Kokemuksia kodin ledivalaistuksesta?

Tuo on kyllä aika härski. Tuollaisethan menis auton ajovaloina kevyesti.

 

Lopettakaa ajoissa kyseisen "fillarivalaisimen" kehuminen, ettei teidän tarvitse alkaa editoida kehujanne pois kun totuus selviää. Totuus on spoiler-nappulan takana. Eikä totuus ole kivaa luettavaa.

Spoiler

1 VÄÄRIN) Aerodynaamisesti susi. Ainoastaan puolikupu, kovera puoli ajosuuntaan, on ilmanvastuksen kannalta tuotakin huonompi keksintö, ellen väärin muista. Universumin toiseksi surkein muotoilu on otettu käyttöön. Asia ei ehkä haittaa jos ajetaan metsässä kävelyvauhtia tai rullataan alamäessä, mutta tieliikenteessä reisivoimalla ei kukaan haluaisi tuollaista ilmanvastusta riesakseen. Tulee hiki otsaan kun pelkästään katselee tuota laitetta.

1 OIKEIN) Minä rakennan paraikaa fillarivalaisinta (osat on jo hankittu, kotelon valu kesken), joka oikeastaan parantaa fillarin ilmanvastuskerrointa, ei huononna sitä. Ja mikäli se huonontaa, pisaran tyylinen muotoiluni on silti vähiten haitallinen vaihtoehto mitä ihmiskunta nykyteknologian tasollaan tietää.



2 VÄÄRIN) Huonompaa paikkaa jäähdytysprofiilille ei ole olemassa, kuin tuollainen litteän lätyskän takapuoli. Siellä ilma ei vaihdu kunnolla, se lättänä muodostaa eteensä ja hieman sivulleen eräänlaisen ilmapadon, eli kynttilän liekki pysyisi lepattamattomana siinä missä jäähdytysprofiili on. Profiiliin hukkuu liikaa massaa jäähdytystehoon suhteutettuna. Liian painava ja tehoton möykky alumiinia on hän.

2 OIKEIN) Minun jäähdytyselementtini sijaitsee parhaassa mahdollisesa paikassa raitista ilmaa saamassa. Olen huomioinut senkin, ettei auringon kuumuus turhaan kuumenna jäähyprofiilia. Amatöörien valosuunnittelussahan käy yleensä niin, että kesähelteellä jäähyprofiili, etenkin musta, kuumenee auringonvalossa niin kuumaksi, että ledit tuhoutuvat viimeistään sitten kun valon sytyttää. Vain pilkkopimeällä tai pilvisellä kelillä saa sellaista valoa pitää päällä, kovin rajoittunut suunnittelutapa moinen.



3 VÄÄRIN) 50 Wh NiMH-akusto painaa kuin synti (arviolta 350 grammaa pelkät kennot), mutta tämä ongelma onneksi korjaantuu jos siirtyy litium-ioni-akkuihin, eli päivittää akut tämän päivän tekniikkaan. Onpahan niin raskas ja kookas akusto tuollainen 16 AA-kennon(?) arsenaali, että harva sellaista jaksaa raahata mukanaan. 24 watin lediteho syö akut noin 2 tunnissa tyhjäksi ideaalihakkurilla, käytännössä 1:40' paloaikaa lienee 80% hyötysuhteen hakkurilla.

3 OIKEIN) Mitoitin tarvitsevani päivittäiselle lenkilleni 35,5 Wh akuston, 190 grammaa se painaa, 4 kpl 3,7 V 2400 mAh Litium-Ioni-kennoja integroiduin suojapiirein. Polttoaikaa saan suunnilleen 1:40' minäkin käytännössä, täydellä leditehollani (noin 17 wattia) ja kirkkautta alentamalla saapi useita lisätunteja.



4 VÄÄRIN) Valokuvio on täysin käyttökelvoton tieliikennekäyttöön. Sumussakin ajaja sokaistuu oman valaisimen synnyttämään valomuuriin. Ei siis ole minkäänlaista optista suunnittelua tehty, mutta ehkä ei ollut tarkoituskaan. Sumuttomalla kelillä metsässä yksin yöllä körötellen ei vastaantulijoita liene häikäisystä kärsimässä. 1680 lumenia samaan pisteeseen ammuttuna on täysin järjetön häikäisijä. Etenkin kun kyseisissä minioptiikoissa on runsasta hajavaloa kirkkaan keskitäplän ympärillä, se hajavalokin häikäisee vastaantulijat. Ja mikäli ei aiota/voida käyttää 1680 lumenin täyttä valomäärää yhteen pisteeseen ammuttuna, miksi sitten tällainen valaisin on ylipäänsä suunniteltu?

4 OIKEIN) Valaisimeni kelpaa tieliikenteeseen. Valoa ei päästetä yli horisontin niissä valaisimeni moodeissa, joita tieliikenneajossa käytetään. Himmeää huomiovaloa annetaan sirota moneenkin suuntaan, jotta valaisin "näkyisi" ja kolaririski pienenisi. Optiikkani ei sinänsä sirottele hajavaloa ympärilleen, hajavalo sirotellaan erillisellä muulla optiikalla, jonka "sallitaan näkyä viholliselle". Pääoptiikkaa ei kukaan näe, ennen kuin vihollinen joutuu itse valokeilaan, valon lähettäjä ei siis paljastu. Tieliikenteessä valon lähettäjän täytyy näkyä, siksi erillinen huomiovalaistus on käytössä. Militaarimoodissa liikun täyspimeänä, minua ei siis nähdä, vain valaistunut maisema vihjaa, että joku outo humanoidi siellä viilettää. Mummot soitelkoon ufohavainnoista poliisille kun mitään ääntä ei kuulu ja outo valoilmiö etenee maastossa eikä "valaisinta" näy missään.



5 VÄÄRIN) Valaisin on epäergonominen ja vaikeakäyttöinen. Varkaille alttiina jos kapineet jätetään fillariin. Kelvoton kotivalaisimena jäähyprofiilin riittämättömyyden takia. Prototyyppi, joka vaatii vielä huomattavaa kehittelyä.

5 OIKEIN) Valaisimeni irtoaa fillarista puolessa sekunnissa ja sujahtaa taskuuni kaupassa käynnin ajaksi. Lamppuosa ja akusto ovat SAMASSA KOTELOSSA, vesitiiviissä luonnollisesti. En jätä varkaiden pöllittäväksi. Koska ledit ovat pirun kalliita vielä nykyään, käytän fillarivalaisinta myös kotivalaisimena, sähköverkkoon liitettynä. Tällöin "telakointiaseman" äänetön tuuletin viilentää ledejä riittävästi. Eli ajoviimaviilenteisen fillarivalaisimen kotikäyttökin kyllä onnistuu moitteettomasti, kunhan se on alunperin suunniteltu ja rakennettu onnistuvaksi. Samalla akutkin latautuvat, eli huomisella lenkilläni nappaan lampun irti telakointiasemasta ja naksautan kiinni fillariin. En tarvitse kämppävaloa ulkona polkiessani, enkä tarvitse fillarivaloa kämpässä tepastellessani, sama yksi valaisin riittää molempiin tilanteisiin. 17 watin lediteho on liiankin kirkas kotona, joten himmennettyjä moodeja kannattaa sisällä käyttää.



6 VÄÄRIN) 8 teholediä + 8 optiikkaa ja röykkiö akkuja ja muut vaaditut tilpehöörit maksavat rahaa. Liian paljon rahaa, etten sanoisi. Menee pröystäilyn puolelle, etenkin kun ottaa huomioon kyseisellä rahalla saatavan "valaisimen" huonot puolet, joista olen yllä luennoinut. Huono hinnan ja laadun ja ergonomian suhde.

6 OIKEIN) Valaisimeni on hiilikuituvalaisimeksi "halpa" ja yllättävän monikäyttöinen. Akut + laturit + ledit + osto-optiikat + muu elektroninen sälä maksoi yhteensä noin 70 euroa. Hiilikuidut ja epoksit ja muu vastaava vielä siihen päälle. Kenties 100 euroa koko urakka rahaa söi kun lopuksi kaikki kulut lasketaan yhteen. Lisää rahaa palaa tulevaisuuden laajennuksiin. Tottakai ostelen ajan kuluessa entistä paremmat ledit vanhojen tilalle, entistä useampia ledejä. Akkujakin ehkä tarvitaan muutama kenno lisää, jos kilpavarustelupeikko puraisee ja aletaan puhua 3000-5000 lumenista. Mutta toistaiseksi saa kelvata tämä akkuineen päivineen alle 250 gramman painoinen fillarivalaisin, täksi talveksi ainakin.

 

Ok, ei tuo varmaan muotoilultaan ole maailman hienoin tai kätevin, mutta näkeepä hyvin sen mihin nämä ledit pystyy. Maastossa varmasti mukava kapine, ei paljoa pimeästä tiedä. Maantiellä tietty ei voisi käyttää. Olisi kiva nähdä pitkillä valoilla vastaan ajavan autoilijan ilmeen ku löis polkupyörän valon päälle. Itse olisin ehkäpä halunnut tuohon sellaisen ominaisuuden, että sais napista tiputtaa puolet ledeistä pois... virransäästömoodi.

Kuvalliset projektit lämmittävät aina ja toivonkin, että laitat omasta projektista kuvia tänne sitten kun valmistuu.

Onkos ollut puhetta siitä mitkä on hinta/laatusuhteelta parhaita teholedejä? Itse tilasin muutaman tuollaisen http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.2026 tiedä sitten onko mistään kotoisin..?

 

Jahka valaisimeni joskus ensi (vuosisadan) viikolla valmistuu, otan kuvia siitä sekä myös valaisukuvia maastosta. Tee-itse-projekti lamppuni ei ole, kuvissa en aio paljastaa miten valaisin on tehty, sen verran mullistava optiikka siinä on. Valokuvion kyllä näytän, että muut saavat itkeä tauotta 66 tuntia putkeen ja muuttua lopuksi vihreiksi kateudesta. On mukava ajaa tiellä kirkkain "lähivaloin", häikäisemättä muita.

Metsä on kätevä kuvauspaikka syksyllä, lehdettömät puut kertovat miten kauas valo valaisee, ja puiden rungoista näkee myös sen, siroaako horisontin yläpuolelle hajavaloa. Heittomatkan eli etäisyyden näkee hyvin (pimeillä) silloilla, joissa on lyhtypylväitä tai kaiteita tai muita tasavälisiä etäisyysindikaattoreita. Munkkiniemen suunnalla on kelluvia merisiltoja, vaakasuoria, niiltä saa hyviä etäisyyskuvia. Yksi silloista on yöllä valoton eli täysin pimeä. Siltaa käyttävät öisin vain perverssit sekä fillarivalojen testailijat. Keilaniemen rantaa kiertää pitkiä suoria kevyen liikenteen väyliä, joista myös saa valonpituustestikuvia, mutta kyseisellä alueella on katulamppuja ja maisemavalaistusta, joten vain järeät fillarivalot erottuvat muun valon ylitse.



"Eniten ledivaloa eurolla", tämä on hirveä pulma itse kullekin valonikkaroijalle. Parasta lediä ei voi määritellä. Ainakaan suuntaavaa kohdevaloa rakennettaessa. Valoa suuntaamaton kotivalaisin on helpompi juttu, se ei tarvitse mitään varsinaista optiikkaa ledien perään, paljaan ledin valo on kauniin tasainen kaikkiin suuntiin.

Kohdevalon rakennus on hankalampi juttu:

1) Vähiten käsityötä tulee kun ostaa yhden älyttömän kirkkaan ledin, tarvitaan vain yksi optiikka tai heijastin ja yksi jäähdytysjärjestelmä ja yksi teholähde. Ledi maksaa älyttömästi, mutta kaikkia ostoksia on vain se yksi kappale. Esim. tämä 1120 lumenin 50 euron ledi on kauniisti valaiseva ja pirun kuuma örkki ja se kaipaa ikävästi kalliin oman ohjurisirun lämpötilakontrolleineen:
http://www.led1.de/shop/index.php?cName=osram-power-leds-2-osram-ostar-c-191_196

2) Keskityöläs urakka on tuottaa sama 1120 lumenia noin viidellä 3...4 watin ledillä, 210...242 lumenia per ledi. Tällaiset ledit maksavat 5...9 euroa kappale. Merkittäviä säästöjä ei ledien suhteen tule. Ohjauselektroniikka sekin maksaa paljon, jos täytyy ostaa 5 erillistä ohjuria. 1 ohjuri, johon saa 5 lediä kiinni, tulee yhtä kalliiksi, noin 20 euroa. Tarvitaan lisäksi 5 kpl optiikoita tms. valonsuuntaimia ja suojalinssejä. Alkaa kadota liikaa rahaa muuhun pakolliseen sälään kuin itse ledeihin. Valaisimen taloudellinen hyötysuhde huononee ledimäärän kasvaessa, vaikka terminen hyötysuhde paraneekin, eli vähemmällä sähkönkulutuksella saa aikaan enemmän valoa ja vähemmän hukkalämpöä.

3) Valtava urakka on tuottaa sama 1120 lumenia 1 watin ledeillä. Niitä tarvitaan noin 10 kpl, samoin optiikota 10 kpl. Ja tietysti ohjurisirujakin pitää olla 10 halpaa tai pari kallista. Käsityön määrä alkaa olla absurdi. Reikien porailua ja juotoksia on liikaa laiskalle rakentajalle. Toisaalta nyt saadaan eniten valoa sähköwattia kohti, pitkässä juoksussa tämä valaisin on edullisin; sähkölaskultaan.

4) Järjenvastainen urakka olisi tuottaa sama 1120 lumenia tavallisilla kirkkailla ledeillä. Ledejä tarvittaisiin suunnilleen 100-200 kpl, plus kymmenen pulloa kossua ja hermopillereitä purkillinen. Jos saa piirilevyn valmiina, homma ehkä vielä menettelee, mutta useiden satojen reikien itse poraaminen ja juottaminen ei kannata. Kannattaa ennemmin ostaa valmiita kiinalaisia moniledisiä fillari/taskulamppuja ja tehdä niistä isompi kokonaisuus. Ikävä kyllä valon väri noissa moniledilampuissa on ruman kirjava ja sinertävä.



Minun valaisimeni edustaa vaihtoehtoa 2), mutta koska ledit on kytketty monimutkaisesti Y-haaraisesti rinnan+sarjaan, valmista kelpaavaa ohjurisirua ei ole olemassa, siispä käytänkin kahta LM317-regulaattoria, ylläri ylläri. Regut maksavat nolla euroa (tai pari euroa jos joutuu kaupasta niitä ostamaan). Valon kirkkaus pysyy vakiona akkujännitteen vaihdellessa. Halvimmat hakkurisirut EIVÄT ylläpidä vakiota valonkirkkautta akkujännitteen muuttuessa. Haittapuolena lineaarireguloinnissa on 70% hyötysuhde, mutta se ei haittaa minua. 10% hyötysuhdeparannus hakkuriin vaihtamalla antaisi polttoaikaa lisää noin 10 minuuttia, jota en tarvitse, jo nytkin akut kestävät 10 minuuttia liian pitkään. Ja mikä tärkeintä, saan potikalla säädettävän valonkirkkauden.

 

Nyt kun on menty pahasti OT:n puolelle, niin kysytään nyt vielä, että onko noiden kennojen suojapiireille tarvetta? Mitenkä tuollaista kennopatteria ladataan mikä tässä kuvassa.

http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.6979

Edit. Tais kuvassa olla läppärin akkukotelo johon vaihdettu kennot, eli lataus tod.näk. läppärin laturilla...

 

Kodin ledvalaistus linkki

 

Jokaista litium-ioni-kennoa täytyy ladata henkilökohtaisesti. Jos lataa kennoja sarjassa, tarvitaan erittäin älykäs laturi, joka tunnistaa yksittäiset kennot (kaapelitutkametodillako?) ja huomaa jos joku kenno oirehtii sairaalloisesti ja lataus lopetetaan kesken.

Irtomyynnistä ostettuja kennoja ei saa ladata sarjassa, koska kennot eivät ole identtisiä. Tietokoneiden ja porakoneiden mukana myytävät akkuklöntit eli kennosarjat on valittu samasta tuotantoerästä, silloin kennot käyttäytyvät riittävän identtisesti. Irtokappaleina hankitut kennot ovat tasan varmasti eri tuotantoeristä ja jopa eri merkkisiä.

Myös purku täytyy tehdä henkilökohtaisesti, tai lopettaa akkusarjan purku siihen kun yksikin akku saavuttaa alimman sallitun jännitteensä.

Litium-polymeeri-akut ja muutkin akkutypit ovat latauksen ja purun suhteen turvallisempia, eli jos rikkoo sääntöjä niin kukaan ei kuole, akku korkeintaan menettää ominaisuuksiaan.

Mutta jos litium-ioni-akkua purkaa liian syvään (alemmaksi kuin 2,70...2,75 volttia), se synnyttää peruuttamattomia oikosulkuja kennon sisälle ja kenno räjähtää. Ellei räjähdä heti niin viimeistään latauksen aikana. Samoin ylijännitteeseen (yli 4,20 volttiin) lataus räjäyttää kennon. Räjähdys tuottaa polttavan lieskan, joka polttaa kaiken tieltään. Samoin jos kenno kolahtaa kovaa lattiaan tai siihen iskee metallipiikin, seuraa voimakas lieska ja räjähdys. Litium ei myöskään tykkää veteen upottamisesta. Näiden akkujen käsittely ei todellakaan sovi huolettomille amatööreille.

Suojatuissa kennoissa on valvontapiiri (kolikon kokoinen erillinen kiekko piilossa kennon toisessa päässä), joka katkaiee virran etenemisen kun jännite alittaa tai ylittää sallitut rajat. Samoin liian suuri virta aiheuttaa kennon nukkumaan menon. Se, palautuuko kenno tilttaamisestaan enää henkiin, riippuu logiikkapiiristä. Suojaus saattaa polttaa sulakkeen pysyvästi, jonka jälkeen suojapiirilevy on vaihdettava uuteen. Onneksi niitä saa ostaa erillisinä tai voi ottaa jostain vanhasta akusta toimivan suojapiirin. Mutta eipä paljon kannata, uusi suojattu akku maksaa vain 5...6 euroa. Parempi suojapiirityyppi on sellainen, että akku menee suuriohmiseen tilaan, ja se voidaan "resetoida" takaisin toimintakuntoon tavalla tai toisella. Esim. lataamalla akkua eikoislaturilla (tavallinen laturi ei auta), kunnes alijännitetila on poistunut ja akku herää normaliin moodiinsa ja vasta sitten voi alkaa ladata normaalilla laturilla.

Jotkut laturit lataavat liian suureen jännitteeseen, siksi on parempi, että kennoissa itsessään on juuri sitä kennotyyppiä varten optimoitu suojapiiri. Terve laadukas akkukenno kyllä kestää lievän ylilatauksen, mutta lievästikin vioittunut akku räjähtää ylilatauksessa pitkin seiniä.

Jos harrastaa turvallisuutta, kannattaa rakentaa taskulamppunsa/fillarilamppunsa niin, että nukkumaan mennyt kenno (ikääntynyt tai vikaantunut) voidaan lennossa irrottaa systeemistä pois kytkimellä ja voidaan jatkaa muiden (terveiden) akkujen normaalia käyttöä. Kun ollaan päästy kotiin, vikaantunut kenno vaihdetaan terveeseen.

Litium-ioniakku ikääntyy vaikkei sitä käyttäisi. Akut on pakko uusia x vuoden välein, käytti niitä tai ei. Ellei akkua käytä, ne kannattaa varastoida hieman vajaassa latauksessa, oliko se nyt 70% varaustasossa, silloin akku heikkenee vähiten seisoessaan. Jos akkua seisottaa pitkään tyhjähkönä, se hajoaa. Liian täytenä seisotuskaan ei ole hyväksi. Täyteen lataus nimittäin lyhentää akun elinikää. Eliniän saa tuplaantumaan jos aina välttää täyteen lataamista, eli lataa akkuun enintään 90% kapasiteetin.

"Ylläpitolatausta" ei tarvita, eikä saa harrastaa. Siinä missä vanhempia akkutekniikoita edustavia kennoja täytyy ajoittain täydennysladata itsepurkautumisen kompensoimiseksi (kerran kuussa lyijyakkuja, 2 viikon välein NiMH-akkuja jne.), sama ei päde litium-ioneihin. Annetaan akun olla rauhassa ja ladataan niitä vasta sitten kun akun kapasiteettia on oikeasti käytetty pois kennosta. Sama kuin maidon juonti lasista: ei saa kaataa lisää maitoa täyteen lasiin ennen kuin maitoa on juotu lasista pois. Litium-ioni-akuista "maito ei haihdu itsekseen pois", kuten se haihtuu muista kennotyypeistä.

Latauksesta vielä se, että varsinaista superpikalatausta ei voi litium-ioni-kennolle tehdä. Akun saaminen täyteen kestää lähes yhtä kauan (pari-kolme tuntia), vaikka latauksen suurinta virtaa kasvattaisi tai vähentäisi. 1C-virta on suurin suositeltava, siis 2400 mA virta 2400 mAh kennolle. Minä lataan 2400 mAh kennoja 1000 mA virralla, ja suunnilleen saman ajan täyteen lataus kestää kuin isommallakin virralla. Isolla virralla riski ylikuumenemiseen ja räjähdykseen kasvaa, ja koska ajallista etuakaan ei huomattavasti saavuteta, pienempi latausvirta riittäköön.

Latausta pitää valvoa, eli pysyä kotosalla kun kotona ladataan akkuja. Jos omistaa painetiiviin takan/kiukaan tai palamattoman betonibunkkerin, sinne voi jättää akut latautumaan yksinään, mahdollinen räjähdys ei silloin polta koko taloa, vain laturit ja akut tuhoutuvat.

Nämä vaaratilanteet siis koskevat ainoastaan litium-ioni-kennoja.

 

Kohdevalon rakentaminen tästä LED:stä on tosiaankin haastavaa. Vai minkälaisen optiikan laittaisit siihen, että valokeila edes etäisesti muistuttaisi kohdevaloa? Ei väliä, saako niitä valmiina kaupasta, vai ei. Ihan akateemisesta mielenkiinnosta... Sen sijaan 2) vaihtoehdolle on helpompi löytää kohdevalo-optiikka. Tässäkään vaihtoehdossa ei ohjaimia tarvita useita, jos se yksi vain suunnitellaan järkevästi.

 

Sikakuumat ledit sulattavat muovioptiikat (kollimaattorit ja metalloidut muoviheijastimet) pilalle, joten suosittelen kohdevalokäytössä pelkkää asfääristä linssiä, tai ylipäänsä jotain vastaavaa pulleaa voimakkaasti suurentavaa linssiä. Ei siis käytetä mitään heijastinta ollenkaan, asetetaan pelkkä pullea linssi ledin eteen. Joku 50 mm halkaisijainen ja ainakin tuuman paksu, jonka takapinta (ledin lähelle) on sileä ja ulkopinta pullea. Linssin etäisyys lediin vaikuttaa valokuvion kokoon, tietyissä rajoissa, mutta varsinaisesti valokuvion peruskoko määräytyy linssin suunniteltujen optisten arvojen perusteella, niitä ei voi itse muuttaa. 5-15 eurolla saa tuollaisen linssin, pienempiä saa parillakin eurolla, mutta järeä ledi kaipaa isompaa ja parempaa optiikkaa. Mitä kirkkaampi valo, sitä paremmin linssin optiset virheet paljastuvat kun kontrastikkuus kasvaa. Wattiselle ledille kelpaa muovinen 0,10 euron linssikin, mutta 10-100 watin ledi tarvitsee lasisen ja paremman optiikan.

Se pitää huomioida, että koska noissa järeimmissä ledeissä on useita pikkuledisiruja vierekkäin samassa kotelossa, se moniledisyys näkyy valokuviossa jos tarkentaa täsmälleen lediin. Linssi toimii kuin diaprojektori ja ledi on kuin dia, jokainen ledin yksityiskohta näkyy seinällä. Ei ole kiva katsella neljää...kuutta oudon vinosti asennettua valotäplää seinällä. Jopa lediin hitsatut ohuet johtimet näkyvät hyvällä linsillä. Halvimmat linssit ovat huonosti valettuja, niissä on värivirheitä eli kromaattista aberraatiota ja valorinkuloita ja laikkuisuutta. Sitä saa mistä maksaa.

Siispä kotikäytössä suosittelen maitolasista linssiä tai happomatattua/hiekkapuhallettua linssiä, se sumentaa ledin yksityiskohdat piiloon ja hajottaa valon kauniimmaksi, ei tule niin jyrkkiä varjoja kuin täyskirkkaalla linssillä. Ja mitä isompi linssi, sitä pehmeämmät varjot, siksi se 50 mm nyt vähintään pitäisi linssin kooksi saada. 66 mm linssejäkin taitaa löytyä honkongilaisista myymälöistä.

Tieliikenteessä maitolasinen linssi tietysti sokaisee kaikki vastaantulijat joka suunnasta (yli puoliavaruuteen linssi hajavaloaan lähettää, jopa 270 asteen sektoriin), joten sisäkäyttöön tai autiolle metsäpolulle ne paremmin sopivat. Täyskirkkaat linssit tieliikenteeseen.

Erilaisia pulleita linssejä kannattaa keräillä hyllyynsä hissukseen aina kun niitä eteen sattuu halvalla. Voi sitten kokeilla, mikä linssityyppi käy parhaiten mihinkin lediin ja käyttötarkoitukseen.

 

Jos lähdettäisiin suunnittelemaan pienehköä kannettavaa lamppua leditekniikalla..
Otetaan akuksi vaikka 7.2V 3.5Ah rc-auton akku (itseltä löytyy pari laturia sellaisille)..
http://www.rc-cars.fi/product_info.php?cPath=23_37_38&products_id=44

Minkälaisia suosituksia ledeiksi löytyisi, jotta ei tarvitsisi välttämättä käyttää hankalaa elektroniikkaa, ja saataisiin silti runsaasti valoa noin tunniksi?

Ajatus tähän lähti tuosta fillarivalaisinmiehen edellisestä projektista
http://personal.inet.fi/koti/elinajajukka/led/led.htm

Linssit ja jokunen 3W ledi varmaan olisi hyvä lähtökohta..

 

OLETAN, että kysyjän "7,2 V akku" koostuu kuudesta sarjaankytketystä 1,2 voltin NiCd- tai NiMH-kennoista (sekä mahdollisia rinnankytkentöjä tietty määrä). Akustolla on täytenä 1,44 voltin kennojännite eli 8,64 volttia täytyy elektroniikan sietää (esim. lediohjurisirun). Purun aikana jännite on keskimäärin 7,2 volttia ja tyhjänä akusto antaa 5,4...6,0 volttia ja purku kannattaa silloin lopettaa.

Kahdelle litiumakulle suunniteltu lediohjuri sietää vain 8,4 volttia, joten se käryää tai menee nukkumaan jos täyteen ladattua 7,2 voltin akustoa sille sirulle vilauttaa. 9,0 voltin kestoisia osia kannattaa käyttää.

3,5 Ah kapasiteetti on niin valtava, että väkisinkin akusto kestää useamman tunnin tavallisten teholedien kanssa. Heitetään nyt kuitenkin eräs supersimppeli vaihtoehto peliin:

2,8 A virtaa imevä Seoul P7 -ledi
http://www.kaidomain.com/ProductDetails.aspx?ProductId=5211
jota käytetään 2 kpl, jolloin valo palaa tunnin ja vartin ajan täyskirkkaana ideaalihakkurin avulla. Tunnin ajan reaalihakkurilla. Tämä ledityyppi oikeastaan vaatisi tarkan 2,8 amperin virtareguloinnin, esim. tämän alaspäin hakkaavan mallin (vain 1 ledi toimii akkusi kanssa):
http://www.kaidomain.com/ProductDetails.aspx?ProductId=1866
mutta höpsis, ilmankin hakkuria pärjää kun osaa hieman suunnitella:

Pannaan siis 2 lediä sarjaan, täysin akuin kukin ledi saa 4,32 volttia hetken ajan (= liikaa), kunnes akkujännite laskee nimelliseen, sitten ledi saa 3,6 volttia pitkään, lähes tunnin ajan. Loppuvaiheessa ledi saa 3,0 volttia kun akut katsotaan tyhjentyneiksi.

Ledi syö 3,6 V normaalisti, 2,8 ampeeria haukaten, 10,08 wattia (20 wattia 2 lediä).
3,3 voltilla ledi syö 1,4 ampeeria eli 4,62 wattia (9 wattia 2 lediä).
Tyhjällä akustolla eli 3,0 voltilla ledi imee 0,5 A eli 1,5 wattia (3 wattia 2 lediä).

Aivan täydellä akustolla täytyy tappaa liika jännite pois, hävittää vastukseen 1,44 volttia, tarkoittaa 2,8 ampeerilla 0,51 ohmin vastusta, tehonkestoltaan 4,0 wattia. Vastusta tarvitaan muutaman minuutin ajan, sitten vastus voidaan oikosulkea kytkimellä ja antaa akun energian mennä suoraan ledeille.

Siis: osta 2 kpl Seoul P7 -ledejä sekä 0,5 ohmin 4 watin tehovastus. Muuta ei tarvita. Auts, paitsi älytön jäähdytysprofiili tietysti tarvitaan lisäksi, se hävittää enintään 20 wattia taivaan tuuliin. Kätevin kapine on tarjoushintainen prossusiili tuulettimineen, tuuletin toimii ihan tarpeeksi hyvn sillä 7,2 voltin akullakin, koska se on suunniteltu hävittämään 65-130 watin teho taivaalle, ja nyt siili lämpiää vain 3...20 watin verran.

Jos haluat alkulämmittelyn jälkeisen runsaan tunnin ajan nauttia pikkuisen kirkkaammasta valosta, osta lisäksi kytkin, jolla ohitat vastuksen sitten kun akuista on suurin lataus poistunut ja vastusta ei enää tarvita.

Minä käyttäisin ON-OFF-ON -tyyppistä kytkintä, jossa keskiasento tarkoittaa, että valo on pimeänä. Toinen ääriasento vie akkusähkön suoraan ledeille, tätä käytetään loppuaika, noin tunti. Toinen ääriasento on "starttiasento" joka kuljettaa akkuvirran ensin vastukselle ja vasta sitten ledeille, tätä asentoa tarvitaan alkuminuutteina täydellä akustolla.

Tällaisen valaisimen valoteho hiipuu jatkuvasti. Mutta onpahan se älyttömän yksinkertainen ja äärettömän hyvällä hyötysuhteella toimiva, 100% hyötysuhde valtaosan ajasta.

Jos haluaa valotehon pysyvän tasaisempana, täytyy ostaa sen vastuksen tilalle jokin kallis aktiivinen virranrajoittaja, ja se tarkoittaa käytännössä toisesta ledistä luopumista, ellei ohjurisiru kykene nostamaan ledeille menevää jännitettä ylemmäksi kuin akuista saatava jännite. Linkkaamani ohjuri ei osaa nostaa voltteja ylemmäksi, vain yksi ledi tällöin tarvitaan. Positiivisena asiana vakion valokirkkauden ohella on se, että akun kestoaika kasvaa 2 tunniksi. Osta se ohjurisiru ja vain yksi ledi, säästät 10 euroa.


_______________________________________________



Eri akkuteknologioissa on erilaiset purkukäyränsä tietyillä purkuvirroilla. Akkujensa purkukäyrä pitää tietää ennen kuin voi sovittaa akut yhteen ledien virta/jänniteäyrän kanssa. Ei kannata käyttää ledejä jotka syövät 0,1 volttia suuremman jännitteen kuin mitä akusto keskimäärin antaa, eikä toisaalta kannata valita ledejä, joille riittäisi voltti pienempi jännite mitä akusto antaa.

Alla esimerkki erään käytetyn litium-ioniakun purkukäyrästä vakiovirralla 1C-kuormalla eli "tunnissa tyhjäksi"-metodilla.

00' 3,73 V
02' 3,63 V
04' 3,59 V
06' 3,55 V
08' 3,53 V
10' 3,51 V
12' 3,49 V
14' 3,47 V
16' 3,45 V
18' 3,43 V
20' 3,41 V
22' 3,39 V
24' 3,37 V
26' 3,35 V
28' 3,33 V
30' 3,31 V
32' 3,29 V
34' 3,27 V
36' 3,25 V
38' 3,22 V
40' 3,20 V
42' 3,17 V
44' 3,14 V
46' 3,11 V
48' 3,08 V
50' 3,05 V
52' 3,00 V
54' 2,96 V
56' 2,91 V
58' 2,85 V
60' 2,76 V
61' 2,70 V lopetettiin testi.

Tämän jälkeen akusta sai vielä imettyä pienempää virtaa eli 0,15C vakiovirralla purku antoi vielä hätävaloa 22 minuuttia:

00' 3,55 V
02' 3,35 V
04' 3,27 V
06' 3,21 V
08' 3,16 V
10' 3,11 V
12' 3,06 V
14' 3,01 V
16' 2,95 V
18' 2,89 V
20' 2,81 V
22' 2,72 V testi lopetetaan.

Noiden mittausten perusteella minä suunnittelin oman valosysteemini ja valitsin siihen ledit ja vakiovirtaregulaattorit. Halusin valotehon pysyvän vakaana pitkään.

 

Ja mitäköhän merkitystä tuolla aerodynamiikalla on? Meinatenkin vartalosi on varmaankin jollain tapaa tuon lampun takana. Meinaatko, että tuolla lampun muotoilulla on tuossa kohtaa jotakin merkitystä? Vaikka se olisi millainen sukkula, ei se pyörän ja polkijan kokonaisilmanvastusta miksikään muuta... Eri asia jos fillarisi käy omatoimisesti lenkillä ja sinä jäät kotiin sorvaamaan jotain muuta täydellistä tuotetta. Hiki voi silti tulla otsaan katselusta, ainakin jos noi leedit loimottaa kovin lähellä otsikkoa.

 

OT

Vaikka se lamppu on edessä tai takana(pyörän tai polkijan),
"kokonaisilmanvastus" muuttuu.

Mikä on vesipisaran kokonaisilmanvastus, onko se sama kuin halkaisijaltaan
samankokoisen vesilätäkön kokonaisilmanvastus?

 

Ehkä menet muualle opiskelemaan aerodynamiikkaa ja tulet takaisin vasta kun väärät teoriat on nuijittu ulos umpiluisesta pääkopasta. Opettele vaikka aluksi mitä tarkoittavat termit otsapinta-ala ja ilmanvastuskerroin. Selvästikään et ymmärrä kumpaakaan termiä toistaiseksi. Tai mene ehdottelemaan käsityksiäsi ratakilpapyöräilijöille, luultavasti heiltä saadut luuvitoset opettavat tehokkaammin, kun painettu sana ja fysiikan lait eivät näemmä muistiin ole jääneet. Ehkä Formula1-autoihin ensi vuonna ruuvatan tuhat pyöreää lätkää poikittain, kun niistä ei ole mitään haittaakaan?

 

Ehkäpä sinun pitäisi palata takaisin realimaailmaan. Koska olet herra täydellinen niin olet varmaan laskenut paljonko aerodynamisesti muotoiltu lamppu keventää polkemista pyöreään lamppuun verrattuna esim 40km/h:n vauhdissa. Eli toisin sanoen mikä on muotoilun etu? Sanoisin laskematta, että ulkonäkö. Muuta todellista hyötyä tuskin saavutetaan.

 

Vierintävastuksiin menee tuolloin suunnilleen 34 watin teho tietyillä renkailla ja kuskin painolla, ilmanvastuksiin menee 218 watin teho tietyissä tyypillisissä olosuhteissa. Lampun (kevyen) muotoilu ei vaikuta vierintävastuksen osuuteen, (painavan lampun massa toki kasvattaa vierintävastustakin hieman), mutta myös kevytkin lamppu vaikuttaa ilmanvastuksen osuuteen todella huomattavasti.

Jos otsapinta-ala on tyypilliset 26 neliödesimetriä ja lamppu vaikkapa yksi neliödesimetri, silloin lampun osuus pinta-alasta on 1/26 eli 218 watista kuluu 8,38 wattia lampun ilmanvastukseen.

Eli jos lamppu asetetaan taustapeilimäisesti ajajan ulkopuolelle stongaan sivulle, tai alas etuhaarukkaan, etäälle muista massakeskittymistä, kasvaa energiankulutus 8,38 wattia, kunhan lampun ilmanvastuskerroin on täsmälleen sama kuin ajojan+ajokin typillinen ilmanvastuskerroin. Oletetaan simppeliyden vuoksi vielä tässä vaiheessa että on.

Jos lamppu asetetaan sellaiseen paikkaan, että se ei kasvata otsapinta-alaa lainkaan, vaan sulautuu fllarin tai ajajan muotoihin saumattomasti ja lisäturbulenssia aiheuttamatta, tällöin ei kuluteta lainkaan ylimääräistä tehoa ilmavastukseen. Lamppu vaikka kiinnitetään rintaan/kaulaan kiinni, silloin kiekkomuodosta ei olisi ilmanvastuksellista haittaa. Tosin silloin ihminen toimisi lampun nestejäähdyttimenä, eli lampun hukkalämpö kulkeutuisi verenkierron mukana ja hikoilu lisääntyisi. Kesähelteellä ainakaan kukaan ei halua polttavan kuumaa alumiinilevyä rintaansa kiinni. Eli ideaaliin asennukseen ei päästä, lampusta syntyy väkisinkin ilmanvastusta.

Tyydyttävästi muotoillun lampun ilmanvastusmuutos on välillä 0...8,38 wattia, riippuen mihin kohtaan se lamppu asetetaan.



Sitten kun ilmanvastuskerroin on surkea, kuten se on puheena olevassa prototyyppi-pyörylävalaisimessa, silloin hukkatehon määrä moninkertaistuu. Kun kappale ei enää vastaakaan muotoilultaan tyypillistä polkijaa tai fillaria. 8,38 watin hukkateho moninkertaistuu.

Ilmanvastuskerroin kyseiselle tee-itse-kiekkovalaisimelle on 1,1 jos kiekko olisi ideaali "jääkiekko", mutta koska siinä on tavallaan 2 peräkkäistä haittaavaa kiekkolevyä, kerroin nousee jonnekin 1,2 hujakoille tai ylikin.

Pisaran (minun valaisimeni ja muut fillarin lisälaitteeni) kerroin on 0,05.

Tyypillinen polkijan ilmanvastuskerroin on esimerkiksi 0,50.



Täten arvioin, että se kiekkolamppuhärveli kasvattaa ilmanvastuksen osalta 20,11 watilla työtaakkaa 40 km/h ajonopeudessa. Ilman sitä lamppua kuluu polkemiseen 34+218=252 wattia, lampun kera ajettaessa 252+20=272 wattia.

Enkä ole edes ottanut laskelmissa huomioon akkukoteloa eli sitä juomapulloa. Kokonaisuus putelin ja kaapelien kanssa laskien olisi niin hirvittävä, että minä pyörtyisin taskulaskimeni päälle jos joutusin edes kuvittelemaan itse polkevani noin karmaisevan valaisimen kanssa.

Minun lamppuni (neliödesimetrin otsa-alaisena ollessaan) kuluttaisi ylimääräistä polkuvoimaa 0,83 watin verran ilmanvastuksen voittamiseen, jos asetan lampun ylimääräiseksi ulokkeeksi etäälle muista objekteista. Mutta koska se asennetaan ja suunnitellaan parantamaan ajoyhdistelmän alkuperäistä ilmanvastuskerrointa, lampun kanssa polkeminen kuluttaakin vähemmän tehoa kuin ilman lamppua polkeminen. Tosin puhutaan alle watin hyödystä, mutta hyöty se sekin on.

Otsapinta-ala lampullani on kuitenkin vain neljännes kiekkolamppuhökötyksen otsa-alasta, joten käytännön tehohukka tai tehohyöty liikkuu minulla 0,21 watin lukemissa. Tällaisia lukemia minä sanon vähämerkityksisiksi, vaikka RedStar siis kutsuu 20 watin hukkatehoa ei-todelliseksi haitaksi. Kullakin olkoon omat mielipiteensä ja kukin rakentakoon sen laatuisia lamppuja mitä itse tarvitsee. Minä tarvitsen hiilikuitupisaraa, jollekin muulle kelpaa sateenvarjon kokoinen ja muotoinen haittaesine, mikäs siinä sitten.



Totuus siis on, että päin mäntyä suunniteltu fillarivalaisin hukkaa jopa 20 watin tehon ilmanvastukseen 40 km/h ajonopeudella. Haitallisuutta kasvattaa se ikävä fakta, että lamppua ei saa piiloon esim. ajajan selän taakse, vaan lampun täytyy sijaita ajokin edessä, halkomassa olemuksellaan ensimmäisenä puhdasta ilmaa. Muotoilun merkitys eli ilmanvastuskertoimen vaikutus maksimoituu.

Hyvin suunniteltu valaisin taas pienentää jopa watin verran ilmanvastukseen kuluvaa energiahukkaa. Muuta neuvoa en voi antaa kuin sen, että huonosti suunniteltu lamppu kannattaa sijoittaa sellaiseen paikkaan, että sen jättöpuolelle "piiloon" sijottuisi muitakin ikäviä ilmanvastuksellisia ja väärin muotoiltuja komponentteja. Silloin otsapinta-ala ei lisäänny alkuperäisestä lukemasta ja huonokertoimiset objektit tavallaan piiloutuvat "lampun taakse suojaan" ja lampun haittaava osuus pienenee, sulautuu muihin haittaesineisiin. Ehkä vain 7-10 wattia hukkaa siitä enää aiheutuu. Hyvä paikka varmaan olisi jossain vaakaputken jatkeena, ylemmän ohjainlakerin luona, silloin vaakaputki muodostaisi kiekolle "pisaran perän" ja muutkin fillarin paksuputkiset rungon osat jäisivät lampun taakse piiloon. Lampun ilmanvastuskerroin 1,2 putoaisi selvästi alle ykkösen.

Vierintävastuslaskelmia en nyt jaksa tehdä, niiden osuus ei ole niin oleellinen, kun siis puhutaan alle puolen kilon valaisinsysteemistä, sehän kompensoituu pois jo sillä, että jättää juomatta puoli litraa vettä ennen lenkkiä. Tai jättää kauppareissulla ostamatta yhden 0,5 litran limuputelin.

 

Hyvin tuntuu fillarit menevän joo, mutta koska tässä kodin ledeistä höpistään (saunassa muuten kestänyt jo reilu 5 vuotta katossa moiset valot).
Mutta itse asiaan, hommasin muksuille tuollaiset pienet pöytä ledivalaisimet, hämmästykseni oli suuri kun tuuppasin sellaisen kulutus mittarin muuntajan ja seinän väliin, 9 wattia näyttää koko ajan oli päällä valot tai ei. Eli onko tuo nyt niin taloudellista jos kokoajan tuo 9w menee ?

 

Eipä ole tolkkua moisessa "taloudellisuudessa", suunnittelijalta ruma mokaus tuollainen tekele käsistään päästää, saisi hävetä. Siis ihan oikeinhan se saunavalaistus varmaan on tehty ja toimii aivan kuten suunniteltu on, mutta väärän ideologian mukaisesti. Takuukorjauskaan ei auta, mitään vikaa laitteessa kun ei ole.

Siinä mielessä sarjakuristimiset loistelamput juuri ovatkin käteviä, että kun niistä valon sammuttaa niin eipä kulje enää minkäänlaista virtaa, koska se kuristinmuuntaja tosiaan on sarjassa loisteputken kanssa.

Muut (kuin loistelamppuiset) valolaitteet käyttävät jännitteen alennukseen tai tehon rajaamiseen rinnakkaista muuntajateknologiaa, muuntajakela on rinnankytketty verkkovirtaan, ja vaikka leikkaisi saksilla poikki muuntajan toisiolta lamppuun menevän kaapelin, muuntaja jää silti hurisemaan ja kuluttaa muutaman watin hukkatehoa.

Siispä on pakko oikeasti katkaista 230 voltin verkkosähkö valaisimelta jos haluaa nollata ikävästi suunniteltujen laitteiden salakavalat hukkawatit.

Valaisimen oma virtakytkin ei vielä takaa sähkönkulutuksen loppumista vaikka valo sammuukin. Valokatkaisija seinässä käyttäytyy samoin, se voi olla ohjausjännitteinen, eli jossain talon sähkökaapissa hurisee muuntaja edelleen, ikuisesti. Myös ovikellomuuntaja vie sähköä vaikka ovikelloa ei kukaan paina. Talotekniikassa piilee monenlaisia salaa sähköä syöpötteleviä ilkimyksiä. Asialle ei voi tehdä mitään ilman kallista sähköremonttia, kaduntallaajalla ei ole lupaa viritellä talotekniikkaa omin hyppysin.

 

Siellä on muuntaja/virtalähde mallia reipas tyhjäkäyntikuorma..En tiedä onko kuitenkaan suunnittelijan mokaus, vaan taitaa kuulua määrätynlaisten tuotteiden ominaisuuksiin...Luultavasti mittarisi ei reagoi tohon itse lampun viemään virtaan. Ite olen saanut halogeenimuuntajista lukemia n.15w..siis "tyhjänä"

 

Sori OT: Eli reilut 7% kasvaa ilmanvastus jos tollainen lamppu on täysin erillään pyörästä/polkijasta poljettaessa 40km/h. Pitäisin tota edelleenkin merkitsemättömänä. Toki 7% on merkittävä näin lukuna, mutta uskon että normaali pyörilijä ei tuota muutosta huomaa ollenkaan. Harvoin sitä 40km/h tai yli poletaan pitkiä matkoja ja ei kellään oo tollasta lamppua päälaelle kiinnitettynä.