч можно получить, применяя различного рода линзы - коллиматоры.
Кстати, превратить луч "отражательного" типа в луч "коллиматорный" довольно просто. Для этого нужно вставить в отражатель расфокусирующую линзу и зафиксировать (прижать) ее через стекло сегментообразной вставкой из плотной бумаги, заодно прикрывающей, экранирующей находящуюся выше линзы часть рефлектора. Получается луч, весьма напоминающий луч от коллиматора - широкий и относительно равномерный по освещенности. Этот способ показан в одном из видеороликов, размещенных в Сети, на примере светодиодного фонаря "Хантер" от питерской фирмы "Белые ночи".
Что касается температуры света, излучаемого светодиодами, скажу прямо - единого мнения здесь нет. Но довольно большая часть подводных охотников считает, что днем в подводных фонарях предпочтительнее свет, приближенный по световой температуре к солнечному свету. То есть, относительно холодный, который дают СИДы с бинами Т5 и Т6 (температура света 5000 и 6000 кельвин соответственно). К тому же диоды холодных бинов, как известно, дают существенно более мощный свет, относительно своих более теплых "собратьев". Днем, как правило, речь идет об освещении разных локальных темных мест - в пещерах, гротах, корягах, под камнями. То есть там, где подсветка-ореол, в принципе, особо и не нужна, а наоборот, целесообразно применение луча максимально концентрированного (а, следовательно, и более яркого)..
При ночной охоте картина принципиально меняется…Общий темный "фон" вокруг, наличие засветки от взвеси, содержащейся в воде, необходимость концентрации внимания на малоконтрастных зачастую объектах - все это приводит к тому, что в фонари для ночной охоты довольно часто ставят "теплые" светодиоды, несмотря на их относительно низкую светоотдачу. Правда, тут нужно учесть одно важное обстоятельство. Человеческий глаз вкупе с мозгом обладает очень высокой приспособляемостью к температуре освещения. Вспомните, читатели старшего поколения, свои ночные бдения в домашних фотолабораториях. Луч красного фонаря, применяемого при фотопечати, через некоторое время пребывания в освещенном им помещении, начинал казаться лучом абсолютно нейтрального, то есть белого цвета! Так и со светодиодами разных температур. Порой отчетливая разница оттенка их света видна лишь в сравнении, когда лучи расположены, что называется, рядышком. Но при некотором времени пребывания в свете луча любой температуры он начинает казаться просто белым…
Анализируя все вышеприведенные обстоятельства, можно прийти к выводу, что универсальных, с точки зрения формы, силы света и его температуры, подводных фонарей как бы и нет. То есть, они, конечно, существуют в природе, но вот цены на такие фонари могут отбить всякую охоту прикоснуться к "космическим технологиям" фонарестроения от некоторых брендовых фирм.
Закончив с оптикой, несколько слов хотел бы сказать и об электронике подводных самодельных фонарей. Как известно, для питания мощных СИД, как токовых приборов, требуются специальные схемы-драйверы, позволяющие поддерживать ток через СИД на требуемом уровне. Большинство охотников, изготовителей любительских самоделок, при этом пользуется так называемыми готовыми решениями. То есть, не паяют схемы драйверов самостоятельно, из отдельных компонентов, а приобретают готовые, покупные драйверы, в основном через интернетмагазины. Тут есть две возможности. Или приобрести т.н. китайские драйверы, или же приобрести драйверы, изготавливаемые некоторыми фирмами самостоятельно, из отдельных компонентов. Лично я выбрал второй путь и приобретаю драйверы и схемы управления к ним (да и прочие компоненты фонарей) в основном в украинском интернетмагазине beriled.biz. Там же, в отличие от других интернетмазазонов далнего зарубежья, всегда можно получить квалифицированную консультацию, оперативно разрулить возникающие иногда вопросы по заказам.
Замечу, что большое количество т.н. китайских драйверов рассчитано на питание от двух литий-ионных аккумуляторов, то есть от напряжения около 2 х 3,7 = 7,4 вольт. Учитывая, что для нормальной работы большинства драйверов понижающей схемы нужно, чтобы падение напряжения на самом драйвере составляло не менее 1, а лучше 1,5 вольт, а также учитывая, что разряд аккумуляторов ниже 3 вольт (для литиевых) и 1 вольт (для никельметаллгидридных) крайне нежелателен, получаем, что нормальная работа таких драйверов от 4 NiMH аккумуляторов (напряжение батареи 1,2 х 4 = 4,8 вольт) вовсе не гарантирована. Таким образом, в данном случае переделка на светодиоды фонаря Люмен-6 с его батареей на 1,2 х 6 = 7,2 вольт будет более предпочтительна еще и в этом смысле, а не только в плане большей емкости батареи, в сравнении с Люменом-4..

ТЕХЗАДАНИЕ.
Итак, осмыслив для себя все вышеизложенное, я принял решение переделать фонарь, свой Люмен-6, таким образом, чтобы получить возможность использования его в самых различных условиях прозрачности, с разной яркостью и формой светового луча. С целью расширения функциональных возможностей фонаря, его универсальности, было решено изготовить две светоголовки, с возможностью их оперативной смены на берегу, перед началом охоты. Одна светоголовка - с мощным теплым (3000К) светодиодом XM-L (Uпит=3 вольт, Iпит = 3 А), с отражателем в качестве вторично оптики, с драйвером типа LD-11. Драйвер был выписан в интернетмагазине beriled.biz, однако в данное время такой драйвер в их ассортименте отсутствует, но имеется, вроде бы, в магазине alled.ru (ссылка). Драйвер трехрежимный (max - 3000мА, min - 300мА, строб -1000 mA ), переключение в режим пониженной яркости кратковременной коммутацией выключателя питания. КПД драйвера заявлен 83%.
Вторая светоголовка - с кластером из 4 диодов типа XP-G (4000К), включенных последовательно-параллельно (Uпит = 6 вольт, Iпит = 2 А), с вторичной оптикой в виде коллиматора. Драйвер с возможностью управления, то есть регулирования яркости (ссылка). Управляется он отдельной платой-регулятором ШИМ, позволяющей получить 4 уровня яркости, а также возможность контроля напряжения питания батареи (ссылка).
Поскольку для регулирования уровней яркости в этом случае требуется коммутация отдельной кнопкой, я решил в качестве этого коммутационного элемента применить не просто кнопку, и даже не геркон вкупе с магнитом, как на своем прежнем проверенном решении, фонаре-раздельнике на мощном кластере (3 х XM-L), а датчик Холла. Тем более, что на новом варианте печатной платы этого регулятора от beriled.biz имеются специальные контактные площадки для подпаивания миниатюрного датчика Холла.
Естественно, учитывая предполагаемую отдачу тепла от светоизлучающих компонентов, ни о каком встроенном в стоковый корпус варианте изготовления светоголовок и речи быть не могло. Только алюминиевый стакан-радиатор, позволяющий эффективно отвести тепло в окружающую среду (воду).

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВЕТОГОЛОВКИ ПО ВАРИАНТУ 1.
Итак, были изготовлены (выточены товарищем) из дюралюминия два стакана-радиатора, по чертежам согласно статьи про переделки Люмена-4 (см. первую ссылку в начале статьи). Желательно выточить внутреннюю (спереди) часть стакана, ту, с которой контактирует О-ринг на пластиковой вставке со "стеклом", с максимально возможным классом чистоты, с плавно заходящей полукруглой фаской. В принципе, этого же можно добиться и шлифовкой при помощи наждачной бумаги достаточно малой зернистости. Такая поверхность - гарантия герметичности в этом месте и сохранности О-ринга..


Для корпусов, в которых устанавливались цоколи ламп и драйверы ( по второму варианту - вместе со схемой управления) были приобретены два таких металлических колокольчика от донок:


Из пластиковой вставки со "стеклом" удаляется штатный отражатель, он больше не нужен. Колокольчики обрезаются по высоте примерно на 5-6 мм (с учетом конкретных размеров стакана и общей длины этого корпуса с цоколем), нижнюю часть оставшейся части колокольчика желательно немного развальцевать, в виде "полей шляпы", шириной миллиметра три. Этого можно добиться, пройдясь по нижнему краю ножницами по металлу, держа их под определенным углом, чтобы не резали, а сминали край.
С верхней части колокольчика удаляется металлическая скоба-пластина, плоскость слегка подправляется на наждаке или напильником. Затем сверху припаивается цоколь от ненужной (сгоревшей) лампочки, аналогичной по цоколю тем, что применяются в ламповых Люменах. При пайке лучше использовать активный флюс, паять надо мощным, ватт на 100, не менее, паяльником, чтобы место пайки хорошо прогрелось. Затем, если использовался активный флюс, обязательно нужно промыть водой готовый корпус от его остатков. Получаем в результате нечто вроде такого:


Напоминаю на всякий случай: центральный контакт цоколя в фонарях Люмен - не плюсовой а МИНУСОВЫЙ, плюс идет на корпус цоколя и колокольчика..
Рефлектор (для первого варианта головки). Ранее я применял при переделке Люмена-4 готовый рефлектор (с латунной базой) диаметром 42 мм, конкретно такой -ссылка. Но на этот раз мне захотелось попробовать рефлектор несколько иного типа, на диаметр 53 мм (ссылка).


Целью этого эксперимента было получение более широкого и, возможно более интенсивного ореола-засветки на периферийной части светового луча. Забегая вперед, скажу, что идея в принципе удалась, хотя отличия были не так уж и существенны, как говорится, "не в разы".. Поскольку рефлектор этот в пластиковую переднюю вставку не влезал, пришлось обточить его по минимуму снаружи, в верхней, наиболее широкой части, при этом немного уменьшилась и высота рефлектора. Чтобы не осыпался относительно "нежный" зеркальный слой внутри рефлектора, пришлось действовать не наждаком, а вручную, напильником ("Помнят, помнят руки-то!" :):


В результате получилось вот что:


Как и в варианте с переделкой Люмена-4, латунную вставку, на которую навинчивается рефлектор, пришлось обрезать по высоте, почти под резьбовую часть(иначе рефлектор передней частью упирался в пластиковое "стекло"). Вначале ножовкой, затем напильником и в финале - на плоскости, на наждачной бумаге. Это место должно хорошо, без зазоров прилегать к стенке стакана-радиатора (через теплопрводную пасту) - это улучшит отвод тепла от светодиода.


Для пропускания проводов от светодиода были просверлены на расстоянии, равном отверстиям в латунной вставке, два диаметрально противоположных отверстия в перегородке стакана-радиатора:


Перпендикулярно им были просверлены два отверстия для крепления корпуса-цоколя, в них нарезана резьба М3 для крепежных винтиков:


Светодиод на монтажной плате - "звезде" устанавливается так. Вначале делаем на передней части вставки, в центральном отверстии фаску под головку "впотай" винта M3, что будет прижимать к перегородке стакана-радиатора эту латунную (бронзовую?) вставку. Тут, при выполнении заглубления фаски, очень неплохо подогнать поверхность головки винта (ту, что со шлицом) таким образом, чтобы она находилась точно в плоскости, на которую устанавливается светодиод. Это улучшит теплопередачу от "звезды" на вставку. Поскольку нарезать точную и прочную, без изьянов резьбу в относительно небольшой по толщине перегородке алюминиевого стакана не так просто, я поступил иначе. С нижней стороны перегородки сверлом на 8 мм высверлил углубление под обычную стальную гайку М3, которую обточил с одной стороны на конус. И соединение получилось прочным, и с нижней стороны перегородки ничто за ее плоскость не выступало (дефицит места под "колокольчиком", однако!).
Итак, предварительно тщательно выровняв нижнюю, обрезанную сторону латунной вставки на широком напильнике и (или) наждачной бумаге, смазываем ее поверхность тонким слоем теплопрводящей пасты (КТП-8, или, лучше, серебрособержащей). Стягиваем винтом стакан и вставку, так, чтобы отверстия под выводы от СИД в них находились напротив друг друга. Затем подпаиваем отрезки провода - выводы от СИД (я везде в фонарях использую многожильный монтажный провод МГТФ на разные диаметры). Пропускаем выводы в отверстия, устанавливаем "звезду" на поверхность латунной вставки, естественно, с нанесенным на нее слоем теплопроводящей пасты. Для того, чтобы обеспечить, с одной стороны, надежное прижатие алюминиевой платы-подложки СИД с вставкой, но, с другой стороны, не допустить при этом короткого замыкания, я использовал простое решение - две шайбочки различного наружного диаметра, вырезанные из ненужной банковской карточки:


Две шайбы, а не одна - это для того, чтобы уменьшить вероятность сквозного повреждения шайбы (и, следовательно, короткого замыкания) в местах подпайки выводов.
Плотно (но без фанатизма, пальчиками!) заворачиваем рефлектор на латунную вставку, получаем нечто типа:


Далее, еще один немаловажный момент при конструировании самодельных светодиодных фонарей. Как известно, на большинстве драйверов катушка индуктивности, выполненная на кольцевом сердечнике, "висит" просто на своих выводах. То есть, вовсе не исключена возможность ее нежелательного контакта с прочими элементами схемы, вплоть до короткого замыкания в схеме (бывали случаи). Кроме того, и сама плата драйвера может своими элементами "коротнуть" на окружающий драйвер корпус или перемычку стакана-радиатора. Поэтому вопросу предотвращения таких несанкционированных контактов нужно тоже уделить внимание. Хотя, казалось бы, чего проще? Возьми и залей все каким-нибудь компаундом или клеем. Но вот что тогда делать в случае ремонта? Как подлезть к залитым в моноблок деталям? К тому же есть вероятность, что подобная заливка может ухудшить температурные условия для токонагруженных элементов схемы…
Решение я нашел очень простое. Взял кусочек стеклотекстолита, отделил ножом по толщине (два слоя стеклоткани вполне достаточно), а затем вырезал ножницами из этой тонкой пластины изоляционные прокладки-шайбы, на разные размеры, в зависимости от места установки:


Вначале установил прокладку между платой драйвера и индуктивностью-дросселем, зафиксировав ее буквально парой капель моментального клея (насмерть клеить ни к чему, и так никуда не денется):


А затем вырезал и зафиксировал тем же суперклеем еще две шайбы-прокладки, изолирующие драйвер от перегородки стакана-радиатора с одной стороны и от корпуса-цоколя с другой стороны:


Затем ножницами из куска автокамеры вырезал вот такую резиновую прокладку c двумя отверстиями, по размеру и расположению отверстий в соответствии с задней стороной перегородки, куда крепится цоколь с драйвером:


Растянув резиновую прокладку, продел сквозь нее цоколь и плату драйвера:


Остается уложить поаккуратнее, в свободное место в корпусе-цоколе, все соединительные провода (длину которых нужно выбирать с минимальным для возможности подпаивания запасом, слишком длинные провода ни к чему). Далее сцентрировать цоколь и завернуть окончательно крепящие его винты. Получилось, на мой взгляд, достаточно аккуратно, точно и прочно, с возможностью разборки-ремонта и даже с какой-то степенью герметичности:


То, что на фото видится как слой непонятно чего рыже-красного, ни что иное, как дополнительная защита металлических деталей от коррозии при помощи цапонлака. Дюралевый стакан можно изнутри попробовать с этой же целью покрыть слоем клея БФ-2. Конечно, анодирование такая защита не заменит :), но для пресноводных условий эксплуатации, как говорится, вполне сойдет..
Собираем фонарь окончательно, проверяем предварительно, в ведре с водой, на герметичность, заодно и на продолжительность свечения:


Ниже я еще приведу фото световых пятен, но вот сравнение (в гараже) двух фонарей, "китайца MJ-810E" и моего Люмена с этим первым вариантом светоголовки:


Напомню, что, разогнав диод на околопредельный, в принципе, для данного диода ток 3А (припаяв в параллель токорегулирующему резистору драйвера два резистора по 1 Ом каждый), я получил "на выхлопе" где-то около 700 люмен теплого света, с хотспотом и ореолом. Продолжительность времени работы такого фонаря на максимуме - около 3 часов. Драйвер имеет возможность двуступенчатой регулировки яркости (примерно 30 проц. от максимальной) при помощи кратковременного переключения питания. Третий режим, включающийся тем же способом - режим подачи строб-сигналов. Для охоты этот режим абсолютно бесполезен, только мешает при переключениях яркости. Но, к сожалению, мне неизвестно, как его убрать у драйвера данного типа иначе, чем заменой верхней платы резистором, но тогда и режим малой яркости уберется, а вот это уже нежелательно...

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВЕТОГОЛОВКИ ПО ВАРИАНТУ 2.
В принципе, изготовление этого варианта светоголовки, на основе светодиодного кластера с вторичной оптикой коллиматорного типа, имеет много общего с предыдущим вариантом. Хотя есть и некоторые особенности..
Но сначала несколько слов о самом кластере. Несмотря на то, что диоды XP-G, из которых он состоит, не являются, как говорится, последним писком моды, тем не менее их эффективность очень даже на уровне. И предельно допустимый ток на них производители недавно подняли (возможно, вследствие гарантированного качества, отработанной технологии производства), с 1 А на диод аж до 1.4 А. А вот цена на эти диоды как раз наоборот, существенно упала, по крайней мере, на бериледе точно упала. 21 доллар за кластер на 1200 люмен да с вторичной оптикой вкупе - это ж просто подарок судьбы какой-то! :) Нужно только учитывать, при выборе этого источника света, три обстоятельства.
1. Этот кластер на нейтральный белый свет (4000К) имеет, по субъективным моим ощущениям примерно такой же цветовой оттенок луча, как у галогеновой лампы-софитки. Но - существенно теплее, чем диод XM-L на температуру 4000К. Несколько розоватого оттенка свет очень близок по температуре к свету диода XM-L на 3000К. Поэтому я сознательно не стал заказывать кластер на 3000К (хотя есть и такие), ибо изначально планировал применение этого варианта светоголовки для условий с относительно хорошей прозрачностью воды. Для мутной воды предназначалась, по идее, светоголовка по варианту 1.
2. В данных на оптику для коллиматоров зачастую значится половинный угол. А вот на сайте beriled.biz указан как раз полный угол. Поэтому я, будучи когда-то приверженцем лампы - софитки с углом луча 24 градуса, выбрал вариант коллиматора с углом 22 градуса, наиболее узкий, о чем, в принципе, совершенно не жалею…
3. Для оптики с более широким, чем 22 градуса (есть сторонники сверхширокого, заливающего света), учитывая глубину и диаметр посадочного "колодца" в стакане-радиаторе, я посоветовал бы сместить перегородку несколько вперед. Чтобы не экранировать, затенять понапрасну свет передней частью стакана.
..Итак, размечаем и высверливаем отверстия под крепление платы кластера, выводы проводов (от кластера, от сигнального диода и от датчика Холла), при необходимости нарезаем в крепежных отверстиях резьбу (M3). Напоминаю, что кластер устанавливается на перегородку напрямую, без каких-либо промежуточных прокладок-втулок. Естественно, при помощи теплопроводящей пасты. Напомню, что слой ее должен быть минимален: основное назначение пасты - удалить между соединяемыми деталями воздух, обладающий существенно меньшей теплопроводностью, чем металл.
Подпаиваем выводы к кластеру (желательно, промаркировав их, чтобы не перепутать полярность), пропускаем выводы в отверстия, прижимаем винтами к радиатору плату кластера. Линзу-коллиматор устанавливать (с креплением маленькими капельками клея) желательно чуть ли не в самую последнюю очередь. В качестве временного крепления пойдет также клей, но не моментальный, цианакрилатный (потом, в случае чего, трудно будет снять коллиматор без поломки его ножек), а попластичнее, "Момент полиуретановый", к примеру.
Далее крепим внутрь стакана светодиод индикатора напряжения и датчик Холла. В принципе, можно было, конечно, просверлить под красный диод индикатора напряжения специальное отверстие где-нибудь в боковой стенке стакана и вклеить светодиод в это отверстие. Но я поступил проще, приклеил диод на полиуретановый "Момент" прямо внутрь стакана. Правда, не абы где, а с нижней, чуть сбоку стороны стакана, так, чтобы мигание светодиода было проще заметить сбоку-сверху.
Итак, подпаиваем к датчику Холла и светодиоду-индикатору провода, изолируем выводы тоненькой термоусадкой или просто трубочкой - кембриком. Приклеиваем детали на свои места. Про расположение светодиода я уже сказал, а вот датчик Холла (малюсенькую деталюшку с тремя выводами) я посоветовал крепить бы в месте, которое, после завинчивания стакана в корпус фонаря, окажется как раз напротив выключателя. То есть сверху. При клейке датчика имейте в виду, что датчик того типа, что применил я (HALL FH201 за 12 рублей в ближайшем магазине электроники) имеет максимальную чувствительность, когда его плоская боковая сторона корпуса расположена в направлении к магниту, то есть к стенке стакана-радиатора. В принципе, конечно же, можно применить вместо датчика Холла и какой-либо миниатюрный геркон, типа КЭМ-2. У него есть, пожалуй, только одно преимущество по сравнению с датчиками Холла. То, что он абсолютно не потребляет энергию. Но уровень потребления датчиков так мал (десятые доли миллиампер), что ими вполне можно пренебречь. Зато зона чувствительность такого датчика, как мне показалось, несколько больше, чем у геркона..
При монтаже не перепутайте выводы датчика (лучше их промаркировать), паяйте в соответствии с фото на описании платы управления сайта beriled, в противном случае сгореть датчик, может быть, и не сгорит, но и работать не будет.
Индикация разряда аккумуляторов. В принципе, конечно, по уменьшению интенсивности света можно в какой-то мере оценить степень разрядки АКБ и визуально. Но "это не наш метод" :) и грех было бы не использовать такую возможность платы управления. Тем более, что никельметалгидридные аккумуляторы хоть и в меньшей степени, чем литиевые, не любят переразряд. Не стоит их разряжать до значения ниже 1 вольт. Поэтому на плату управления был установлен очень просто рассчитываемый резистор для части схемы, включающий мигание специального светодиодика. По формуле R= 10кОм * (Uпор - 1 вольт) резистор равен 50 кОм (это для разряженной батареи с напряжением 6 вольт). Ближайшее значение, вообще-то, 51 кОм, но я, подумав, решил выбрать резистор на несколько меньшее напряжение срабатывания, 47 кОм (с учетом некоторой "просадки" напряжения на аккумуляторах при нагрузке). На плату, к специально предназначенным выводам на ней, прекрасно паяется обычный, на 0,125 вт мощности резистор, а не только сверхминиатюрный, СМД.. Вот фото на светоголовку, вид спереди, и ее расположение относительно корпуса фонаря:


Далее все как в первом варианте. Подпаиваем вначале провода к цоколю, затем их и провода, выходящие из передней части стакана, подпаиваем к плате. Вырезаем и слегка фиксируем суперклеем изоляционные прокладки на плате управления (она на снимке зеленого цвета) и плате драйвера с дросселем. На внутреннюю поверхность колокольчика-цоколя можно, при желании и наличии свободного места, приклеить дополнительную изоляцию, например из кусочка автомобильного скотча для молдингов.


Вырезаем и устанавливаем на место резиновую прокладку, укладываем провода, заворачиваем крепежные винты. Головка, в принципе, готова, осталось только установить на нее снаружи переключатель для перемещения магнитика, управляющего датчиком Холла..


Ну что же, обе светоголовки, в принципе, готовы, можно приступать к гидроиспытаниям (только не забыть перед этим подобрать нужные по размерам О-ринги и смазать их консистентной силиконовой смазкой - я использую и рекомендую силиконовый вазелин марки КВ-3). Кстати, напоминаю, что размер О-рингов для фонаря - 50х2 мм..


Завершающим штрихом будет изготовление для светоголовки с коллиматорной оптикой магнитного переключателя яркости. Хотя, в принципе, есть одно прикольное :) решение, позволяющее управлять яркостью без установки магнитного выключателя. Это - поместить магнит… в перчатку, в ее указательный палец изнутри. Решение, как показали практические испытания, вполне работоспособное. Но все же в конце концов я решил выполнить систему перемещения магнита более "культурно". Да и удобнее все же в эксплуатации четкое переключение яркости кнопкой, чем "турубульканье" где-то в зоне действия датчика пальцем с магнитиком на конце :).
Конечно, конструкций для перемещения магнитика можно напридумывать много и разных. Я остановился на следующей..
Берем кусочек капролона, вырезаем из него брусочек размером примерно 30х15х8 мм. Затем, используя в качестве оправки нечто цилиндрическое с диаметром на миллиметров пять меньше диаметра стакана (например, баллончик дезодоранта, как получилось у меня), при помощи листа наждачной бумаги придаем нижней части брусочка полукруглую форму:


Подгоняем так, чтобы заготовка корпуса переключателя точно, без люфтов, прилегала к стакану-радиатору снаружи:


Берем магнит (удобно использовать дисковый, миллиметров 8-12 в диаметре) и к нему приклеиваем эпоксидным клеем какую-либо пластиковую кнопочку. Я использовал магнитик от защелки пришедшего в негодность кошелька - ничего не пропадает в моем кулацком хозяйстве. :) Желательно, чтобы магнит немного выступал за края кнопочки:


Затем при помощи дремеля и торцевой цилиндрической фрезочки выполняем продолговатое углубление, длиной, в моем случае, 22 мм и глубиной 3 мм. Размеры могут быть произвольными, главное, чтобы магнитик перемещался по горизонтали миллиметров на 5-6, не менее. Далее выпиливаем из кусочка такого же капролона крышечку с овальным продолговатым отверстием. Чтобы кнопка легче скользила в корпусе переключателя, а также для удержания пружины, я изготовил из кусочка стальной проволоки дополнительный элемент - направляющую ось. Просверлив кнопку у магнита в диаметрально противоположных направлениях, надел кнопку на эту ось, затем надел на ось кусочек пружины от шариковой авторучки. Для того, чтобы ось не мешала плотному прилеганию крышечки, вырезал под ее концы в корпусе переключателя пазы миллиметровой глубины. После проверки четкой работы переключателя, на включенном фонаре, собрал переключатель окончательно. Для чего засверлил по углам четыре миллиметровых сквозных отверстия и соединил крышечку и корпус при помощи четырех расклепанных на концах отрезков медного провода (ну, просто не было под руками достаточно миниатюрных винтиков с гаечками).


В самую последнюю очередь приклеил эпоксидным клеем собранный выключатель на его место, снаружи стакана-радиатора, напротив выключателя питания и над датчиком Холла, размещенном внутри стакана:


На этом работа по изготовлению версии фонаря Люмен-6 с двумя сменными светодиодными головками практически была закончена:


Итак, в результате изготовления светоголовки по этому, второму варианту, получаем в результате, при токе через кластер, равным 2 А, световой луч 1200 люмен. Причем, это вовсе не высосанные из пальца "китайские" люмены :). Ибо, если ориентироваться, к примеру, на даташит диода XP-G с бином R4 то при потребляемой мощности 3 ватта эффективность диода будет равна 104 люмен/ватт. А сила света от кластера в этом случае будет равна минимум 292 х 4 = 1168 люмен и максимум 313 х 4 = 1252 люмен. То есть, в среднем как раз приведенные в описании на этот кластер 1200 люмен. При этом, при потреблении кластером мощности 12 ватт (а с учетом КПД драйвера 80% - 15 ватт), время работы фонаря на максимальном режиме составит 2.4 часа. Но, как показала моя личная практика, 1200 люмен - это зачастую чересчур мощный свет! Уже на втором уровне яркости (60% от максимального или около 700 люмен) время работы фонаря составит 4 часа. Что, в принципе, в большинстве случаев вполне достаточно… А вообще-то данная плата управления имеет 4 режима яркости, причем без всяких навесок в виде sos-ов и стробоскопов. Причем - с памятью. То есть, при выключении питания (общим выключателем) при повторном включении фонарь включится на прежний режим яркости. Очень удобно, не нужно каждый раз "прощелкивать" режимы яркости в поисках прежнего, оптимального…
В завершение, как часто делается в подобного рода статьях, даю несколько фото световых пятен своих "самоделок"..


На первом фото слева - малогабаритный фонарь FandyFire 2100 (CREE XP-GR5, 1х18650,350 люмен, три уровня яркости). Планируется к использованию в качестве вспомогательного и резервного фонаря (ночью), а также, возможно, подствольного фонаря (днем). Лупит фонарик, несмотря на свои малые габариты и "устаревший" диод XP-G так, что будь здоров!
В середине - моя переделка Люмен-4, см. ссылку самом начале статьи. Диод XM-L 4000К, рефлектор 42 мм, драйвер трехрежимный, ток на максимуме 1.8А.
Справа - светоголовка по варианту 1 для Люмен-6. Диод XM-L 3000К, рефлектор 53 мм (обточенный). Драйвер с двумя ступенями яркости, ток на диоде в режиме максимума - 3 А.
Обратите внимание, как сильно температура света зрительно сказывается на восприятии. Левый фонарь, обладая фактически самой малой силой света, зрительно (по фото тоже) кажется самым ярким. А все из-за того, что его свет более холодный.. И еще обратите внимание на отличие в яркости ореолов переделанных фонарей Люмен-4 и Люмен-6. У второго фонаря ореол вдобавок не только существенно ярче, но еще и чуть более широкий...


На втором снимке - слева и в центре то же самое, а справа в Люмен-6 вкручена сменная светоголовка по варианту 2. В ней, как было сказано, установлен кластер 4 XP-G 4000K, ток на кластере 2 А, коллиматорная линза 22 градуса, 4 режима яркости (управление - отдельной магнитной кнопкой), индикация разряда батареи АКБ ниже 6 вольт.
Питание в обоих вариантах - NiMH аккумуляторы 5000 мАч от фирмы TENERGY..
И напоследок еще пара снимков световых пятен от этих же сменных оснасток, рефлекторной светоголовки и головки с коллиматорной оптикой:



Хорошего вам подводного сета и удачи на подводных дорожках!

Специально для APOX.Ru
Бодрый Линь, г.Уфа, Республика Башкортостан