Lampka do Kindle, czyli bohaterskie rozwiązanie problemu, który sam stworzyłem

Odrobina historii

Dawno temu, będąc na wyjeździe w USA, kupiłem czytnik e-book – bardzo podstawowy model, Kindle 4, znany również jako Kindle Classic. Onegdaj te czytniki były tanie (50 $, czyli wówczas około 150 zł), podczas gdy obecna cena to 550 zł za wersję podstawową i 800 zł za Kindle Paperwhite. Po moim początkowym zachwycie, czytnik powędrował do szuflady, gdzie przeleżał kilka lat, kiedy to okazało się, że w praktyce wystarczało mi zapoznawanie się z treścią książek w ich klasycznej analogowej postaci.

Któregoś dnia zmuszony jednak byłem przypomnieć sobie o czytniku ze względu na książkę o programowaniu, która dostępna była wyłącznie jako e-book. No i od tamtej pory czytnik towarzyszy mi regularnie, głównie w łóżku przed snem, w tramwaju czy w pociągu, prezentując względem papierowej książki atuty w postaci niskiej wagi, małych wymiarów i łatwej wymiany treści dzięki bibliotekom internetowym.

Parametry – subiektywnie

Obsługę w za pomocą przycisków postrzegam jako zaletę, zaś rozdzielczość (600×800) jest dla mnie wystarczająca. Zdaję sobie sprawę, że robienie notatek czy tłumaczenie treści, w przypadku tego czytnika, jest trudne bądź niemożliwe, jednak dla mojego sposobu korzystania z tego urządzenia liczą się wyłącznie te cechy, które mają związek z czytaniem. Kontrast wyświetlacza jest nieróżniący się od zapewnianego przez współczesne czytniki, a szybkość i stabilność pracy są nadal wzorowe. Bateria jest w dobrej kondycji (da się przeczytać przynajmniej jedną książkę bez uzupełniania energii), a w razie potrzeby będzie można ją wymienić. Czytnik ma niewielką jak na dzisiejsze standardy pamięć, która mimo to wystarcza na wgranie kilkuset a nawet kilku tysięcy książek.

Problem

Niestety na tym wizerunku pojawia się mała rysa, a mianowicie mój czytnik nie jest wyposażony w podświetlenie. Ponadto, z racji na czytanie przed snem, przydałoby się, żeby było to podświetlenie o ciepłym zabarwieniu.

Rozwiązania są dwa:

albo kupię czytnik z podświetleniem (najlepiej z regulacją barwy światła),
albo wyposażę się w lampkę, która zapewni oświetlenie ekranu i zrekompensuje przeszkadzającą mi dysfunkcję mojego czytnika.

Lampka nr 1

Pierwsze zdjęcie przedstawia oryginalną lampkę oraz lampkę po przeróbkach (układ elektroniczny, akumulator, dioda oraz soczewka pozostały bez zmian).

Oryginalna lampka miała oczywistą wadę w postaci klipsu zupełnie niekompatybilnego z Kindle. Udało się to poprawić poprzez usunięcie oryginalnego klipsu i przykręcenie do obudowy metalowego spinacza do papieru. Oczywiście nie jest to rozwiązanie szczególnie eleganckie i zwiększa grubość lampki, ale ma podstawową zaletę, że działa i jest łatwe do zaaplikowania.

Niestety, lampka ta ma kilka innych niedoskonałości:

“Gęsia szyja” będąca wspornikiem dla diody jest zbyt krótka, przez co lampka podświetla ekran e-booka pod ostrym kątem. Dzięki temu górna część ekranu podświetlona jest intensywnie, a dolna jest podświetlona wyraźnie słabiej.
Barwa światła LED jest umiarkowanie przyjemna, mimo że lampka umożliwia wybór barwy spośród zimnej, pośredniej i ciepłej. Ciepła (jedyna z jakiej korzystałem) ma lekko różowy odcień. To w zasadzie nie przeszkadza, ale jest zauważalne w szczególności w obecności zewnętrznego oświetlenia o bardziej poprawnym rozkładzie widmowym światła.
Zmniejszenie natężenia światła jest realizowane przez zmianę współczynnika wypełnienia przebiegu PWM sterującego diodą. Częstotliwość tego przebiegu to około 200 Hz, co dla wrażliwego oka jest zauważalne. Moje niestety jest z tych wrażliwych. Maksymalne natężenie światła wytwarzane przez lampkę jest sporo przewyższające moje potrzeby, dlatego PWM w moim przypadku był zawsze aktywny.

Inną cechą, której jednak postanowiłem nie umieszczać po stronie wad, jest ograniczenie prądu LED realizowane jedynie rezystorem podłączonym w szereg z diodą i tranzystorem kluczującym. Brak jest tam źródła prądowego, jak również nieobecne jest uzależnienie współczynnika wypełnienia od napięcia baterii, stąd też lampka słabnie w miarę zmniejszania się napięcia akumulatora. Proces ten jednak jest powolny (w moim przypadku lampka wystarcza na jakieś 10 godzin świecenia) zatem w praktyce nie przeszkadza.

Istotną zaletą tej lampki jest zastosowanie soczewki skupiającej. Powoduje to, że snop światła jest równomierny i ograniczony do stożka o kącie połówkowym rzędu około 30 stopni. Dzięki temu lampka oświetla mniej więcej obszar ekranu czytnika i nie marnuje energii na doświetlenie przestrzeni wokół niego.

Lampka nr 2

W międzyczasie kupiłem drugą lampkę, która wykazuje parę różnic względem poprzedniej lampki:

Barwa światła może być wybrana spośród: bardzo ciepłej (bursztynowej), ciepłej oraz neutralnej.
Zmniejszenie jasności realizowane albo poprzez ograniczenie prądu, albo też PWM ma wysoką częstotliwość – w każdym razie migania nie da się zauważyć.
Brak soczewki, przez co świecenie jest szerokokątne.
Akumulator ma zbliżone wymiary jak powyżej, zatem i podobną pojemność, ale ładowany jest (niestety) za pomocą micro-USB.
Klips jest z grubsza kompatybilny z Kindle, przeróbka nie jest konieczna.
Dość długa “gęsia szyja”.

Niestety okazało się, że ta lampka jest z mojej perspektywy mniej użyteczna niż poprzednia:

Szeroki kąt świecenia światła powoduje, że duża część energii marnowana jest na doświetlenie okolicy, co przeszkadza w przypadku korzystania w sypialni oraz niepotrzebnie zwiększa pobór energii.
Wysięgnik jest za długi. Generalnie nie jest to problem w kontekście generowanego światła, bo pozycję LED można łatwo dopasować, ale niepotrzebnie zwiększa to wagę lampki, co w przypadku trzymania czytnika wraz z lampką w dłoniach, zmniejsza wygodę i daje się we znaki.
Bursztynowe światło jest dla mnie bezużyteczne, bo jest zwyczajnie zbyt ciepłe. Natomiast barwa światła ciepłego i neutralnego jest przyjemniejsza, niż w przypadku poprzedniej lampki.

No cóż, jak się powiedziało “A”, to trzeba powiedzieć “B” – tę lampkę postanowiłem również przerobić. Szczegóły przedstawione są na zdjęciach na końcu niniejszego tekstu.

Źródło światła

Uznałem, że zmiana barwy światła nie jest mi potrzebna, jako że do tej pory korzystałem wyłącznie z ciepłej barwy. Mając jednak możliwość niezależnego sterowania dwoma łańcuchami diod, postanowiłem użyć zestawów diod wąskokątnych oraz szerokokątnych. Wąski kąt świecenia jest idealny dla czytnika e-book o niewielkim ekranie, natomiast kąt szeroki może się przydać do czytania klasycznych książek. Ponadto postanowiłem użyć większej liczby diod (po 4 sztuki połączone równolegle). W przypadku diod szerokokątnych zwiększa to po prostu maksymalny prąd, jaki bezpiecznie może płynąć przez diody. W przypadku diod wąskokątnych można nieco zmienić dystrybucję światła: jedną diodę skierować w stronę górnej części ekranu (by słabiej oświetlić tę część wyświetlacza), a pozostałe diody skierować w stronę środkowej i dolnej części wyświetlacza, które znajdują się dalej od diod. W efekcie podświetlenie wyświetlacza może stać się bardziej wyrównane mimo źródła światła znajdującego się bliżej górnej części czytnika.

Diody zostały przylutowane do odpowiednio przyciętej płytki uniwersalnej.

Gęsia szyja

Skróciłem ją nieco w celu zmniejszenia wagi lampki. Obecnie lampka waży 39 g, podczas gdy Kindle wraz z etui waży 267 g. Gęsią szyję przymocowałem do płytki z LED poprzez zlutowanie tych części ze sobą.

Obudowa LED

Można podjąć próbę wykorzystania natywnej obudowy dla LED, ale ja postanowiłem wydrukować obudowę dostosowaną do wymiaru płytki drukowanej oraz LED.

Klips

Nie ma potrzeby modyfikować klipsu, ponieważ ten domyślnie zainstalowany w lampce umożliwia chwycenie Kindle. Natomiast jego zakres rozwarcia może nie wystarczyć w przypadku chęci objęcia czytnika wraz z etui, stąd też ten postanowiłem trochę zmodyfikować również ten element lampki.

Wnioski

Udało mi się w miarę niewielkim kosztem zmodyfikować działanie lampki, przez co obecnie jej działanie dokładnie odpowiada moim potrzebom.
Pojemność akumulatora jest dla mnie wystarczająca. Wynosi ona mniej więcej 300…400 mAh, co przy szacowanym prądzie LED rzędu 30 mA wystarcza na jakieś 10 godzin świecenia. Większy akumulator sprawiłby, że lampka byłaby cięższa i mniej wygodna.
Temperatura barwowa LED jest przyjemna dla oka i wynosi około 2800 K (ciepłe żółtawe światło), które nie przeszkadza w zasypianiu.
Wąskokątne LED umożliwiły mi na dopasowanie strumienia światła, przez co oświetlenie ekranu czytnika jest dość równomierne.