DIY: HID-cykellampor
Jaha, då var det dags att visa hur man lätt kan knåpa ihop sin egen HID-lampa.
HID står för High Intensity Discharge eller gasurladdningslampa som det brukar heta på svenska.
Lampan innehåller ingen glödtråd utan principen bygger på joniserad gas, precis som ett vanligt lysrör.
Gasen som är en mix av ädelgaser kräver en hög spänning för att tända. Detta åstadkommes med hjälp av lite elektronik, en sk ballast och igniter. Ignitern levererar mycket hög spänning i själva tändögonblicket och sedan tar ballasten över och driver lampan.
Fördelarna är att man får ett stort ljusutbyte i förhållande till den effekt som åtgår. En normal halogenlampa har ca 20 lm/W medans en 10 W HID-lampa har runt 50 lm/W.
Jag har byggt ihop några cykellampor till mig själv och min bror som är baserade på 10 W HID plus ballast.
Reflektorn är sk MR16 med ett yttermått på 51 mm och en strålvinkel på 24 grader. Färgtemperatur ca 6000 K. Ballasten är rund med en diameter på ca 50 mm.
Först så tänkte jag sätta ballasten i direkt anslutning till lampan och byggde några prototyper för att se hur det skulle te sig. Men det blev ena ganska stora och tunga skapelser. Svarvad aluminium är visserligen snyggt, men blev lite för otympligt.
Jag bestämde mig då för att separera lampa och ballast och montera ballasten tillsammans med
batteripaketet. Lampan blir på så sätt väldigt lätt och liten.
Som vanligt när man ska bygga något är det problem med att hitta lämpliga chassien. Att formgjuta egna lamphus kändes lite väl överdrivet, så istället inleddes jakten på lämpliga donatorer.
Jag hittade tillslut en ficklampa som hade de rätta dimensionerna att gå vidare med. Priset var inte heller avskräckande och fyra stycken ficklampor a 16,90 kr inhandlades.
Dessa plockades ner så mycket det bara gick.
Framdelen av lampan är av plast och blev en perfekt utgångspunkt.
För att få till en bra baksida så kapades metallröret av ca 3 cm i bakkant och trycktes tillbaks in i plasthuset tillsammans med lite lim.
Frontringen svarvades av litegran för att få ett mindre "muttrigt" utseende.
En ny bakpanel för strömbrytare och kabelanslutning tillverkades också.
De ingående delarna till en lampa. Från vänster: frontring, frontglas, lampa, lamphus, packning, bakpanel, strömbrytare, kabelgenomförning och bakring.
Observera att strömbytaren INTE bryter strömmen till HID-lampan. Ballasten och HID-lampan måste sitta i en obruten kedja med hänsyn till drift- och tändspänningar. Strömbrytaren styr istället strömmen fram till ballasten från batteriet, genom en tunn kabel till ett relä.
Det blir lite delar till fyra stycken lampor. Bara att sätta igång och montera.
Färdigt resultat. Två styrlampor och två pannlampor.
Lamporna fick en överrock av gummi, gammal slang, för att få lite bättre skydd.
Styrlampan har en fastsättningsklämma från en gammal Sigmalampa.
Pannlampa monterad på hjälm. Montering sker medelst tejp och sitter mycket bra.
En färdig lampa väger ca 90 gram och känns inte på något sätt besvärande att ha på huvudet.
För att driva dessa lampor används Li-Ion batterier. Cellstorlek 18650 på 3,6 Volt och 2400 mAh.
En cell har således 8,64 Wh. Vikt per cell ca 45 gram.
10 W ballasten kan drivas med en ingångsspänning mellan 9-16 V. Det betyder att man kan ha tre st Li-Ion
celler i serie dvs 10,8 V eller fyra st dvs 14,4 V. Jag har valt att använda 14,4 V som matningsspänning och således fyra celler i serie. Sedan är det fritt fram att parallellkoppla in ytterligare grupper om fyra celler för att få önskad driftstid.
9-timmars paketet kan kanske vara bra att ha vid 24-timmarslopp eller runt Vättern.
För att Li-Ion cellerna ska må så bra som möjligt krävs det lite skyddselektronik. Denna har till uppgift att skydda batteriet från överladdning samt för höga strömuttag. Den stänger dessutom av när batteriet börjar bli tomt. På så sätt behöver man aldrig vara orolig att förstöra batteriet på något sätt. Skyddselektroniken dimensioneras för antingen två, tre eller fyra celler.
Batteripaketet sitter monterade tillsammans med ballasten och till/från relät i en formsydd väska som antingen spänns fast på styret (styrlampan) eller läggs bak i fickan på cykeltröjan (pannlampan).
Totalvikt för lampa, ballast och 3-timmars batteri ca 350 g.
För att ladda alla dessa batterier har jag byggt en egen laddare. Den klarar av att ladda fyra batteripaket åt gången. Laddtid för ett 3-timmars paket ca 60 min.
Men som vanligt kan man aldrig få för mycket ljus där ute i buskarna. Visserligen ger en 10 W HID på styret och en på hjälmen bra med ljus. Men tittar man på de stora grabbarna som åker Kåsan så vet man vad
som gäller på natten. Nämligen 35 W HID-lampor.
Verkningsgraden på en 35 W är nästan dubbelt så hög som på 10 W HID och runt fem gånger högre än halogenlampor.
Lampa och elektronik är vanliga standardkomponenter för fordonsindustrin. Exakt sådana som sitter monterade i vanliga personbilar med xenonljus. Jag använder ett system med separat igniter, det finns även andra (läs: dyrare) som har ignitern sammanbyggd med lampan. Jag valde H3 format på lamporna då de är bland de kompaktaste av 35 W HID-lampor.
Från vänster lampa, igniter och ballast.
Funktionen är följande. Vid start så skickar ballasten ut ca 400 V till ignitern som i sin tur skickar 20 kV till lampan i hundratalet nanosekunder för att tända denna. Sedan driver ballasten lampan med en spänning runt 85 V. Ljusutbytet ligger runt 90 lm/W, vilket i detta fall ger totalt ca 3200 lm.
Även här började jakten på lämpligt chassie. Det mest optimala är att använda så stor reflektor som möjligt. Detta för att inte "kväva" det ljus som vill ut. Men att dra fast en Hella 3000 på hjälmen skulle se ganska bisarrt ut, för att inte tala om vikten. Stora reflektorer = hög vikt.
Jag valde att basera mitt bygge på en 70 mm Mila reflektor. Kanske i minsta laget, men den väger lite och sitter väldigt kompakt på hjälmen.
Jag bearbetade lamphuset litegrann. Trots sin lilla storlek är H3-lampan lite för lång för lamphuset och jag blev tvungen att förlänga det i bakkant. Inne i lamphuset tillverkade jag en sockel för lampan.
För att fixeras på hjälmen bockade jag till en vinkel i aluminium som fästes med buntband.
Vikten på ett komplett lamphus ligger runt 140 g och känns väldigt lite då lampan sitter centralt monterat på hjälmen.
Ballast, igniter och batterier sitter monterade i en liten låda som lätt slinker ner i Camelbaken. Som av/påslag använder jag en "remote" strömbrytare på sladd som sitter monterad på ena axelbandet på Camelbaken.
Då lampan är avsedd för fordonsindustrin så når den acceptabel, ca 80-90 %, ljusstyrka inom någon sekund när den tänds. Full ljusstyrka nås efter ca 6-8 sek.
Men då tänker säkert någon: -Vilken j**la dåre som drar upp 20 kV på huvudet. Men jag är inte orolig. Jag använder anpassade högspänningskablar som klarar av denna höga spänning utan överslag. Dessutom så är högspänningspulsen endast bråkdelar av en sekund lång. När lampan väl brinner så är det "bara" 85 V i sladdarna.
För att driva lampan används även här Li-Ion celler. Ett batteri med 12 celler dvs 14,4 V och 7200 mAh ger en driftstid på ca 2,5 h. Lampan drar ungefär runt 40 W.
Vikten för ett komplett system med 35 W pannlampa, drivelektronik och 2,5-timmarsbatterier, ligger runt 1300 g.
Jämförelse i storlek mellan 10 W och 35 W.
Hur lyser då dessa lampor?
Vi kan börja med 10 W. Jag har tidigare knåpat ihop några lampor baserade på halogenteknik.
Jag använde då 20 W IRC lampor som ska ge ett ljusutbyte på runt 35 W. Dessa lampor lyser väldigt bra, men i jämförelse mot 10 W HID så bleknar de lite. HID ljuset är mycket vitare och skarpare. Jag tycker man ser detaljer bättre då kontrasten ökar från svartgult till svartvitt.
Hur står den sig då mot de populära 20 W Mila/Silva pannlamporna då? Jag har tidigare överspännt min Mila-lampa med 7,2 V och fick ett väldigt vitt och skarpt ljus, tyckte jag då. Men mot en 10 W HID så kommer den till korta.
En 10 W HID monterad antingen på styret eller på hjälmen räcker långt. Ljusvinkeln på 24 grader känns perfekt då det blir ett brett och starkt lyse. En smalare vinkel tror jag ger upphov till en "whitespot" som iofs når väldigt långt men kan kännas lite väl stark i närområdet.
Kopplar vi sedan igång 35 W HIDen så blir man nästan chockad. Ujuj, vad det lyser, nästan som på dagen.
Ljuset är brett och väldigt starkt. Ljustemperaturen från lampan ligger på ca 5000 K dvs vitt fast ändå inte jättevitt.
En varning dock! Titta INTE in i lampan. 35 W lampan får till och med min svetshjälm (Speedglas) att blända ner.
För starkt och lite överdrivet skulle säkert många tycka. Ingalunda, säger AJ. Att ha mycket ljus är kul :-)
Att dessutom ha byggt det själv gör det bara ännu roligare.
Att återge hur det lyser är svårt på bild, men jag ska försöka fota lite hur lamporna lyser.
Återkommer med dessa bilder.
/Anders
HID står för High Intensity Discharge eller gasurladdningslampa som det brukar heta på svenska.
Lampan innehåller ingen glödtråd utan principen bygger på joniserad gas, precis som ett vanligt lysrör.
Gasen som är en mix av ädelgaser kräver en hög spänning för att tända. Detta åstadkommes med hjälp av lite elektronik, en sk ballast och igniter. Ignitern levererar mycket hög spänning i själva tändögonblicket och sedan tar ballasten över och driver lampan.
Fördelarna är att man får ett stort ljusutbyte i förhållande till den effekt som åtgår. En normal halogenlampa har ca 20 lm/W medans en 10 W HID-lampa har runt 50 lm/W.
Jag har byggt ihop några cykellampor till mig själv och min bror som är baserade på 10 W HID plus ballast.
Reflektorn är sk MR16 med ett yttermått på 51 mm och en strålvinkel på 24 grader. Färgtemperatur ca 6000 K. Ballasten är rund med en diameter på ca 50 mm.
Först så tänkte jag sätta ballasten i direkt anslutning till lampan och byggde några prototyper för att se hur det skulle te sig. Men det blev ena ganska stora och tunga skapelser. Svarvad aluminium är visserligen snyggt, men blev lite för otympligt.
Jag bestämde mig då för att separera lampa och ballast och montera ballasten tillsammans med
batteripaketet. Lampan blir på så sätt väldigt lätt och liten.
Som vanligt när man ska bygga något är det problem med att hitta lämpliga chassien. Att formgjuta egna lamphus kändes lite väl överdrivet, så istället inleddes jakten på lämpliga donatorer.
Jag hittade tillslut en ficklampa som hade de rätta dimensionerna att gå vidare med. Priset var inte heller avskräckande och fyra stycken ficklampor a 16,90 kr inhandlades.
Dessa plockades ner så mycket det bara gick.
Framdelen av lampan är av plast och blev en perfekt utgångspunkt.
För att få till en bra baksida så kapades metallröret av ca 3 cm i bakkant och trycktes tillbaks in i plasthuset tillsammans med lite lim.
Frontringen svarvades av litegran för att få ett mindre "muttrigt" utseende.
En ny bakpanel för strömbrytare och kabelanslutning tillverkades också.
De ingående delarna till en lampa. Från vänster: frontring, frontglas, lampa, lamphus, packning, bakpanel, strömbrytare, kabelgenomförning och bakring.
Observera att strömbytaren INTE bryter strömmen till HID-lampan. Ballasten och HID-lampan måste sitta i en obruten kedja med hänsyn till drift- och tändspänningar. Strömbrytaren styr istället strömmen fram till ballasten från batteriet, genom en tunn kabel till ett relä.
Det blir lite delar till fyra stycken lampor. Bara att sätta igång och montera.
Färdigt resultat. Två styrlampor och två pannlampor.
Lamporna fick en överrock av gummi, gammal slang, för att få lite bättre skydd.
Styrlampan har en fastsättningsklämma från en gammal Sigmalampa.
Pannlampa monterad på hjälm. Montering sker medelst tejp och sitter mycket bra.
En färdig lampa väger ca 90 gram och känns inte på något sätt besvärande att ha på huvudet.
För att driva dessa lampor används Li-Ion batterier. Cellstorlek 18650 på 3,6 Volt och 2400 mAh.
En cell har således 8,64 Wh. Vikt per cell ca 45 gram.
10 W ballasten kan drivas med en ingångsspänning mellan 9-16 V. Det betyder att man kan ha tre st Li-Ion
celler i serie dvs 10,8 V eller fyra st dvs 14,4 V. Jag har valt att använda 14,4 V som matningsspänning och således fyra celler i serie. Sedan är det fritt fram att parallellkoppla in ytterligare grupper om fyra celler för att få önskad driftstid.
9-timmars paketet kan kanske vara bra att ha vid 24-timmarslopp eller runt Vättern.
För att Li-Ion cellerna ska må så bra som möjligt krävs det lite skyddselektronik. Denna har till uppgift att skydda batteriet från överladdning samt för höga strömuttag. Den stänger dessutom av när batteriet börjar bli tomt. På så sätt behöver man aldrig vara orolig att förstöra batteriet på något sätt. Skyddselektroniken dimensioneras för antingen två, tre eller fyra celler.
Batteripaketet sitter monterade tillsammans med ballasten och till/från relät i en formsydd väska som antingen spänns fast på styret (styrlampan) eller läggs bak i fickan på cykeltröjan (pannlampan).
Totalvikt för lampa, ballast och 3-timmars batteri ca 350 g.
För att ladda alla dessa batterier har jag byggt en egen laddare. Den klarar av att ladda fyra batteripaket åt gången. Laddtid för ett 3-timmars paket ca 60 min.
Men som vanligt kan man aldrig få för mycket ljus där ute i buskarna. Visserligen ger en 10 W HID på styret och en på hjälmen bra med ljus. Men tittar man på de stora grabbarna som åker Kåsan så vet man vad
som gäller på natten. Nämligen 35 W HID-lampor.
Verkningsgraden på en 35 W är nästan dubbelt så hög som på 10 W HID och runt fem gånger högre än halogenlampor.
Lampa och elektronik är vanliga standardkomponenter för fordonsindustrin. Exakt sådana som sitter monterade i vanliga personbilar med xenonljus. Jag använder ett system med separat igniter, det finns även andra (läs: dyrare) som har ignitern sammanbyggd med lampan. Jag valde H3 format på lamporna då de är bland de kompaktaste av 35 W HID-lampor.
Från vänster lampa, igniter och ballast.
Funktionen är följande. Vid start så skickar ballasten ut ca 400 V till ignitern som i sin tur skickar 20 kV till lampan i hundratalet nanosekunder för att tända denna. Sedan driver ballasten lampan med en spänning runt 85 V. Ljusutbytet ligger runt 90 lm/W, vilket i detta fall ger totalt ca 3200 lm.
Även här började jakten på lämpligt chassie. Det mest optimala är att använda så stor reflektor som möjligt. Detta för att inte "kväva" det ljus som vill ut. Men att dra fast en Hella 3000 på hjälmen skulle se ganska bisarrt ut, för att inte tala om vikten. Stora reflektorer = hög vikt.
Jag valde att basera mitt bygge på en 70 mm Mila reflektor. Kanske i minsta laget, men den väger lite och sitter väldigt kompakt på hjälmen.
Jag bearbetade lamphuset litegrann. Trots sin lilla storlek är H3-lampan lite för lång för lamphuset och jag blev tvungen att förlänga det i bakkant. Inne i lamphuset tillverkade jag en sockel för lampan.
För att fixeras på hjälmen bockade jag till en vinkel i aluminium som fästes med buntband.
Vikten på ett komplett lamphus ligger runt 140 g och känns väldigt lite då lampan sitter centralt monterat på hjälmen.
Ballast, igniter och batterier sitter monterade i en liten låda som lätt slinker ner i Camelbaken. Som av/påslag använder jag en "remote" strömbrytare på sladd som sitter monterad på ena axelbandet på Camelbaken.
Då lampan är avsedd för fordonsindustrin så når den acceptabel, ca 80-90 %, ljusstyrka inom någon sekund när den tänds. Full ljusstyrka nås efter ca 6-8 sek.
Men då tänker säkert någon: -Vilken j**la dåre som drar upp 20 kV på huvudet. Men jag är inte orolig. Jag använder anpassade högspänningskablar som klarar av denna höga spänning utan överslag. Dessutom så är högspänningspulsen endast bråkdelar av en sekund lång. När lampan väl brinner så är det "bara" 85 V i sladdarna.
För att driva lampan används även här Li-Ion celler. Ett batteri med 12 celler dvs 14,4 V och 7200 mAh ger en driftstid på ca 2,5 h. Lampan drar ungefär runt 40 W.
Vikten för ett komplett system med 35 W pannlampa, drivelektronik och 2,5-timmarsbatterier, ligger runt 1300 g.
Jämförelse i storlek mellan 10 W och 35 W.
Hur lyser då dessa lampor?
Vi kan börja med 10 W. Jag har tidigare knåpat ihop några lampor baserade på halogenteknik.
Jag använde då 20 W IRC lampor som ska ge ett ljusutbyte på runt 35 W. Dessa lampor lyser väldigt bra, men i jämförelse mot 10 W HID så bleknar de lite. HID ljuset är mycket vitare och skarpare. Jag tycker man ser detaljer bättre då kontrasten ökar från svartgult till svartvitt.
Hur står den sig då mot de populära 20 W Mila/Silva pannlamporna då? Jag har tidigare överspännt min Mila-lampa med 7,2 V och fick ett väldigt vitt och skarpt ljus, tyckte jag då. Men mot en 10 W HID så kommer den till korta.
En 10 W HID monterad antingen på styret eller på hjälmen räcker långt. Ljusvinkeln på 24 grader känns perfekt då det blir ett brett och starkt lyse. En smalare vinkel tror jag ger upphov till en "whitespot" som iofs når väldigt långt men kan kännas lite väl stark i närområdet.
Kopplar vi sedan igång 35 W HIDen så blir man nästan chockad. Ujuj, vad det lyser, nästan som på dagen.
Ljuset är brett och väldigt starkt. Ljustemperaturen från lampan ligger på ca 5000 K dvs vitt fast ändå inte jättevitt.
En varning dock! Titta INTE in i lampan. 35 W lampan får till och med min svetshjälm (Speedglas) att blända ner.
För starkt och lite överdrivet skulle säkert många tycka. Ingalunda, säger AJ. Att ha mycket ljus är kul :-)
Att dessutom ha byggt det själv gör det bara ännu roligare.
Att återge hur det lyser är svårt på bild, men jag ska försöka fota lite hur lamporna lyser.
Återkommer med dessa bilder.
/Anders
