Små skridt mod lyset

Det går langsomt men sikkert frem…. her er lige en stribe af de seneste fremskridt

En på hovedet. Nu glæder jeg mig til at komme i skoven 🙂

Det er lykkes Martin at skabe en mere robust pal med integreret fjeder. Tak for hjælpen.

Optimering af hall sensor aktivering

Oven på mit sidste indlæg er Snorre blevet varm på hall sensor løsningen til 7’er lygten. Han pusler dog med nogle anderledes principper til at bevæge magneten end det jeg har brugt indtil videre på 4’eren.

Den første ide jeg så fra ham var en fjedrede arm der flytter magneten tættere på hall elementet nå man trykker på knappen. Hans fjederarm har god længde i forhold til den lille vandring, hvilket er rigtigt positivt i forhold til styrken. I princippet virker den på en variation i magnetfeltets styrke, hvilket jeg synes er lidt usikker, da der er både tolerance og hysterese i hall sensoren. Jeg tror at det ville være svært at lave en veldefineret trykknap baseret på dette princip. Jeg mener at det er meget mere sikkert hvis magnetfeltet vendes, så man er sikker på at komme over og under værdierne for høj og lav i hall sensoren. Hvad mener I?
Princip med fjederarm der varierer magnetens afstand til hall elementet.

Det andet princip fra Snorre har igen en god lang fjederarm der kan forskyde magneten siddevers i forhold til hall elementet. Et princip jeg personligt er meget mere begejstret for.
Snorres andet princip med en forskydning af magneten.

Samtidigt med at Snorre har været igang har Martin Ebro sendt mig en lille animation af vippe armen til 4’eren. Den illustrerer ret tydeligt de udfordringer der er med den store vinkel vandring og den relativ korte arm.
Video: 4ER-LED
Martin har derfor optimeret videre på græshoppelåret. Han har bl.a. øget længden af låret og gjort den krum så det følger lygtehuset. Det skulle gerne mindske spændingerne og øge fleksibiliteten.

Udfordringen med græshoppelåret er at anlægspunktet rykker sig og derved gør fjederarmen kortere. Det betyder at stivheden, ud-bøjningen og spændinger øges ekspotentielt i takt med at der trykkes på knappen. Knappen er derfor også meget hård det sidste stykke. En løsning kunne være at tilføje en lille dut på enden af græshoppelåret, der giver et konstant anlægspunkt på lygtehuset.

Der er helt sikkert mange principper og problematikker vi ikke har tænkt på! Det ville være super med noget feedback så vi få evt. udvidet med endnu flere løsningsforslag til både 7’eren og 4’eren.
Det er nu blevet muligt at integrere billeder i kommentarene. Jeg håber det kan være med til at gøre debatten mere visuel og inspirerende.

3D filer (STEP) af 4’eren kan downloades her: 4er-led_asm2011-02-20

Dealextreme lygte på steroider

Hvad skal man dog gøre, når Cree bliver ved med at smide stadigt kraftigere og mere effektive lysdioder på markedet og man selv står med sidste års model “Tougher than the rest”? Der skal selvfølgelig moddes og tunes, ja der skal!

Min daglige lommelygte er en 10-dollars-dims fra Dealextreme udstyret med en XP-G drop-in. På den måde kan man holde de enkelte dele under 80 kr og har samtidig en reserve”pære” hvis noget går galt.

Min består af en

http://www.dealextreme.com/p/ultrafire-wf-501b-philips-luxeon-k2-white-led-flashlight-1-18650-2-cr123a-20334 og en

http://www.dealextreme.com/p/cree-xp-g-r5-5-mode-320-lumen-white-light-led-drop-in-module-26-5mm-29-3mm-18v-max-32954

Den lyser jo i og for sig fint nok, men nu er der jo kommet dennehersens XM-L diode på markedet, der jvf. Cree’s indledende specs. kan trække 3 Ampere. Flittige nørder ude på det store Internet har dog allerede delagtiggjort os andre i, at de sagtens kan trække en 4½-5 Ampere!! Ved 3A, hvilket ca. er 10W, smider den 1000 lumen, så den måtte jeg klart have fingrene i.

Den kom med posten i forgårs og ser sådan ud:

http://www.dealextreme.com/p/xm-lt6-885lm-led-emitter-6000k-white-light-bulb-3-0-3-5v-50599

Nu er de fleste drivere til lommelygter i min størrelse ikke i stand til at smide mere en godt en ampere fra sig, men på Kaidomain fandt jeg, hvad jeg søgte: Gemt under en uforskammet dårlig artikelbeskrivelse, der lød noget i retning af “1100mAh driver” gemte der sig en microprocessorstyret 8 x AMC7135 driver. En AMC7135 er en lille lineær regulator, der smider 350mA. Når man tager 8 af dem i parallel, giver det ca. 2,8A. Det er ikke 100% hvad dioden kan holde til, men der er jo ikke køleribber på sådan en lille lommelygte, så pyt – de 2,8A skulle række til ca. 800 Lumen!

Driveren findes her (http://kaidomain.com/ProductDetails.aspx?ProductId=10995) og ser sådan ud:

På den ene side ses Tiny13A microprocessoren, der giver os 5 modes: High (2,8A), medium (700mA), low (100mA),strobe (10Hz!) og S.O.S. (1 Hz on-off) samt de 4 første AMC7135.

På den anden side finder vi de resterende regulatorer samt nogle små stjerner, der kan loddes til GND alt efter hvilke modes man vil kunne bruge. Default er alle modes tilgængelige. GND er den ydre ring på printet. Modsat buck og boost regulatorer, der i princippet fungerer som små elektroniske transformatorer i og med at Strøm-ind gange Spænding-ind cirka er lig Strøm-ud gange spænding-ud, spiser en lineær regulator al overskydende spænding og tryller det om til varme. Dvs. at strøm-ind er lig strøm-ud. Da spændingen over dioden ca. er 3,3 Volt ved 3A har vi en lille volt for meget på vores fuldt opladte Li-Ion celle, der skal blive til ca. 3 W varme… Heldigvis falder polspændingen på batteriet en smule, når vi trække så meget støm ud af den, så den effektive batterispænding ca. er 3,9 Volt, når det er fuldt opladt og lampen står på max. Ca. 1,5W brænder vi af i varme, så driveren bliver helt klart varm! Denne lygte er ikke til brug i mange minutter ad gangen på High, men kan sikkert køre problemfrit på medium til batteriet er suget tør for strøm uden de mindste problemer.

Til gengæld betyder de lineære regulatorer så, at det er et absolut “no no” at sætte to celler (f.eks. 16340) i serie, for så vil 7135’erne simpelthen eksplodere, hvis man forsøgte at trække 2,8 ampere gennem dem!

Det var så heldigt, at jeg havde fra tidligere havde en defekt drop-in liggende med reflektor und alles, så den blev renset for gamle limrester og den nye diode samt driver blev puttet i:

Sølvpapiret, der er rullet stramt om reflektoren med lidt Arctic Silver rund omkring sørger for bedre termisk kobling til lommelygtens hovede. Det er langt fra optimalt, men helt sikkert bedre end 1 mm luft!

XM-L diodens større dimensioner end XP-G’en, der donerede reflektoren, kan lige være i hullet. Sammenlign med billedet længere oppe på siden, hvor stor selve substratet er, på Cree’s nye monster. Jo jo – forventningerne er allerede høje 🙂

Her er driveren loddet i. Det er ikke let at få tinnet til at flyde pænt ud, når man har en hel messingklods til at suge varmen væk fra loddekolben. Jeg måtte trimme lidt med en hobbykniv for at få fjederen til at gå på.

Første test viser, at specifikationerne næsten holder hvad de lover. Her trækkes der i hvert fald 2,7 ampere fra batteriet, hvilket efter tabellen giver os ca. 780 Lumen!

Samlet pris for projektet:

Donorlygte $9,90

Defekt dropin $0,00

XM-L diode $12,08

Driver $4,70

I alt: $26,68 eller ca. 145 kroner. Lidt snyd, at jeg har brugt en defekt drop-in, men alternativt kan man på Dealextreme for $12,30 købe en komplet XM-L drop-in(med tøsedriver), som man kan skifte driver på. Tag en tur i Stark og se, hvad de vil have for en LED LENSER P7. Det er til at grine ad, og denne hjemme-modificerede tingest her, kommer til at tørre røv med alt, der kan købes for under 1500 kroner herhjemme – SSC P7 lamper inkluderet! Granted – vi har ikke Hokus Fokus som de dyre drenge, men i forhold til Led Lenser’en der er 4 gange så meget blus på denne her, at jeg næppe tror det er nødvendigt…. til en fjerdedel af prisen!

Beamshots herunder. Alle fotos er taget på ISO 100, blænde 2,8 og 5 sek lukkertid:

Først mørket som reference:

Så et billede af El Cheapo Grande til sammenligning. Tidligere på vinteren var den meget imponerende i sneen. Her suger omgivelserne lyset til sig i højere grad:

Og endnu et af El Cheapo Grande samt forfatteren:

Nu den modificerede lommelygte:

Og endnu et med forfatteren, der holder dyret:

Forskellen er jo til at få øje på!!

Til sidst en lille video, der viser de forskellige modes. Med stroben kan man fremkalde epileptiske anfald på flere hundrede meters afstand 🙂

Indkogning af Spaghetti

I mit forrige indlæg, “lys i lygten” var driver elektronikken stadig uden for lygtehuset. Hall sensoren var forbundet med lange ledninger og det lignede mest af alt en stor gryde spaghetti. Det er nu blevet reduceret til en meget elegant løsning hvor hall sensoren sidder med to ben i driver printet og med en lus på tredje ben over til microprocessoren, hvor den glad tapper lidt strøm. Driveren er klistret fast til mellempladen med LED’er og linse.
Hall sensor mounted on driver with LED and lens
Denne under-samling er blevet monteret i lygtehuset. Det virker ganske fint bare man vender magneten i den lille vippekontakt rigtigt.

Der er dog stadig et par udfordringer, bl.a. er den lille vippekontakt ikke helt robust nok endnu. Lygten i videoen er monteret med palen med græshoppelåret. Den har en udmærket følelse, men er lidt for lille og har for lille vandring når man har vanter på. Jeg har slebet lidt af tykkelsen af omkring ledet for at give lidt mere fleksibilitet og udjævne spændingerne, men der skal gøres mere for at styrken er i orden.
Pal med græshoppelår

Lys i lygten

Aluminiumshusene er kommet retur fra anodisering, de ser knald godt ud 🙂 og jeg har fået min nye lodkolbe. Der var nu intet der kunne holde mig tilbage for at komme igang med samlingen. Det var også første gang jeg skulle have fyret op i MaxFlex’en og fundet ud af hvordan hall sensoren skulle forbindes.

Ledninger blev loddet på efter diagrammet i manualen. To løse ledninger udgjorde det for ringetryk og en strømforsyning blev tilsluttet. Der kom lys. Frem med et voltmeter og få målt hvor hall sensoren kunne forsynes fra. Hall sensoren skal have 2,5V spænding, som jeg viste kunne tappes fra micro processoren, spørgsmålet var om det var nødvendigt med en pull-up modstand. Det var det heldigvis ikke hvilket giver mere fleksibilitet til at få monteret hall sensoren direkte på driveren i den rigtige position i forhold til magneten i vippekontakten.

I videoen lidt længere nede på siden kan I se hvordan jeg tænder, slukker og skruer op for lygten, dog kun til 350mA ud af 1300mA så der er meget mere lys i vente. Magneten som hall sensoren reagerer på er placeret i den lille vippekontakt med græshoppelåret. Denne vippekontakt lader også til at virke rimeligt.

Jeg havde desvære ikke den varmeledende lim der skal bruges for at lime driveren fast til mellempladen inden i lygten. Den kommer forhåbentligt snart ind ad døren, så jeg kan få samlet færdig.

Vippekontakt til LED lygte

I går fik jeg en lille pakke fra min ven Martin, som er partner hos Valcon Design. Martin har været så flink at fremstille nogle prototyper af den lille vippepal med bladfjeder i deres 3D printer. Jeg havde lavet tre varianter i håbet om at en af dem ville falde godt ud. Men som det så tit er med første forsøg, var resultatet ikke hvad jeg så optimistisk havde håbet. De var alt for stive og samtidig alt for svage i roden. Det var planen at emnerne sidenhen skulle laserskæres i POM, så det er ikke realistisk at lave bladfjederen endnu tynder, for at øge fleksibiliteten.  Jeg har derfor modificeret den ene ved at klippe bladfjederen af og erstatte denne med en stålfjeder og er godt tilfreds med resultatet. Det er dog ikke en helt så elegant løsning, med to emner, men det er vejen frem. Nu bliver næste skridt at få samlet lygten og prøvet om trykknappen føles rigtig.

De tre pal varianter,  en med et græshoppelår (øverst)  og to med en krum bladfjeder ( i midten). Nederst ses en hvor plast fjeder er klippet af og erstattet af en ståfjeder.

Princip snit af pal og hall sensor løsningen. Bladfjederen skal bruges som returfjeder for betjeningsknappen (palen).

Det snurrer hos ANR i Nr. Asmindrup.

Anders (ANR) er gået i gang med bearbejdningen af de første prototyper og er i skrivende stund formentlig færdig.
Det er helt centralt for successen af openproduct.dk at folk er villige til at bidrage med de kompetencer og ressourcer de nu en gang råder over. Mange tak til Anders for hans bidrag. Se hans side på http://www.anr-cnc.dk/

“4 a.m.” skal det være navnet til 4’eren?

Jeg lå vågen til kl. 4 forleden nat 😉  og tænkte på hvad der ville være et godt navn til 4’er lygten. Snorre, der er hoved drivkraften på 7’eren, havde fra start af kaldt den for “Psykopat”. Et rimeligt navn til en lygte der giver over 2500 lumen. Skulle 4’eren navngives i samme genre eller skulle jeg ikke prøve at finde på noget helt andet? Nej, det skulle være noget helt andet, men hvad? Da var det jeg kom i tanke om denne TEDvideo med Rives og at “4 a.m.” nok ikke var et helt tosset navn til en lygte der gerne skulle være den perfekte ledsager til afsides steder klokken fire om morgen….

Hall sensor løsning på plads… næsten

Efter en længere pause fra bloggen er jeg nu tilbage. Pausen har givet mig tid til at nørde med hall sensor, strømforsyning, multimeter og et mindre udvalg af magneter. Yderligere har jeg fået designet en indbygning der giver en trykknap på toppen af lygten. En placering jeg tror vil fungere godt både når lygten bruges som pandelampe eller er placeret på cykelstyret.

Nu mangler jeg bare at finde ud af hvordan hall sensoren skal forbindes til driveren. Er der nogle der kan hjælpe?

El Cheapo Grande a.k.a. 3K lampen – nu med beamshots!

Som modvægt til alle de fine løsninger, der hidtil har været skitseret, vil jeg i dette indlæg vise, hvor langt man kan komme med lidt kinesergrej, knofedt og kompromiser – den såkaldte 3K lampe 🙂 Pris ca. 35 kr uden batterier.

Kinesergrejet er følgende: En MR 16 pære købt hos Dealextreme til lidt over $6 altså under 35 kr.Den indeholder linse, køleribbe, print med 4 stk 1W dioder og en 350mA single mode driver.

Knofedtet: Driveren inde i MR16 pæren er født med en diodebro til ensretning. Den behøver vi ikke, da vi skal køre på batterier og selv mener vi godt kan kende forskel på plus og minus. (Advarsel for økonomer: Rød betyder IKKE minus ude i den virkelige verden!!!) Inden man lodder dioderne af, skal man finde ud af, hvor plus og minus er på den anden side af broen. Multimeter er et must her.

Kompromiser: Denne lampe er kun til dem, der er klar til at skære en hel del hjørner for at få lys over land. For det første er sådan en kineserpære beregnet til indendørs brug. Dvs. den ikke er vandtæt, den er heller ikke specielt solid og kan godt gå i stykker, hvis den bliver banket ind i noget hårdt eller tabt på asfalten. Til den pris kunne man selvfølgelig også bare lime skidtet sammen. Det med vandtætningen kan sandsynligvis klares med noget klarlak. Som alm cykellygte til nogenlunde fornuftigt vejr kommer den til at udradere 95% af de andre cykellygter derude i bytrafikken. og prøv lige at se, hvor meget 4W LED lygte, du får nede hos cykelmanden for 50 kr…..

Strømforsyningen klares af et batteri med mindst 12V, da driveren er en buck-type. I dette tilfælde har vi limet 4 headset Lipo celler (Thank you GN Resound) sammen med superlim, loddet skidtet i serie og udstyret pakken med et balancerstik) Så bliver den perfekt opladet hver gang med min nye iMax S6 lader. Hele batteripakken med stik, krokodillenæb osv vejer sølle 46 gram og giver godt 90 minutters runtime. Indbygget beskyttelseskredsløb i de små GN celler stopper selv festen ved 3.0V pr celle, så man ikke ødelægger noget – smart! Det burde være nok til de fleste formål.

Og hvordan ser det så ud i mørke, kan man spørge sig selv. Fotografier er svære at få til at ligne virkeligheden ved mørke fordi vores øje i så høj grad skifter lysfølsomhed, når der ikke er ret meget lys. Jeg har taget to billeder ude i baghaven. Denne gang ved samme blænde(f=2.8), ISO100 og lukketid (5 sek). Kun hvidbalancen kan jeg ikke kontrollere. Resultatet på nært hold er overraskende godt:

Når man lyser op i træerne betyder den relativt store spredning i forhold til mere dedikerede pandelamper/flashlights at intensiteten falder en del. Omvendt kunne det betyde, at en lampe med denne spredning kunne være god til at få overblik under f.eks. natorientering, hvor man ikke ville rende ind(e) i tunnelsyn….

Beklager genskinnet fra min tagrende øverst til venstre…..