镁光升级组件：多功光源的三眼LED组件

zfyfeixiang

很久没有回论坛，今年为镁光做了个LED升级套件，由于我非常喜欢带有副灯的手电（例如SF Kroma/AZ2之类的那种设计），泛光、红光是我最喜欢的两种副灯，还有紫外线可以检查荧光物质，激光可以用来指示. . .所以我就做一款“镁光三眼”：



首先，它是为灯泡版本的镁光D型或C型手电筒设计，使用升级套件不需要改造手电原有的任何结构，也不需要任何工具，只需要把原来的反光杯和灯泡取下来就可以直接放入升级套件进行升级，任何人都可以徒手完成。
为了适配D和C，使用CNC制作了两种不同样式的散热器，需要特别注意，镁光D型手电筒的头部深度有17mm和19mm两种，只有19mm深度的可以使用，17mm深度的在装入升级套件后会更高而导致螺纹无法完全拧紧。C型号的头部更深，所以散热器没有需要进入手电身体的部分，只是一个很简单的圆饼状。



其次，由于镁光手电的原有结构、开关负载能力以及升级套件的散热方式限制，这个升级套件的功率并不大，甚至可以说保守，它无法与当下那些体积又小但是功率又大的手电相比，但我是个对流明值没有过高要求的人-够用就好。所以这个升级套件的最大输出功率（3个主灯一起点亮）是6瓦，分配给每个主LED的电流是700mA,下面列出的是我常用的几款LED工作在700毫安*3的官方理论流明值:
NICHIA NVSW219BT（330lm*3=990lm）
CREE XP-P XPPAWT（255lm*3=765lm）
三星 LH351D（240lm*3=720lm）
SST-20-WH Gen2 CRI95（220lm*3=660lm）
当然，经过透镜/光杯还有镜片最终的OTF还会再低一点，但是我认为多数的使用场景下都可以应对，而且低功率的好处是LED的工作效率更高、发热更少还有更长的工作时间。
还有，所有光源的电流控制都是使用独立恒流芯片实现，没有PWM调光，长时间使用对眼睛非常友好，也适合用来给拍摄补光。


下面的三激光图来自筒友Dream分享：


下面的琥珀色副灯图来自筒友侵日华军分享：


第三，这个升级套件是高度可定制，基本上除了那65630贴片LED之外，其他光源都可以随便选：
3个5mmLED可以装白光、彩色、紫外，甚至我有一款体积够小可以装在这个位置的红色激光（5mW），三束红色激光就可以COS异形战士的肩部激光炮了:-)
3个主LED是3焊盘的3535尺寸，选择非常多，白色/UV/彩色。
每个主led的反射系统可以选择不同度数的透镜或者铝光杯，光面橘皮都行，而且不同度数透镜和光杯可以任意混搭，例如60度+30度+5度透镜组合来应对近+中+远的照明需求，或者是2个白光LED使用透镜+1个UVled使用铝光杯（UV光线容易导致透镜材料老化，所以应该用铝合金光杯。）
整个组件的中心位置可以选装一颗5mmLED或红色激光or绿色激光，不装什么就是封闭的，没有孔。

面板的布局：


基础款式配置如上图：
3个5mmLED（电流60mA,统一开启和关闭，不可对单个LED进行控制）；
6个5630LED（电流350mA,统一开启和关闭，不可对单个LED进行控制）；
3个3535尺寸3焊盘的主LED（默认每个LED电流700mA，支持组合/独立控制）
可以增加的选项：5mmLED，红激光（650NM-5mW）or绿激光（520NM-10mW）


主灯说明：
三个主LED支持独立控制，每颗LED电流700mA，使用3535尺寸的3焊盘LED,可选LED型号参考流明数值：
1.Samsung LH351D CRI90  4000K/5000K（发光面积大效率比较高，但在5度透镜下比其他LED的主光斑更大。）
- 4000K：260 lm@700mA
- 5000K：270 lm@700mA
2.Luminus SST-20-WH Gen 2  CRI95 2700k/3000k/4000k（这款LED的4000k光色是我的最爱！）
- 3000K：245 lm@700mA
- 4000K：255 lm@700mA
3.Luminus SST-12 CRI95  3000k/4000k(发光体是圆形，也许会让光斑更圆吗？但我买回来后从来没有用过，哈。)
- 3000K：230 lm@700mA
- 4000K：240 lm@700mA
4.CREE XPPAWT CRI90 3000k/4000k/4500k/5000k  发光体非常小，配合5度透镜产生的光束很集中
- 3000K：235 lm@700mA
- 4000K：248 lm@700mA
- 4500K：254 lm@700mA
- 5000K：260 lm@700mA
5.Luminus SFT-12R-WG  HI CRI   2700K/3000K/3500K/4000K/5000K/5700K  发光体非常小，配合光面铝合金反光杯，光斑圆而且集中，缺点是价格贵。
- 2700K：242 lm@700mA
- 3000K：248 lm@700mA
- 3500K：255 lm@700mA
- 4000K：262 lm@700mA
- 5000K：272 lm@700mA
- 5700K：278 lm@700mA
6.NICHIA NVSL219BT CRI83/85  2200K/3000K/3500K/4000K/5000K   CRI略低，但是光效最高
- 4000K：280 lm@700mA
- 5000K：290 lm@700mA
按照光通量排列是：NVSL219BT(280) > LH351D(260) > SFT-12R-WG(262) > SST-20-WH Gen2(255) > Cree XPPAWT(248) > SST-12 CRI95(240)

另外也能装彩色/UV：

光杯，透镜随便搭配：

贴片泛光，适合阅读，翻箱倒柜等近距离使用：

副灯说明：
5630*6：提供纯泛光照明的6个5630LED是韩国首尔的,4000k色温，官方资料CRI90-100，我购买了一整卷，足够我用很久。


5mm*3：圆形的孔洞是为了给5mmLED或者激光所设计，因为纯泛光已经由贴片led提供，所以这些5mmLED我选用的都是聚光型号而不是泛光照明的草帽。
白色光的5mmLED我发现了零售买过的最好的一款白光5mmLED:
色温：4500-5000k，微微偏暖的白色（我讨厌了冷白光色）投射的光斑在一定范围内均匀，而且颜色一致，最重要的是——它是高CRI 90+！有专业光谱设备的手电爱好者“Willpa”兄已经实际测试并确认。



5mm彩色/UV
激光：红激光（650NM-5mW 可持续常亮）/绿激光（520NM-10mW，它的直径和长度都比红色更大，我没有发现尺寸更小的绿色激光模块，所以只有中心孔的位置可以安装，且发热明显，连续常亮的安全时间推荐低于30秒，并在关闭后到再次点亮之前需要充足时间让模块冷却下来，推荐设置为闪烁方式可以降低发热量，我试验发现3HZ闪烁-30%点亮时间占比能够在不牺牲亮度、温度不会过热的情况下持续工作。）
注意：激光束在穿过前方镜片后，可能因为镜片的内反射或折射而产生鬼影，即在正常激光点附近随机产生比主光斑更暗的光斑或者条纹（一个或者多个），可尝试重新调整镜片或者轻微旋转本款LED套件，通过激光与镜片的微小角度改变，有时候会减轻或者消除杂散的光斑。




档位说明：
以上所有灯光，需分为3-5个基础控制单位，然后你可以在档位设置中任意对这些基础控制单位进行排序和组合，例如我自己使用的档位设置：
第一档：LED 5mm*3 (RED )-常亮（无记忆的程序，所以半夜起床打开手电就一定是我需要的红色光。）
第二档：Floodlight LED*6 （4000K）-常亮
第三档：1个主灯使用60度TIR透镜 （三星 LH351D 90CRI 4000K）-常亮
第四档：另外2个主灯使用5度TIR透镜（CREE XPPAWT 4000K）-常亮
第五档：中心孔绿色激光-3Hz闪烁
（因为绿色激光发热较大，持续点亮20-30s后当你直接触摸激光组件的金属外壳就会感觉到烫手，所以我不建议让它常亮，我反复测试后找到了3HZ闪烁-30%点亮时间占比，在不像PWM调光那样牺牲亮度的情况下，可以最大程度保留它原始的亮度，当然你需要接受它明显的闪烁来获得较低的发热，但我认为激光是作为指示用途，所以我能够接受用闪烁换取持续工作的可能。当然你可以选择让绿激光常亮，但要记得点亮20-30秒以后关闭并在下次点亮绿激光之前有足够的冷却时间，否则它有可能损坏，虽然我不确定连续点亮多久会导致它损坏。）
第六档：第四档和第五档的灯光一起工作。也就是在白色光的照射下使用绿色激光进行指示。
第七档：信标闪烁-3个红色5mm led常亮+1个主灯（60度透镜）以大约3秒一次的周期进行白光闪烁。
第八档：SOS-3个红色5mmLED发送一组SOS,然后3个主灯（同步）发送一组SOS,交替循环进行。


工作电压：默认为单个锂电池的电压，电压范围3-4.2v，驱动电路没有锂电池保护/提醒功能，但在3.3v以下led亮度会明显降低，3v以下变得更暗可以由此推断电压不足。但红色LED因为VF更低，所以可以保持亮度到更低电压（例如2.5v），要小心不带保护电路电池的过放电问题。
选配可以增加降压输入电路，模块工作电压范围3-17v，支持1-4s锂电池，如果从高于3V的电压开始持续运行，电压模块将在输入电压下降到2.6-2.7v左右彻底关闭手电，但如果开启手电的时候电池已经处在3v左右的电压，模块将拒绝工作，因此对于1s锂电池约等于有了关断保护功能，但对2-4s锂电池依然存在过放电可能，而且无法通过灯光变暗来察觉，因此2-4S锂电池务必使用自带保护电路的锂电池或者一次性电池。


其他选项：
led基板：默认为铝基板（3个主LED总共6W，散热已经足），可选热电分离铜基板（导热性能拉满，但价格更高）。

营地灯模式：使用3个纯泛光同款的5630led焊接于组件的侧面，提供360度的泛光照明（电流45mA*3），使用的时候去除手电的头部外壳，直接把组件插入桶身，它们共用面板上的6个5630LED的档位，通过侧面一个拨动开关来选择点亮正面的6个led或者点亮侧面的3个LED,从而实现“烛光模式”。



我还有其他改装套件项目，后面会跟大家分享~祝大家玩得愉快~