Светодиодные фонари и световые приборы. Всё о светотехнике.
Вернуться   Форум FONAREVKA.RU Световые приборы для транспорта Внешние световые приборы для автомототранспорта Альтернатива галогенным лампам в фарах и ПТФ
Расширенный поиск
Забыли пароль? Регистрация

  • О нашем проекте
  • Светотехника и световые приборы
  • Правила форума
Проект FONAREVKA.RU специализируется на предоставлении всей необходимой информации по светотехнике:

— светодиодные фонари;
— различные источники питания;
— разнообразные зарядные устройства;
— освещение помещений и наружное освещение;
— световые приборы для личного, пассажирского и грузового транспорта;
— специальные световые приборы для медицины, для растений, для аквариумов, для террариумов, а также аварийно-сигнальные световые приборы;
— альтернативные источники света;
— лазеры и лазерная техника.

Если у вас есть вопросы по выбору фонарей, аккумуляторов и зарядных устройств ознакомьтесь с FAQ от наших экспертов:

F.A.Q. по выбору фонарей различных типов;
F.A.Q. по выбору аккумуляторов;
F.A.Q. по выбору зарядных устройств.
Ответ  Создать новую тему
Просмотров в теме 25443   Ответов в теме 1   Подписчиков на тему 2   Добавили в закладки 0
Опции темы Поиск в этой теме
Старый 01.09.2011, 23:22   1
Незарегистрированный
Зашел на огонек
 
Сообщений: n/a

По умолчанию Ретрофит галогенной оптики на светодиоды на серийном авто

Уже давно не новость, что на серийные автомобили производители устанавливают фары головного света на основе сверхмощных светодиодов. Пример, такие модели как Lexus LS600h, Toyota Prius, Cadillac Escalade Platinum и т. д. Но можно ли переделать штатные галогенные заводские фары на светодиодные? Попробуем выяснить....

Одна из основных проблем замены штатных ламп в фаре на светодиоды состоит в том, что светодиод имеет направленный свет, в отличии от галогенной лампы или ксеноновой, которые рассеивают свет. В связи с этим появляются проблемы с фокусировкой света в фаре и настройкой правильного светового пятна. Но эту проблему можно попробовать решить с помощью линзового модуля.

Для опыта мы используем линзовый модуль от фары автомобиля Acura TSX. Так как модуль рассчитан под установку ксенона, то и «шторка» внутри линзы соответствующая и на выходе будет Z-образная линия среза светового пятна.

Так же понадобятся два сверхярких светодиода мощностью по 3 Вт каждый от компании Cree.

Конечно светоотдачи от двух светодиодов будет недостаточно, чтобы полноценно заменить даже обычную галогенную лампочку, но на первой стадии нужно просто понять имеет ли право на жизнь такой «концепт» и получится ли правильно сфокусировать свет в линзе. В случае успешного тестирования всегда можно заменить 3-х ваттные светодиоды на более мощные, например, 10 или 15 Вт.



Первый этап.

Установим два светодиода на алюминиевой пластине (она же будет являться радиатором охлаждения для диодов). По одному светодиоду на каждую сторону, как показано на картинке.


Пробуем найти правильное положение пластины со светодиодами внутри линзы для оптимального фокуса и распределения света.

На фотографии ниже видно, что линза взятая для опыта может выдавать достойный пучок света, несмотря на, что светодиоды расположены по бокам пластины и внутри свет от отражателя распространяется только в определенных частях линзы.
Оставшуюся свободную площадь внутри линзы можно будет использовать для более мощного радиатора охлаждения диодов.




В данном тестировании на каждый светодиод подается 650 мА и общая суммарная предполагаемая светоотдача от двух светодиодов должна быть около 260-280 Лм. Так же нужно учитывать, что минимум 10% света «теряется» из-за защитной перегородки («шторки»), и получается, что максимально на выходе может получиться около 250 Лм.

Светоотдача ксеноновой лампы порядка 3000 Лм, но при установке в линзовый модуль часто происходит бОльшая «потеря» света, если сравнивать со светодиодами и на выходе получается около 2200 Лм.

Выходит, чтобы достичь светоотдачи обычной галогенной лампы нужно увеличить количество светодиодов приблизительно в 4 раза. Но проще и выгодней увеличивать не количество, а мощность светодиодов.

Для начала попробуем использовать светодиоды мощностью 5 Вт. Но для этого нам потребуется увеличить эффективность пассивной охлаждающей системы. В этом нам может помочь сам линзовый модуль, который можно использовать в качестве достаточно массивного и большого радиатора.



Второй этап.

Попробуем разместить 3 SMD светодиода так чтобы найти лучшее положение в линзовом модуле для максимального и лучшего освещения. Для этого используем диоды - Luxeon Rebel, температура свечения 4300К, ток 450мА на каждый.
Для тестирования возьмем цоколь D2S от старой лампочки. В середину установим алюминиевую болванку со спиленными под углом 90 градусов сторонами. Так же она будет выполняет роль хорошего радиатора для охлаждения диодов. Три SMD светодиода закрепим по одному с каждой стороны.

Вот что получилось.


Устанавливаем в линзовый модуль. Включаем. Справа диод светит чуть хуже, чем все остальные из-за производственного брака.


Просто, для примера, отключаем диоды слева и справа с нашей «лампочки», чтобы посмотреть как светит только один центральный SMD светодиод направленный вверх отражателя.


Тестирование включенных всех трех диодов с близкого расстояния.


Светотеневая граница получилась хорошая и общая засветка тоже сбалансирована. Остается только одна проблема — нужно намного большее количество света.

Технические характеристики наших светодиодов Luxeon такие: 100-120 Лм при токе 450 мА. Получается, что в лучшем случае все три диода в общей сложности смогут выдавать 360 Лм. Около 10% света теряется при преодолении линзы в линзовом модуле, еще около 10% из-за шторки внутри модуля. Выходит, что в самом лучшем случае общая светоотдача будет 290 Лм. Это мало.

Если увеличить ток до 700мА (максимально допустимого) на светодиод, то получим светоотдачу в 160 Лм одним светодиодом, а в общей сложности 480 Лм, что будет равняться половине светоотдачи 55 ваттной галогенной лампочки.
Кстати, на данном этапе до тех пор пока суммарная мощность светодиодов не больше 5 Вт можно не задумываться о серьезной системе охлаждения для них.



Третий этап.

Проведем новый тест с использованием одного сверхяркого светодиода для того, чтобы найти наилучшую его позицию внутри линзового модуля и еще раз увидеть, как распределяется свет в каждой отдельной части и какое получается световое пятно. Для этого изготовим новую алюминиевую площадку для светодиода. Сам диод установим под небольшим углом по отношению к горизонту, так чтобы луч света от него направлялся немного на заднюю часть отражателя линзового модуля.






Светодиод будем использовать 3-х ваттный компании Cree. Подаваемый ток – 900 мА.

Конструкция «лампочки» позволяет крутить алюминиевый стержень внутри цоколя. Таким образом поворачивая стержень со светодиодом можно увидеть как свет распределяется от светодиода в зависимости от его положения внутри линзового модуля и выявить наилучшую позиции по отношению к отражателю.

В ходе тестирования были найдены наилучшие направления светодиода внутри линзового модуля для каждой из трех частей светового пятна (правая часть, центр, левая часть).



Один светодиод Cree, такой как используется в тесте, выдает около 200 Лм при токе равном 900 мА. Используя три таких светодиода, по одному для каждой их частей светового пятна, получаем в сумме светоотдачу порядка 600 Лм. А это уже приблизительно 70% светоотдачи от галогенной лампочкой 55 ватт. Очень неплохой результат.


Четвертый этап.

Теперь поэкспериментируем с двумя мощными 10-ваттными светодиодами Seoul Semiconductor P7.
Характеристики одного такого светодиода следующие:
Мощность – 10 Вт.
Светоотдача – 900 Лм при токе 2800 мА.

Делаем алюминиевую болванку таким образом, чтобы можно было расположить два светодиода обратными (монтажными) сторонами друг к другу. Расстояние от цоколя до источника и точки света (светодиодов) отличалось от спецификаций обычной ксеноновой лампы D2S.

Предполагалось, что созданная конструкция должна подходить к любым линзовыми модулями, которые рассчитаны на ксеноновую лампу D2S, но проведя опыт с другим штатным линзовым модулем от серийного автомобиля, оказалось, что это не так. Приходится искать индивидуальные «настройки» и положение «светодиодной лампы» в каждом другом линзовом модуле. Причина – светодиод имеет направленный точечный характер света, в отличии от ксеноновой лампочки с рассеивающим светом. Но это все решаемо, просто нужно учитывать особенности каждого линзового модуля.

И так, что получилось.




Из алюминия была сделана копия цоколя лампы D2S. Так как вся конструкция «светодиодной лампочки» едина (болванка + цоколь) и цоколь будет соприкасаться с задней стенкой (чашой) линзового модуля, то благодаря такой конструкции получается огромный радиатор для отвода тепла от светодиодов.




Так же на болванку лапочки была одета медная трубка с резьбой, для того чтобы можно было с задней стороны накрутить дополнительный радиатор охлаждения. Получилась такая конструкция.










Светодиодная лампочка установлена в линзовом модуле.




Тестирование. Получилось вполне сбалансированное по освещению световое пятно при использовании только двух сверхярких светодиодов.




В испытании светодиоды управлялись током по 700 мА на каждый. Тогда получается исходя из технических характеристик – один светодиод должен был выдавать 200 Лм. Соответственно светоотдача от двух светодиодов около 400Лм.
Максимальное и критическое значение тока подаваемое на один светодиода может быть 2800 мА. Но для стабильной работы будет достаточно 1800-2000 мА, что в итоге даст около 500-600 Лм с одного светодиода. А в сумме с двух светодиодов можно получить около 1000 Лм, что конечно далеко от технических характеристик ксенона, но вполне сопоставимо с уровнем галогенной лампочки!
Более двух часов «светодиодная лампочка» установленная в линзовый модуль работала без перерыва с подаваемым током 700 мА на каждый светодиод и температура всей конструкции была около 33 градусов.



Пятый этап.

По предыдущему тесту ясно, что два светодиода P7 стабильно работающие при токе около 2200 мА и потребляющие оба в целом 15 ватт не могут стать полноценной заменой ксеноновой лампочке, но почти сопоставимы по характеристикам галогенной лампочке.

Решить проблему просто увеличением количества светодиодов не получится, так как из-за изменения положения новых светодиодов внутри отражателя начнет «портиться» засветка правильного текущего светового пятна и так же станет острее проблема охлаждения.

Попробуем поступить иначе. Проведем новый тест с новым светодиодом для того, чтобы попробовать максимально приблизиться к уровню ксенона. На этот раз используем сверхяркий светодиод Luminus SST-90. Несмотря на то, что это одночиповый диод его характеристики очень впечатляющие: максимальный подаваемый ток 9000 мА, максимально 3,9 В, максимальная светоотдача около 2200 Лм.




Два диода SST-90 будут размещены так же, как и в тесте со светодиодами P7 и будут расположены напротив друг друга. Запускать светодиоды на максимальном допустимом токе в 9 А – это слишком, а вот на 4 А вполне нормально в соотношении эффективность/температура работы. Соединение последовательное.

При токе 4000 мА общая светоотдача предположительно будет составлять около 2000-2500 Лм, это равно приблизительно 60% светоотдачи ксеноновой лампы (которая светит во все стороны от себя). Но в прототипе каждый светодиод на алюминиевой болванке направлен только на рабочую и «полезную» площадь отражателя внутри линзового модуля, поэтому при излучении света у диодов будет меньше потерь в отличии от ксеноновой лампы. Хотя конечно же при подаче тока на диоды в 6 ампер их суммарная светоотдача будет равно(!) 35 ваттной ксеноновой лампе, а при токе в 9 А (максимально допустимый) будет равняться 55 ваттной ксеноновой лампочке! Но при все этом теряется смысл «светодиодного энергосбережения» и еще нужно будет решать возникшую большую проблему с охлаждением.

Замеры характеристик у прототипа показали – напряжение 6,6 В, токопотребление 4100 мА, энергопотребление 27 Вт. Общее энергопотрбление (включая питание кулера) около 30 Вт.




Использование активного охлаждения – кулера в дополнение к радиатору, как пассивному охлаждению, является неотъемлемой частью системы при теплоотдаче более 25 Вт и при работе в малом корпусе, таком как линзовый модуль.

Для того, чтобы радиатор максимально плотно соприкасался с задней частью линзового модуля и тем самым такая конструкция являлась единой системой охлаждения), задняя стенка было модифицирована, выровнена и отшлифована.




Так корпус «линзы» является частью пассивного охлаждения вместе с радиатором, плюс так же будет работать еще и кулер. В результате длительной работы образца стало ясно, что этого вполне достаточно для хорошего охлаждения светодиодов.




Результат.
Фотография сравнения светоотдачи:
– светодиодного прототипа 27 Вт и температурой свечения 5700 К (сверху)
– с ксеноном мощностью 35 Вт и температурой свечения 4100 К (снизу).




Итог: прототип светит ярче, чем галогенная лампа, но все же немного проигрывает ксеноновой. Основная проблема, что в центре светового пятна ксенон светит ярче. Но общая равномерная засветка у светодиодов (сопоставимая с ксеноном) очень неплохая.

Позже был сделан еще один вариант лампы с более компактной системой охлаждения.








Если задача сделать ближний свет для автомобиля с помощью светодиода Luminus + коллиматорные линзы для него, то скорее всего понадобится ставить по две линзы с диодами на каждую фару и разместить их не параллельно друг другу, а чтобы одна линза смотрела строго вперед, а другая чуть в сторону, чтобы освещать пространство сбоку.

Чтобы было понятней, вид сверху, как распространяется ближний свет от фар при правостороннем движении.


Два диода на одну фару должны обеспечить достаточный световой поток. Для ближнего света использовать лучше линзы с углом рассеивания света по больше, чтобы световое пятно было по-шире. Но остается самая главная проблема, которую решает линзовый модуль, но не решает линза устанавливаемая на светодиод — как сделать четкую светотеневую границу пучка света. Тут надо будет что-то придумывать, типа какой-то "перегородки" перед линзой, как "шторка" в линзовом модуле.

Иначе световой пучок будет круглый и слепить встречный транспорт.
Это стандартный ближний свет.


Так будет если просто поставить диоды. На яркость не стоит обращать, главное световое пятно.



Так же есть специальные дополнительные стеклянные линзы разных диаметров и форм, которые устанавливаются спереди коллиматорной линзы и подбирается нужное расстояние между ними. Это поможет увеличить световое пятно.






Можно приобрести такой набор:
1. Светодиод Luminus SST50
2. Драйвер
3. Коллиматорная линза для светодиода
4. Дополнительная линза



http://www.ledf.ru
  Ответить с цитированием Вверх
Старый 11.01.2015, 16:35   2
Akvel22
Новичок
 
Регистрация: 20.04.2014
Последняя активность: 14.03.2018 00:13
Адрес: Днепропетровск,Подгородное
Сообщений: 5
Сказал(а) спасибо: 1
Поблагодарили: 0 раз(а) в 0 сообщениях

:sun_smile: Re: Ретрофит галогенной оптики на светодиоды на серийном авто

Здравствуйте, скажите пожалуйста есть ли на данный момент опытные образцы? Я пробовал с CXA1512 два шт в блок линзе под лампу H7 -результат порадовал. Размещение светового пятна если один светодиод сверху не так как у Вас , а просто по центру и очень ярко. Сейчас хочу сха1512 приспособить под универсальную блок линзу под цоколь Н1. Подскажите можно ли сделать так как показано у Вас с одним светодиодом на фаре Тоёта-зеркальная шторка?
Akvel22 вне форума   Ответить с цитированием Вверх
Ответ  Создать новую тему
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск





Copyright ©2007 - 2024, FONAREVKA.RU

Powered by vBulletin®
Copyright ©2000 - 2022, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot

Правила форума | Отказ от ответственности

Время генерации страницы 0.12213 секунды с 20 запросами