aktive MOSFET-Gleichrichtung für LED-Beleuchtung

[wrrdlbrrmpft]

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

Wichtig ist, dass der Schalter die Dynamo-Spannung schaltet, siehe Anhang. Mit Kondensatoren darf aus o. g. Gründen nicht der komplette LED-Strang geglättet werden, also mindestens jeweils eine LED aus Scheinwerfer und Rücklicht ohne Kondensator betreiben.

wrrdlbrrmpft

 

[Won]

Hallo Eberhard,
ja, ich rechne die Anzahl der Raststellungen des Dynamos pro Umdrehung, deshalb habe ich typisch 8 anstatt 4.
Ich versuche immer einen moeglichst kleinen Teilerfaktor zu verwenden, damit der nachgeschaltete Tacho moeglichst viele Impulse kriegt und die Geschwindigkeitsmessung schnell stabil wird. Mit dem Trelock FC404 Tacho geht das gut, ich habe ihn gewaehlt weil er auf 0.1 km/h genau aufloest, viele andere Tachos loesen nur 0.5 km/h auf.
Gruss,
Martin

 

[greesu]

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.

@Raymund Sorry für mein elektronisches Unverständnis , aber wenn ich sogar 4 mal 2Watt in Reihe schalten kann wieso nicht eine 1W paralell mit Wiederstand?

zu. 3.: Schalter wozu?

zum ein- und ausschalten

Wichtig ist, dass der Schalter die Dynamo-Spannung schaltet, siehe Anhang. Mit Kondensatoren darf aus o. g. Gründen nicht der komplette LED-Strang geglättet werden, also mindestens jeweils eine LED aus Scheinwerfer und Rücklicht ohne Kondensator betreiben.

@wrrdlbrrmpft

wenn ich also nur ein oder zwei Dioden jedes Strangs mit Goldcap versehe klappt es?

Da ich mich wie Bradipo auch zu den "ganzen Dummen" hier zähle könntest du die zwei Kondensatoren vielleicht noch in deine Zeichnung basteln?

danke und grüsse

joerg

 

[raymund]

@Raymund Sorry für mein elektronisches Unverständnis , aber wenn ich sogar 4 mal 2Watt in Reihe schalten kann wieso nicht eine 1W paralell mit Wiederstand?

Prinzipiell könntest Du eine der vier 2W-LEDs durch eine 1W mit Widerstand ersetzen, doch ich bin so entsetzlich allergisch gegen Widerstände. Warum auch jahrelang an einer effektiven Fahrradlampe herumforschen und dann die knappe Energie verheizen?
Daher wären zwei 1W besser (heller).

zum ein- und ausschalten

Wieso das? ob die Lampe an ist merkst Du nicht, und so lange fahren, bis die LEDs kaputt sind kannst Du nicht.

Gruß
Raymund

 

[Spargel]

zum ein- und ausschalten

Wieso das? ob die Lampe an ist merkst Du nicht, ...

Naja, der SON hat schon einen sehr guten Wirkungsgrad, aber wenn Du drei LEDs betreibst, also gut 6 W verbrätst, sind das doch 8 bis 9 Watt Verlust. Bei einer Dauerleistung von ummara 150 W macht sich das schon etwas bemerkbar, auch wenn man natürlich nicht "fast steht".

ciao Christian

 

[wrrdlbrrmpft]

Hallo Spargel!

Naja, der SON hat schon einen sehr guten Wirkungsgrad, aber wenn Du drei LEDs betreibst, also gut 6 W verbrätst, sind das doch 8 bis 9 Watt Verlust.

Beim Shimano merke ich wirklich keinen Unterschied. Vom Fahrgefühl ist es da völlig Wurscht, mit welchem Widerstand ich den Dynamo belaste. Und wenn man die Lampe ausschaltet, hat man trotzdem Wirbelstromverluste. Ein Schalter kann aber sinnvoll sein, wenn man tagsüber oft darauf hingewiesen wird, dass man das Licht anhat.

Bei einer Dauerleistung von ummara 150 W macht sich das schon etwas bemerkbar

Diesen Satz habe ich dummerweise nicht verstanden. Kannst du es für mich nochmal umformulieren?

@greesu: Ja, wenn du vier LEDs in Reihe hast, kannst du Kondensatoren zu maximal drei dieser LEDs parallel schalten.
Die LED hat zwei Kontakte, die ich mit A1 und K1 bezeichne. Der Kondensator hat ebenfalls zwei Kontakte, A2 und K2. K2 ist normalerweise mit einem Minus-Zeichen oder einer dicken Linie gekennzeichnet. Man verbindet also einfach K1 mit K2 und A1 mit A2. Dabei zeigt A1/A2 in "Plus-Richtung" und K1/K2 in "Minus-Richtung". Bei den neueren Luxeons ist A1 mit einem Plus-Zeichen gekennzeichnet und K1 mit einem Minus-Zeichen.
Will man mehrere LEDs mit einem Kondensator überbrücken ist darauf zu achten, dass die maximal zulässige Spannung für den Kondensator nicht überschritten wird. An zwei LEDs fällt die doppelte Spannung ab wie an einer, an drei LEDs die dreifache, usw.. Ich hoffe, das hilft weiter. Ansonsten male ich es noch rein.

Viele Grüße!
wrrdlbrrmpft

 

[Spargel]

Hi wrrdlbrrmpft,

ja ich weiß schon, daß es Shimano-Nabendynamos gibt, bei denen man ab etwa 25 km/h besser das Licht einschaltet. Ist aber bei dem neuen XT Nabendynamo viiiel besser geworden. Der SON ist bei ausgeschaltetem Licht fast eine normale Nabe.

Und die Dauerleistung, das ist die eines normalen nicht untrainierten Radlers. Mehr als 150 W fährt man selten, bei GA1 eher weniger. Ich las kürzlich mal irgendwo (tourforum??) einen Link zu einer Auswertung der SRM-Meßkurbel, wo die Dauerleistung von Profis während einer Etappe bei gerade mal 250 W lag. Bei 120..150 W Leistungsabgabe macht sich 9 W Verlust schon leicht bemerkbar (Schnitt sinkt um 1 km/h?!). Ach ja: ummara = etwa (bayr.)

Und jetzt muß ich mir überlegen, ob ich mir raymunds Gehäuse nachbestelle oder selber "Alu-Dosen" machen will....

ciao Christian

 

[wrrdlbrrmpft]

Achso klar! Jetzt habe sogar ich es verstanden. Ich war gedanklich zu sehr auf elektrische Leistung fixiert. Und meine Fremdsprachenkenntnisse haben bei "ummara" tatsächlich auch noch kläglich versagt.

wrrdlbrrmpft

 

[JuergenH]

Hallo,

die mehr als 30 Mosfet-Gleichrichter sind fertig, getestet (= mit 12V und 15 Ohm Belastung) und warten nun auf den Versand. Ich habe alle angemailt, von denen ich noch keine Adresse habe.

@raymund: Am Dienstag kannst Du dem Briefträger auflauern...

Gruß

Jürgen

 

[RedmEx]

Hi wrrdlbrrmpft,

ja ich weiß schon, daß es Shimano-Nabendynamos gibt, bei denen man ab etwa 25 km/h besser das Licht einschaltet.

Auch wenn mein Wissen rein therotischer Natur ist: Beim SON ist es ab einer Geschwindigkeit von 20 km/h ( also für mich zu über 90% meiner Fahrzeit) schlauer, den Dynamo
kurzzuschliessen als auzuschalten. Das kann man einer sehr guten und umfangreichen wenn auch etwas spröde aufgemachten Quelle entnehmen, die sich mit allen Aspekten der Fahrradbeleuchtung beschäftigt:
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/
Daraus habe ich mal eine Effizienzmessung des SON herauskopiert und als Bild angehängt. Der Tabelle kann man entnehmen, dass die mechanisch aufzubringende Leistung P_m bei 20 km/h mit ausgeschaltetem Dynamo 3,4 Watt, bei kurzgeschlossenem aber nur 1,2 Watt beträgt.
OK, wem 10 Watt mehr oder weniger zu treten egal ist, den interessiert diese Feinheit nicht. Da es aber keinen Aufwand bedeutet im Schalter statt "aus" einen Kurzschluss zu legen, sollte man diese Feinheit ruhig wissen, dachte ich. Beim Shimano dagegen bringt das herzlich wenig, dem ist fast egal, ob da eine Last dranhängt ZB. bei 26 km/h: Kurzschluss : 5,6 Watt, aus: 6,7 Watt und 12 Ohm Last: 8,8 Watt mech. Leistung. Da kann man ruhig nach schwedischem Vorbild den ganzen Tag mit Licht fahren und sich sicher fühlen....

RedmEx

 

[raymund]

Hallo,

die mehr als 30 Mosfet-Gleichrichter sind fertig, getestet (= mit 12V und 15 Ohm Belastung) und warten nun auf den Versand. Ich habe alle angemailt, von denen ich noch keine Adresse habe.

@raymund: Am Dienstag kannst Du dem Briefträger auflauern...

Gruß

Jürgen

Hallo Jürgen,
Der Postbote ist aus der Bärenfalle befreit, der erste Gleichrichter verkabelt und am Hinterraddynamo mit zwei 1W-LEDs getestet.
Ergebnis: einwandfrei.
Als nächstes werde ich mal testen, was passiert, wenn ich Serienrücklichter mit bzw. ohne Standlichfunktion parallelschalte.

Vielen Dank nochmal.

Gruß
Raymund

 

[Spargel]

Merci, RedmEx, interessant, das wußte ich nicht, ich hatte das irgendwie anders gelesen - dann müßte der Betrieb für die Grafik beim Hersteller ja "kurzgeschlossen" sein?! Oha. Steht so nicht da! Schmidt schreibt 1W bei 25 km/h im "Leerlauf". Da muß ich direkt mal anfragen.
Aber noch habe ich kein Cockpit gebastelt, da kann ich ja noch was optimieren
Wo ihr das bloß immer findet...?

ciao Christian

 

[RedmEx]

Schmidt schreibt 1W bei 25 km/h im "Leerlauf".

Habe noch mal nachgelesen, die Daten in der Tabelle stammen von einem SON aus der Produktion von 1999,
vielleicht siehts bei neueren Modellen schon anders aus.
Wie gesagt, mein Wissen basiert allein auf verschiedenen Beiträgen im Netz, selbst gemessen hab ich das nicht (ist auch ganz schön schwierig, die mech. Leistung halbwegs genau zu bestimmen...).

Der RedmEx

 

[Joey.deRosa]

Hi,

ich habe das mit meinem SON (Baujahr 2000?) mal im Montageständer ausprobiert. Habe nicht auf die Geschwindigkeit geachtet, dürften aber nicht wesentlich über 20 km/h gewesen sein. In diesem Bereich lief er im Leerlauf eindeutig leichter als kurz geschlossen. Widerspricht soweit RedmEx' Quelle nicht, interessant wäre aber der Bereich deutlich über 20 km/h.

Grüße,
Joey

 

[raymund]

Ich habe gestern die Beleuchtung meines Stadtrades mit den MOSFET-Gleichrichtern geupdatet.
Wie bereits beschrieben betreibe ich am hinteren Dynamo zwei selektierte 1W-Luxeons mit drei roten 20mA-LEDs. Hier mal ein Bild, wo die Adaprion der drei roten LEDs in das "d-toplight permanent" Rücklicht zu sehen ist:

Die Gleichrichterplatine passt locker in das Rücklicht. Weitere Bilder in meinem Album.

Die mittleren zwei LEDs im Scheinwerfer sind jetzt zwei ebenfalls selektierte 5W-Luxeons, welche vom vorderen Dynamo betrieben werden.
Den Einbau des Gleichrichters in die Vorderlampe habe ich nicht bildlich festgehalten, war ein ziemliches Kabelgewirr.

Testfahrt im Dunkeln steht noch aus.

Gruß
Raymund

 

[raymund]

Gestern Nacht habe ich noch eine klitzekleine Probefahrt gemacht.
Rücklicht und "Tagfahrlicht" leuchten schon ab Schrittgeschwindigkeit.
Die zwei 5W-LEDs glimmen da zwar auch schon, bringen aber noch kein richtiges Licht. Das setzt erst bei ca. 7km/h ein. Auf dem Prüfstand war das anders, da hatte ich aber einen anderen Dynamo im Einsatz.

Im Gegensatz zur antiparallelen Schaltung ändert das Licht bei steigender Geschwindigkeit nicht nur die Frequenz, sondern wird spürbar heller.
Das lässt auf eine bessere Auslastung der Dynamos schliessen.

Die zwei 5W-LEDs am Dynamo sind als einzige Beleuchtung im Strassenverkehr eher als Grenzwertig anzusehen, da sie bei Schrittgeschwindigkeit noch zu wenig Licht liefern.
Es war auch bei meinen Messungen festzustellen, daß eine Belastung von 10W für den Dynamo der Grenzwert sein dürfte.

Als nächstes werde ich die zweite Lampe mit Gleichrichter und selektierten 2W-LEDs ausrüsten.

Ich hätte übrigens noch ein Rücklicht "d-toplight permanent" mit 6 zusätzlichen roten LEDs abzugeben.

Gruß
Raymund

 

[JuergenH]

Hallo, an alle, die den Mosfet-Gleichrichter einsetzen:
Wenn man den Gleichrichter während der Fahrt einschaltet, kann es vorkommen, dass die Mosfets die hohe Leerlaufspannung nicht aushalten und ihren Geist aufgeben.

ABHILFE: direkt am Wechselspannungseingang des Gleichrichters zwei 12V-Zenerdioden (min. 1W) in Serie gegenpolig verschaltet (also die zwei Anoden zusammenlöten) oder einen Varistor mit 12V Durchbruchsspannung nehmen.

Demnächst werde ich übrigens einen Doppelgleichrichter testen, deren Mosfets mittels Komparatoren geschaltet werden. Damit kann man Elkos zum Puffern einsetzen.

Gruß

Jürgen

 

[tlu]

Hallo Jürgen,

uups...da hab ich ja noch mal Glück gehabt.

Ich fahre seit ca. 2 Wochen mit Raymunds LED-Lampe (2x2W) und Deinem Gleichrichter durch die Gegend.

Habe schon häufiger aus reinem Spass während der Fahrt die Lampe ein- und ausgeschaltet (über den Schalter an meinem alten Basta Scheinwerfer, bei dem ich die Halogen-Lampe entfernt habe. Die LED-Lampe hängt parallel zur fehlenden Halogen-Lampe am Schalter).

Das plötzliche Aufleuchten bei voller Fahrt, um den entgegenkommenden Verkehr zu beeindrucken, sollte dann wohl zukünftig besser bleiben lassen, bis Deine neue Schaltung fertig ist.

Gruss, Torsten

 

[JuergenH]

Hallo Torsten,

der 'neue' Doppelgleichrichter verdoppelt die Wechselspannung, dürfte aber das gleiche Problem haben wie der bisherige Mosfet-Gleichrichter.

Also, lieber zwei Zener-Dioden davorschalten, bevor ich zuviele Reparaturaufträge bekomme!!

Gruß

Jürgen

 

[mwinte]

Hallo Jürgen,

Hallo, an alle, die den Mosfet-Gleichrichter einsetzen:
Wenn man den Gleichrichter während der Fahrt einschaltet, kann es vorkommen, dass die Mosfets die hohe Leerlaufspannung nicht aushalten und ihren Geist aufgeben.

Danke für die Warnung.

ABHILFE: direkt am Wechselspannungseingang des Gleichrichters zwei 12V-Zenerdioden (min. 1W) in Serie gegenpolig verschaltet (also die zwei Anoden zusammenlöten) oder einen Varistor mit 12V Durchbruchsspannung nehmen.

Was genau heist das bzw wie muß ich das machen, bzw was mit wem verlöten?
Könntest du eine Skizze davon machen?

viele Grüße aus Wuppertal,
Martin

 

[mwinte]

Hallo, an alle, die den Mosfet-Gleichrichter einsetzen:
Wenn man den Gleichrichter während der Fahrt einschaltet, kann es vorkommen, dass die Mosfets die hohe Leerlaufspannung nicht aushalten und ihren Geist aufgeben.
ABHILFE: direkt am Wechselspannungseingang des Gleichrichters zwei 12V-Zenerdioden (min. 1W) in Serie gegenpolig verschaltet (also die zwei Anoden zusammenlöten) oder einen Varistor mit 12V Durchbruchsspannung nehmen.

Hallo Jürgen,
Danke für die Warnung.
Was genau heist das bzw wie muß ich das machen, bzw was mit wem verlöten?
Könntest du eine Skizze davon machen?
viele Grüße aus Wuppertal,
Martin

 

[raymund]

Hallo, an alle, die den Mosfet-Gleichrichter einsetzen:
Wenn man den Gleichrichter während der Fahrt einschaltet, kann es vorkommen, dass die Mosfets die hohe Leerlaufspannung nicht aushalten und ihren Geist aufgeben.

ABHILFE: direkt am Wechselspannungseingang des Gleichrichters zwei 12V-Zenerdioden (min. 1W) in Serie gegenpolig verschaltet (also die zwei Anoden zusammenlöten) oder einen Varistor mit 12V Durchbruchsspannung nehmen.

Demnächst werde ich übrigens einen Doppelgleichrichter testen, deren Mosfets mittels Komparatoren geschaltet werden. Damit kann man Elkos zum Puffern einsetzen.

Gruß

Jürgen

Hallo Jürgen,

versaue ich mir damit nicht den Wirkungsgrad?
Solche arbeiten gewiss nicht verlustfrei.

Gruß
Raymund

 

[JuergenH]

Hallo Raymund,

der Wirkungsgrad dürfte eigentlich nicht leiden. Die Dioden sollen ja nur die hohe Momentanspanung des leerlaufenden SON's im Moment des Einschaltens soweit begrenzen, dass die Fets keinen Schaden nehmen. Wenn die Fets dann schön brav durchschalten und die LED's mit Strom versorgen, bricht ja die Wechselspannung schlagartig auf +-7V zusammen. Bei solchen Spannungen sind dann die Dioden außer Funktion.

Ich muss allerdings gestehen, dass die Wirksamkeit dieser Schutzschaltung noch nicht von mir getestet wurde. Ich weiß nämlich noch nicht, wie. Am besten wäre wohl eine 100V-Gleichspanung, die man über einen hohen Widerstand (=Innenwiderstand des SON) an die Schaltung legt. Dann alles mit dem Speicheroszi aufzeichnen: wenn die Restspannung unterhalb der Fet-Durchbruchsspannung bleibt, dürfte alles ok sein.

Gruß

Jürgen

 

[raymund]

Hallo Jürgen,

bei der Verwendung von zwei 5W- bzw. vier 2W-LEDs bewege ich mich mit der Betriebsspannung doch eher im Bereich von 14V
Wären da nicht Zenerdioden mit höherer Spannung ratsam?

Gruß
Raymund

 

[Spargel]

Denke ich auch, Raymund, aber unter 20 V solltest Du schon bleiben...

ciao Christian