Устройство подсветки

Не делайте все точно по инструкции - применяйте фантазию во внешнем оформлении. Подсветка должна быть оригинальной, а не стандартной, как фары у "Жигулей". ;)) Единственное, что стоит сделать по инструкции - это электрическая часть. Там вы все равно ничего революционного не изобретете. Хотя, если есть некоторые радиолюбительские навыки, то можно сотворить что-нибудь довольно интересное...

Ниже описаны разработанные мной способы изготовления подсветки, максимально защищенной от внешних немеханических воздействий (ее можно забрызгивать грязью из-под колес, поливать водой, погружать в воду и т.п. ;)). Некоторые упрощения технологии могут привести к ненадежной работе подсветки в "боевых" условиях.

Светодиоды
В подсветке чаще всего используют светодиоды. Они недорого стоят, просты в монтаже, потребляют мало энергии и при этом достаточно ярко светятся.

В основном они бывают следующих цветов (здесь же приведены некоторые обобщенные характеристики):

 Цвет
 Видимость глазом,
 "яркость"
 Umin , В
 Umax , В
 Напр. бат/акк,
  В
 Кол-во бат./акк.
 Цена
 Красные  хорошо
*****
 1,5 - 1,6
 1,8 - 2,0
 3,0 / 2,4
 2 / 2
 *
 Желтые  средне
***
 1,65 - 1,7
1,8 - 2,0
 3,0 / 2,4
 2 / 2
 *
 Зеленые  плохо
*
 1,7 - 1,75
 1,8 - 2,0
 3,0 / 2,4
 2 / 2
 *
 Синие  хорошо
*****
 2,7 - 3,0
 3,0-3,1 (3,5)
 4,5 / 3,6 (4,8)
 3 / 3 (4)
 ***
 Белые  хорошо/средне
****
 2,7 - 3,0
3,0-3,2 (3,6)
 4,5 / 3,6 (4,8)
 3 / 3 (4)
 ****

Электрические параметры измерены на различных светодиодах и приведено их среднее значение, которое можно использовать в расчетах. В скобках даны значения для некоторых импортных синих и белых сверхъярких светодиодов, которые следует использовать только в том случае, если при меньших значениях яркость свечения очень мала.

Сокращения в таблице:

Цвет - цвет свечения кристалла. Однако прозрачная колба не означает, что светодиод белый. В этом случае он может быть любого цвета. Но цветная колба точно указывает на его цвет. Исключение составляют инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды. Они выпускаются в различных полупрозрачных корпусах и их свет невидим глазом.

Видимость глазом, "яркость" (заметность) - этот параметр оценивался исключительно "на глаз", при одинаковом токе, на однотипных светодиодах. Такая зависимость этого параметра от цвета вызвана неравномерностью распределения чувствительности глаза по цветовой шкале.

Umin - рабочее напряжение на кристалле, при котором он начинает светиться. Измерено при токе I=1 мА.

Umax - рабочее напряжение на кристалле, при котором он светится уже достаточно ярко. Измерено при максимальном допустимом для многих светодиодов токе Imax=20 мА.

Кол-во бат./акк. - минимально возможное количество последовательно включенных элементов (батареек/аккумуляторов) для включения этих светодиодов. Никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлгидридные (Ni-Mh) аккумуляторы дают напряжение 1,2 В , а батерейки дают 1,5 В на элемент.

Если рассчитать схему на аккумуляторы, а использовать батарейки, то светодиоды из-за этого могут "сгореть"!!! Если же наоборот, рассчитать схему на батарейки, а использовать аккумуляторы, то немного упадет яркость свечения, но светодиоды от этого не пострадают.

Наиболее универсальны и доступны светодиоды в круглых корпусах (колбах) трех основных диаметров : 3 , 5, 10 мм. Но можно найти и с диаметром 2 мм.
Кроме круглых часто встречаются и другие формы и размеры колб, но они не всегда удобны в данном случае.

Еще имеет смысл заметить, что светодиоды даже одних и тех же цветов, форм и размеров делаются в прозрачных бесцветных и в полупрозрачных цветных колбах. Это тоже стоит учесть при изготовлении подсветки.

В подсветке лучше всего использовать красные и синие, реже белые светодиоды. Белые светодиоды повышенной яркости с направленным лучом часто используются для освещения, например в велофарах и налобных фонариках. Зеленые и желтые цвета менее заметны.

Сейчас многие производители делают "обычные" и "сверхъяркие" (или "повышенной яркости") светодиоды. У "сверхъярких" в несколько раз больше светоотдача, чем у "обычных". Для подсветки пригодны только "сверхъяркие". Они обычно делаются в прозрачных колбах.

Использование готовых сборок со светодиодами

Светодиоды и "мигалки" (здесь и далее имеется в виду микросхема (плата) управления светодиодом) можно выломать из некоторых светящихся мигающих брелков, браслетов и прочей "светящейся мерцающей мелочи", продающейся в Апрашке и подземных переходах. Светодиоды в "светящейся мелочи" иногда попадаются неплохие, но обычно все же далеко не сверхъяркие. Наиболее приличные из них по яркости - синие и красные. Хороших светодиодов других цветов в "светящейся мелочи" почти не бывает.

При выборе подобных мигалок, обратите внимание на конструкцию (купите одну штуку и вскройте): пригодны только такие изделия, в которых использованы стандартные светодиоды, припаянные к плате, а не кристаллы, которые приклеены прямо к плате мигалки. Кристаллы от платы оторвать (чтобы они сохранили работоспособность) невозможно. Припаять к плате с кристаллами провода тоже почти невозможно, потому что из- за перегрева платы мигалка в большинстве случаев перестает работать.

Если же в конструкции использованы стандартные светодиоды, то они легко выпаиваются паяльником, да и платы таких мигалок обычно можно припаять к проводам. Можно использовать те батарейки, которые были в конструкции изначально. Однако следует иметь в виду, что маленькие "таблеточные" батарейки имеют маленькую емкость и поэтому их надолго не хватает (обычно не больше 2-3 часов).

Нужно также проверить, от скольки и каких батареек работает мигалка. От этого зависит рабочее напряжение. Обычно они работают от 3В (2 батарейки по 1,5В или 1 по 3 В) или 4,5В (1 по 3В + 1 по 1,5В или 3 штуки по 1,5В). При переходе на аккумуляторы можно 3В конструкцию включить от 2,4В (2 акк. элемента) или от 3,6В (3 акк. элемента). 4,5-вольтовую мигалку можно включить от 3,6В (3 акк. элемента) или от 4,8В (4 акк. элемента). Если батарейки на 1,5В, то нужно оставить такое же количество аккумуляторов (элементов по 1,2 В) или на один больше.

При пониженном напряжении яркость будет меньше, зато аккумуляторы будут дольше работать без подзарядки. При повышенном напряжении яркость может повыситься, но сильно превышать нормальное напряжение не стоит, т.к. есть риск, что мигалка вообще "сгорит".

Могу порекомендовать к применению несколько изделий следующего типа:

Браслет светящийся
2 красных светодиода по очереди мигают. Включается кнопкой(кнопка представляет собой переплетение контактов, замыкаемых пятачком проводящей резины). Если кнопка не нужна (включение сразу при подключении к батарейкам), то кнопку нужно просто замкнуть. Работает от 2-х батареек по 1,5В (3В). (батарейки типа AG3, часовые). Выдерживает поднятие напряжения до 3,6В, но неплохо работает уже при 2,4В. Тогда можно установить синие или белые светодиоды или комбинацию разных светодиодов. Плата мигалки имеет небольшие размеры, к тому же ее можно еще и подрезать.

Кольцо
4 разноцветных (красный, зеленый, желтый и синий) светодиода попарно мигают. Включается кнопкой (кнопка представляет собой переплетение контактов, замыкаемых пятачком проводящей резины). Если кнопка не нужна (включение сразу при подключении к батарейкам), то кнопку нужно просто замкнуть. Работает от хитрой комбинации батареек: одна на 1,5В и одна на 3В, соединены последовательно (4,5В). Выдерживает повышение напряжения до 6В, но неплохо работает уже при 3В. Есть один существенный недостаток: используется внутреннее сопротивление батареек, из-за чего при использовании батареек большей емкости нужно последовательно включить резистор сопротивлением 5-15 Ом (в зависимости от напряжения). Плата мигалки имеет небольшие размеры, к тому же ее можно еще и подрезать.
Брелки
1 мигающий светодиод (синий). Выключателя не имеет. Работает от 3 батареек.по 1,5В (4,5В). Неплохо работает уже при 3,6В, а если заменить светодиод на красный, то, возможно, будет работать и от 2,4В. Плата мигалки очень миниатюрная, что решает проблему с ее размещением. Но такие брелки найти довольно непросто, т.к. сейчас их, видимо, сняли с производства. Им на замену пришли брелки с мигающими по очереди красным и синим кристаллами, но такие здесь совершенно непригодны, потому что кристаллы, как было сказано выше, переделке не поддаются.. По внешнему виду их отличить сложно, разве что по количеству цветов.

Есть еще вариант - купить пару веломаячков и использовать их. Из них легко выпаиваются светодиоды, к тому же там тоже есть "мигалка", плату которой можно использовать в подсветке. Можно также использовать и корпус в качестве бокса для батареек. Однако корпуса большинства мигалок слишком громоздки и тяжелы, чтобы приделывать их к роликам. В дешевых мигалках обычно используются тусклые светодиоды, которые лучше сразу заменить на хорошие.

При использовании готовой мигалки не нужно ничего придумывать с включением светодиодов - там все уже есть, осталось только вынести светодиоды и батарейки из корпуса и вмонтировать куда требуется. Но у этого способа есть и минусы - при использовании аккумуляторов заметно падает яркость.

Схемы включения светодиодов

Светодиод - не лампочка, его просто так подключать прямо к батарейкам нельзя!

Если вы все-таки решили использовать обычные светодиоды и рассчитывать резисторы - читайте ниже. Этот способ позволяет рассчитать схему на использование любых элементов питания и светодиодов, а также позволяет выбрать соотношение экономичность/яркость. Жирным шрифтом выделены классические примеры значений, которые можно использовать в стандартных случаях при указанных условиях(кол-во и тип (бат./акк.) элементов питания, цвет светодиода).

У светодиодов нет такого понятия как напряжение питания. Есть понятие "рабочее напряжение" (см. выше), но оно у большинства светодиодов не выше 4В и имеет несколько иной смысл, чем у лампочек. Зато у всех светодиодов есть максимальный ток. У большинства светодиодов он составяет 20 мА. При большем токе светодиод может "сгореть", поэтому ток необходимо ограничить с помощью резистора. Многие светодиоды достаточно ярко светят уже при токе около 3-5 мА. Наилучшее соотношение экономичность/яркость наблюдается при токе 10-15 мА. Для ограничения тока служат резисторы (они же сопротивления, кому как больше нравится). Они включаются последовательно со светодиодами.

Кому что непонятно - смотрите школьный учебник физики, раздел "электричество" - там все это есть (не убирайте далеко учебник, он еще пригодится ;))

Учтите также полярность (светодиоду это не все равно!): каждый производитель помечает выводы по-своему, поэтому будем определять полярность методом тыка.

Отдельная тема - мигающие светодиоды. У них внутри уже есть микросхема, которая ограничивает ток на кристалле и "мигает". Они подключаются прямо к источнику питания, однако при покупке таких светодиодов надо учесть напряжение питания. Если вы решили использовать 9 В аккумулятор, покупайте 9 В светодиод. Если два-три "пальчиковых", нужен 3 В (точнее 2,4 , но такой вы не найдете). В общем, напряжение питания светодиода должно соответствовать напряжению батареек/аккумуляторов.

Если вы используете готовую "мигалку" от брелка или веломаячка, просто подключите все "как было" и наслаждайтесь результатом, только не перепутайте полярность светодиодов и батареек. (это вообще самый простой способ, здесь вообще ничего рассчитывать не надо, все уже до нас посчитали).

Первый способ позволяет добиться наибольшей яркости, однако требует некоторого понимания этого раздела физики и при этом мигать светодиоды не будут.

Второй и третий способы - самые простые, однако яркость свечения при использовании аккумуляторов может оказаться недостаточной. Наилучшие результаты достигаются при использовании батареек. Подключение трех аккумуляторов вместо двух батареек заметно повысит яркость, но при этом велик риск все спалить.

Если вы все-таки решили использовать обычные светодиоды и рассчитывать резисторы - читайте ниже. Этот способ позволяет рассчитать схему на использование любых элементов питания и светодиодов. Жирным шрифтом выделены классические примеры значений, которые можно использовать в стандартных случаях при указанных условиях (кол-во и тип (бат./акк.) элементов питания, цвет светодиода).

Для этого вам понадобится точное (плюс минус 0,1В) значение падения напряжения на светодиоде. Обычно оно указывается в справочных данных, но если по каким-то причинам оно осталось неизвестным - его можно измерить. Если мерить нечем - можно обойтись данными из столбца "Umax , В" таблицы 1 (см. выше).

Если вы делаете одноцветную подсветку, все просто. С помощью таблицы считаем напряжение аккумуляторов/батареек, вычитаем из него рабочее напряжение светодиода (таблица - "Umax , В"), получаем напряжение на резисторе (U) и по формуле R = U / I (I - ток, его нужно брать от 0,010 до 0,020 А (рекомендуется 0,015 А)) находим нужное сопротивление резистора (в Ом). Если вы решили ставить несколько одинаковых светодиодов, вам понадобится столько же одинаковых резисторов.

Сопротивление резисторов в этом случае при использовании двух аккумуляторов должно получиться около 27 Ом, а при использовании двух батареек - 60 Ом. (для красных, желтых или зеленых светодиодов)

Здесь и далее я рассчитывал эти значения, принимая ток равным 0,015 А.

Далее соединяем все это по следующей схеме:

Если все светодиоды синие или белые: вместо двух аккумуляторов/батареек используйте три, т.к. двух элементов для работы синих и белых светодиодов мало. Не забудьте соответствующим образом пересчитать резисторы.

Если захотелось комбинировать например красные светодиоды с синими: тоже придется ставить три батарейки/аккумулятора. Здесь красные (желтые или зеленые) светодиоды обозначены как Н1, а синие (белые) Н2. При таком включении для светодиодов Н1 и Н2 нужно рассчитывать резисторы отдельно, на три элемента питания.

При использовании трех аккумуляторов сопротивление резисторов R1 в этом случае должно получиться около 100 Ом, а резисторов R2 - около 40 Ом.

При использовании трех батареек сопротивление резисторов R1 должно быть около 160 Ом, резисторов R2 - около 100 Ом.

Рассчитывать эти две схемы на ток более 150 мА (10 светодиодов по 15 мА) не советую, т.к. тогда никаких аккумуляторов надолго не хватит. Достаточно ограничиться 4-6 светодиодами по 15-20 мА.

Можно использовать и 9 В аккумулятор/батерйку. При этом светодиоды соединяются последовательно так, чтобы их суммарное рабочее напряжение (таблица - "Umax , В") светодиодов получилось не больше напряжения батарейки/аккумулятора. Если напряжения получились равными (это возможно только в двух случаях: три синих (белых) или один синий (белый) и три красных (желтых или зеленых)) на 9 В батарейку, то можно обойтись без резистора (не советую). Но запас напряжения оставлять все-таки надо, иначе яркость свечения будет очень сильно зависеть от свежести батарейки. Если же напряжение светодиодов получилось меньше напряжения батарейки, то резистор ставится один, опять же последовательно. Таких конструкций на одну батарейку можно повесить несколько (параллельно), но тогда батарейки надолго не хватит.

Конечно, кроме этих основных простейших схем, есть и другие, более сложные, но их я приводить не буду. И не забывайте, что для батареек и аккумуляторов должны быть разные значения сопротивлений резисторов! Если рассчитать схему на аккумуляторы, а использовать батарейки, то светодиоды из-за этого могут "сгореть"!!! Если же наоборот, рассчитать схему на батарейки, а использовать аккумуляторы, то немного упадет яркость свечения, но светодиоды от этого не пострадают. Если уж вам так необходимо, чтобы можно было использовать и батарейки и аккумуляторы, рассчитайте сопротивления на ток 0,020 А с батарейками, тогда с аккумуляторами светодиоды будут светиться с чуть меньшей яркостью.
Приблизительно время непрерывной работы схемы от аккумуляторов известной емкости считается так:

T = ( C / I ) - 1

где Т - время работы в часах, С - емкость аккумулятора в миллиампер-часах(то что указано на аккумуляторе, напр. 800 mAh), I - суммарный ток светодиодов в миллиамперах. Единица вычитается для приблизительной компенсации зависимости КПД аккумулятора от тока разряда.

На схемах используются стандартные условные обозначения:

- выключатель
- резистор
- светодиод
- источник питания (батарейки или аккумуляторы)
- разъем

Выключатель можно поставить абсолютно любой: главное, чтобы подошел по размеру и конструкции. Вообще, если ставите выключатель, защитите его от воды и грязи, иначе он быстро выйдет из строя. Можно попробовать замазать его силиконом и/или разместить его там, где на него не будут попадать брызги из-под колес, тогда он будет надежно защищен.

Но, кроме этого, у любых выключателей есть еще один недостаток: он может от вибрации сам включиться или выключиться. Если он незаметно включится при транспортировке или хранении роллов, посаженые аккумуляторы вам гарантированы.

Можно обойтись без выключателя. Выключать можно и разъемом. Только включать неудобно... ;)) - Зато сам не включится.

Монтаж светодиодов

Крученые соединения ненадежны, поэтому все соединения должны быть паяными. Для этого необходим паяльник и некоторые навыки работы с ним. Паять лучше припоем ПОС-61, в качестве флюса сойдет обыкновенная твердая канифоль.

Материалы: светодиоды, резисторы, тонкий провод (желательно мягкий), разъем, выключатель, припой ПОС-61, канифоль, термоклей.

Инструмент: паяльник (чем меньше, тем лучше), пинцет, канцелярксий нож, бокорезы (кусачки), мелкая шкурка (наждачка).

При монтаже все нужно расположить примерно так, как оно должно быть собрано в конечном итоге. В противном случае, потом может оказаться, что провода коротковаты. Резисторы можно припаивать прямо к светодиодам, но можно и в разрыв провода. Если припой не хочет прилипать к нужному месту, зачистите его мелкой шкуркой до матового блеска. Понятия полярности у резистора не существует, поэтому его можно включить в любое место цепи питания светодиода (не важно, со стороны плюса или минуса). Только не паяйте светодиоды слишком близко (ближе 5 мм) к корпусу. Они не переносят перегрева. Не рекомендуется также греть их слишком долго.

Не забывайте все соединения изолировать (например, изолентой или куском изоляции от более толстого провода, но лучше всего специальная термоусадочная трубка). Для изоляции удобно также использовать термоклей.

Провод от подсветки рам до аккумуляторов, если он проложен снаружи ботинка, следует брать покрепче.

От чего все работает? Батарейки vs Аккумуляторы.

Здесь надо решить несколько вопросов:

- Батарейки или аккумуляторы?
- Где их разместить?
- Больше емкость или меньше размер и вес?

Аккумуляторы

Они удобны тем, что их можно заряжать, однако у них есть и недостатки. Аккумуляторы здесь применяются двух типов: никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлгидридные (Ni-Mh). У них есть свои особенности. У никель-кадмиевых в два раза меньше удельная энергоемкость, чем у никель-металлгидридных. Но, зато никель-кадмиевые более живучие и дешевые, чем никель-металлгидридные.

У Ni-Mh есть так называемый "эффект памяти", т.е. если его разрядить неполностью и зарядить, то в следующий раз он уже будет иметь меньшую емкость (короче говоря, зарядится не полностью). Восстанавливаются они после этого с помощью специальных зарядных устройств с режимом "тренировки" или после нескольких полных разрядок и зарядок. На Ni-Mh аккумуляторах также плохо сказывается перезарядка. У Ni-Cd этих недостатков нет (или почти нет).

Если Ni-Mh аккумулятор разрядить до напряжения ниже 1,00 В, то его очень проблемно будет восстановить, а если его разрядить совсем "до нуля", то восстановление может быть уже невозможным. А вот Ni-Cd переносят все: разряды до нуля, недоразряд, перезаряд, даже кратковременные замыкания. Но, зато их надо чаще заряжать из-за низкой удельной энергоемкости. В общем, убить их сложно, но частые нарушения режимов работы отрицательно сказываются на емкости и сроке службы.

Для тех, кто не очень понял, поясню смысл вышесказанного: Если вам хватает емкости Ni-Cd, и ради долгой беспроблемной жизни аккумуляторов вам не лень их часто заряжать, выбирайте Ni-Cd. Если вам не хватает емкости Ni-Cd или лень их часто заряжать, ваш выбор Ni-Mh, но учтите, что они долго живут и надежно работают только при соблюдении режимов разряда-заряда, что довольно сложно при отсутствии специального автоматического зарядного устройства с контролем режима зарядки. (стоимость подобного ЗУ от 40 до 70 $ ).

Типоразмер "АА"

Аккумуляторы Ni-Cd размера АА производятся емкостью от 500 до 1000 mAh.

Аккумуляторы Ni-Mh размера АА производятся емкостью от 900 до 2100 mAh

Типоразмер "ААА"

Аккумуляторы Ni-Cd размера ААA производятся емкостью от 250 до 350 mAh.

Аккумуляторы Ni-Mh размера ААA производятся емкостью от 500 до 800 mAh.

Важно иметь в виду то, что и те и другие аккумуляторы дают напряжение 1,2 В на элемент. Сейчас очень широко распространены "пальчиковые" аккумуляторы форматов "АА" и "ААА". Можно также найти готовые сборки аккумуляторов для сотовых/радио телефонов. Если такая сборка содержит 4 элемента, то ее можно аккуратно разделить на две части по 2 элемента и использовать их раздельно. При этом не нужно паять сами аккумуляторы. Можно припаять провода к уже имеющимся перемычкам, которые легко паяются.

В специализированных магазинах и на "Юноне" можно также найти "таблетки", или дисковые аккумуляторы. Отечественные брать не советую, а импортные (чаще встречаются в готовых сборках) заметно дороже, зато дисковые аккумуляторы иногда проще "спрятать" в конструкцию роллов.

Можно также использовать стандартные батареи аккумуляторов, например 8,4 В (аналог "кроны"). Сейчас в магазинах много аккумуляторов разных фирм, в основном импортных. По качеству они между собой мало чем отличаются. Поэтому при выборе важно учитывать только емкость и тип, а производителя можно выбрать, исходя из цены. Например, самые дешевые и при этом неплохие по качеству аккумуляторы на сегодняшний день производятся под маркой GP. Хотя, некоторые ими недовольны. Мои тесты показали, что они непригодны для разрядки большим током (больше 0,2 емкости), но в нашем случае это не принципиально. Очень НЕ советую аккумуляторы марки "Мега-С"! Эти аккумуляторы очень быстро сами по себе "высыхают", стремительно теряя емкость. Для работы 4-6 красных светодиодов в течение 8 часов достаточно двух (в случае синих или белых светодиодов - трех) аккумуляторов типоразмера "АА" Ni-Cd 800 mAh.

Да, кстати, аккумуляторы можно сразу замуровать так, чтобы больше не вынимать. Их можно заряжать прямо в роллах. Но для этого понадобится специальное зарядное устроуство, которое я вам предложу сделать самим. ;)

Батарейки

Заряжать не рекомендуется. Некоторые экземпляры удается частично подзарядить, но большинство все же взрываются. ;)) Делятся на два основных типа: "солевые" и "алкалиновые". У алкалиновых емкость в несколько раз больше, чем у солевых. Батарейки обычно имеют емкость, в несколько раз большую емкости аккумулятора такого же типоразмера.

Солевые батарейки формата "АА" обычно имеют емкость около 2000-5000 mAh. * Алкалиновые батарейки формата "АА" сравнимы с аккумулятором емкостью около 3000-10000 mAh. * Кроме солевых и алкалиновых, еще существуют литиевые батарейки. Они сравнимы по емкости с алкалиновыми, но они обычно делаются в виде "таблеток", имеют малые размеры и, соответственно, емкость. К тому же, они в несколько раз дороже.

* Емкость батареек на самих батарейках обычно не указывается, но ее можно найти в некоторых каталогах или измерить опытным путем.

Не менее важно учитывать, что батарейки, в отличие от аккумуляторов, дают 1,5 В на элемент.

Где разместить аккумуляторы?

Закрепить батарейки (аккумуляторы) можно где-нибудь на роллах. Возьмите пару батареек и попытайтесь их куда-нибудь запихнуть. Хорошо, если где-то между внутренним и внешним ботинком есть достаточно места, тогда нет проблем. Но что, если там нигде нет места? Ну нет так нет, придется их снаружи крепить. Только при этом надо учесть, что при любых трюках и падениях они не должны касаться асфальта, иначе надолго их не хватит, а также нельзя допускать попадание на них грязи из-под колес. Самые подходящие места: на шнурках, пяточном ремне или клипсах. Нужно также иметь в виду, что чем меньше размер батареек, тем меньше их емкость. От емкости зависит продолжительность работы. Поэтому, здесь важно найти "золотую середину".

Например, можно использовать маленькую 12 В батарейку от брелка автосигнализации, но хватаит ее часа на 4, не больше (зависит от режима работы светодиодов). Если же нет желания/возможности закрепить батарейки/аккумуляторы на роллах , их можно потаскать и в кармане, однако при этом придется тянуть провода от кармана до роллов, в которых и запутаться недолго. Зато в кармане (рюкзаке), в отличие от роллов, можно таскать большой тяжелый свинцовый аккумулятор, которого хватит на месяц непрерывного свечения. ;)))

Монтаж батареек/аккумуляторов

Аккумуляторы надежнее всего припаивать. Перед пайкой места пайки нужно зачистить наждачкой, чтобы содрать защитное покрытие(оно плохо паяется). При пайке важно не перегреть аккумулятор, иначе он может выйти из строя, а при сильном перегреве даже "взорваться". Поэтому лучше сначала потренироваться на старых батарейках. Если вам удалось припаять к батарейке провод, при этом чтобы ее еще можно было удержать в руках и при рывке провод не отрывается вместе с пайкой, можете приступать к пайке аккумулятора. Грейте паяльником аккумулятор не более 10 секунд, тогда риск перегреть невелик.
Батарейки тоже можно припаять, однако тогда их придется каждый раз при замене припаивать, что неудобно. Для них все же удобнее использовать специальные боксы.

Можно и для установки аккумуляторов воспользоваться специальными боксами, но это самый простой и ненадежный способ, потому что со временем контакты окисляются, придется все разбирать и чистить. Хотя, если конструкция предусматривается легкоразборной, чтобы аккумуляторы можно было вынимать и заряжать стандартным зарядным устройством, то при каждой "перезагрузке" аккумуляторов контакты будут очищаться, хотя иногда их придется чистить.

Не стоит припаивать блок батареек/аккумуляторов прямо к светодиодам, лучше сделать разъемное соединение. Это не так сложно, зато позволяет легко снять/заменить блок аккумуляторов, а также с помощью специального зарядного устройства(см. далее) заряжать аккумуляторы прямо на роликах, не снимая. Для этого можно использовать любые удобные миниатюрные разъемы с двумя контактами.
Я использовал миниатюрные компьютерные разъемы питания. Их можно купить практически в любом магазине радиодеталей. Обратите внимание, что здесь нужно использовать разъемы, не допускающие разных вариантов подключения,чтобы не перепутать полярность. Если перепутать полярность между аккумулятором и подсветкой - ничего не произойдет, просто светодиоды не загорятся. А если ее перепутать при зарядке, бегите за новыми аккумуляторами.

Для этого удобны трехконтактные разъемы с направляющим выступом(на фотке справа), при этом нужно крайние контакты соединить между собой. Провода около разъемов можно зафиксировать термоклеем, тогда они не будут обламываться.

Теперь, когда аккумуляторы припаяны, их нужно "упаковать". Идеальный вариант - термоусадочная трубка, но такого диаметра ее можно найти только на "Юноне". Можно обойтись изолентой. В термоусадку аккумуляторы "упаковываются" так же, как блоки аккумуляторов для радиотелефонов.

Для крепления к шнуркам удобно испльзовать "липучки", прикрепленные к блоку аккумуляторов такой же термоусадочной трубкой или изолентой. Тогда аккумуляторы снимаются/надеваются легким движением руки. Если на ваших роллах нет шнурков, то таким же способом блок аккумуляторов можно прикрепить к клипсам, пяточному ремню или еще к чему-нибудь. Если такой способ крепления вас не устраивает, вам предоставляется возможность придумать свой. ;))

Бокс для батареек также можно закрепить с помощью "липучек". Для этого их можно просто пришить, предварительно просверлив (можно просто прожечь горячей булавкой) по краю два ряда мелких отверстий. Для надежности прошивку можно пропитать клеем.

Имейте в виду, что от тряски из таких боксов все их содержимое вылетает, поэтому, чтобы не растерять все аккумуляторы, закрепите их как-нибудь. Например, несколькими резинками или изолентой. Я использовал термоусадочную трубку, усадив ее так, чтобы ее можно было сдвинуть и заменить аккумуляторы.

Зарядное устройство для аккумуляторов

С помощью этого зарядного устройства можно заряжать аккумуляторы, не снимая их с роллов. Вы можете даже вмонтировать его в роллы. ;))

Но следует заметить, что оно не является автоматическим, поэтому для Ni-Mh аккумуляторов не рекомендуется. Ni-Mh аккумуляторы, в принципе, как и Ni-Cd, можно заряжать любым ЗУ. Но срок службы Ni-Mh аккумуляторов значительно продлевается, если использовать специальное автоматическое ЗУ, которое определяет заряженность аккумулятора и в нужный момент отключает его.

Но если точно соблюдать токо-временной режим зарядки и заряжать только полностью разряженные аккумуляторы, то и Ni-Mh можно заряжать любым ЗУ. Нормальный режим зараяда любых аккумуляторов - 14-16 часов при токе, равном 1/10 емкости. Многие производители указывают на своих аккумуляторах особые дополнительные режимы зарядки(напр. "Fast Charge" - "быстрая зарядка").

По соображениям ТБ я не буду здесь приводить схему, которая работает напрямую от сети, а ограничусь лишь универсальным переходником для сетевого адаптера. Сетевой адаптер годится практически любой с выходным напряжением от 5 до 12 В (напряжение адаптера должно быть больше напряжения блока аккумуляторов в 2-5 раза) и максимальным выходным током не менее 0.2 - 0.5 А (в зависимости от типа и количества аккумуляторов, он должен быть больше суммы зарядных токов всех одновременно заряжаемых аккумуляторов). При этом вы можете использовать его по прямому назначению, потому что сам адаптер переделке не подвергается.

Выходные напряжение и ток можно найти в строке "OUTPUT" маркировки на корпусе, например: "OUTPUT: DC 9V 1A"(9 В, 1 А) или "OUTPUT: 20VDC 600mA"(20 В, 0.6 А). "DC" обозначает "DirectCurrent" - "постоянный ток". Если вместо "DC" написано "АС", то такой адаптер не годится (не путайте со строкой "INPUT" - там у всех адаптеров написано "АС"). Кроме этого там должен быть значок (типа того, что над схемой обведен красным), обозначающий полярность разъема. Если этот значок (обратите внимание на знаки +/-) точно соответствует значку над схемой, то вы можете собирать переходник точно по этой схеме. А если нет - измените полярность разъема. По этой схеме можно собрать переходник, с помощью которого можно заряжать одновременно несколько (по схеме - два) блоков аккумуляторов.

Резистор R1 рассчитывается по формуле R1=(Uад-1,25*n)/I , где Uад - выходное напряжение адаптера, n - количество аккумуляторов в блоке, I-ток зарядки (обычно указан на аккумуляторе). Если ток зарядки не указан, то его можно найти по формуле I=C/10, где С - емкость аккумулятора(в Ah). Можно дополнить схему индикатором процесса зарядки (показан пунктиром) на светодиодах. Резисторы R2 считаются по формуле R2=(Uад-2-1,25*n)/0,005. Но такой индикатор обозначает только то, что аккумулятор подключен и устройство включено, при этом никак не показывая заряженность аккумулятора, т.е. даже если аккумулятор уже давно зарядился, светодиод все равно будет гореть. В зарядном устройстве следует использовать резисторы мощностью 0,25 - 0,5 Вт. Если они сильно греются, еще раз проверьте расчеты и возьмите резисторы мощностью 1 - 2 Вт.

Для проверки работы нужно измерить ток зарядки, подключив амперметр вместо блока аккумуляторов. Также, с помощью вольтметра необходимо проверить соответствие полярности ЗУ и аккумулятора, т.к. при неправильном включении аккумулятор может выйти из строя (при этом он может сильно нагреться).

Оформление подсветки

Светящиеся элементы

Светодиоды сами по себе слишком маленькие, чтобы их ставить "как есть". Несмотря на их яркость, при таких размерах издалека их почти не видно. Поэтому их нужно вмонтировать в светораспределители. В них можно использовать светодиоды как в прозрачной колбе, так и в цветной. Но если вы хотите, чтобы при выключенной подсветке они не очень бросались в глаза, лучше использовать светодиоды в прозрачной колбе.
Для светораспределителей удобно использовать оргстекло, прозрачный силикон, термоклей и другие прозрачные и полупрозрачные легкообрабатываемые материалы.
Прозрачным силиконом удобно вклеивать светодиоды во всякие щели и прочие технологические(Не путать с вентиляцией!) отверстия в ботинке и раме.

В любом случае, перед приклеиванием чего-либо тщательно протрите поверхности спиртом. Если спирта нет, хотя бы просто влажной тряпочкой тщательно вытрите пыль.

Накладки из оргстекла (на рамы)

Полоски из оргстекла хорошо смотрятся, когда они приделаны к раме. Их удобно приклеивать на силикон и свинчивать вместе длинным винтом над рамой. В этом случае предпочтительнее белый силикон, т.к. он не поглощает свет, а отражает его. Однако если вы хотите, чтобы выключенная подсветка не бросалась в глаза, используйте прозрачный. Если стекляшки приклеены на силикон, то они не будут дребезжать на неровном асфальте и под них не будет забиваться грязь.

Свинчивание винтом обязательно, т.к. при сильной вибрации силикон сам по себе через какое-то время может отклеиться. Силиконом нужно замазать все места, куда не должна попадать грязь.

Сначала определитесь, куда и как вы будете крепить эти стекляшки. От этого зависят их размеры и форма. У некоторых роликов (Salomon FSK) в верхней части рамы есть очень удобный паз (углубление), в который так и просится их "положить". Необходимо также учесть, что при любых падениях и трюках эти стекляшки не должны касаться асфальта, иначе их надолго не хватит. У многих роллов есть небольшая выемка или "лишние" отверстия в середине верхней части рамы. Можно воспользоваться ими для крепления стекляшек, свинтив их длинным винтом (при этом не нужно сверлить раму) между собой.

Для вмонтирования светодиодов диаметром 3 мм удобно использовать оргстекло толщиной 5 мм, хотя можно и тоньше, но при этом просверлить его в торец сверлом 3 мм на глубину 10-20 мм будет намного сложнее.

Если вы не нашли оргстекла в виде листов нужной толщины, можно набрать необходимую толщину из прозрачных пластиковых линеек или более тонких листов, склеивая их дихлорэтаном или супер-клеем. Линейки предпочтительнее использовать бесцветные, но можно и подобрать их под цвет светодиодов. Помните, что несоответствие цветов светодиода и светораспределителя может "убить" значительную долю яркости. Поэтому лучше все-таки использовать бесцветные материалы.

Только перед тем, как покупать десяток линеек, купите одну, сломайте ее и проверьте, склеивается ли этот материал (некоторые пластики ни один клей не берет), и насколько он хрупок. Но не забывайте, что для этого годятся только прозрачные клеи, поэтому не следует пытаться их склеить каким-нибудь обычным (коричневым) "Моментом". Следует также учесть, что хорошо склеить можно только плоские линейки, без клинообразных скосов. Не забудьте также взять кусок наждачки с размером зерна (по забугорному стандарту) Р60 - Р120 и содрать все надписи, а заодно сделать линейки матовыми (при этом улучшаются светораспределительные свойства). Для удаления надписей можно вместо наждачки воспользоваться ацетоном.

Резать оргстекло можно обычной ножовкой по металлу, но удобнее для этого изготовить (если есть возможность) специальный резак (по конструкции напоминает кошачий коготь) или попробовать сделать это обычным стеклорезом (я не пробовал).
Резаком оргстекло режется по стальной линейке. Просто отмечаете линию разреза, кладете линейку и долго и упорно царапаете оргстекло резаком (стеклорезом или чем-нибудь острым) по одной и той же линии. Когда глубина царапины дойдет до 1/2 толщины стекла, кладете лист на край стола и обламываете по этой царапине, как обычное стекло. Для обработки краев используется обычный напильник.

Если же требуется согнуть оргстекло, просто нагрейте нужный участок детали над газовой плитой и гните, пока не остынет.
Вместо полосок оргстекла можно использовать прозрачные трубки от шариковых ручек, но их сложнее крепить.

Установка светодиодов

Итак, место для крепления найдено, стекляшки вырезаны. Теперь надо прикинуть, сколько, куда и как вмонтировать (не забудьте про провода, их тоже надо как-то уложить) светодиоды (от 2 до 5 штук на полоску - см. ниже).

Для этого нужно в торец просверлить заготовленные стекляшки сверлом 3мм (для 3мм светодиодов*). Если у вас под рукой есть сверлильный станок и специальные сверлильные тиски, вам повезло. Если нет, можно воспользоваться обычной электродрелью. Ну а если уж и дрели нет, возьмите пассатижи (плоскогубцы) и гвоздь диаметром около 2,5-3 мм, нагрейте его на газовой плите и просто проплавьте эти отверстия (только не насквозь).

* 3мм - диаметр колбы светодиода. Но в нижней части колбы есть расширение, которое нужно спилить с помощью напильника, или сверлить под светодиод отверстие диаметром 4мм.

Если вы не нашли светодиодов 3мм, можно 5мм светодиоды обработать напильником до нужного размера, однако не советую этого делать, т.к. одно неверное движение напильником, и повредите кристалл. Соответственно, светодиод будет испорчен. Ну, а если уж решились, не задевайте металлическую часть внутри колбы. Есть еще другой вариант использования 5мм светодиодов: нужно сверлить под них отверстия диаметром 5 мм, но при этом они будут вылезать наружу.

Перед монтажом светодиодов нужно набить в отверстия прозрачного силикона, чтобы они вклеились.

Провод от рамы до ботинка можно проложить снаружи ботинка по его внутренней стороне, если при падениях это место не касается асфальта. Но если где-то в нижней части ботинка есть вентиляция - можно и ее для этого использовать.

Вообще, накладки можно сделать с двух сторон, чтобы можно было их просто свинтить. Но, светодиоды имеет смысл монтировать только в ту, которая с наружной стороны ботинка. С внутренней стороны их все равно почти не видно.

Светящиеся "катафоты"

Вместо накладок из оргстекла можно использовать автомобильные дверные (маленькие такие, на двери надеваются или наклеиваются) катафоты, в которые удобно вставлять светодиоды. По своему прямому назначению они все равно никуда не годятся. Способ монтажа светодиодов в них зависит от их конструкции.

Если внутри просматривается пустота, то проще всего просверлить их со стороны крепежной планки и вставить в эту пустоту светодиоды. Если же они сделаны в виде "капли" оргстекла и не имеют пустоты, то их тоже нужно просверлить со стороны планки и вставить светодиод. Однако это не самый лучший вариант. В этом случае лучше отодрать стекляшку от планки и сточить все "зубчики" (как катафоты они все равно нормально не работают) с задней стороны. Неплохо также обработать наждачкой внешнюю поверхность стекляшек для лучшего светораспределения. В этом случае стекляшки будут равномерно светиться.

Можно зубчики и не стачивать, а оплавить их, например с помощью зажигалки. Тогда эти неровности будут отражать свет в разные стороны, что, собственно, и требуется. Для усиления этого эффекта можно еще с помощью тонкой нагретой булавки проплавить (сверление даст несколько иной эффект) с задней стороны несколько отверстий (не насквозь). Светодиоды следует, как и в предыдущем случае, вклеивать силиконом.

Теперь стекляшки можно куда-нибудь крепить. Хорошо если вам удастся их приклеить. Если нет, нужно аккуратно (они очень легко трескаются) надсверлить 1-2 отверстия с задней стороны и закрепить их с помощью мелких саморезов. Такие светящиеся стекляшки удобно крепить к рюкзаку. Для этого можно насверлить или проплавить по периметру ряд маленьких отверстий и просто пришить.

Заливка светодиодов силиконом

Этот способ хорошо применим, если в пластиковых частях ваших роликов есть "лишние" отверстия достаточного размера. Но, не забудьте учесть, что провод от светодиодов в этом случае нельзя вести снаружи, т.к. если за него дернуть, он все вырвет. Поэтому, его нужно как-то увести внутрь. Все очень просто, если к намеченному отверстию есть доступ изнутри ботинка или рамы.

В некоторых роллах с двумя (пластиковый внешний и мягкий внутренний) ботинками во внешнем ботинке есть подобия вентиляционных или технологических отверстий, в которые можно залить светодиоды. Но вентиляционные отверстия заливать не советую, а то вентиляции совсем не будет.

Пример:
В ботинке Salomon FSK зачем-то сделано отверстие, через которое видно антишоковую вставку под пяткой. Для вентиляции оно совершенно ничего не значит, поэтому его можно смело заливать. Вот его-то я на своих роллах и залил. Но при заливке нужно еще учесть, что к некоторым пластикам силикон приклеивается не очень прочно (в данном случае вообще не клеится). Поэтому с внутренней стороны нужно сделать вставку из тонкого жесткого материала, к которому силикон хорошо приклеивается (я использовал кусок "липучки"). Тогда, даже если он отклеится от ботинка, эта вставка ему не даст вывалиться. Провод в этом случае очень хорошо умещается между внутренним и внешним ботинками.

Технология:
Подкладываем с внутренней стороны "липучку" (белая лучше всего отражает свет, но можно подобрать под цвет светодиода, эффект будет почти тот же), укладываем светодиод и провода туда, где они должны быть, берем тюбик силикона и заливаем. Удобно делать это слоями. Сначала отгибаем светодиод и заливаем под него силикон так, чтобы он проклеил "липучку". Затем укладываем светодиод на место и заполняем оставшееся пространство силиконом. А теперь самое интересное: придание этой заливке формы. Отрезаем кусок полиэтилена от пакета, приляпываем его сверху на силикон и разравниваем. Пока не застынет силикон, полиэтилен не трогать! Но сделать поверхность ровной непросто. Для этого нужно нагреть полиэтилен, чтобы он натянулся (не перестарайтесь, а то он и расплавиться может). Нагревать его можно феном, зажигалкой и т.п.

Теоретически можно из силикона сделать и накладки на рамы, если очень постараться. Но это возможно только в случае, если силикон хорошо приклеивается к раме или как-то крепится дополнительно.

Подсветка колес и асфальта

Подсвечивать асфальт довольно неэффективно. Выглядит прикольно, но заметности мало, издалека почти не видно. Зато некоторые прозрачные колеса можно очень эффектно подсветить

В общем, смысл этого способа в том, чтобы закрепить светодиоды внутри рамы так, чтобы они освещали колеса и/или асфальт. Здесь используются светодиоды исключительно в прозрачной колбе с направленным лучом.

Технология: Светодиоды можно приклеить на силикон, эпоксидный или другой клей, расположив их соответствующим образом внутри рамы. Можно выпилить небольшие пластинки из фольгированного стеклотекстолита и припаять к ним светодиоды, а пластинки приклеить или привинтить. Но, независимо от способа крепления, их нужно заделать (например, тем же силиконом) так, чтобы на металлические выводы светодиодов не попадали брызги из-под колес. В принципе, замыкания при таких напряжениях не произойдет, однако металл выводов со временем может сильно окислиться, что может привести к нарушению контакта.

Используемые материалы

Оргстекло не следует путать с обычным стеклом. Оно легче обрабатывается, менее хрупко, хорошо клеится дихлорэтаном, и вообще по свойствам близко к пластику. Из него (но не только из него) делают прозрачные школьные линейки.

Силикон - обычный строительный (сантехнический) силикон. Продается в стройхозтоварах. В застывшем виде по свойствам напоминает резину. Хорошо поглощает вибрацию, не боится воды, является хорошим электроизолятором. Можно использовать как заполнитель, герметик, клей и т.п. Застывает долго (12-48 часов в зависимости от толщины слоя и температуры), в этом его недостаток. Продается в больших (300мл) тубах для монтажного пистолета и в различных мелких шприцах и тюбиках. Бывает разных цветов, но сейчас вам понадобится в основном прозрачный бесцветный. Небольшого тюбика вам должно хватить. Термоклей - продается в стройхозтоварах в виде разноцветных круглых палочек диаметром около 12 мм и длиной около 30 см. Легко плавится паяльником, хотя предназначен для использования в специальном пистолете. Хорош в качестве заполнителя или заливки, но как клей не рекомендуется, потому что под действием воды и других жидкостей он отслаивается от склеиваемых поверхностей, хотя сам при этом не разрушается, оставаясь цельным куском. Зато застывает сразу же после остывания. По свойствам напоминает пластмассу.

Дихлорэтан - один из лучших клеев для оргстекла. Используется принцип химического "плавления" и затвердевания материала. Продается в хозтоварах, магазинах радиодеталей.

Термоусадочная трубка - мягкая пластиковая трубка, которая при нагревании уменьшается в диаметре в два раза. Нагревать ее удобно строительным феном, зажигалкой, или над газовой плитой. Бывает самых разных диаметров - от 1,5мм до 70 и больше. Продается на "Юноне", но можно найти и в других магазинах радиодеталей.

 

Где все купить (в Санкт-Петербурге)?

Светодиоды, провода, разъемы, резисторы, выключатели и т.п:

  •  ярмарка "Юнона", в павильонах на радиорынке
  •  магазины "Микроника"
  •  магазин-ларек "Полином" около СКК
  •  прочие магазины радиодеталей.

Другие материалы:

 

  • - магазины строй-хоз-товаров, стройбазы
  • - ярмарка "Юнона" - там есть все

Дихлорэтан можно купить на Юноне в ларьке "Зеленый Химик" (и не только).

 

 

_______________
Автор:
DIVAS

2004 год