Лампа поломалась

Собственно, жил-был у меня настольный светильник, купленный ещё при Союзе…

Вру, конечно — всего-лишь, лет так 13 назад. Точно такой, как на картинке.

Кстати, из импортного в нём — только сама люминесцентная колба, вся элементная база наша. Служил он мне верой и правдой все эти тринадцать лет, но в последнее время что-то захворал. Нет он не потух! Он светил из последних сил (не ярко уже совсем), но старость дала о себе знать. Его постаревший пластиковый корпус не выдержал и сказал «— Ой, всё. Я устал, я мухожук».

Но, у нас же есть руки, есть 3Д принтер, есть радиодетальки всякие-разные, паяльник и есть большая пачка мощных (1Вт) светодиодов-бусин.

Наливаем чего-нибудь, и вперёд, сочинять себе замену дедушке-светильнику.

Будет некоторое количество картинок и технических деталей, но не очень подробно. Постараюсь сильно не занудствовать.

Предвосхищая вопросы «нахрен это было надо?»... Лампа сломалась. От неё осталась офигительная гнущаяся нога — не выбрасывать же. Ну и плюсом: (а) люблю тёплый свет, (б) хочу долговечную лампу с хорошим охлаждением светодиодов, (в) есть куча светодиодов и свободного времени. Также есть пара идей и потребность исследовать новый МК.

Итак, первое, что надо светодиодам, это питание и охлаждение. Поэтому, возвращаемся на месячишко назад от описываемых событий и покупаем у узкоглазых наших друзей алюминиевую палку длиной 150 мм (я взял 300 мм, половину отпилил, остальное пригодится) и блок питания (я взял на 24 вольта и полампера, для моих целей — самое оно).

Итак, детали приехали, можно начинать. Рисуем схему драйвера. Простота, это не наш метод. Поэтому просто драйвером и механическим выключателем мы не ограничимся, а смастерим что-то поинтереснее: например, лампочка у нас будет с сенсорным управлением и плавным включением/выключением. Посему, на плате драйвера размещаем также DC-DC преобразователь 24В->5В для питания сенсора (он же, по совместительству у нас будет обеспечивать плавное включение/выключение при помощи ШИМа). Драйвер считаем на 6 диодов по 1 Ватту. Количество и мощность светодиодов выбраны исходя из выходного напряжения блока питания, а также размеров купленной алюминиевой палки.

Дело за платой сенсора. В своё время мне очень понравилась технология изготовления сенсоров «Qmatrix» от компании Quantum. Её потом купила компания Atmel, которую недавно, в свою очередь, прикупила компания Microchip.

Фишка технологии, в двух словах, заключается в том, что измеряется количество электрического заряда, переносимого между двумя дорожками сенсора при изменении на них разности потенциалов (на такой, очень маленький конденсатор порядка единиц или десятков фемтофарад). Причём, перенос заряда осуществляется через всю толщину платы. А если плата обратной стороной плотно прилеплена, скажем, к пластиковому корпусу, то и через всю толщину корпуса. При касании пальцем, часть заряда уходит в тело, количество перенесённого заряда сильно падает. Реально сильно, у меня получается процентов 30%.

Сенсоры получаются просто охренительные: они не боятся почти ничего, работают очень стабильно, чуют палец даже через пару миллиметров (а то и больше) пластика.

Для изготовления сенсора даже не обязательно покупать специализированные микросхемы и/или использовать толстые библиотеки от Atmel’а. Один отдельный сенсор вполне реализуется почти на любом микроконтроллере и укладывается примерно в 2К кода, с алгоритмами начальной калибровки и адаптивного изменения параметров при изменениях характеристик внешней среды (ну, это уже так, на всякий случай).

Мне, как раз, приехали новые МК Atmel1616, которые я и решил испробовать в этом устройстве. Поскольку опыт работы вообще с этой микросхемой был первый, я решил не использовать готовую библиотеку Q-touch, а решил сделать по-старинке — реализовать всё сам, тем более, что решение уже отработано.

Идею схемы очень давно подсмотрел где-то в Сети, адаптировал её под свои нужды.

Следующим этапом, как обычно, ведём платы. С платой драйвера всё просто, за исключением того, что очень хотелось её сделать как можно компактнее. Разводим две стороны:

Плату сенсора, наоборот, надо разводить на одном слое, ибо обратной стороной плата будет прилеплена (на клей-герметик) к стенке светильника. Дизайн сенсора был добросовестно стырен из документации Quantum. И, несмотря на то, что такая геометрия впоследствии была признана неудачной, мы используем именно такую геометрию сенсора, нам профиг — оно работает на отличненько.

Сенсор спаян, исследуем-программируем микроконтроллер.

После некоторого количества увлекательнейшего секиса, сенсор заработал. Ну, собственно, кто бы сомневался.

В общем, платы готовы — можно приступать к механической части, а именно разработке корпуса лампы. Первое, прикидываем взаимную компоновку модулей устройства. Естественно, хочется некоторым образом минимизировать занимаемый объём.

Штыри на плату драйвера в результате решил не паять, сразу впаять провода — слишком все эти штыри здоровые.

Всё получилось более или менее компактно, продолжаем возиться с корпусом. Идея простая: коробка с электроникой, к которой приклеен (да, прямо на эпоксидку) отражатель. На отражателе, в свою очередь, сверху валяется радиатор с прилепленными на него диодами.

Идея фикс: отражатель сделать не просто абы как, а попробовать несколько сфокусировать световой поток, чтобы уменьшить засветку по сторонам. Напрягаем извилины, вспоминаем формулы… В общем, проектируем отражатель в форме параболы (в одной из плоскостей), в фокусе которой будут располагаться светодиоды.

Пляшем от размера палки-радиатора, остальное — по принципу 2П4С (пол-потолок-четыре-стены). Ну, в качестве ориентира ещё учитываем желаемый угол рассеивания светового потока.

Печатаем, склеиваем. Радиатор дырявим, нарезаем резьбу. Валяться-то радиатор будет сверху, но лучше, если всё же как-то конструкцию укрепить. Винты М2.5 — самое оно.

Можно собирать устройство в корпусе.

Закрываем крышкой. Крышку я просто приклеил на обычный контактный клей, а-ля «Момент». При желании можно спокойно оторвать (Р — ремонтопригодность, ага). Клеится.

На самом деле, немножко раньше я собрал конструкцию из пластика, приклеил диоды (предварительно выпрямив выводы, чтобы они не касались радиатора). Можно использовать теплопроводный клей из ЧД «Радиал», норм. Я использую кремнийорганический клей герметик Эласил (к нему у меня есть халявный доступ) — оно, походу, практически одно и тоже. Конструкция вполне работоспособна, диоды держатся нормально. Если руками не отдирать, не отлетают. Тепловой контакт более чем достаточен для 1-ваттных светодиодов… Да, и для 3-ваттных — тоже.

Диоды приклеены, спаяны в цепочку, провода проложены, подключены… Отражатель из зеркального скотча наклеен. Ну, чтобы рефлектор был рефлектором, а не тут вам.

Идея сфокусировать световой поток…. несколько сфокусировать… ну, скажем так, получилась. Правда, чуть позже я оторвал зеркальный скотч и приклеил простой алюминиевый скотч — световой пучок стал чуть более рассеянный, понравилось больше.

В общем, светильником я доволен: ярко-хорошо, свет тёплый (не нравится мне синий свет, хоть убейте), светит на стол, а не в глаза.

Всё использованное в процессе разработки программное обеспечение является свободно распространяемым. Для разработки принципиальных схем я использую GEDA gschem, для разработки печатных плат — PCB&RND, для трёхмерного моделирования — OpenSCAD, для расчётов и математического моделирования — wxMaxima, подготовка к трёхмерной печати — Slic3r, компилятор — g++, в качестве среды разработки использую CodeLite. Для подготовки документации (а также этой темы) я использую LibreOffice и GIMP.

Ну и, собственно, процесс плавного включения/выключения.


Я кончил. Спасибо за внимание.

P.S. Радиатор греется до, максимум, 60°C при температуре в комнате в 25°C. Греется ШИМка в китайском БП, не смотря на то, что он нагружен всего на 50% + немного. Посмотрим, на насколько его хватит.

Это сообщение отредактировал ipv4 - 30.01.2021 - 13:03

Опыт интересный конечно, но зачем так заворачиваться? Я взял готовые линейки с али и блок питания. и все.
У меня одного не показывает?

Это сообщение отредактировал barsuk11 - 30.01.2021 - 13:05

Был у меня такой же, купленный примерно в это же время, сломался, тоже очень нравился, но я не обладаю такими знаниями как ТС и просто выбросил.

По роду работы работаю много со светодиодами. Глаза сильно устают. Так что в светильнике на столе стоит галогенка на 12 вольт и хороший БП без пульсаций.

Это сообщение отредактировал РыжаяПсаки - 30.01.2021 - 13:06

Так автора от процесса прёт))

Размещено через приложение ЯПлакалъ

диоды на какой клей клеил или на термопасту?

Дядь, ты молодец. Завидую таким людям, которве своими руками пользоваться умеют!

Конечно руки правильные, и откуда надо растут, НО, был ли смысл? Стоит ли данный труд 1000 руб, за новую. уже готовую от тех же авторов, что и данная новая начинка?
https://goodstoria.ru/catalog/svetilnik_sve...717210488300006


Сколько ушло на детали, для интереса?

Это сообщение отредактировал СКОРПИОН71 - 30.01.2021 - 13:12

И радиатор будет греться..рукой за него не возьмешься)))

Диоды клеить- от температуры отвалятся. Только физический прижим и термопаста.

Написал же выше: кремнийорганика, Эласил 137-83. ))

Вот так сойдет. Лень было пазы для гаек рисовать и винт укорачивать...

Размещено через приложение ЯПлакалъ