Besteht bedarf an einer flexiblen Step-Down Stromquelle?

[MüsliFresser]

Nabend,

Habe mich in den letzten Monaten etwas intensiver mit High-Power-Leds und deren Bestromung befasst.

Dabei rausgekommen ist ein erster funktionierender Prototyp, der ab einer Spannung größer 4V den !Strom! durch eine LED steuert. Habe die ganze Sache mit einen Mikrocontroller (AVR) einer Halbbrücke inklusive Transistortreiber aufgebaut (LED Treiber gibt es wie Sand am Meer, aber die Flexibilität bei einer lösung mit einem Mikrocontroller ist um einiges höher)

Die Eckdaten:
- 4V bis 10V (getestet) am Eingang. (Sollte auch weitaus mehr möglich sein)
- Bis zu 1A (getestet) an der LED (auch hier sollte weitaus mehr möglich sein). Der Strom kann je nach bedarf eingestellt werden. Bei mir derzeit mit zwei Tastern zwischen 350mA und 1A umschaltbar.
- Wirkungsgrade habe ich bei 6-7V bis 96% gemessen.

Wenn es das schon gibt, nicht so schlim, ich habe viel gelernt und werde weiter mein eigenes Süppchen kochen. Wenn es das noch nicht gibt und jemand interesse daran hat, dann bitte melden. Der "open-source Gedanke" liegt mir sehr am Herzen

Grüße,
Sven

 

[aurumZzz]

Nabend ...

An einem Treiber mit einem Iout von >9A hätte ich Interesse

Kannst dich ja mal versuchen ...

mfg

 

[Siam]

Hier hat Kadikater so etwas als boost-ksq schon sehr weit vorangetrieben...

Gruß
Thomas

 

[kadikater]

hallo,

interesse ist vorhanden.

ich bin dabei so etwas mit einem booster zu lösen.

funktioniert wieder erwarten klasse. ich steuere allerdings
mit einem taster 3,4,5 stufen und bei langem drücken geht die lampe
aus. themo und spannungsüberwachung erledigt der attiny auch mit.

mich würde deine ksq in kombi mit meiner steuerung für
Dynamolampen interessieren. dein wirkungsgrad ist ja echt
gut.

ich hatte da an ein mpp tracking oder einer pwm anpassung über
die dynamofrequenz gedacht.

ich melde da schon mal interesse an. warum nicht gutes kombinieren?

http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=437115

grüße

karsten

 

[MüsliFresser]

hi,

@aurumZzz: ist das ernst gemeint? Welche LED möchte dauerhaft mehr als 9A haben? Laut Datenblättern sollten mit meinem Aufbau auch 4A möglich sein. Was dann bei 3V über der LED in etwa 12W entsprechen würde....


ich habe mal die gelinkten Beiträge überflogen. Wirkt schon ein wenig anders als mein konzept, daher stelle ich es mal genauer vor:

Anbei der Schaltplan in Eagle-Schematic.

Zu sehen sind im oberen Teil die Halbbrücke, Transistortreiber, Spule und Shuntwiderstand. Der Transitortreiber erledigt quasi alles worauf man so bei einer Halbbrücke achten müsste. Totzeit, das Gate des oberen Fets richtig "aufziehen" etc. Man muss ihm nur noch am einem Logik-Pin sagen wann er den jeweiligen Transistor auf und zu machen soll.
Der Strom durch die LED wir über einen Shuntwiderstand gemessen. Derzeit sind es 100mOhm. Ich hatte aber auch schon 50mOhm eingebaut. Der Spannungsabfall über dem Shunt wird mit einen Tiefpass 1.Ordnung gefiltert (aus dem dreieck Verlauf wird der Mittelwert gebildet) und über den differentielen Eingang des AD-Umsetzers vom Tiny25 gemessen. Daraus ziehe ich dann einen Rückschluß auf den Strom durch die LED. Die LED wird nicht mit einer Pulsweitemodulation betrieben, sondern mit einer Pulsfrequenzmodulation. Die Zeit, in der der obere Transistor aus bleibt, also wo der Strom durch den unteren fließt bleibt bei einem gewünschten Strom auf eine konstante Zeit eingestellt. Die Frequenz variiert demnach und nicht das Tastverhältnis. Bei mir liegt die Treiberfrequenz zwischen 250-500Khz (je nach Eingangsspannung). Dank des 64MHz Timers im Tiny25 hat man trotz der hohen Frequenzen denoch eine Auflösung von 8Bit. Weiter unten im Schaltplan sind dann der schon erwähnte Tiefpassfilter sowie Tiny und noch ein Festspannungsregler.

Ich hoffe, ich konnte meinen Aufbau verständlich vermitteln.

grüße,
Sven

 

[aurumZzz]

Ja das ist ernst gemeint ... Betreiben will ich damit eine SST-90 ;-) mfg

 

[robberknight]

Hi,

- Wirkungsgrade habe ich bei 6-7V bis 96% gemessen.

Das klingt ja wirklich gut. Vor allem wenn man das mit dem vergleicht, was die Hersteller von speziellen LED-Treibern so angeben. Da hab ich Werte in diesem Bereich erst ab 15 V aufwärts gesehen. Bin gespannt wie das bei 2800mA aussieht (1x P7 LED).

Was für eine Spule verwendest Du?

Gruß,

R.

 

[liquidnight]

Wenn es das noch nicht gibt und jemand interesse daran hat, dann bitte melden.

Jo, da melde ich mich auch mal als Mitbesteller.

 

[yellow_ö]

Preisvorstellung?

Größe?

Wo bekommst Du die Led her?

 

[kadikater]

welchen mosfettreiber hast du den verwendet?

grüße

karsten

 

[MüsliFresser]

hi,


@ aurumZzz

Ja das ist ernst gemeint ... Betreiben will ich damit eine SST-90 ;-) mfg

Ok, es gibt also LEDs die mehr können... nicht schlecht! aber an 2250Lumen kommt man doch auch mit sieben (oder acht) XP-G-R5 ran. Die kann man schön in reihe schalten und dann die Spannung hochsetzen. Die benötigten 23-24V sollten zu erreichen sein. Wenn man aber versucht, die leistung durch viel Strom zu erzeugen, muss man immer mit vielen verlusten in anderen teilen der Schaltungen rechnen ( P = U*I , P = I²/R). Fällt mir gerade wieder das Beispiel mit den Überlandleitungen ein... Also 9A sind mit meinem aufbau nicht möglich, da über den Shuntwiderstand, auch bei 10mOhm noch eine leistung von 810mW abfallen würden. Das halte ich dann nicht für die richtige Lösung.


@robberknight

Zitat:
Zitat von MüsliFresser Beitrag anzeigen
- Wirkungsgrade habe ich bei 6-7V bis 96% gemessen.
Das klingt ja wirklich gut. Vor allem wenn man das mit dem vergleicht, was die Hersteller von speziellen LED-Treibern so angeben. Da hab ich Werte in diesem Bereich erst ab 15 V aufwärts gesehen. Bin gespannt wie das bei 2800mA aussieht (1x P7 LED).

Was für eine Spule verwendest Du?

Naja, die LED-Treiber die es auf dem Markt gibt, sind ja meißt Einchip-Lösungen mit oder ohne Transistor. Was ich bisher auch noch nicht gesehen habe, ist eine Lösung mit einer Halbbrücke. Daher ist es nicht verwunderlich, dass mit wesentlich mehr aufwand, auch bessere Wirkungsgrade zu erzielen sind.
Die Spule ist von Würth-Elektronik. 33uH und 63mOhm (wenn mich richtig entsinne). Den Wert der Spule hatte ich mir damals (vor ein paar Monaten) als optimal zusammengerechnet (besser wären noch 27uH gewesen) die gibs aber bei SEGOR nicht.

@yellow_ö & liquidnight

öhhh... Preisvorstellungen? Ich kann euch die Materialkosten nennen. Liegt so bei etwa 10 bis 20€ (noch nicht genau Nachgerechnet). Aber verkaufen wollte ich nichts. Klar kann man bei entsprechender entschedigungen über fertig geätzte Platinen reden (Wobei Professionelle Herstellung in größeren Mengen gewiss Preiswerter ist). Also selber Löten ist angesagt. Wenn ich das Zeug offiziel verkaufe, und irgendwo anders gerät deshalb ein LiPo in brannt.... nein darauf habe ich kein Bock. Aus der Produkthaftung halte ich mich mal schön raus.

Die größe der Platinen hängt natürlich Stark vom anwendungsgebiet ab. Aber es ist alles in SMD, also man bekommt das schon recht handlich

Ich habe die LEDs (XP-G R5) von led-tech.de, hat jemand noch ne alternative?

@ kadikater

welchen mosfettreiber hast du den verwendet?

Mir ist per zufall der LM27222 über den Weg gelaufen. Die beschaffung war nicht so ganz einfach. Farnell hat ihn aber mitlerweile wieder vorrätig. Wenn man ein wenig sucht, gibt es aber bestimmt noch gute alternativen von anderen Herstellern.

grüße,
Sven

 

[aurumZzz]

aber an 2250Lumen kommt man doch auch mit sieben (oder acht) XP-G-R5 ran.

Ja klar ... Aber versuche mal 7 oder 8 Xp-G in einer Mag so unterzubringen, dass sie noch einigermaßen throw produziert. Ich kenne einige ICs, die angeblich bis zu 10A schaffen, aber meine Layout Kenntnisse sind einfach zu gering

Effizienz dieser Schaltungen soll laut Datenblatt >90% liegen ... Aber ka ob man das auch in der Realität schafft.

 

[kadikater]

danke für deine info zum mosfettreiber. das ist leider immer das
problem: woher bekomme ich diese netten bausteine...

deshalb bin ich den weg gegangen und habe jetzt meinen
hochsetzsteller (boost) mit leicht erhältlichen teilen aufgebaut.
muss halt die software zusehen wie sie klar kommt....

den attiny finde ich besser als meinen bisher verwendeten
attiny13. der hat ja schon einen internen tempsensor und
lässt eine höhere pwm zu.... den werde ich wohl für meine
nächste evolutionstufe meines hochsetzers einsetzen...

die software muss ja nur leicht angepasst werden.

für 10A könnte man doch auch 4 oder 5 10m ohm smd widerstände
verbauen. parallel und einfach einen nichtivertierenden verstärker
mit einem lm 258 aufbauen, damit die sense spannung verstärken
und auswerten. hat man schon wieder einen portpin frei für andere
aufgaben...

grüße

karsten

 

[JuergenH]

danke für deine info zum mosfettreiber. das ist leider immer das
problem: woher bekomme ich diese netten bausteine...

deshalb bin ich den weg gegangen und habe jetzt meinen
hochsetzsteller (boost) mit leicht erhältlichen teilen aufgebaut.
muss halt die software zusehen wie sie klar kommt....

den attiny finde ich besser als meinen bisher verwendeten
attiny13. der hat ja schon einen internen tempsensor und
lässt eine höhere pwm zu.... den werde ich wohl für meine
nächste evolutionstufe meines hochsetzers einsetzen...

die software muss ja nur leicht angepasst werden.

für 10A könnte man doch auch 4 oder 5 10m ohm smd widerstände
verbauen. parallel und einfach einen nichtivertierenden verstärker
mit einem lm 258 aufbauen, damit die sense spannung verstärken
und auswerten. hat man schon wieder einen portpin frei für andere
aufgaben...

grüße

karsten

Karsten,

den LM27222 gibt es beim Segor.
Ich kenne die Attiny-Familie nicht so genau, aber gibt es nicht auch Typen mit eingebautem Operationsverstärker? Ansonsten würde ich entsprechend viele niederohmige SMD-Widerstände übereinander löten.

Jürgen

 

[kadikater]

Karsten,

den LM27222 gibt es beim Segor.
Ich kenne die Attiny-Familie nicht so genau, aber gibt es nicht auch Typen mit eingebautem Operationsverstärker? Ansonsten würde ich entsprechend viele niederohmige SMD-Widerstände übereinander löten.

Jürgen

hallo jürgen,

in der regel haben die wohl einen komperator. leider habe ich ja noch ne freundin... die sieht es nicht ganz so gerne, wenn ich nur noch datenblätter wälze..

auch jedes mal ne bestellung absetzen.... ich schaue ganz gerne mal was wir so in der firma im lager haben.... da lohnt wegen 1€ fünfzig...
sich die bestellung nicht...
werde am montag mal im bestellwesen nachhaken, die sollen mal 10 muster besorgen... vom attiny25 gleich mit... und ne schöne 22 und 33µh drossel vom darsius habe ich hier noch liegen...

mit meiner dynamolampe muss das ja auch mal weitergehen...

hilfe zeit wo bist du...

grüße

karsten

 

[MüsliFresser]

Ja klar ... Aber versuche mal 7 oder 8 Xp-G in einer Mag so unterzubringen, dass sie noch einigermaßen throw produziert. Ich kenne einige ICs, die angeblich bis zu 10A schaffen, aber meine Layout Kenntnisse sind einfach zu gering Effizienz dieser Schaltungen soll laut Datenblatt >90% liegen ... Aber ka ob man das auch in der Realität schafft.

Magst die namen mal nennen? Am besten ein verlinktes Datenblatt

problem: woher bekomme ich diese netten bausteine...

wie Jürgen schon sagt. Den bekommt man auch bei Segor. Kann sein das ich demnächst eine Farnell-Bestellung mache. Da könnte man dann nochmal drüber reden

den attiny finde ich besser als meinen bisher verwendeten
attiny13. der hat ja schon einen internen tempsensor und
lässt eine höhere pwm zu.... den werde ich wohl für meine
nächste evolutionstufe meines hochsetzers einsetzen...

Der Tiny13 ist doch mitlerweile uralt, oder? Für mehere Parallele Hochsetzer könntest auch den Tiny26(1) nutzen, der hat drei HighSpeed Timer.

für 10A könnte man doch auch 4 oder 5 10m ohm smd widerstände
verbauen. parallel und einfach einen nichtivertierenden verstärker
mit einem lm 258 aufbauen, damit die sense spannung verstärken
und auswerten. hat man schon wieder einen portpin frei für andere
aufgaben...

naja, der Tiny hat ja schon einen internen OPV. Der Tiny26 sogar mit 32 facher Verstärkung. Für ein PORT-Pin mehr gleich noch ein zweites IC auf em Layout? Das will dann auch nochmal Spannungsversorgung und nen Blockkondensator... meinen Erfahrungen nach nehme ich dann lieber ein etwas größeres IC (Tiny26) das dann beide Aufgaben übernehmen kann. Ist meißt platzsparender.

den LM27222 gibt es beim Segor.
Ansonsten würde ich entsprechend viele niederohmige SMD-Widerstände übereinander löten.

Das problem ist, das Spannung und Leistung zum Strom über den Shuntwiderstand nicht linear zusammen hängen. Ein kleiner Widerstand bedeutet zwar einen kleineren Leistungssverlust, aber relativ zu größeren Widerständen und gleichen Leistungsverlusten auch einen kleineren Spannungsabfall. Ich bin mir nicht sicher wie genau man Spannungen im bereich kleiner 15mV störungsfrei messen kann. Bei mir sind es 35mV. Das geht auf jedenfall noch. Man darf ja nicht vergessen, das da bei 9Amper doch schon ganz schön Ströme geschaltet werden. vielleicht hat jemand dazu mehr infos???

Grüße,
Sven

 

[kadikater]

den attiny13 haben wir in der firma.... ausserdem will ich doch oberschwabe sein...

den atmega8 auch..... nur ist der mir ein wenig überwetzt...
ich werde mal mit dem von dir verwendeten attiny25 schauen.

grüße

karsten

 

[liquidnight]

... Aber verkaufen wollte ich nichts. Klar kann man bei entsprechender entschedigungen über fertig geätzte Platinen reden (Wobei Professionelle Herstellung in größeren Mengen gewiss Preiswerter ist). Also selber Löten ist angesagt. Wenn ich das Zeug offiziel verkaufe, und irgendwo anders gerät deshalb ein LiPo in brannt....

Hallo MüsliFresser, vielleicht kannst Du einen Stapel Platinen entwerfen und ätzen lassen ? Bei z.b. 10 oder 20 Stück dürfte sich das eher lohnen als bei zweien.

Gibts da Bauteile, die man nicht bei den "normalen" Elektronikhändlern bekommt (mükra conrad reichelt) ? Wenn ja könntest Du die evtl. auch gleich mit einkaufen. Zusammenlöten und testen kann ich selbst, nur mit den Platinenbau bin ich nicht bewandert.

Mein Anwendungsbereich wären:
Bergauf: eine Xp-g @300mA ... 350mA
Bergab: fünf oder sechs Xp-g bei 0,8A bis 1,1A
und das ganze versorgt durch zwei bis sechs LiIon/Lipo-Zellen, da bin ich noch unschlüssig.


EDIT:

Vielleicht einen neuen Thread öffnen mit dem Thema "wie soll der Forum-LED-Stromregler aussehen" ???

ich würde es bevorzugen, diesen thread weiter zu benutzen.

 

[MüsliFresser]

Gibts da Bauteile, die man nicht bei den "normalen" Elektronikhändlern bekommt (mükra conrad reichelt) ? Wenn ja könntest Du die evtl. auch gleich mit einkaufen. Zusammenlöten und testen kann ich selbst, nur mit den Platinenbau bin ich nicht bewandert.

Die Bauteile sind zum bis auf eins, eigentlich nicht so Speziel. Viel mehr Sorgen mach mir bei einem "Baukasten" das flashen/programieren des Mikrocontrollers. Das macht man nicht umbedingt so nebenbei, dafür benötigt man schon extra Hardware. Klar gibt es da low bugged Lösungen, die haben meist aber auch etwas mit selber aufbauen zu tun...

Aber ich denke für alles findet sich eine Lösung!!!

Da ich sehe das Interesse besteht und ich weiterhin lust habe ein wenig Zeit zu investieren, sollten wir erstmal versuchen herrauszufinden was so die Allgemeinheit braucht. Und warum der Baukasten besser ist als eine Fertige lösung. Vielleicht einen neuen Thread öffnen mit dem Thema "wie soll der Forum-LED-Stromregler aussehen" ???

Grüße,
Sven

 

[robberknight]

Hi,

Da ich sehe das Interesse besteht und ich weiterhin lust habe ein wenig Zeit zu investieren, sollten wir erstmal versuchen herrauszufinden was so die Allgemeinheit braucht.

Ich hab mir so ne Magicshine von DX bestellt (sollte bald kommen). Was ich bisher gelesen hab, ist die Elektronik da nicht perfekt.

Ich suche daher nach einer guten KSQ für 1x P7 (2,8 A). Ich möchte gerne verschiedene Leuchtstufen programmieren und die Batteriespannung über Blinksignale sehen könnnen. Außerdem sollte nen Temperatursensor dran sein, der die LED dimmt bevor sie Schaden nimmt. Also einfach ne KTY-Perle die man mit Wärmeleitkleber in die Nähe der LED kleben kann.

So, daß wären mal meine Ideen zu Anforderungen.

Gruß,

R.

 

[Piktogramm]

Jub so ne DX Tuning KSQ wäre schon was feines.

 

[MüsliFresser]

moin,

Ich suche daher nach einer guten KSQ für 1x P7 (2,8 A). Ich möchte gerne verschiedene Leuchtstufen programmieren und die Batteriespannung über Blinksignale sehen könnnen. Außerdem sollte nen Temperatursensor dran sein, der die LED dimmt bevor sie Schaden nimmt. Also einfach ne KTY-Perle die man mit Wärmeleitkleber in die Nähe der LED kleben kann.

Sehr hübsche Idee!

Was verstehst du unter "Programmieren"? Willst du direkt den Quellcode für den Mikrocontroller verändern, oder soll man das von aussen Einstellen können (z.B. über Tastenkombinationen).

Wie meinst du das mit den "Blinksignalen"? Auf Knopfdruck blinkt die LED n mal, worauf man dann die Batteriespannung ablesen kann, oder ist noch eine zweite kleine Farbige LED auf dem Treiber?

Welche größe sollte die Elektronik dann haben?

Wie fassen wir die Anforderungen und Wünsche am besten zusammen? Textdatei, Exel-Tabelle, Anderes format? Jeder könnte dann seine Wünsche reinschreiben und die Datei aktualisieren.
Damit wir mal ein halbwegs anständiges Anforderungsprofil bekommen

Grüße,
Sven

 

[Piktogramm]

Blinken für Akkustand: Nach Länge der Pulsdauer, je Länger die LED beim Pulsen an bleibt, desto voller ist der Akku

 

[robberknight]

Hi,

Was verstehst du unter "Programmieren"? Willst du direkt den Quellcode für den Mikrocontroller verändern, oder soll man das von aussen Einstellen können (z.B. über Tastenkombinationen).

Fürs erste würde mir fest programmierbar über den Quellcode reichen. Aber schön wäre es natürlich schon wenn man die Anzahl und Stärke der Stufen über Tastenkombinationen festlegen und im EEPROM speichern könnte.

Wenn der Quellcode Open Source ist helfe ich da gerne mit, mit Atmegas habe ich Erfahrung, Dein Attiny sollte ja rech ähnlich sein. Hast Du den Code in C oder in Assembler geschrieben?

Wie meinst du das mit den "Blinksignalen"? Auf Knopfdruck blinkt die LED n mal, worauf man dann die Batteriespannung ablesen kann, oder ist noch eine zweite kleine Farbige LED auf dem Treiber?

Die DX-Lampen haben wohl 2 LEDs (grün und rot) für Power und Batteriestand.

Welche größe sollte die Elektronik dann haben?

Sorry, das steht bei DX nicht in den Specs
Sobald ich sie hab mess ich mal. Oder jemand anderes hier hat die Daten.

Gruß,

R.

 

[MüsliFresser]

hi,

ok

Der Quellcode ist natürlich open, aus den paar Zeilen mach ich keine Geheimnis...

Ich freue mich natürlich auch, wenn sich jemand am Schreiben mit beteiligen möchte.

Wie wollen wir das mit den Datein handhaben? Dropbox? Kann jemand nen SVN aufsetzen?

Ansonsten müssen wir wohl erstmal darauf warten, dass jemand mal seine DX ausseinnander nimmt.

Grüße,
Sven