Elektroda.de
Elektroda.de
X

Suchmaschinen unserer Partner

Hier finden Sie die neuesten Inhalte zu elektronischen Bauteilen. Datasheets.com
Elektroda.de

Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V

yogi009 4635 10
This content has been translated » The original version can be found here
  • Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V

    Vor einiger Zeit habe ich eine Fahrradlampe hergestellt, die von einem Nabendynamo angetrieben wird. Da ein solcher Dynamo im unbelasteten Zustand definitiv hohe Spannungen erzeugen kann (laut deutscher Quelle bis zu 100 V), suchte ich nach einem Wandler, der hohen Spannungen standhält. Die Wahl fiel auf den Chip von Maxim MAX16822 (V MAX=65 V) der die Diode mit einem konstanten Strom bis zu 350 mA versorgt. Dieser Chip wird in einem SOIC-08-Gehäuse ohne Kühlkörper hergestellt. Kurz gesagt, es ist schön zu installieren.

    Heute präsentiere ich eine neue Version dieser Lampe (bestimmt für Asphaltstrassen und Radwege), angepasst von einer Batterie betrieben zu werden mit einer konstanten Spannung im Bereich von 7-65 V. Zusätzlich kann es mehr als eine Power LED (1 W) versorgen, ich habe 1-3 solcher LEDs getestet. Vielleicht zuerst der Schaltplan und die Leiterplatte:

    Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V
    Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V

    Die Leiterplatte besteht aus zwei Schichten. Die untere Schicht ist eine verschüttete Masse, die auch als Kühlkörper fungiert. Die abgegebene Wärmemenge ist nicht erschreckend groß, aber mit 2-3 LEDs kann der Stromkreis ohne ordnungsgemäße Wärmeableitung auf der Leiterplatte richtig warm werden. Nach Angaben des Herstellers kommt es bei 165 °C zu einer plötzlichen Strombegrenzung (Wärmeschutz). In Wirklichkeit habe ich noch nie einen solchen Modus gesehen.

    Das System ist interessant, weil zusätzlich zur Bestimmung des der Diode zugeführten Maximalstroms (gemäß Anmerkung 0R6 ergibt sich ein Diodenstrom von 333 mA, in meinem Beispiel habe ich einen 0R64-Widerstand verwendet, der theoretisch einen Diodenstrom von 310 mA ergab). Sie können die Helligkeit über den PWM-Eingang steuern (Standard in diesen Anwendungen). Bei einer höheren Spannung (z. B. 60 V) ist es jedoch schwierig, einen kleinen Stabilisator zu finden, der den Mikrocontroller (z. B. Attiny13) mit Strom versorgt, der das PWM-Signal erzeugt. Und hier stellte sich heraus, dass ein Trick verwendet werden kann, um den Diodenstrom analog zu begrenzen. Es reicht aus, den Eingang der Temperaturregelung über einen Widerstand mit Masse zu verbinden, wodurch der Diodenstrom reduziert wird (externer Wärmeschutz). Der Schaltplan zeigt einen 20-kΩ-Widerstand und ein 100-kΩ-Potentiometer, mit denen wir die Helligkeit der LED-Diode in einem ziemlich weiten Bereich einstellen können. Während der Tests bin ich zu dem Schluss gekommen, dass dieser 20-kΩ-Widerstand ausreicht und die Ausgänge für das 100-kΩ-Potentiometer/Widerstand können kurzgeschlossen werden - wir erhalten dann den Modus für reduzierte Diodenhelligkeit. Durch Entfernen der grünen Brücke wird die LED wieder in den Modus der vollen Helligkeit versetzt. Wenn Sie dem PWM-Eingang den Low-Status geben, erlischt die LED (nennen wir es den "Sleep"-Modus). Der Stromverbrauch liegt dann bei etwa 1 mA.

    Was soll das alles heißen? Zunächst haben wir eine einfache Schaltung, die 1, 2, 3 und möglicherweise mehr Power-LEDs mit Strom versorgen kann (siehe Datenblatt). Zweitens ist der Logikschalter eine einfache Brücke (oder ein kleiner Kontaktschalter). Drittens können wir genauso einfach zwei Helligkeitsstufen einstellen, z.B. Licht für den Radweg und Licht für etwas dunklere Ecken und Winkel. Wir können uns auch ein rotes Rücklicht mit Bremslichtoption vorstellen - einfach den Mikroschalter in den Bremshebeln oder an den Bremsen selbst installieren. Es ist nicht erforderlich, eine zusätzliche PWM-Schaltung zu verwenden, obwohl dies natürlich möglich ist (beispielsweise für orangefarbene Warnblinklicht).

    Nun zu einigen schnellen Messungen.

    1. Stromversorgung 50 V, 1 LED 1 W - 145 lm.

    U LED = 2,78 V (U LED LOW = 2,57 V) - Spannung an der LED
    I LED = 317,3 mA (I LED LOW = 17,12 mA) - Strom durch die LED
    I INPUT = 26,58 mA (I INPUT LOW = 3,25 mA) - Strom aus der Batterie
    I SLEEP = 0,81 mA (I SLEEP LOW = 1,03 mA) - Stromaufnahme im "Sleep" Modus

    2. Stromversorgung 50 V, 2 LEDs 1 W in Reihe - 290 lm.

    U LED = 5,51 V (U LED LOW = 5,13 V)
    I LED = 318 mA (I LED LOW = 16,6 mA)
    I INPUT = 45,2 mA (I INPUT LOW = 5 mA)
    I SLEEP = 0,81 mA (I SLEEP LOW = 1,03 mA)

    3. Stromversorgung 50 V, 3 LEDs 1 W in Reihe - 430 lm.

    U LED = 8,27 V (U LED LOW = 7,70 V)
    I LED = 319,6 mA (I LED LOW = 15,54 mA)
    I INPUT = 63,8 mA (I INPUT LOW = 6,64 mA)
    I SLEEP = 0,81 mA (I SLEEP LOW = 1,03 mA)

    Der "LOW" Modus ist einfach eine geschlossene grüne Brücke. Der "SLEEP" Modus ist ein geschlossene rote Brücke (niedriger Zustand am PWM-Eingang). Wie Sie sehen können, ist der Stromverbrauch durchaus akzeptabel. Die Schaltung ist unter anderem geeignet für den Einsatz auf E-Bikes bis 60 V, ich habe es erfolgreich mit 54 V getestet.

    Bald werde ich Messungen für niedrigere Versorgungsspannungen hinzufügen.

    Es lohnt sich, interessante Power-LED-Dioden (z. B. Cree XP-G3 mit einer Helligkeit von 164 lm/350 mA) mit Richtungsoptik zu verwenden, um Radfahrer und Wanderer, die sich aus der Gegenrichtung nähern, nicht zu blenden (runde Optik 7 ° plus die zweite Ellipse ±7 °). Der Effekt ist wirklich gut. Trotzdem kündige ich bereits eine etwas stärkere Drei-Dioden-Version der Lampe an (Strom ca. 870 mA - über 1200 lm). Ich plane, in naher Zukunft ein solches Modul zu bauen und zu testen.

    Cool! DIY-Rangliste
    Kannst du einen ähnlichen Artikel schreiben? Schicke mir eine Nachricht und du erhältst eine 64 GB SD Karte.
    Über den Autor
    yogi009
    Niveau 43  
    Offline 
    yogi009 hat 12640 Beiträge mit der Bewertung 1941 geschrieben und dabei 749 Mal geholfen. Er ist seit 2006 bei uns.
  • #2
    Maciek_C
    Niveau 13  
    Hallo,
    Eine sehr schöne Sache, leider gibt es nicht viele gute "nicht blinkende" Lampen zu einem erschwinglichen Preis auf dem Markt, die einen solchen Dynamo verwenden. Ihre Lampe ist also umso interessanter.

    Haben Sie bereits ein Gehäuse dafür?

    Ich habe auch viel gute Beleuchtung basierend auf dem Nabendynamo gemacht (die originellen von Axa haben furchtbar pulsiert) und bin schließlich den einfachen Weg gegangen - ich habe eine Gleichstrominstallation am Fahrrad vorgenommen, die Ausgangsspannung des Generators gleichgerichtet und mit Kondensatoren 20.000 µF/35V gefiltert.
    Ich habe die Kondensatoren und die Brücke im Gabelschaft versteckt.

    Als Frontlampe habe ich erfolgreich eine so billige Erfindung (mit integriertem Wandler) eingesetzt - eine 12 V 9 W Arbeitslampe zum Preis von 7 EUR:

    Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V

    Ich weiß, vielleicht ist es nicht, wie es sein soll, aber sie hat bereits ungefähr 10.000 km zurückgelegt und dient gut.
    Nach einiger Zeit montierte ich auf dem Fahrrad einen Motorrad-Telefonhalter, mit dem man das Telefon über einen Dynamo aufladen kann (für eine Kleinigkeit 13 EUR.

    Fahrradlampe 1W [MAX16822] - Stromversorgung bis 60 V

    Darüber hinaus ist das Rücklicht auf dem MC34063 gemacht und das Ganze funktioniert super.
  • #3
    yogi009
    Niveau 43  
    Zuerst werde ich einen zwei- oder dreimal stärkeren Stromrichter testen, dann werde ich ein Gehäuse bauen. Mit Strömen von 330-700 mA (750 mA wird dies der nächste Prototyp sein) ist es schwierig, einen großen Effekt zu erwarten, wenn Sie nachts auf Waldwegen fahren. In der Stadt und auf Asphaltstrassen sollten beispielsweise 3 solcher LEDs vorne die Arbeit erledigen (3 x 3 W) - die genannten Cree-LEDs ergeben dann etwa 980 Lumen. Es sind immer noch nicht die chinesischen 80.000 Lumen, weil es auch kein Stromrichter für höhere Ströme ist. Eine Cree XP-G3-Diode nimmt bis zu 2 A Strom auf, was geschätzte 930 Lumen ergibt. Mit drei solchen LEDs haben wir eine Helligkeit von etwa 2800 Lumen. Zusätzlich hat diese Serie in der "Weiß" Lichtversion einen CRI von 90%.

    Und dieser Stromrichter 1 W eignet sich sehr gut für Stadtwege und Asphaltstrassen - es ist unmöglich, ihn nicht zu sehen. Man kann auch ein sehr helles Rücklicht machen. Mit Sicherheit wird sich das Sicherheitsniveau um ein Vielfaches erhöhen. Die Helligkeit einer solchen roten LED mit einer Leistung von 1 W entspricht der Helligkeit von Mopeds. Es reicht aus, die richtige Optik mit einer etwas breiteren Streuung zu wählen.

    Ich weiß, dass man alles von einem Chinesen kaufen kann und normalerweise billig. Aber ich weiß nicht, ob es gut ist. Außerdem ziehe ich es vor (und mag es), etwas für mich selbst zu machen.
  • #4
    conisl
    Niveau 10  
    yogi009 hat geschrieben:
    Mit Strömen von 330-700 mA (750 mA wird dies der nächste Prototyp sein) ist es schwierig, einen großen Effekt zu erwarten, wenn Sie nachts auf Waldwegen fahren.


    Ich glaube nicht, dass es möglich ist, eine Lampe mit Dynamobetrieb herzustellen, die die Nacht im Wald bewältigen kann. Ich habe einmal starke Fahrradlampen gesehen, aber sie werden von einer am Rahmen angebrachten Batterie angetrieben. Aber selbst mit ihnen würde ich nicht riskieren, außerhalb der Stadt zu fahren, man kann sich Schaden anrichten.

    Grüße
  • #5
    yogi009
    Niveau 43  
    conisl hat geschrieben:
    Ich glaube nicht, dass es möglich ist, eine Lampe mit Dynamobetrieb herzustellen, die die Nacht im Wald bewältigen kann.


    Kumpel, lies es mit Verständnis. Dies ist keine dynamobetriebene Lampe. Jene habe ich vor langer Zeit beschrieben, wenn man "MAX16822" in die Forum-Suchmaschine eingibt, findet man den alten Artikel.
  • #6
    conisl
    Niveau 10  
    yogi009 hat geschrieben:
    Kumpel, lies es mit Verständnis. Dies ist keine dynamobetriebene Lampe.


    Seien Sie nicht böse, aber der Inhalt Ihres Artikels zeigt nicht, wie Sie die verbesserte Version der Lampe mit Strom versorgen.
  • #7
    Millaka
    Niveau 19  
    Und wäre es nicht besser, den 18650 mit dem Dynamo aufzuladen und dann die Lampe von dort aus mit Strom zu versorgen?
    Dann würde sicher nichts blinken und man könnte beim Nichtfahren leuchten.
  • #8
    @GUTEK@
    Niveau 30  
    Dynamo hat zu wenig Strom, um 18650 aufzuladen, zumindest ist das meine Meinung.

    Für die Dynamo-Lampe kann man den XC-997C für weniger als 7 EUR kaufen - es gibt mehrere Versionen dieser Lampen, die C-Version wird von einem Dynamo angetrieben. Es ist kein Wunder, aber es hat einen Kondensator 1F im Inneren (wenn ich mich richtig erinnere). Dank dessen blinkt es nicht und leuchtet noch einen Moment nach dem Anhalten.
    Es gibt sogar ein Video, wie es leuchtet - https://www.youtube.com/watch?v=bgCicw9sBFo
  • #9
    yogi009
    Niveau 43  
    conisl hat geschrieben:
    Seien Sie nicht böse, aber der Inhalt Ihres Artikels zeigt nicht, wie Sie die verbesserte Version der Lampe mit Strom versorgen.

    Ok, ich habe dies im Originalartikel fett hervorgehoben. An alle, dies ist die batteriebetriebene Version. Ich schreibe unter anderem darüber, dass es für die meisten Elektrofahrräder mit 24-, 36- oder 48-V-Batterien geeignet ist.

    Millaka hat geschrieben:
    Und wäre es nicht besser, den 18650 mit dem Dynamo aufzuladen und dann die Lampe von dort aus mit Strom zu versorgen? Dann würde sicher nichts blinken und man könnte beim Nichtfahren leuchten.

    Ich weiß nicht, woher du das Blinken bekommst. Du wirst diesen Effekt bei dieser Konstruktion nicht bemerken.

    @GUTEK@ hat geschrieben:
    Für die Dynamo-Lampe kann man den XC-997C für weniger als 7 EUR kaufen

    Dies ist DIY, das ist der Abschnitt, in dem wir eigene Designs präsentieren. Auktionsportale und deren Angebot sind hier keine Autorität.
  • #10
    £ukaszoo
    Niveau 16  
    Ich weiß nichts über Nabendynamo, aber ein "gewöhnlicher" Dynamo verhält sich in gewisser Weise wie eine Stromquelle mit einer Kapazität von etwa 500 mA und einer maximalen Spannung, je nachdem, wie schnell wir fahren.

    Basierend auf diesen Informationen habe ich eine Lampe zusammengebaut, die zwei LEDs 3 W (in Reihe) und von der Elektronik nur eine Gleichrichterbrücke und einen Kondensator hatte. Es hat super funktioniert, ist nie ausgefallen, der Dynamo hat nie einen Strom abgegeben, der für diese LEDs gefährlich war. Zugleich leuchteten die LEDs schon beim Gehen mit dem Fahrrad (weshalb ich trotz der höheren erforderlichen Spannung, 2 Stück in Reihe geschaltet habe). Daher scheint es mir etwas zu kompliziert.
    Wenn es ein Li-Ionen Ladegerät wäre, das Dynamo-Energie verwendet, wäre dies am sinnvollsten.
  • #11
    yogi009
    Niveau 43  
    Und flimmert diese LED bei niedriger Geschwindigkeit nicht? Ein dafür vorgesehener Stromrichter hat jedoch mehrere Vorteile: er überwacht den programmierten Strom und hält den Helligkeitsgrad konstant. Wie auch immer, hier geht es um Strom... aus Batterien oder Akkus :-) Ich habe dies im ersten Beitrag fett geschrieben :-)
    [F]