Rattalambid ja akud

Sissejuhatus

Tähelepanekud ja mõtted teemadel, mis puudutavad rattalampe ja akusid.

Rattalambid

Kui lahtris on antud kolm väärtust, siis on tegemist MIN/AVG/MAX, mis on mõõdetud ära nii 6 kui 8 cellise akuga üle kogu tühjenemise protsessi.

Lamp	Nõrk	Keskmine	Tugevaim	Vilkumine	Kommentaar
Ühe LEDiga (2013)	0,21/0,24/0,31A 1,69/1,75/1,80W 8,71Ah/63,9Wh/36:57h 12,0Ah/87,8Wh/49:46h	-	0,93/1,05/1,31A 7,30/7,35/7,86W 8,65Ah/61,1Wh/8:20h 12,4Ah/86,5Wh/11:46h	0,52A
Seitsme LEDiga (2014)	0,60/0,62/0,64A 3,42/4,46/5,16W 9,07Ah/65,3Wh/14:36h 12,6Ah/90,2Wh/20:20h	-	1,57/1,61/1,64A 8,40/11,0/13,0W 9,15Ah/63,2Wh/5:41h 12,7Ah/85,8Wh/7:56h	0,82A
Xeccon Sogn 900 (2015)	0,47/0,70/0,96A 2,73/4,97/7,61W 8,73Ah/62,2Wh/12:12h 12,6Ah/90,3Wh/18:40h	1,12/1,49/1,79A 7,58/10,3/13,1W 8,86Ah/62,1Wh/6:15h 12,6Ah/85,9Wh/8:08h	1,66/2,05/2,65A 11,9/13,6/17,9W 8,76Ah/59,4Wh/4:27h 12,4Ah/80,8Wh/5:52h
16 LEDiga (2019)	0,87/0,91/0,98A 4,86/6,46/7,44W 9,12Ah/64,9Wh/10:00h 12,7Ah/89,6Wh/13:57h	-	2,38/2,43/2,51A 12,3/15,8/18,0W 8,73Ah/57,5Wh/3:35h 12,7Ah/80,6Wh/5:13h	1,21A	Lamp on väga sarnane seitsme LEDiga lambile, aga üllataval kombel on heleduselt kehvem. Voolu võtab samas rohkem. Nõrgal režiimil 8-cellise akuga hakkas peale 12h / alla 6,4V heledus suuresti kõikuma. Lõputundidel oli heledus äärmiselt nõrk. Tundub, et häirib ka USB testri tööd (sest mWh ei talletunud kahel järjestikusel testil 8-cellise akuga; andmetes oli piike, mis said eemaldatud).
Kahe LEDiga (2019)	0,30A-0,36A	0,2/0,72/1,1A 1,3/5,2/8,6W 9,15Ah/65,5Wh/12h 12,7Ah/90Wh/17,5‑18h	0,2/0,6/1,4A 1,1/4,4/11W 9,12Ah/65,7Wh/14‑15h 12,6Ah/90,5Wh/21‑22h	0,32A-1,12A	Neid on 2 tk. Tugevaim režiim põleb ainult 2 minutit, siis langeb isegi madalamale kui keskmine režiim. See on ka süsteemsetel testidel välja tulnud, et keskmine vool ja võimsus on tõepoolest "heledaimal" režiimil väiksem kui keskmisel. Aku tühjenedes langeb võimsus aga väga madalale, sellest ka kokkuvõttes pikk põlemisaeg. Niisama läheb üsna kuumaks, aga heledus tõmmatakse alla isegi juhul kui suur ventilaator peale puhub ja lamp igati mõistlikult jahe on. Lamp nr 1, 8-cell aku ja suure heleduse režiimi puhul olid algne vool ja võimsus suuremad kui siin tabelis toodud (1,77A / 13,3W). Aga kuna see anomaalne purse kestis vaevalt 30 sekundit, siis pole seda tabelis arvesse võetud. Vilkumisel käib vool perioodiliselt üles-alla, intervall ~17 sekundit. Tundub, et täpne voolu tugevus sõltub ka aku pingest ja lihtsalt sellest, kuidas lambil hetkel tuju on. Mingil katsel on täheldatud ka tavarežiimides heleduse perioodilist üles-alla kõikumist. Aku täituvuse indikaatorid võivad ilma erilise põhjuseta näidata kord maksimumi (3 rohelist LEDi) kui ka ärakukkumise äärel olevat pinget (1 vilkuv roheline LED). Heleduselt jääb ka kõige heledam režiim kindlasti Xeccon tulele alla, aga kuna sellega pikalt sõita ei saa, siis kokkuvõttes pimedatel radadel pole erilist pointi neid tulesid kasutada.
Kuue LEDiga (2019)		-	0,83/0,86/0,87A 5,0/6,1/6,8W 8,7Ah/61,9Wh/10h 12,4Ah/88,2Wh/14,5h

Nutiseadmete laadimine rattaakudelt

Sissejuhatus

Kuna jalgrattale on lampide tarbeks siginenud üsna võimsad akud, siis kahtlemata on üheks huvitavaks teemaks see, kas samadelt akudelt saaks laadida ka näiteks rattal olevat GPS seadet, navigeerimiseks kasutatavat telefoni vms. Rattalampide osas on olemas üks üsna levinud standard, kuidas liitium-ioon akupakki ühendatakse ja laetakse: tegemist on ümara 5,5/2,1 mm toitepistiku/pesaga. Nüüd oleks vaja sealt aku pesast siis elekter välja võtta, see 5V USB pingeks teisendada ja Micro või Mini USB kaudu laetava nutiseadmeni toimetada.

Konverter USB pesaga

Sõltuvalt sellest, kas akupakk kasutab liitium-ioon akusid ainult paralleelses konfiguratsioonis või on neid pandud ka järjest, tuleb kasutada DC/DC step-up või step-down konverterit. Jaanuse akupakid on kõik "2-järjest" konfiguratsioonis, neist tuleb välja pinge 8,4V (täiesti täis laetult) kuni ~6V (akupaki kaitse rakendumine) ning seega tuleb kasutada step-down konverterit. Neid saab 1-2 dollariga näiteks Aliexpressist. Järgmisena on vaja pistikut, mille abil energia akupakist kätte saab. Võimalusel tasub eelistada sellist varianti, millel juba kaabel küljes on - endal vähem tinutamist ja monteerimist. Näiteks mõni valmis juhe Aliexpressist, mille puruks lõigata võib. Tasub mainida, et konkreetse kaabli puhul saab ühest ostust lausa kaks pistikut, teisalt on tegemist pigem peenikeste soontega, seega tasub võimalikult pistiku lähedalt maha lõigata.

Täiendavate abivahenditena on vaja kuuma liimi ja termokahanevat rüüži erinevates mõõtudes.

Töövoog näeb välja umbes nii:

• Lõika pistik mõne cm kauguselt maha ja puhasta otsad.
• Jooda kaabel DC/DC mooduli külge.
• Fikseeri pistik ja trükkplaat omavahel kuuma liimiga.
• Kata termokahanevate rüüžidega. Üldiselt piisab mõõtudest kuni 15 mm, aga kui on soov lisaks ka infosilt peale panna, siis kõige otsa sobib näiteks 19 mm läbipaistev rüüž.

Konverter koos väljundkaabliga

Veidi täiendavat tööd on vaja juhul kui sooviks on mitte teha USB pesaga liidest, vaid et plaadilt oleks väljuvaks kaabliks juba otse Micro või Mini USB kaabel. Sel juhul tuleb USB pesa maha joota. Profilaboris tehakse seda kahtlemata puhuri või muude heade riistadega, aga kodus piiratud vahendite korral võib teha näiteks nii:

• Trükkplaat kruustangide vahele, USB pesa ülespoole.
• Lapik kruvikeeraja USB pesa ja plaadi vahele, USB pesa eesmised kinnitused ükshaaval lahti joota.
• Väänata pesa esmalt 90 kraadi ja seejärel saab ta klemmide poolt lahti tõmmata. Klemmid tulevad ära pesa poolelt!
• Joota plaadile jäänud 4 klemmi lahti ja puhastada platsid tinasukaga.

Kuna tegemist on puhtalt laadimiseks kasutatava seadmega, siis USB kaablis tuleb selgeks teha vaid see, milline soon on maa ja milline +5V. Need tuleb siis vastavalt trükkplaadile joota. Lisaks sellele tuleb ühendada ära ka andmeliinid ning seda omavahel. Trükkplaadil peaks kaks auku juba omavahel ühenduses olema - sinna võibki siis andmeliinid ühendada (ning pole vahet, kumb kumma külge).

Üldiselt tasub USB kaablile juba ENNE jootmist ka mõned paari-kolme cm pikkused termokahanevad rüüžid peale lükata. Põhjus on see, et kui kasutada ainult hiljem üle Micro/Mini USB pesa mahtuvaid rüüže, siis need ei pruugi päris USB kaabli ümber kokku tõmmata. Seega on hea, kui rüüžide panemise faasis on vahekihiks peenemaid juba kaabli pealt võtta.

Peale jootmist tasub ka väljundkaabli pool kuuma liimiga ära fikseerida ning seejärel siis termokahanevate rüüžide paigaldamise faas. Üldiselt tasub veel mainida, et kui aku poolel võib tõesti osutuda mõistlikuks panna pistik sisuliselt otse trükkplaadi külge (st et kaablit vahele eriti ei jää), siis USB kaabli poolelt tasub vähemalt 30 cm, aga soovitavalt 45-50 cm kaabel jätta. Aku poolel on üldiselt niikuinii juba mingi pikkusega pehme kaabel olemas ning sealpool pole probleemiks, et midagi murdma või väänama hakkab. Küll aga on mõistlik, kui ratta lenksul oleva GPSi või telefoni juurest väljuks võimalikult pehme kaabel, mille enne aku külge ühendamist ehk isegi ümber lenksu või raami pöörata jõuab - selliselt, et trükkplaadi jäigem osa enam ühenduskohale jõudu ega raskust ei avaldaks.

Konverter koos jagurkaabliga

Kuna enamasti ei ole GPSi või telefoni laadimiseks rattale paigutatud eraldi akut, siis kõige levinum kasutusjuht on tegelikult ühendada sama aku taha nii rattalamp kui ka laetav seade. Ja nendel juhtudel on kõige praktilisem ühendada rattaaku ja -lambi vahele Y-haruline kaabel-konverter, mille üks haru läheb otse edasi rattalampi, teise taga on pingekonverter USB laadimise jaoks. Võrreldes eelpool juba nimetatud komponentidega sai selleks tarbeks tellitud 5 jagurkaablit akupakkide elektri mitmele seadmele laiali jaotamiseks. Neist kaks jäid kasutusse selleks, et kahte lampi ühelt akult kasutada saaks (ehk siis neid ei lammutanud laiali), ülejäänud kolm läksid kasutusse allpool toodud konverterite jaoks.

Tehtud konverterid ja kaablid

Esimese ringiga tehtud konverter-kaablid

• Üleminekud aku pistikult USB pesale, 2 tk. Neist esimene kogupikkusega 10,5 cm ja kaaluga 13 g, teine 8 cm ja 10 g. Esimese tegemisel ei olnud siis veel lihtsalt pähe tulnud mõte, et aku pistiku poolel pole mingit mõtet üleliigset kaablit trükkplaadini jätta. Allpool oleval pildil on need kaks ülemist.
• Üleminekud aku pistikult USB Mini B pistikutele, 2 tk. Neist esimene kogupikkusega 22,5 cm ja kaaluga 20 g, teine 56 cm ja 25 g. Esimese tegemisel ei olnud pähe tulnud veel üheltpoolt see, et aku pistiku poolele ei tasu üleliigset kaablit jätta, Mini USB B poolele tasub aga kindlasti omajagu kaablit jätta, et laetava seadme poolelt murdma ei hakkaks. Allpool oleval pildil on need kaks alumist.

Teise ringiga tehtud konverter-kaablid

• Y-kujuline jagurkaabel, mille üks haru võimaldab jätkata ühendust rattalampi, teise otsas on USB pesa. Kogupikkus pikemat (rattalambi) haru pidi 34 cm, kaal 27 g. Allpool oleval pildil vasakpoolne.
• Y-kujuline jagurkaabel, mille üks haru võimaldab jätkata ühendust rattalampi, teise otsas on 50 cm pikkuse kaabliga MicroUSB pistik. Kaal 41 g. Allpool oleval pildil keskmine. Kuna telefoni paigutamine laadimiseks ratta lenksule ei tundu mulle hetkel eriti perspektiivikas lahendus, siis on see praegu ka ainus otse MicroUSB pistikut omav kaabel.
• Y-kujuline jagurkaabel, mille üks haru võimaldab jätkata ühendust rattalampi, teise otsas on 50 cm pikkuse kaabliga MiniUSB pistik. Kaal 43 g. Allpool oleval pildil parempoolne. Ilmselt kõige rohkem kasutust leidev kaabel ratta lenksul oleva GPS seadme laadimiseks pikematel päevadel ja retkedel!

Märkmed ja tulemused

2018. aasta praktika näitas, et ainus kasutust leidnud konverter-kaabel oli Y-kujuline juhe, mille ühe haru taha sai ühendada rattalambi ning teise taga oli 50 cm pikkune MiniUSB kaabel. Ehk siis ratta GPSi laadimine ratta aku pealt, samal ajal kui sai kasutada ka esituld. See lahendus oli kindlasti väga mugav ja praktiline ning toimis ilusti. Eks muude kaablite kasutatavuse ja vajalikkuse osas peab aeg arutust andma. Nii etteruttavana võib arvata, et telefoni laadimine rattaaku pealt võib päevakorda tõusta pigem pikemate rattamatkade korral. Ühe- kuni mõnepäevaste retkede korral on tihti mugav vajadusel vaid väiksest akupangast taskus telefonile lisa särtsu anda, mitte teda kuidagi rattale monteerida.

Muud kaablid

Lisaks eelpool juba kirjeldatud laadimiskaablitele on ratta akude juures kasutusel veel kaableid. Näiteks:

• Üleminekukaabel Xeccon aku jaoks, et saaks seda mugavamalt kasutada muude tootjate lampidega. Allpool oleval pildil on see vasakpoolne.
• Y-kujuline jagurkaabel, mille abil saab kas kaks rattalampi ühe aku taha ühendada või jagada elektrit nutiseadmete laadimiseks. Allpool oleval pildil on need kaks parempoolset.

Rattalampide akude laadijad

• Esimesed kaks laadijat said ostetud koos kahe esimese odavama "Hiinaka" ratta esitulega, kummagagi oli kaasas siis ka selline suvakas akupakk ja laadija. Seejuures ühel neil on peal kirjas tõesti "Charger", teine tundub olema lihtsalt 8,4V toiteadapter. Mõlemal kirjas vooluks 1A. Kuna reaalsed testid näitasid, et ilmselt ei anna kumbki neist päriselt isegi seda ühte amprit välja, siis praegusel ajal need kasutust ei leia - nad laevad võimsaid akupakke lihtsalt üle mõistuse kaua. Allpool oleval pildil on need kaks vasakpoolset.
• Kolmas laadija oli kaasas Xeccon 10800 mAh akupakiga. Laadimisvool 1A. Kuna tal on ka kandiline (Xecconile iseloomulik) otsik, siis just seda akupakki saab sellega ka laetud. Allpool oleval pildil on see keskmine ülemine.
• Kui valmistasin ise 14000 mAh akupaki, siis tuli hankida ka vastav laadija, mis seda mõistliku ajaga laadima on võimeline. See on siis 3A ja leidsin eBay'st. Allpool oleval pildil on see keskmine alumine.
• Huvi pärast said hangitud 2018. aasta lõpus veel kaks sellist laadijat, kus USB kaudu laadida saab. Kirjade järgi on väljundvool 1A. Esmane test näitas küll, et laadimine toimus märksa väiksema vooluga, aga tagantjärgi võib ilmselt arvata, et probleemiks oli USB poolele vahele pandud mõõteriist, mis USB pinget langetas ja mille peale laadija ka väljundvoolu vähendas. Hilisem test väljundi koormamisel näitas, et tuleb 1A välja küll ja veidi peale ka. Või siis väheneb laadimisvool peale soojenemist. Allpool oleval pildil on need kaks parempoolset.

Igapäevaselt kaasas kantavad kaablid

Hetkel on kujunenud nii, et ratta pakiraamikotis on pidevalt kaasas järgmised kaablid:

• Xeccon aku üleminekujuhe tavalisele 5,5/2,1 mm pesale.
• Jagurkaabel rattalambi pesa ja MicroUSB pistikuga.
• Jagurkaabel rattalambi pesa ja MiniUSB pistikuga.
• Jagurkaabel kahe lambi kasutamiseks ühe aku pealt.

NB! Need ei ole võrreldes eelpool juba nimetatud kaablitega midagi uut, vaid on lihtsalt teistkordselt eraldi välja toodud kui reaalselt kaasas kantavad kaablid!