Analyse et observation d'une I5R de OLIGHT

1.Introduction

Dans cette publication nous allons nous intéresser à la nouvelle I5R de OLIGHT.

Il s'agit d'une l'évolution de la I5T, qui est fournit avec une batterie rechargeable Li-ion et qui fonctionne aussi avec des piles AA ou des accumulateurs NiMH AA.

Concernant la puissance cela donne:

Comme d'habitude je vais vous proposer une évaluation plutôt technique, mais au lieu de simplement étaler les différents éléments qui la composent, on va essayer de tirer la "pelote de fil" entre ces différents éléments et de comprendre les choix réalisés.

2.Demandes des clients

Les clients dont vous faites certainement partie, ont été interrogés via les groupes de réseaux sociaux et ce qu'il en est sorti est une version plus puissante et qui puisse être rechargeable (mais toujours fonctionner avec des piles AA standard).

Si on reboucle avec l'introduction, pour le moment cela colle plutôt pas mal.

Même si certains trouveront que de passer de 350lm(10min) à 300lm(3min) est trop peu, je leur conseille si ce n'est pas déjà fait de lire cet Article. En effet même si la LED embarquée permettrait de fournir plus de puissance, la batterie, la température de la lampe et d'autres paramètres rentrent en compte dans le cahier des charges d'un constructeur.

Au vu des demandes des clients, Olight est reparti sur la même LED et la même base mécanique ce qui explique que le mode 100% passe de 300lm à 350lm. Nous allons donc partir de la LED et voir les différentes options qui s'offrent à nous et les choix d'Olight.

3.LED

La LED semble être le même modèle que sur la I5T  (OSRAM P9).

Pour gérer la thermique, cette dernière est montée sur un SMI en aluminium. Ce SMI est équipé de 2 inserts isolants pour les connexions électriques.

Puis celui-ci est reporté sur une pièce en aluminium à l'aide de graisse thermique.

Pièce en aluminium

SMI sur pièce en aluminium

 

L'électronique se trouve en vis-a-vis de l'autre côté de cette pièce et le tout est insérer en force dans le corps de notre I5R (toujours dans un but de dissipation thermique).

Voici la caractérisation de la LED que j'ai faite:

On voit que sur toute la plage d'utilisation, la tension varie de 2.6V à 2.8V. Sachant que les 350lm seront atteint pour le point le plus haut 2.794V et 800mA.

4.L'électronique

4.1.Électronique de la I5T

Une dernière parenthèse sur la I5T, voici la photo de l'électronique recto-verso.

L'état est du à la difficulté du démontage. Comme vous pouvez le voir, il ne reste pas trop de place disponible. Et d'un point de vue topologie il s'agit d'un Boost (pour plus d'info sur les topologies de conversion de tension).

Ce petit point était juste pour se rendre compte de la place disponible pour l'électronique.

4.2. Choix possible

 Le plus gros problème est la nécessité de fonctionner avec plusieurs sources de tension:

• les piles alcalines avec une plage de tension de 0.9V à 1.5V
• les batteries NiMH avec une plage de tension de 0.9V à 1.4V (1.2V nominal)
• les batteries Li-ion avec une plage de tension de 2.8V à 4.2V (3.6V nominal)

On voit que la tension de la LED est supérieure pour les piles alcalines et les batteries NiMH, alors que pour les batteries Li-ion c'est l'inverse.

Donc si nous voulons pouvoir alimenter notre LED avec les 3 sources citées ci-dessus, il faudrait une topologie Buck-Boost (pour plus d'info sur les topologies de conversion de tension). Cependant même avec une solution "astucieuse" comme sur la S1R baton 2 il faudrait plus de place et changer la mécanique pour pouvoir refroidir le MOS de la fonction Buck.

Donc si nous voulons fonctionner avec les sources de tension citées ci-dessus il faudrait modifier et l'électronique et la mécanique de la lampe.

4.3.Choix d'Olight

Olight a fait le choix de ne pas toucher à la mécanique, en même temps cela peut comprendre, la I5T est éprouvée et cela évite de créer de nouveaux outillages de production. L'électronique dans la lampe a été légèrement modifiée (certainement du à un retour d'expérience et une baisse des coûts). Et un accumulateur Li-ion spécifique délivrant une tension de 2.4V a été créé.

4.4. Électronique interne de la I5R

L'électronique reste un Boost classique et le courant dans la LED est asservi par le TLV333 de Texas Instrument le tout gérer par un micro-contrôleur. La photo est la suivante:

Pour une tension de 2.4V, le courant envoyé dans la LED est de 800mA ce qui correspond au 350 lumens annoncés.

Pour une tension de 1.5V (pile alcaline), le courant envoyé dans la LED est de 520mA ce qui correspond environ à 230 lumens.

Pour une tension de 1.2V (NiMH), le courant envoyé dans la LED est de 400mA ce qui correspond environ à 180 lumens.

Je ne vais pas vous donner plus de détails de caractérisation, c'est chronophage, écrit dans le programme du micro-contrôleur auquel je n'ai pas accès. Pour l'autonomie des autres modèles de batterie il faut savoir que chaque batterie à sa propre résistance interne qui fait varier la tension en entrée de l'électronique en fonction de son état de charge. Ce n'est pas l’intérêt de cette publication.

On retiendra juste que comme annoncé dans le mode d'emploi, les 350lumens ne sont atteignables qu'avec la batterie Li-ion fournie.

4.5.Risque avec une batterie Li-ion 14500 3.6V

Peut-on mettre un accumulateur 14500 et que risque-t-on?

On va faire un tout petit peu d'électronique basique. Le schéma d'un Boost est le suivant:

C'est un montage qui permet d'avoir une tension de sortie plus forte que la tension d'entrée. Le cas ou la tension de sortie est la plus faible possible est le cas ou l'interrupteur est ouvert. (A partir du moment ou l'on vient fermer et ouvrir à intervalle régulier cet interrupteur la tension de sortie sera plus élevée qu'en entrée).

Dans le cas ou l'interrupteur S est ouvert le schéma de la lampe est le suivant:

Sachant la self en régime continu est considéré comme un court-circuit, que la diode D est remplacée par un MOSFET (pour réduire les pertes) et que ce dernier dans ce cas précis est équivalent aussi à un court-circuit on obtient:

On obtient la batterie directement reliée à la LED. Donc si on regarde la caractéristique fourni par le fabricant de LED, on s’aperçoit qu'une tension de batterie aux bornes de la LED entraine un courant qui dépasse largement le courant admissible par la LED ==> Destruction de la LED

Mais pourquoi sur une I5T avec une 14500 ça éclaire fort, pas longtemps et que cela ne casse pas???

Effectivement dans certains cas cela ne casse pas à cause des imperfections des composants. Pour mieux le comprendre un dernier petit schéma:

RBATT est la résistance interne de la batterie

RSELF est la résistance série de la self

RMOS est résistance équivalente du MOSFET à l'état fermé

Ces 3 résistances qui sont souvent négligées, car leurs valeurs sont faibles, vont permettre dans certains cas de ne pas détruire la LED.

La LED est donnée pour 3A max avec une tension de 3.1V. Donc si la batterie est chargée à fond (4.2V) il faut au moins une tension de 1.1V (4.2V-3.1V) au niveau de ces résistances pour obtenir 3A.

Donc si on a la somme des résistance supérieur à 0.36 Ohm (1.1V/3A) c'est gagné.

Je dirais à vue de nez que RSELF+RMOS=0.15 Ohm donc Rbatt>0.21 Ohm

Ce calcul est donné à titre informatif, même avec une  résistance proche de 0.21Ohm ça peut casser aussi car quand la LED chauffe la tension à ses bornes diminue.

Ce paragraphe est juste pour montrer ce que certain on mis en évidence par essai, selon le choix de la batterie Li-ion que vous insérez il y a des chances que la lampe casse dès l'appui sur le bouton poussoir.

5.Batterie spécifique de la I5R

Voici la batterie sans le plastique de protection, on voit clairement un accu 14430 standard sur lequel est fixé un assemblage électronique.

C'est une batterie de la marque Yiklik qui est un gros fabricant de batterie chinois. La batterie est une 14430 Li-ion de 3.6V et 1050mAh.

Tête séparée de de la batterie

Détail de l'assemblage de pièces de la tête

Le Buck qui converti la tension de la batterie (comprise entre 2.8V et 4.2V) en 2.4V est donc intégré dans cette électronique ainsi que le chargeur de batterie.

6.Conclusion

Pour sa nouvelle I5R Olight est resté sur les bases solides de sa I5T dont les fans demandaient une version rechargeable et plus puissante.

Pour y parvenir, l'électronique a été légèrement modifiée ainsi que le bouton poussoir dont l'aspect peut ne pas plaire.

L'évolution majeure vient de la batterie qui reste propriétaire avec les atouts suivants:

• la lampe reste compatible des traditionnelles AA
• permet d'éclairer plus fort et plus longtemps
  
• n'augmente pas les dimensions de de la I5T
  
• le chargeur est embarqué donc seul un bloc alim est nécessaire
• rechargeable donc plus écologique

Mais attention les batteries lithium standards 14500 ne sont pas compatibles et risquent de détruire la lampe.

  😓Maleureusement des lampes ont été blessées pendant la rédaction de cette publication😓