宣布俺的SL4 LED 手电的设计定稿参数
根据DX们的意见,作一些调整,调整后内容如下:俺老早在无忌那里说过DIY LED手电的事情,现把有关情况汇报:
前段时间找一老机械工程师(搞了10年手表和精密加工工艺的)帮俺看了一下图纸,请老先生在结构和工艺上提意见。根据老先生的意见,已经修改了结构设计,体积从原来的Φ18×96减少到Φ18×84(max),主体部分为Φ17。机械部分重量大约为30g,已经发到大连开始试制;
电路方面根据MAXIM公司北京办事处的工程师意见改动了设计,采用新型IC构建电压提升电路。设计为全调整稳压电路,设计工作电压1.2-4.5V,极限电压0.7-5.5V(在极限低电压下不保证效率),因此可用多种电池供电;
LED从1个10mm LED改为4个5mm LED。总发光强度为40000mcd到48000mcd、光通量大约6.5-8.5流明,光色为白色,但肯定有些偏蓝。没办法,连日亚的白光LED都偏蓝。
主要性能特点
SL4手电设计推荐采用2100mAh的SANYO AA充电电池(也能用AA碱性电池和14505一次性锂电池),照明时间大约4h(ER14505一次性锂电池可达16.5h), 发出白色光,光通量大约6.5-8.5流明,在设计电源电压范围内基本保持不变。
能使用多种电池的考虑,是给用户多种选择,想节约使用成本就节约使用成本,想获得长时间照明就获得长时间照明。使用ER14505锂电池照明时间比使用2100mAh充电电池长4倍有余,这在乡下、野外非常有用(而且在14505的3.6V电压下电路效率达到90%以上,更能进一步延长照明时间),而日常使用2100mAh充电电池,使用成本可忽略不计(大约0.015分钱/分钟,或者不到1分钱/小时)。最紧急情况下,可以使用到处能买到的AA碱性电池,灵活机动;
SL4手电采用尾部开关操作。开关为微型推推开关,可轻按点亮,完全按下开关自锁,手电常亮;再次完全按下开关,则手电关闭。开关有防误操作设计。并且有力阻尼,操作可靠,舒适。日常的碰撞、挤压不会导致手电被意外点亮;
SL4手电为全防水设计。关键部位采用o形密封圈防水,电子电路组件灌封硅胶,设计防水压力0.6Mpa,大体相当于潜水60m,可潜水使用;
SL4手电设计工作温度范围为-20℃到+40℃,极限使用温度为-35℃到+60℃。极限温度下使用,不保证手电能达到设计参数;
SL4手电为全密闭设计、外壳采用不锈钢制造,可在粉尘、酸性和弱碱腐蚀环境下使用。因SL4手电无防爆许可证,所以不能在爆炸性氛围下使用;
SL4手电拟采用1Cr18N不锈钢制造,强度远大于铝合金且防腐蚀性能良好。表面粗糙度设计为Ra6.3,相当于过去的∨5-6,装配后二次加工抛光到近似Ra1.6,为暗光泽面,美观大方。筒身后部表面有防滑表面滚花,便于握持、操作。
SL4手电尺寸小、重量极轻,尾部设计有手绳孔,可以穿系手绳,便于随身携带。
扩展和附件:
1、SL4手电考虑支持头带,可将SL4手电作为头灯使用。因为 SL4手电重量极轻,可以在头部两侧各用1个SL4手电、提供更好的头灯照明;
2、SL4手电考虑支持头部灯罩附件。包括⑴可选的聚光罩,聚光罩上的凸透镜可以使LED光线近似汇聚成直线,以照射更远的距离;⑵可选的彩色滤光罩,例如红色滤光罩,可以支持摄影爱好者用于暗室照明;⑶混光罩,以混合分散的蓝色、黄色光使之成为均匀的白色,在要求显色性好的场合使用(但是要损失部分光通量)等等;
3、SL4手电考虑制造供选购的笔夹,以便SL4手电能像钢笔一样别在口袋里,便于携带;
4、SL4手电考虑提供可选的牛皮电筒套。该电筒套除用于携带SL4手电外,还带有有后备电池套,可存放1节Φ14.5mm×50.5mm的备用电池。
SL4手电定位在ARC AAA和sysmax 的LR7之间:体积(Φ18mm×84mm)比ARC AAA(Φ12mm×70mm)大些,但远小于LR7(Φ23mm×122mm),亮度(7.5流明)比LR7(13流明)小些但远大于ARC AAA(1.5流明)。
主要参数
名称:LED手电
型号:SL4
尺寸:Φ18mm×84mm
重量:≤50g(不包括电池,14505锂电池大约21g)
光源:4 LED
光色:白色
光通量:7.5流明,使用期间基本恒定
全调整电路,锐截止
开关方式:尾部推推力阻尼开关,有防误操作功能
潜水深度:60m
设计使用温度:-20℃到+40℃
预期使用寿命:35000h(国产LED,得打些折扣)
使用电池种类:
1、三洋AA 2100mAh充电电池
2、AA碱性电池
3、CR14505一次性锂电池
4、ER14505一次性锂电池
不推荐使用5号碳性干电池和14500可充电锂电池
常亮时间:
1、三洋AA 2100mAh充电电池:≥4h
2、AA碱性电池:≥3.5h
3、CR14500锂电池:≥9h
4、ER14505锂电池:≥16.5h
制造材料:
1Cr18Ni9防酸不锈钢。密封圈采用GBGB3452.1-1992规格的丁腈橡胶“O”形密封圈。
[此贴子已经被作者于2003-9-5 18:09:53编辑过]
这个,值得期待的东西,如果真批量生产,先定3个:) 好东东,不知什么时候能出来? 图纸在10分钟前发往大连了。要先作结构、工艺和成本方面评估再定制造时间表。请大家稍候。 表扬表扬。。。
是两件的,还是三件的设计(灯头、筒身、尾部开关)? 又有表扬了。晕
两件的设计:筒身+灯头,尾筒。其实筒身+灯头零件制造时候是两个,后期通过基孔制过盈配合装配成整体了。 明白啦,跟X5 是一样的。
随手找了张图,给你参考--图上的手电设计没什么特点,但作为头灯的夹子还是很不错的。 Kingcamp 出的一款头灯也是采用的这种夹子。
jog:
您图示的那手电是不是太粗壮了?俺爹说过去的矿灯头灯就很粗壮,他那时候挖矿,隔一会儿就要让矿灯挪一个位置,否则压得头皮受不了。四十年过去了,不能再用这个办法残害用头灯的人了吧?(玩笑)
谢谢您的图片,作为头灯的夹子确实是很不错的,让我找到了手电-头灯两用电筒的一种设计参考思路。
再次表示感谢。 suns:
想到一个问题:正因为你的手电电压适应范围很广,0.7-5.5V,恐怕不能使用14500电池了。一般单节的14500都是不带保护电路的,用你的手电,很容易放电到2.7V以下,那样14500就报废了。 嗯,的确是个问题。
不过我正在考虑是不是电路中引进单片机,最便宜的那种只有几元钱,利用软件监控估计要好些(能在电压跌落到一定程度后自动关闭),还能实现闪烁等功能。现在的问题是这么小的地方装进这些电路非常困难。就像我以前在无忌中说的,毕竟不是咱们封装的,其实80%的面积都让封装占去了,只有很小的一部分面积才是芯片裸片面积。
如果权衡下来不能用单片机,就有些麻烦。那只能使用一次性锂电池了。 另外,为什么AA2100mAH的电池和14500使用时间会差那么多?14500的容量一般是600-700mAH,能量为2.16-2.52瓦时,AA2100mAH的能量是2.52瓦时,考虑到电路效率,使用时间差距应在40%,怎么会差3倍? 此处有误,已经被作者删除。抱歉
[此贴子已经被作者于2003-8-4 23:08:48编辑过]
关注中,平时用一般也只用1.2V的AA电池 很多人都有AA充电电池,所以有了SL4手电后基本不用考虑使用成本。如果出门野外探险,带1节2100mAh AA 充电电池,再加上电筒内的2100mAh AA充电电池,8\\9个小时的照明时间也足够长了。别忘了,这可是只有1节AA电池、Φ17×82mm、重量50g,只相当于半截钢笔大小,却有7.5流明的LED小手电啊。
[此贴子已经被作者于2003-8-4 23:11:01编辑过]
声明:
由于计算时输入参数错误,SL4 LED 手电采用14500锂电池时,连续照明时间应为6-6.5h,而不是先前所说的9.5h;采用2100mAh电池时应为4-4.5h,向大家表示歉意。特别感谢 人言 兄的指正。
由于设计阶段对器材参数、特性不能完全了解,加之自身水平有限和工作中存在疏漏,可能还会发现新的问题,欢迎大家批评指正,SL4 LED 手电其实是大家一起和我在DIY,这也正体现了DIY的基本精神。
谢谢大家 如果不怕贵,就用 CR14505,不可充电,15块一节,能亮9个小时啦。
额定容量(10mA-2.0V) ........................1400mAH
额定电压 .....................................3.0V
最大连续工作电流 .............................1000mA
最大脉冲电流..................................2000mA
电池重量......................................21g
电池尺寸......................................Φ14.5×50.5mm
工作温度......................................-40℃-+70℃
还有,请教 suns ,你的LED 是分别供电,还是串联起来供电。
maxim 好像没有为4LED单独单独供电的IC ,两级电路? 谢谢jog。
我现在有4个方案。不管哪个方案,都要用DC-DC升压IC升到LED能驱动的电压以上。
然后,方案是:1、筛选LED,将LED分别通过很小的限流电阻(十几到几十欧姆)接入电路,这样效率稍低但电路成本低;2、完全按照MAXIM工程师建议,采用他们的5LED驱动芯片,用PWM方式分别驱动4个LED,这样效率较高。但MAXIM的IC太贵,1片要$1.9!;3、采用MAXIM另外一个型号的LED驱动芯片,将LED串联,这时效率最高,但成本也高,而且太占体积,我那可是Φ17那样小的尺寸呀!;4、单片机PWM驱动,能附带电池监测、闪烁等功能,但单片机型号不好找。
如果使用您推荐的14505,倒是不用考虑电池保护了,但大家愿意承受这个使用成本吗?用14500使用成本不到0.015分钱/分钟,而14505则是将近3分钱/分钟,差距太明显。出个主意吧?
[此贴子已经被作者于2003-7-28 17:33:09编辑过]
suna:
我个人建议用方案2。效率较高,方案成熟,能保证尺寸。$1.9的成本是值得的。
另外,根据您最新的数据,我认为14500和AA充电电池相比的优势已不是压倒性的了,可不必太顾及14500的问题。能用AA电池,7.5流明工作4个小时左右,足够。
宣布俺的SL4 LED 手电的设计定稿参数
谢谢人言。我又根据jog的建议,查了一次性的CR14505的资料,上海生产的ER14505 锂亚硫酰氯电池有2400 mAh的容量,标称电压3.6V。如果数据属实,那使用ER14505 可以达到最多19小时的长亮时间,不过估计这电池价格也不便宜。
[此贴子已经被作者于2003-8-4 23:12:48编辑过]