Doel

Wat we wilden bereiken met onze Poolster hoofdlamp:

• De hoofdlamp en vooral batterij mogen niet te zwaar worden
• Het geheel moet ook volledig functioneren bij extreme koude
• Genoeg lichtopbrengst (bij vol vermogen) voor het trainen van een groter team (ook in een donker bos zonder sneeuw!)
• Langdurige brandtijd

Een paar algemene feiten over batterijen en lampen

Hoe lang blijft mijn hoofdlamp branden?

Hieronder de methode (verduidelijkt met een paar voorbeelden), waarmee je de brandduur van je lamp kunt berekenen:

• V = Volt, je vindt deze waarde in de specificatie van de batterij en lamp
• Ah = Ampère/uur, je vindt deze waarde in de specificatie van de batterij
• Wh = Watt/uur het vermogen wat de batterij levert, dus VxAh=Wh (7.2 Volt maal 6.5Ah = 47 Wh)
• W = Watt, Dit is het verbruik van uw lamp, dus VxA=W (4.9 Watt)
• Brandtijd = Wh/W (47 Wh gedeeld door 4.9 W = 9.6 uur)


Deze tijd geldt bij benadering. In de praktijk is de brandtijd korter door verliezen, omgevingstemperatuur, ouderdom van de batterijen etc. Om een reële waarde te verkrijgen dien je de berekende waarde met zeker 10% te verminderen (dus 9.6 * 0.9 = 8.5 uur)

Welke soort batterij?

Ni-Cd batterij - Nikkel-cadmium batterij

• Spanning 1.2 volt per cel dus geschikt voor 7.2 volt als 6 volt applicaties
• Schadelijk voor het milieu door de cadmiuminhoud van de batterij
• Geheugeneffect Ni-Cd: Probleem wat zich voordoet wanneer deze regelmatig worden opgeladen terwijl ze niet geheel leeg zijn. De batterij onthoudt slechts de capaciteit wanneer deze wordt bijgeladen, en niet de werkelijke capaciteit met als gevolg dat de batterij naar verloop van tijd steeds zwakker wordt
• Ze kunnen zeker 700 keer worden opgeladen. De batterij verliest iets minder dan 1% per dag van zijn lading

Ni-Mh batterij - Nikkel-metaal-hydride batterij

• Spanning 1.2 volt per cel
• Oplaadbare batterijen met een energiedichtheid die hoger is dan die van Ni-Cd batterijen
• Ze kunnen zeker 400 keer worden opgeladen en zijn milieuvriendelijk (bevatten geen cadmium en kwik)
• Bruikbaar tot -20 graden Celcius
• Geheugeneffect Ni-Mh: Indien voor langere tijd niet gebruikt (6 maanden) verliest de batterij 15% van de oorspronkelijke capaciteit (onherstelbaar)
• De batterij verliest 15% per week van zijn lading

Li-ion batterij - Lithium-ion batterij

• Spanning 3.6 Volt per cel dus niet geschikt voor 6 volt applicaties
• Heeft geen geheugen effect en verliest slechts 15% per jaar van zijn lading
• Bruikbaar tot -40 graden Celcius
• Heeft een energiedichtheid die 40% hoger ligt dan van Ni-Mh batterijen en bij dezelfde capaciteit dus een veel lager gewicht


De Li-ion batterij voldoet het beste voor ons project.

Voordelen:

• Bruikbaar bij extreme koude
• Licht in gewicht bij grote capaciteit
• Geen geheugen effect en verlies van lading


Nadelen:

• Duur en alle cellen samen moeten absoluut waterdicht worden verzegeld

De hoofdlamp

CSF Hoofdlamp:

De standaard CSF hoofdlamp is licht in gewicht, geschikt voor exterme koude (UHMW frame).

• Beschikt over een aluminium lampholder met een mercury coating reflector die de extreme warmte van een Xenon Star kan weerstaan
• De CSF is een 6 volt applicatie en geschikt voor 4 D-Cel batterijen of 2 D-Cel 3 volt Lithium batterijen
• Deze 3 Volt Saft Lithium batterijen zijn lang houdbaar en bestand tegen extreme koude maar zijn zeer duur (17.00 US$ per stuk)

De aanpassingen

De door ons aangebrachte aanpassingen:

Lamp vervangen

• We hebben de standaard CSF lamp vervangen door een aangepaste Xenon Star lamp (4.8 Watt), geschikt voor 7.2 volt applicatie (BELANGRIJK: Kijk nooit rechtstreeks in een Xenon Star lamp!

Toevoeging van schakelaar met power-control

• De schakelaar beschikt over 4 standaard programma's, die persoonlijk kunnen worden aangepast door de gebruiker. Het aantal maal indrukken van de schakelaar correspondeert met onderstaande features:
1: Aan/uit schakelaar
2: 100% en 40% vermogen (de gedimde stand is in te stellen tussen de 40 en 75%)
3: 100%, 60%, 30% vermogen
4: Traploos > tussen 10 en 100%
• Automatische S.O.S functie (lamp flitst 3-kort, 3-lang, 3-kort voor onbepaalde tijd)
• Om de levensduur van de lamp te vergroten wordt bij het inschakelen de spanning in 1 sec vergroot tot het maximale niveau.

Toepassing van Artic-Wire

• We hebben de Li-ion batterij voorzien van Artic-Wire. Deze kabel blijft zelfs onder exterme koude (-40 Celsius) soepel

De resultaten

Ons project heeft geresulteerd in een opmerkelijke hoofdlamp, die we Poolster hebben genoemd:

• Met de 6.5Ah accu is de brandtijd op vol vermogen 8.5 uur. Met een 4.5Ah batterij bedraagt deze 6 uur en met een 9Ah batterij zelfs tot 12 uur.
• De levensduur van de Xenon Star is ongeveer 25 uur bij vol vermogen.

Onderstaande foto's zijn genomen rond 22:15 uur bij een heldere hemel op 27 augustus 2005.
Lowlandstrail Poolster op 100% vermogen. De paal links in de bocht naar rechts staat op 49 meter.


Lowlandstrail Poolster op 40% vermogen. De paal links in de bocht naar rechts staat op 49 meter.