aktive MOSFET-Gleichrichtung für LED-Beleuchtung

[Bradipo]

Hallo allerseits !

Nach Studium der Threads über den LED-Lampenbau, die neue Beleuchtungsidee, die LED-Bestellung und natürlich die Gleichrichtung hier wollte ich kurz mein eigenes LED-Beleuchtungsprojekt den hiesigen Experten zur Überprüfung vorlegen, in der Hoffnung, auf eventuelle Fehler hingewiesen zu werden

Ich möchte gern Raymunds Vierfach-Lampe nachbauen (@ Raymund : mein neues Fahrrad erhält einen VRO T-Stem-Eco-Vorbau. Ich hoffe, daß Deine Lampenbefestigung da dranpaßt ? Wenn nicht, bitte ich um Benachrichtigung), und zwar mit den 2/3-Watt-LEDs. Dazu käme noch ein Rücklicht mit einer dieser LEDs, das ich gern als Standlicht auslegen möchte. Angetrieben würde die Beleuchtung von einem SON-Nabendynamo.

Wenn ich die Diskussionen der Threads richtig verstanden habe, läßt sich die von Raymund vorgeschlagene, einfache Verkabelung dieser LEDs nur ohne Standlicht realisieren (s. Raymunds Beitrag #205 des LED Lampenbau-Threads). Wer ein Standlicht will, scheint einen Gleichrichter für diesen Goldcap-Elko zu brauchen. Busch und Müller (4D-lite plus) scheinen da eine eher verlustbehaftete Lösung anzubieten, während die hier vorgeschlagene Gleichrichtung über einen besseren Wirkungsgrad verfügt.

Meine Fragen :

1. Soweit ich das sehe, hat noch niemand den SON mit insgesamt 5 2/3-Watt-LEDs plus Standlichtschaltung belastet (auch Raymund scheint ja in seinem Rücklicht eher Klein-LEDs zu verwenden). Ist das zuviel des Guten ? Müßte ich vielleicht zwei der vorderen Lampen mit 1-W-LEDs ausrüsten ?

2. Ist eine Schaltung denkbar, mit der ich normalerweise nur zwei der vier vorderen LEDs + Rücklicht-LED benutze und bei Bedarf die beiden restlichen LEDs vorn zuschalte ? Oder würde der SON so viel Energie zur Verfügung stellen, daß mir dann im “Normalbetrieb” alles durchbrennt ?

3. Gibt es eine zündende Idee für den Behälter des Rücklichtes (1 LED + Goldcap, ich habe den noch nie gesehen und weiß nicht, wie groß er ist), das übrigens nicht breiter als das Schutzblech sein sollte, auf das es montiert wird ?

Im übrigen würde ich natürlich auch eine bestückte Platine mit dem Gleichrichter hier bestellen (eine reicht doch für mein Vorhaben ?).


Gruß,
Oliver.

 

[JuergenH]

3. Gibt es eine zündende Idee für den Behälter des Rücklichtes (1 LED + Goldcap, ich habe den noch nie gesehen und weiß nicht, wie groß er ist), das übrigens nicht breiter als das Schutzblech sein sollte, auf das es montiert wird ?

Im übrigen würde ich natürlich auch eine bestückte Platine mit dem Gleichrichter hier bestellen (eine reicht doch für mein Vorhaben ?).


Gruß,
Oliver.

Hallo Oliver, ich will mal das beantworten, was ich weiß:

zu 3: siehe http://www.standlicht.rnolde.de/ das ist ein Standard-Standlicht selbstgebaut in einem handlesüblichen Rücklichtgehäuse, mit der Option, hier und da etwas besser zu machen. Ich denke, 1W oder sogar 2W LED's als Rücklicht könnte zuviel blenden.

Einen Gleichrichter baue ich gerne für Dich. Dauert aber bis mind. Ende kommender Woche.

Gruß und Frohe Ostern

Jürgen

 

[wrrdlbrrmpft]

1. Soweit ich das sehe, hat noch niemand den SON mit insgesamt 5 2/3-Watt-LEDs plus Standlichtschaltung belastet (auch Raymund scheint ja in seinem Rücklicht eher Klein-LEDs zu verwenden). Ist das zuviel des Guten ? Müßte ich vielleicht zwei der vorderen Lampen mit 1-W-LEDs ausrüsten ?

Ab einer gewissen Geschwindigkeit wird das mit 5 LEDs wohl funktionieren. Bei Schrittgeschwindigkeit kommt da aber vermutlich noch kein Licht. Für meinen HB-NX30 halte ich drei bis vier 2 W-LEDs für sinnvoll. Und ins Rücklicht würde ich persönlich keine Luxeon einbauen. Standard-LEDs sind IMHO hell genug, um gesehen zu werden und können mit 10-30 mA betrieben werden (Strang mit Rücklicht-LEDs parallel zum Strang mit Scheinwerfer-LEDs). Dann hat man mehr Leistung für den Scheinwerfer zur Verfügung. Das erscheint mir persönlich viel sinnvoller. 1 W-LEDs wollte ich nicht verwenden.

2. Ist eine Schaltung denkbar, mit der ich normalerweise nur zwei der vier vorderen LEDs + Rücklicht-LED benutze und bei Bedarf die beiden restlichen LEDs vorn zuschalte ?

Man kann bei niedrigen Geschwindigkeiten LEDs mit einem Schalter überbrücken, kein Problem. Weniger als drei LEDs zu betreiben, halte ich aber für sinnlos, da die schon bei Schrittgeschwindigkeit einiges an Licht abgeben.

Oder würde der SON so viel Energie zur Verfügung stellen, daß mir dann im “Normalbetrieb” alles durchbrennt ?

Insbesondere, wenn man fürs Rücklicht noch einen Strang LEDs parallel an den Luxeons hängen hat, glaube ich nicht, dass man die Luxeons (mindestens drei in Reihe) gefährdet, jedenfalls nicht mit meinem Dynamo. Den SON kann ich nicht beurteilen.

3. Gibt es eine zündende Idee für den Behälter des Rücklichtes (1 LED + Goldcap, ich habe den noch nie gesehen und weiß nicht, wie groß er ist), das übrigens nicht breiter als das Schutzblech sein sollte, auf das es montiert wird?

In die Rücklichter, die ich bisher in der Hand hatte, passt sowas problemlos rein. Bauteilmaße findet man meistens dort, wo man die Sachen bestellen kann. Bei Conrad gibt es für fast alles ein Datenblatt, bei Reichelt auch.

NACHTRAG: Ach ja, frohe Ostern wollte ich auch noch wünschen!
wrrdlbrrmpft

 

[raymund]

ich kann mich meinen Vorrednern nur anschliessen.
Der Betrieb von vier 2W bzw. zwei 5W-LEDs dürfte auch für den SON das Limit der sinnvollen Nutzung sein.
Sind es mehr LEDs, fährt man im unteren Geschwindigkeitsbereich fast im Dunkeln.

Die Kombination von 700mA-LEDs (2W u. 5W) mit 350mA-Typen (1W) dürfte ohne Verluste nicht machbar sein, denn bei einer reinen Reihenschaltung fliesst durch die kleinen LEDs der selbe Strom wie durch die Großen. Für eine Parallelschaltung reicht aber die Leistung des Dynamos nicht mehr aus.

Ich habe gute Erfahrungen mit der Parallelschaltung von einer 20mA-LED-Reihe mit den 2W-Luxeons gemacht. Man hat keinen merkbaren Helligkeitsverlust beim Frontscheinwerfer, und 6 LEDs machen ordentlich "Rücklicht".
Dazu habe ich als Basis das d-toplight permanent benutzt. Die 6 LEDs habe ich in den freien Randbereichen der Platine untergebracht.
Auf diese Weise habe ich das Batterielicht als Standlicht.

Die 4er Lampe passt definitiv auch an den VRO-ECO schliesslich fahre ich am Stadtrad diese Kombi.
Beim Betrieb von 2W-LEDs am Dynamo reichen übrigens die flachen unverrippten Kühlkörper völlig aus.

Österliche Grüße
Raymund

PS.:Bin über die Feiertage wohl nicht erreichbar.

 

[Spargel]

Hi Jürgen,

wenn's noch nicht zu spät ist, hätte ich auch gerne drei bestückte Gleichrichterplatinen, das reicht dann für 'ne Zeit.

Ich verfolge die LED-Scheinwerferdiskussion erst seit wenigen Wochen, glaube aber, daß da eine größere Umbauaktion anstehen könnte.

(Hoffentlich schmeißen sie mich nicht gleich wieder raus bei den Rennradlern, wenn ich den Renner mit einer Dreifachlampe ausstatte... )

ciao Christian

 

[Bradipo]

Hey, das geht ja echt schnell hier mit den Antworten ! Super.

@ JuergenH : Prima, mein Rad muß ja auch noch gebaut werden ... Wahrscheinlich wird die Lampe vorher fertig.

@ Raymund : Alles klar, dann werde ich hinten auch kleine LEDs benutzen. Wozu hat man denn als Spätkömmling die erfahrenen Vorreiter Darf ich dann auch gleich bei Dir ein Gehäuse bestellen ? Oder ziehst Du da eine PM vor ?


Frohe Ostern jetzt auch von mir !

Oliver

 

[Oti]

Hallo Jürgen und *,
super Projekt

Falls es noch nicht zu spät ist würde auch ich gerne einen Gleichrichter bei dir bestellen.

Gruß
Michael

 

[JuergenH]

Hallo Jürgen und *,
super Projekt

Falls es noch nicht zu spät ist würde auch ich gerne einen Gleichrichter bei dir bestellen.

Gruß
Michael

Hallo Michael,

danke für die Blumen, aber wrrdlbrrmft gebührt der Dank, weil er diese Idee geboren hat.

Ja, es ist noch nicht zu spät, ich werde ohnehin ein paar Bauteile mehr bestellen.

Jetzt werde ich wohl eine Liste machen müssen, wer wieviel bestellt hat.

Gruß

Jürgen

 

[JuergenH]

Hallo an alle Gleichrichterbesteller,

erst morgen, Dienstag, werde ich die vielen Mosfets vom Reichelt bekommen. Daher muss ich alle bis zum kommenden Wochenende vertrösten.

Gruß

Jürgen

 

[wrrdlbrrmpft]

Hallo Jürgen,

bei mir ist es nicht dringend.

Eine erholsame Woche wünscht
wrrdlbrrmpft

 

[JuergenH]

Hallo an alle,

heute kamen die 70 IRF-Käfer endlich an. Jetzt wirds ernst.

Melde mich beim ersten Erfolg.

Gruß

Jürgen

 

[Bradipo]

Na klasse ! Ich hab' gehört, dieses Wochenende soll es schlechtes Wetter geben. Das spricht doch dafür, eine wunderbare Zeit mit dem Lötkolben im Hobbykeller zu verbringen, oder ? (O Gott, ich sollte ganz still sein, da ich überhaupt keinen Lötkolben besitze und noch nicht einmal weiß, ob ich zum Zusammenbau meiner Lampe einen benötigen werde ...)


Grüße und viel Erfolg, Juergen !

Oliver

 

[JuergenH]

Ja, bei 30 Gleichrichtern werde ich überlegen müssen, ob ich mir nicht eine Halterung für die vier Messpunkte baue. 30 Platinen anlöten und testen kostet massig Zeit.

Ich werde versuchen, jede Platine mit 6V Wechselspannung (aus einem Trafo) zu speisen und die DC-Seite mit rund 1A belasten.
Dann wird der Spannungsabfall über den zwei Gleichrichterpfaden gemessen. bei 1A sollten das max. 100mV sein.

Das Wetter scheint mir ja wohlgesonnen zu sein, also wird gelötet.

Gruß

Jürgen

 

[JuergenH]

Hallo,

alle Platinen sind geätzt. Eine habe ich schon mal bestückt und durchgemessen:

bei 8V und rund 0,5A gibt es NUR 50 Milli-Volt Spannungsverlust am Gleichrichter!

Jetzt kann die Massenproduktion starten.

Gruß

Jürgen

 

[raymund]

Hallo,

alle Platinen sind geätzt. Eine habe ich schon mal bestückt und durchgemessen:

bei 8V und rund 0,5A gibt es NUR 50 Milli-Volt Spannungsverlust am Gleichrichter!

Jetzt kann die Massenproduktion starten.

Gruß

Jürgen

Ich stelle mich schon mal an den Briefkasten......

Gruß
Raymund
(der heute mal an seiner Malaguti basteln wird.)

 

[JuergenH]

Hier ein (leider etwas unscharfes) Bild des ersten Exemplars:

@Raymund: ich sehe dich schon ungeduldig Kreise um den Briefkasten ziehen ... hoffentlich hält das der Rasen aus.

Gruß

Jürgen

Edit: jetzt ist das Bild besser

 

[wrrdlbrrmpft]

hoffentlich hält das der Rasen aus.

Und hoffentlich hält es der Briefträger aus, wenn sich Raymund auf ihn stürzt, sobald er ihn gewittert hat.

wrrdlbrrmpft

 

[raymund]

Hier ein (leider etwas unscharfes) Bild des ersten Exemplars:

@Raymund: ich sehe dich schon ungeduldig Kreise um den Briefkasten ziehen ... hoffentlich hält das der Rasen aus.

Gruß

Jürgen

Edit: jetzt ist das Bild besser

Hoffentlich ist das kein Millimeterpapier, auf dem die Platine liegt....

Ach ja, vor dem Haus ist geteert.

Gruß
Raymund

 

[Spargel]

Ich stelle mich schon mal an den Briefkasten......

Gruß
Raymund

Da hab ich es ja gut, als Späteinsteiger habe ich auch keine der genialen Lampengehäuse, und das neue Rad braucht auch noch gut einen Monat, bis mal der Rahmen da ist - die Platine ist so das erste Teil meines Flakscheinwerfers.

ciao Christian , ungeduldig nur was den Rahmen angeht

 

[greesu]

Hallo Zusammen,
ich bin von Eberhard Haugs Seite http://www.led-treiber.de/index.html auf dieses Forum aufmerksam geworden und habe es bisher passiv verfolgt.
Ich habe ein wenig Laienwissen zum Thema Elektronik, aber bei den Details von LEDs, Dynamos und Treiber-Schaltungen reicht dies nicht wirklich aus.
Deswegen noch ein paar Fragen meinerseits. Zuerst einmal möchte ich aber kurz beschreiben was ich bisher gebaut habe:

1. Die Fahrradbeleuchtugsschaltung Nummer 3 von Eberhard Haug, allerdings mit einer 1W und einer 3W LED ohne Rücklicht (ich weiss mittlerweile, dass diese Kombi keinen Sinn macht).
Dazu ein Goldcap an der 1W LED als Standlicht. Ein Lenkerschalter in der Zuleitung vom Dynamo.

2. Angeschlossen ist das Ganze an einen SON-Nabendynamo.

3. Eingebaut hab ich Schaltung und LEDs in einen geteilten Billigscheiwerfer, in dessen oberer Hälfte die 3W-LED liegt und über den Reflektor nach vorne strahlt. Dies ergibt ein etwa Bananenförmiges Lichtbild. In der unteren Hälfte liegt die Elektronik und die 1W-LED mit integrierter Optik. Diese strahlt nun genau in den Mittelpunkt der "Banane". Was insgesamt ein breites und homogenes Lichtfeld ergibt, aber noch nicht hell genug ist.

Da ich mir nun bei Jürgen eine MOSFET-Gleichrichter-Platine bestellt habe geht es nun an den Umbau und dazu hab ich noch einige Fragen.

1. Ich werde zwei Luxeons 3W anschliessen. Eine mit der Kollimatorlinse und eine mit der Medium-Beam. Sozusagen Fern- und Abblendlicht.
Sind die Optiken ok? Kann ich das Fernlicht per Kurzschluss-Schalter abschalten ohne die Schaltung oder die LEDs zu schädigen?

2. Ich möchte nun zusätzlich auch ein Rücklicht 1W-Luxeon rot betreiben. Wie mach ich das? Wiederstand? Wenn ja welcher? Oder gibt es bessere Lösungen?
Oder ist es möglich mein bestehendes Dioden-Rücklicht anzuschließen? Wenn ja wie? Es ist ein DTOPLIGHT XS plus von Busch und Müller. http://www.bumm.de

3. Welche Schalter kann man den einsetzen? Stichwort wasserdicht?

4. Standlicht vorne und hinten hätte ich auch gerne noch. Stichwort Goldcap, aber welcher und wohin?

5. Ich habe auf meinem "Prüfstand" eine AXA Traction mit Dremel-Antrieb. Der läuft mit 192HZ kann man daraus Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit ziehen?

Vielen Dank im Voraus und schöne Grüsse

joerg

 

[raymund]

Hallo Jörg,

zu 1.: Für meine Gehäuse passen nur die Kollimatorlinsen (MOBDAR). Andere Linsen sind nur mit Aufwand einzusetzen (Adapter).
Da etwas zu oder abzuschalten macht keinen Sinn. Der SON dürfte zwei 2W-LEDs selbst bei Schrittgeschwindigkeit ausreichend versorgen. Zur Info: Ich habe meine Untersuchungen mit zwei 5W-LEDs durchgeführt und mit dem MOSFET-Gleichrichter gibt es ab 4-5 km/h schon Licht. Zwar nicht viel, aber so langsam fahre ich auch nie.

zu 2.: Die 1W-LED harmoniert nicht so recht mit ihren großen Brüdern, denn für eine Parallelschaltung mit den 2W (fast gleicher Spannungsabfall) reicht der Strom des Dynamos nicht. Und bei der Reihenschaltung bekommt die 1W zuviel Strom.
Möglich wäre es, zwei parallelgeschaltete 1W-LEDs in Reihe mit den zwei 2W zu schalten, dabei müssten die 1W aber nach Spannungsabfall selektiert werden oder ein Korrekturwiderstand eingebaut werden.
Mit den 5W LEDs passt das überhaupt nicht.
Die Parallelschaltung eines serienmässigen LED-Rücklichts mit den 2W LEDs könnte passen, da ca. 6-7V Spannung anliegen dürften, Der MOSFET-Gleichrichter verträgt sich evtl. aber nicht mit dem Standlichtkondensator.
Das muss ich noch testen.

zu. 3.: Schalter wozu?

zu 4.: s. 2. bzw. dieser Thread.

zu 5.: Mit einer zusätzlichen Angabe von Polzahl und Reibrollendurchmesser könnte man etwas errrechnen.

Gruß
Raymund

 

[Eberhard]

zu 5. (Fahrgeschwindigkeit aus Dynamofrequenz):

Habe zu diesem Thema etwas auf die Schnelle zusammengetüpfelt, siehe http://www.led-treiber.de/html/dynamo-grundlagen.html

Eine Messschaltung für drahtgebundene Tachos (und weitere Dynamo-Grundlagen) folgt in Kürze ...

Eberhard

 

[Won]

Hallo greesu,
zur Ergaenzung von Eberhard's Beitrag hier eine geeignete Teilerschaltung, die aus der Wechselspannung eines Dynamos Pulse fuer einen Tacho erzeugt. Damit laesst sich ein normaler Tacho ansteuern und die Geschwindigkeit anzeigen.
Gruss,
Martin

 

[Eberhard]

Hallo Martin,

habe mir fast schon gedacht, dass es so etwas schon gibt.

Meine Schaltung ist kaum anders (minimal aufwendiger), verwende einen CD4024 als Teiler (was am Prinzip nichts ändert) und einen Comparator zur Signalaufbereitung und Ansteuerung des Tachos.

Du schreibst "Radumfang im Tacho = 2*Pi*D*n/p".

Offensichtlich zählst Du die Polzahl in Form der magnetischen Dynamo-Raststellungen ("typ. 8"). M.E. ist das die doppelte Polzahl bzw. beides Nord- und Südpole gezählt. Für die Frequenz der Sinusschwingung ist m.E. die Zahl der Nord/Südpol-Paare maßgebend.

[Edit: Lese erst jetzt in Deiner Beschreibung diesen Sachverhalt.]

Durch den Faktor 2 in Deiner Formel wird das wieder korrigiert (ansonsten ist der Dynamo-Radumfang = Durchmesser D mal Pi).

Das Ergebnis ist schließlich dasselbe wie bei meiner Darstellung.

Allerdings verwendest Du als Teilerfaktor den Wert 16 (Ausgang Q4), wodurch sich bei 30mm Dynamo-Raddurchmesser ein "Radumfang" von ca. 376 ergibt.

Mein Tacho lässt so kleine Werte nicht zu. Deshalb habe ich in meiner Beispielrechnung den 4-fachen Teilerfaktor verwendet (ergibt dann einen einzustellenden Radumfang von 1504 zzgl. Korrektur).

Eberhard

 

[Bradipo]

@ Raymund : Da ich auch vorhabe, unter Verwendung von Jürgens MOSFET-Gleichrichter einen Goldcap als Standlichtenergiespeicher einzusetzen, wäre ich sehr am Ausgang Deiner Tests interessiert. Ließe sich bei funktionierendem Zusammenspiel dieser Komponenten für die ganz Dummen unter uns noch einmal ein Schaltplan veröffentlichen, der zeigt, wie Jürgens MOSFET-Platine, 4 2W-LEDs, 6 rote Rückleuchten-LEDs und der Ein/Aus-Schalter verdratet werden müßten ? Das wäre vielleicht sogar nicht nur für mich hilfreich ...


Vielen Dank !

Oliver