100W LED-zaklamp in een PVC-buis - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Terug voor ronde 2 van mijn 100W LED-zaklampen. Ik genoot zo veel van de eerste en gebruikte hem genoeg dat ik besloot een andere te bouwen die een paar van de vervelende problemen daarmee oploste (vreselijke levensduur van de batterij, constant de batterijspanning controleren, batterij buiten de hoofdbehuizing). Ik heb nagedacht om dit nu een paar maanden te bouwen, en vanaf het moment dat ik eindelijk besloot om door te gaan en het te maken, kostte het me ongeveer 8 uur werk om het te voltooien. Dat omvat het maken van de aangepaste batterij, het testen van alle onderdelen en het kiezen van weerstandswaarden.

Dit artikel is niet per se een how-to, en schetst mijn ervaringen met het bouwen van deze zaklamp - meer een 'build log'.

Dit project is ook te zien op mijn website hier:

a2delectronics.ca/2018/06/20/100w-led-flas…

Stap 1: Onderdelen

Laten we beginnen met de keuze van onderdelen. Ik heb alles in een 4 "PVC-buis gemonteerd omdat ik het eerder had zien doen (link), en het is veel steviger dan de MDF die ik voor het origineel gebruikte. Wat betreft een koellichaam, ik moest er een vinden die in de 4 "paste pijp. Een standaard Intel CPU-koeler is hier perfect voor. Voor het besturingscircuit heb ik vrijwel dezelfde onderdelen gebruikt als de vorige - een 150W boost-converter, een XL6009 Buck Boost-converter, 2 potentiometers, en ik heb ook een extra schakelaar en USB-buck-converter toegevoegd om een USB-oplaadpoort te hebben. De batterijen die ik heb gebruikt zijn 12 grijze Panasonic NCR18650 van oude laptops, allemaal rond de 2800mAh. De BMS is een 4S 30A BMS van aliexpress en werkt perfect, voor zover ik kan zien. Ik heb ook een spanningsmonitor aan de achterkant van de zaklamp toegevoegd. En natuurlijk mogen we de 100W LED en bijbehorende lens niet vergeten. Ik heb M3-moer en -bouten gebruikt voor alle hulpstukken, omdat ik er genoeg heb rondslingeren, en ze zijn heel gewoon.

Stap 2: Onderdelenlinks

Alle links hier zijn affiliate links.

Zaklamp Onderdelen

100W LED eBay

60 graden lens eBay

150W Boost Converter eBay

10A Tuimelschakelaar eBay

Buck Boost Converter (fan) eBay

USB Buck-converter eBay

Schuifschakelaar eBay

Batterij onderdelen

4S BMS eBay

Batterij-indicator eBay

XT-60-connectoren eBay

Stap 3: DC-DC-converters aanpassen

Beginnend met het besturingscircuit, heb ik een roterend gereedschap gebruikt om een cirkel van MDF uit te snijden die iets kleiner is dan de binnendiameter van de PVC-buis om alle elektronica op te monteren. De boost-converter wordt gebruikt om de spanning van het batterijpakket te verhogen tot maximaal 32V voor de LED. Alles hoger dan dat, en de LED begint te veel stroom te trekken, warm te worden en mogelijk te exploderen als gevolg van onjuist afgestemde diodes. Als je meer wilt weten over waarom dit gebeurt, bekijk dan de video van Big Clives erover. Zorg er altijd voor dat u weet wat u doet als u speelt met high power Chinese LED's. De originele potmeter op de boost converter is een 10K trimpot, maar die moest er natuurlijk af als we de helderheid vanaf de buitenkant van de behuizing wilden aanpassen. Ik begon met een 10K-potentiometer en ontdekte welke weerstand een maximale spanning van 32V veroorzaakte, wat ongeveer 9K bleek te zijn. Ik gebruikte een 5K-potentiometer in serie met een 4K aan weerstanden om de spanning bij 32V te maximaliseren, maar heb nog steeds een instelbare spanning. Ik wilde ook de ventilatorsnelheid kunnen regelen, dus deed ik dezelfde procedure voor de XL6009 buck boost-converter, max. spanning van 14V om de 12V-koelventilator te overvolten voor maximale koelprestaties. Ik vreesde dat het kleine intel-koellichaam niet genoeg zou zijn om de 100W-led heel lang op volle helderheid goed te koelen. Het blijkt dat de standaard Intel-ventilator een ingebouwde snelheidsregelaar heeft, dus dit bleek nutteloos te zijn, maar ik heb een ventilator gebakken terwijl ik dit uitvogelde. Tijdens het testen van de buck boost-converter voor de ventilator faalde een potentiometer en creëerde een oneindige weerstand tussen de wisser en de randen. Dit zorgde ervoor dat de buck-boost-converter werd opgevoerd tot zijn maximale spanning, die meer dan 60V bleek te zijn. Dit liet de magie van de standaard Intel-fan roken, dus ik moest er nog een uit mijn prullenbak halen, maar ik zette hem niet terug in het circuit totdat ik de potentiometer had vervangen en de spanning talloze keren op de uitgang had getest. Ik was verrast dat de buck-boost-converter zo'n hoge spanning bereikte, aangezien de maximaal instelbare uitgangsspanning rond de 35V ligt, hetzelfde als waarvoor de condensatoren geschikt zijn. Ik ben blij (en verrast) dat ik geen van de condensatoren heb opgeblazen, waardoor ik 25V over hun limiet heb geduwd. Nog een voorbeeld van Chinese techniek. Als ik dit niet had opgemerkt voordat ik het monteerde, zouden de condensatoren die 60V veel langer hebben gebruikt voordat ik me realiseerde wat er was gebeurd, en hoogstwaarschijnlijk zouden zijn opgeblazen.

Stap 4: LED-matching

De USB Buck-converter werd ook toegevoegd met een eigen schakelaar en vereiste geen speciale bedrading. Interessant is dat er geen markeringen op het bord zijn om de ingangspolariteit te markeren, dus ik haalde mijn multimeter tevoorschijn en testte op continuïteit tussen een invoerpad en de geaarde USB-omhulling. Een snelle opmerking - het besturen van deze LED's met een spanningslimiet is niet de juiste manier om dit te doen. Een stroombegrenzingscircuit is veel beter en zal voorkomen dat de LED's branden, ongeacht de spanning. Ze zijn echter veel duurder, dus ik blijf bij de spanningsregeling, maar beperk deze tot onder de maximale spanning. Deze LED's kunnen maximaal 36 volt aan (denk ik) als ze goed worden geregeld met een stroombegrenzend apparaat. Ik zou het ten zeerste aanbevelen om Chinese LED's niet op hun maximale specificaties te gebruiken, omdat dat de kans op gevaar vergroot (nogmaals, zie de video van Big Clive die veel beter uitlegt waarom dit gevaarlijk is). Ik heb mijn LED's getest om er zeker van te zijn dat ze niet te ver uit balans waren met elkaar. Zoals je op de foto kunt zien, kwamen de mijne redelijk goed overeen - veel beter dan die in de video van Big Clive. Ik stuur mijn LED's aan op een maximum van ongeveer 33V.

Stap 5: LED op koellichaam monteren

Om de LED en lens aan het koellichaam te bevestigen, boorde ik 8 gaten rond het midden, een set van 4 om op de LED te passen en de andere set van 4 om op de lensbevestigingspunten te passen. Ik heb M3-schroeven gebruikt en ze tikken zichzelf heel goed in het aluminium. Voordat ik de LED vastschroef, heb ik een klodder thermische verbinding in het midden van het koellichaam geplaatst. Dezelfde procedure als CPU-montage van CPU-koelers op een CPU.

Stap 6: Montage- en ventilatiegaten

Toen ik alle besturingselektronica doorhad, ging ik verder met het snijden van de PVC-buis en het monteren van alles erop. Ik boorde gaten voor de potentiometers, schakelaars en schroeven en ging toen naar buiten om een roterend gereedschap te gebruiken om de ventilatiegaten uit te snijden, de buis op lengte te snijden en enkele van de geboorde gaten te vergroten. Het is erg belangrijk om dit te doen in een goed geventileerde ruimte en gebruik bij voorkeur een gezichtsmasker om te voorkomen dat u het PVC-stof inademt.

Met behulp van enkele 6-32 schroeven, ringen en wat gegalvaniseerde banden, heb ik een houder gemaakt voor de MDF-besturingskaart en deze vervolgens in de buis gemonteerd. Nadat ik de LED aan de uitgang had gesoldeerd en had gecontroleerd of hij werkte, stopte ik die ook in de buis en boorde ik 2 gaten door de plastic ventilatorbevestiging om hem met enkele M3-schroeven aan de PVC-buis te bevestigen.

Stap 7: De batterij bouwen

Vervolgens werkte ik aan het bouwen en monteren van de aangepaste batterij. Zoals ik eerder al zei, is de batterij een 4S3P-configuratie, bestaande uit Panasonic NCR18650-cellen van oude laptops, allemaal rond de 2800mAh. Elke cel is afzonderlijk aan het positieve uiteinde gezekerd met een zekering van 3A en de negatieve uiteinden zijn aan elkaar gesoldeerd met nikkelstrips.

De BMS-uitgang wordt aangesloten op de ingang van de boost-converter voor de LED en de buck-converter voor de USB-poort. Ik heb ook een extra XT-60 connector toegevoegd aan de hoofdterminals van de batterij, evenals een balanceerharnas om de batterij te kunnen opladen met een hobbylader. Ik stopte een stuk schuim in de achterkant van de zaklamp om alle schroefkoppen op de MDF-plaat te bedekken, wikkelde de batterij in 2 lagen schuim, plaatste de batterij erin en nog een stuk schuim erop. De batterij inpakken met schuim is zeker niet het beste voor warmte, maar ik verwacht niet dat het een probleem zal zijn. Deze batterijen kunnen max. Roughyl 15A leveren, en ik zal slechts ongeveer 4A tekenen. Om te voorkomen dat het uit de achterkant valt, heb ik nog een stuk schuim toegevoegd en er een 80 mm ventilatorrooster bovenop geplaatst. Ik heb een deel van de ventilatorgrill uitgesneden om een 4S-spanningsmonitor en een schakelaar te plaatsen om zonder problemen een ruw idee van het batterijniveau te krijgen. De schroefgaten in het ventilatorrooster waren naar beneden gebogen en rond de buitenkant van het schuim geduwd, zodat 4 computerventilatorschroeven in PVC konden worden geschroefd waar ik eerder gaten had geboord, en het ventilatorrooster op zijn plaats houden.

Stap 8: Een handvat toevoegen

Het enige wat ik moest doen was een handvat toevoegen, dus ik sneed een ruwe vorm uit een stuk van 1x4 met een decoupeerzaag, schuurde het vervolgens met een roterend gereedschap en boorde een gat in beide uiteinden van de zaklamp en het handvat om monteer deze stevig. Ik heb een laag heldere glanzende acrylverf op het handvat aangebracht om het een beetje bescherming tegen vocht te geven.

Daarmee was mijn tweede 100W LED-zaklamp compleet! Als je de eerste wilt zien, kun je die hier bekijken. Ik vind deze veel beter, omdat het allemaal in één op zichzelf staande eenheid zit, en daarom veel gemakkelijker te gebruiken en te hanteren is dan de vorige.