Колхозинг-индастриал, или делаем видеосвет из 10мм "0.5вт" светодиодов.

Интересуюсь оптикой, есть такое дело. Как только появились 10мм «0.5вт» светодиоды в продаже, решил купить на пробу. Раз купил, два купил, три купил — все фейки. Наконец-то, нашёл нормальное качество, но встал вопрос, а куда их девать то? вот и решил собрать подарок другу, который «Тамада-Баянист-Услуги».

Перепробовал много предложении на ибее, все оказывались фейками. Первым делом, заявлен ток в 100мА, что при напряжении в 3.1 вольт, даёт 0.3вт, а никак не 0.5вт. Второе — большинство таких диодов для достижения 100мА, требуют напряжения в 3.7-3.8 вольт, т.е. работают с перегрузкой, и сгорают буквально за 10 часов. Наконец-то, нашел честные 100мА 10мм светодиоды. Белого цвета — в начале топика, тёплого белого — вот эти: ebay.com/itm/111115044361
Светодиоды куплены, работают нормально, но встал вопрос, а куда их применить? решил собрать видеосвет в подарок другу — свадебному оператору.
Для начала, сделал плату:

Максимум меди, минимум работы, чтоб работал как теплоотвод. Заодно, пропорции подобрал так, чтоб получилось близко к 16:9. Всего решил поставить 40 светодиодов, 20 холодных, 20 тёплых. Разместил и включил в шахматном порядке — 4 штуки последовательно, 10 таких цепочек параллельно. В каждой цепочке по 2-2 холодных и тёплых светодиода, чтоб максимально выровнять потребляемый ток. Максимальный нагрев в центре платы, при минимальной яркости составил 48С, при максимальной — 72С.
Плату под диодами оклеил светоотражающим скотчем, для повышения КПД (такой скотч даёт прибавку от 14% до 18%, проверено люксметром), скотч брал здесь: http://amazon.com/gp/product/B003HKRFA8
Корпус взял вот этот: ebay.com/itm/311220888493 Качество так себе, зато недорого, и на месте, не надо из Китая ждать.
В качестве питания решил использовать аккумуляторы Panasonic NCR18650 (2900mAh, выдранные из старой ноутбучной батарей, показывают 2650мАч на аймаксе), соединённые последовательно. Защиту обеспечивает плата, выдранная из неоригинального аккумулятора SONY QM91:

Для достижения тока через каждый диод в 100мА, на всю сборку надо подавать 12.3В, 1А, так как аккумуляторы выдают максимум 8.4в, питание напрямую не получится, надо делать преобразователь, притом не простой, а с ограничением по току. В качестве «сердца» преобразователя выступает микросхема Microchip MCP1632 (Датащит: ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20005254A.pdf) Это сравнительно простой контролёр, в принципе, аналог известных UC38xx, но в отличие от них, рабочее напряжение у него от 3 до 5.5в, что делает его более приемлемым для использования в этом «фонарике». В качестве основы схемы, взял типовую схему из аппноута:

В которую внёс некоторые изменения, а именно:
Резистор R9 поставил на 0.33 ом, в результате чего, получил ограничение по току в 1А. Ввёл переменный резистор в фидбек, чтоб регулировать яркость. Также, заменил некоторые детали на другие, имеющийся под рукой: (FDS6630>IRLZ34, D1>STPS8L30). Максимальное потребление тока составляет 2.5А при входном напряжении 6в. КПД получился около 80%, что конечно не фонтан, но учитывая погрешность моего измерительного оборудования, вполне может быть и 75%, и 85%. В любом случае, нагрев минимальный, и за час работы в закрытом корпусе, транзистор с радиатором нагреваются не выше 62С.
Итого, плата получилась вот такая:

Сам девайс в «сборе» выглядит вот так:

(олдфаги наверняка узнают «родной» МГТФ, а совсем олдфаги, смогут опознать и разьем под штатив)



Слева расположены кнопка включения и разъем под зарядное устройство (использую обычное китайское на 8.4в 0.5А) а справа, резистор регулировки яркости света.
Наверняка возникнет вопрос — а почему линейная регулировка яркости, а не ШИМ? ответ простой — ШИМ, какую ему частоту не делай, при сьемке видео всегда даёт интерференцию и строб, что очень нежелательно. Правда, при линейной регулировке плавает ББ, но плавание ББ фиксится автоматикой камеры, а строб часто не пофиксить и при пост-процессинге.
Регулировка яркости в полтора стопа — для свадебного видео — вполне достаточно.
Измеренная цветовая температура при минимальной яркости составила 5600К, при максимальной — 5900К. Для измерения использовался спектрофотометр USB-650 Red tide: oceanoptics.com/product/usb-650-red-tide-spectrometers/ (цена: $1840+Доставка)
Практические тесты проводились следующим образом: Источник света был прикреплён к камере снизу-слева, используя вот такой брэкет

Можете спросить — «А почему снизу и слева?» всё очень просто, наш оператор — левша, а снизу крепим для того, чтоб тени он носа не затеняли губы, а надбровные кости — глаза.
Первым делом, проверим, как изменение яркости влияет на цветовую температуру, для этого выставим «рабочие» апертуру (3.5) и ЭФР (28мм) на камере, но ISO поставим на 100, цветовой баланс поставим 5600К. Минимальная яркость:

Максимальная:

Как видите, «уход» цвета особенно и не заметен.
А теперь, проэмулируем режим видеосьемки, для этого выставим параметры: Выдержка: 1/60, ISO AUTO, Диафрагма F3.5, ЭФР 28мм. Будем оценивать как и равномерность освещения кадра, так и смотреть расстояние и ИСО, которое выставит автомат аппарата. Снимать будем в полностью затемненной комнате.
Расстояние до фона 1 метр, камера выставила ИСО 320:

2 метра (ИСО 640):

3 метра (Опять ИСО 640):

Выводы можно сделать следующие: Спад по краям есть, но он сравнительно малозаметен, да и такой свет обычно используется для подсветки центра (жениха и невесты), и он не предназначен для создания «заливающего» света. Рабочее расстояние — до 3х метров. Также можно заметить глюк в автоматике фотоаппарата — расстояние возросло, освещение кадра уменьшилось, но ИСО остался на 640. Но это глюки конкретного аппарата, к источнику света не имеют отношения.
Видео практического использования нет, так как негде снимать, хотя подарок уже выслан адресату, надеюсь он порадует нас образцом видео.
P.S. Если кому-то понадобится рисунок печатки, пишите, выложу.
P.P.S. У нас нет котов, только Киски :)