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以万流D2GC中小筒为例,分享DIY手电的一些经验

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最近尝试了D2GC+老王驱动+昌达三款灯珠的DIY。遇到了很多问题,都尽量解决了。跟大家分享下。面向新老DIY玩家,希望新玩家能有所学习,老玩家能批评指。
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关于材料和工具准备放到最后。
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这是目录(随着更新可能稍微有改动)


IP属地:山东来自Android客户端1楼2023-12-18 21:28回复
    1 总结
    灯珠图+ 测试表格
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    IP属地:山东5楼2023-12-18 21:52
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      2 导线
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      总结:对于追求极致性能的桐油,那肯定是用粗的线,并且尽量短。
      粗细:筒子的电源线孔多大我不知道,可以扩。估计昌达家的焊盘,焊2平的线问题不大。
      长度:老王驱动自带的线长度也能焊,就是有点费劲。
      镀锡不镀锡的问题不大
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      不想看细节的可以跳过本节看第3节了
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      导线长度(入股想焊接容易,建议7cm左右)
      如果先焊灯珠,再焊驱动,老王驱动自带导线有点短(貌似不太到5cm),我感觉7cm
      的就很nice了,焊接一点也不累。当然,对于追求极亮不想牺牲任何一个流明的桐油来说,老王那个也能焊,就是手有点累。
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      导线粗细选择(越粗越好,只要孔能过+你能焊上,不爱折腾就用老王驱动自带的)
      拿老王驱动自带的两根电源线 举例,总长10cm,是一平方毫米(17awg)的。
      一平方毫米(17awg)铜导线电阻率是30Ω/km,10cm也就是0.003Ω,按照40A电流来算,就是0.12V,而发热效率I方R,是40*40*0.003=4.8W。
      0.12V的压降,对于追求极致亮度的桐油来说,很金贵。而我用了0.75平的线(手里没有粗的了),压降就是0.16V,我不追求极致的亮度。
      看sfp55的电流电压曲线,35A附近,电压降低0.12V电流差10A,功率差30W+,看功率图,亮度差多少可想而知。
      必须说明,老王的驱动设计咱也不懂。问了老王,他告诉我导线电阻大压降高会使得灯珠上电压低。但是具体我也没问,问了咱也听不懂。我猜啊,计算出的电源线上压降0.12V,并不意味着你换了电阻为0的线,灯上的电压就增加了0.12V,这个驱动不能简单的看作是电压源或者电流源。具体咱就不讨论了,反正就是能用粗的线肯定好,只要灯珠烧不了。

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      线的参数表格

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      导线类型选择(是否镀锡)
      老王驱动自带的导线是纯铜不镀锡的,而我跑遍了拼多多也没见有不镀锡的。回头问问老王哪里买的。
      焊接灯珠提前给线吃锡。纯铜的吃锡慢。镀锡的吃锡快,很容易就使得头上半厘米线吃锡了,线变硬了不好弯折,不太好。不过也不是什么要紧问题。
      如图,左边是镀锡的铜线,右边是老王驱动的原装线(不镀锡的)


      IP属地:山东6楼2023-12-18 22:33
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        3 焊灯珠
        老王驱动上的线先拆下来,先焊灯珠。如图 sfp75和sfn60的基板,焊盘靠里,该问题明显;sfp55的焊盘靠外,问题小点。

        尽量让焊点呈三角形,锡往外上扬,如下图。


        IP属地:山东8楼2023-12-18 22:50
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          4 反光杯
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          本节重点小结:不用垫片的话反光杯会悬空一点点,不影响使用。灯杯反面要做绝缘。安装光杯时,长的电源线要弯折到底层,对称弯折,辅助固定灯杯。
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          子目录
          4-1反光杯的悬空和固定(恰好悬空一点点)
          4-2 绝缘(底部胶带)
          4-3 灰尘(随便吹,但是不要摸)
          4-4 电源线弯曲(不然光杯放不进去)
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          4-1反光杯的悬空和固定(恰好悬空一点点)
          东东海的壳子,他设计的很精准的,安上常规尺寸的垫片,对灯珠和基板恰好有点挤压感,这样有助于硅脂和基板的接触。如果不用垫片,光杯则恰好有点悬空,一点点,根本不用怕磨损灯珠。不过此时只能依靠螺丝来固定基板了。
          如下图,垫片这一级阶梯的厚度(箭头所指,也就是光杯实际挤压的部分)比灯珠的厚度(箭头所指)略微大一点。

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          4-2 绝缘(底部胶带)
          剪一块方形胶带,贴到反光杯反面底部,剪成圆形。然后四周辐射状剪个十几刀,按下贴到光背上。再用裁纸刀裁出圆孔。看图:

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          4-3 灰尘
          有灰就使劲吹就完了(用嘴吹别出来唾沫,哈哈哈哈,吹风机,皮老虎)。只要别摸,就没什么问题。
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          4-4 电源线弯曲
          电源冗余的长度会挤占光杯空间,老王那个5cm的线一般不会有这个问题,如果再长一点的很长的话,就需要把线往下(靠近基板位置)弯折。光杯放进去恰好会稍微挤压到电源线。对称放置线,可以辅助固定光杯位置,使其位置正中。看图:(看我的搞笑示意图)


          IP属地:山东9楼2023-12-18 23:27
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            5 驱动
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            子目录:
            5-1焊接磷铜弹片
            5-2剪短开关线(不然驱动仓有点挤,剪短到2cm为宜。不剪问题不大)略
            5-3打磨开关键(加工问题,磨下就行了)略
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            直接搬运我的老帖子。
            拆掉了厚度大概7mm充电板后,本来过短的电池仓过长了,我觉得再加上4到5mm的长度(弹簧啊,铜柱啊),再装电池,就比较合适了。
            老王驱动的正极是镀银铜柱,在其上加弹簧是可以的。为了电阻更小些,我用了磷铜弹片。
            步骤:电烙铁拆下铜柱,加热台辅助焊接铜柱和弹片,之后用电烙铁加热驱动板上的锡,再将很热的铜柱和弹片一同搬回驱动上。这个操作需要一定动手能力,我也想不到更好的方法了。
            如果没有加热台,只用电烙铁这一步很难做。你想直接焊弹簧的话也可以,就是电阻会大些,并且注意,达到焊接温度,铜柱底部的锡也融化了,铜柱也可能会溜。如果想直接焊接弹片,不太行,因为弹片底部面积大,电烙铁头根本无处施热。
            上图:





            IP属地:山东11楼2023-12-18 23:35
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              6 弹簧的拉伸和压缩
              如果你diy手电的弹簧需要拉伸或者压缩,用卡簧钳挤捏着弹簧挤压或者拉伸即可,弹簧也是有塑性形变的。如图:

              看效果:


              IP属地:山东12楼2023-12-18 23:38
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                7 材料购买
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                sfn60.3从昌达家买的,带20mm基板
                sfq75.3从黄豆家买的,带20mm基板
                (sfq75.3昌达自家也有。老王也有,不过当时老王说都焊了25mm基板了。至于三家灯珠是否有不同,不知)
                sfp55.3从昌达家买的,带20mm基板
                壳子,东东海,10mm口径的,不要充电板-10元
                驱动 老王ev4.3的侧按版,名为ee3
                垫片问东东海要
                磷铜弹片 东东海 老王 都有
                awg线 网上随便买
                力神la/lh 都是中科南的


                IP属地:山东13楼2023-12-18 23:45
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                  8 DIY工具准备 (这一个部分最无聊,放到最后)
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                  电烙铁。我一般都开350度,用大刀头。对于长方形的焊盘,我觉得扁的烙铁头加热更好。
                  卡簧钳。注意黄铜圆环上的孔。自带的孔不大,被我扩了,才能放上我这个卡簧钳。
                  固定架/夹具。起到固定的作用,一般就是基板焊导线,驱动焊导线等等时候用。我用的是家里的老古董钳子。
                  焊锡丝。我用的是锡65铅37的。再高温的焊锡丝我感觉焊接难度直线上升。感觉用更低温的也行,问题不大,手电使用过程中不至于熔化。
                  加热台。基板焊拆灯珠用,最近仅用来焊接磷铜弹片。
                  洗板水。我觉得没有它真的不行,焊锡丝带的助焊剂很容易就弄脏了基板/灯珠/驱动板。
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                  IP属地:山东15楼2023-12-19 00:00
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                    完美撒花! 准备睡觉。


                    IP属地:山东16楼2023-12-19 00:00
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                      附录1
                      突然想到还有个细节忘了说。55基板基板边上的半圆槽口径大,纵深小,螺丝直接就钻进基板的槽里了(看图1示意)。东东海壳子自带的沉头螺丝(图2),估计换用头更大点平头螺丝(图3)就解决了。小概率也可能是东东海筒子加工的问题。我是直接找了个更长的沉头螺丝(家里没找到平头的),加了个塑料垫片(图4箭头)。
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                      IP属地:山东18楼2023-12-19 00:30
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                        附录2
                        新做了4-2的光杯绝缘演示图。





                        IP属地:山东来自Android客户端19楼2023-12-19 00:44
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                          附录3
                          纯铜/裸铜/无氧铜 硅胶线电阻大概参数(不完全准确,1平的大概就是16Ω/km级别)
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                          推荐卖家:前一张是纯铜(或者自己搜:纯铜/裸铜/无氧铜 硅胶线),后一张是镀锡铜(或者自己搜:镀锡铜硅胶线)。我这都是某宝。
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                          IP属地:山东来自Android客户端32楼2023-12-20 17:13
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                            附录4
                            《让你的手电更亮!》
                            以sfp55.3为例,分析双击极亮状态下,电阻和光通的关系。
                            内容又多又乱,可以直接看结论。
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                            极亮时的电路,就是电池(有内阻)+灯珠+其他一些电阻(筒子,弹簧,各种接触等等)的串联。(我想很多人直觉上是这样)
                            其中电池有10mΩ左右的内阻(也可能>10)。
                            老王自带的电源线大概1.6mΩ,我焊接的双7厘米的线大概5.6mΩ。
                            其他的我就不知道了,不过估计弹簧本身就得有几个mΩ(截面大概1平)。
                            电池尾部和弹簧的接触面,弹簧和筒子尾部的接触面,都有电阻。
                            这些电阻分别是多少我不知道。但是我可以确定的是,一共引入了大概40-50mΩ的电阻,这是根据我的手电的光通反推得到的(看后面你就明白了)。
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                            为了方便分析,整个电路看作是无内阻电池,灯珠,电阻的串联。极亮时mos管相当于短路(只有0.8mΩ)。

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                            子目录
                            4-1 数据分析
                            4-2 总结
                            4-3 题外话:对电池的分析
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                            4-1 数据分析
                            首先我要大体估算一下我的手电极亮时的总电阻是多少。根据我的手电极亮10000多流明的样子反推,总电阻大概有40-50 mΩ。如果希望双击时手电更亮,那就需要减小电阻(导线,弹簧,接触面的电阻)。下图展示了将手电中的总电阻从 55mΩ减小到20mΩ过程中led工作点的变化。

                            可能有人没看懂这个图,我解释下。以红色斜线(红字“25 mΩ”相连那根)为例,对应总电阻25 mΩ。电池4.2V,红色斜线的方程为U=4.2-(0.025*I)。斜线与灯珠U-I曲线的交点,就是此时灯珠的工作点,可得对应电流 和 对应流明数。
                            表中列出了各点光通。可见,从55mΩ起,每减小5mΩ电阻,光通会增加800,900,950,1050,1200,1300,1600流明。也就是说,每减小5mΩ的电阻,可以增加8-10%光通。

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                            4-2 总结
                            已知,每减小5mΩ电阻,led的光通就会增加8%-10%。
                            如何减小电阻? 可以处理尾部弹簧(飞线降低电阻,弹簧上焊铜柱减小接触电阻等),换内阻小的电池(LH比LA小2mΩ)等等。想减小弹簧和桶身的接触面,桶身和驱动的接触面的电阻比较困难。老王说,尾按的筒子,把弹簧处理好,用LH推sfp55.3可以到16000lm。
                            下面分析下导线的电阻:
                            实际情况下,老王自带的电源线(17awg/ 1平/两条各5cm左右/裸铜线)大概1.6mΩ,我焊接电源线(18awg/ 0.75平/两条各7cm左右/镀锡铜线)大概5.6mΩ。电阻相差4mΩ,光通相差7%左右。所以我有必要换回老王那样的线。那是否有必要用再粗的线?答案是没什么必要了。即便换上2平的线,比老王的线电阻减半,那也只减小了0.8 mΩ的电阻,光通增加大概1%,提升极其有限。
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                            4-3 题外话:对电池的分析
                            LH极亮对比LA极亮,光通大4%。因为在测试中,工作电流远没有达到40A(实际在25A以内),所以我猜,两种电池表现的差距不是因为电流放电能力的大小(40A vs 60A),光通大4%是因为LH内阻更小。已知,电阻相差5 mΩ的意味着光通相差8-10%。所以光通大4%大概对应电阻小了2mΩ多一点。PDD商品描述,LA是8-10mΩ内阻,LH是6-8mΩ内阻,内阻恰好相差2mΩ,很可能就是这个原因。
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                            撒花!


                            IP属地:山东44楼2023-12-21 20:33
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                              如果电池从4.2V降到4V,以上结论仍然成立。。





                              IP属地:山东45楼2023-12-21 20:42
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