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LED in Lampe geschwindigkeitsabhängig zuschalten

S

strassikowski

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11. Mai 2007
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Moin,

Es gab hier irgendwo mal einen Thread, in dem es darum ging bei Selbstbaulampen einzelne LED später zuzuschalten, um schon bei geringen Geschwindigkeiten Licht zu haben.

Den Thread finde ich leider nicht wieder, aber ich habe -dank hilfreicher Tips aus einer Elektronik-Newsgroup- eine Lösung:

Ein CD4528 (retriggerbarer Dual-Monoflop) erkennt die Frequenz des Dynamos und schließt über einen FET eine (mehrere?) LED kurz, bis eine bestimmte Frequenz / Geschwindigkeit erreicht wurde.
Vorraussetzung ist, dass die LED in Reihe geschaltet werden, was sich bei dem Strom eines Dynamos eh anbietet.

In meinem Fall habe ich drei Cree Q5 und eine rote Seoul in Reihe, von denen eine Cree überbrückt wird.
Damit habe ich ab ca 4-5kmh Licht, ab 8-9kmh wird die dritte Cree langsam zugeschaltet und ist bei 10kmh genauso hell wie die anderen.

Verwendet habe ich:
- CD4528
- Diode und ein Elko 47uF in Reihe, damit ich die Schaltung am MOSFET Gleichrichter betreiben kann und eine einigermaßen glatte Versorgungsspannung habe
- 2 Widerstände 100k und je ein Elko 1uF und 2.2uF für die Impulsdauer der Monoflops
- n-Kanal FET der bei relativ geringer Spannung schaltet, in meinem Fall ein BUZ11

Als Signal für den 1. Monoflop nehme ich die pulsierende Gleichspannung am Gleichrichter (geht an AInput1, Pin4). AOut2 (Pin 7) geht an BInput2 (Pin 11). Dadurch fällt das High-Signal bei jedem Strompuls für eine kurze Zeit (zB 25ms) auf Low, bewirkt aber nichts, weil der zweite Monoflop seinen Ausgangsimpuls etwas länger auf High hält (zB 40 oder 50ms) und damit den FET durchschaltet (BOut1 (Pin 10) auf Gate vom FET).
Steigt die Frequenz der Strompulse des Dynamos über eine gewisse Schwelle (dürften bei meinem DH-3N71 ungefähr 35-40Hz sein www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/node77.html) so ist AOut2 dauerhaft Low, wodurch auch BOut1 auf Low geht und der FET sperrt und die LED leuchtet.

Später, wenn ich etwas mehr Zeit habe, werde ich auch gerne noch versuchen einen vernünftigen Schaltplan zu zeichnen.

Gruß, Christof


PS: Eine Luxuslösung, die unter einer gewissen Schwelle als Spannungsverdoppler mit Elko arbeitet gibt es übrigens auch noch hier:
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=179805
http://www.pilom.com/BicycleElectronics/DynamoCircuits.htm#AutoMode
 
Kein Problem, aber ein paar Tage wird es dauern.
Bis jetzt habe ich nur eine geschmierte, mehrfach korrigierte Zeichnung, ich denke das hilft keinem weiter ;-)
 
Suchst du eventuell diesen Link hier:

http://www.pilom.de/BicycleElectronics/DynamoCircuits.htm

Ich war auch mal am Überlegen, ob ich so etwas brauche, fahre aber trotzdem seit rund zwei Jahren mit vier Luxeons durch die Gegend. Einen Umschalter habe ich schon: Mittelstellung aus, links zwei, rechts vier LEDs, aber ich habe eigentlich immer nur die vier an.

Und trotzdem wird man übersehen, geschnitten usw... Fazit: was du macht, es ist immer zu dunkel.

Gruß

Jürgen
 
die Seite kannte ich schon,
aber anscheinend verstehe ich die Schaltungen dort nicht richtig?

denn dort wird ja nicht die Anzahl der Led verändert, oder?
Denn das wäre der Knackpunkt, um langsam bergauf auch gut Licht zu haben - wenn nur 2 Led beschickt werden würden
bei allen anderen Varianten ist, solange immer die gleiche Anzahl an Emittern leuchten, der MOSFET besser. Ist jedenfalls mein subjektiver Eindruck

(und muss natürlich automatisch gehen) :rolleyes:
 
Naja, bei der dort beschriebenen Schaltung wird unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit ein Spannungsverdoppler/Gleichrichter verwendet. Dh es leuchten auch alle LED, die bekommen aber nur den halben Strom, sind deshalb nicht so hell.

Ich bin jetzt gerade dabei die Schaltung möglichst platzsparend auf einer Lochrasterplatine unterzubringen, damit ich die mit ins Lampengehäuse packen kann und das Rad wieder fahrfertig ist. Ich habe nämlich keine Lust mein gutes Rad immer in der Stadt stehen zu lassen.

758097.jpg


Ist einmal mein Gekritzel, weil ich erstmal brauchen werde bis ich eine ordentliche Version gezeichnet habe.
ACHTUNG - ich hatte Pin 11 und 12 vertauscht.
Die Schaltschwelle kann man auch noch zu höheren Frequenzen verschieben, wenn man C1 kleiner wählt.
Die Widerstände sollten wegen des Leckstroms der AL-Elkos nicht größer als 100k sein sagte man mir.

Außerdem soll wohl ein LL-MOSFET besser sein als der BUZ11, IRLZ34 und IRF7413 (in SO-8) wurden mir genannt.

Gruß, Christof
 
So, jetzt die Schaltung einmal in ordentlicher und hoffentlich ohne Fehler:

761249.jpg


Pin 1, 8, 15 und 12 liegen auf Masse.
Pin 5 und 16 direkt auf Plus, 2,3, 13 und 14 liegen über R1 und R2 auf Plus.
Pin 7 geht an 11.
6 und 9 bleiben frei.
Zwischen 1 und 2 und zwischen 14 und 15 kommt jeweils ein Elko.
Pin 4 kommt an Plus _hinter_ der Diode, damit die Stromimpulse nicht durch den Elko geglättet werden.

Da ich anfangs nur mit drei LED in Reihe getestet hatte und jetzt noch die rote im Rücklicht dazu gekommen ist, hat sich die Schaltschwelle verschoben. Sie liegt jetzt bei ungefähr 15kmh.
Wem das zu hoch ist, der kann C1 größer oder R1 kleiner wählen.

Durch Verwendung des LL-MOSFET IRLZ34 wird die dritte LED jetzt auch hart zugeschaltet (entweder an oder aus) und nicht mehr weich eingeblendet wie vorher.

Teilebeschaffung sollte über den lokalen Elektronikhändler oder Conrad klappen, bei mir waren sie jedenfalls vorrätig.

Gruß, Christof
 
Danke!
kann ich wohl nachbauen.
Die verkehrten Led hätte ich auch bermerkt, aber ein paar Fragen hätt ich da schon noch:

* "+" wird angeschlossen oben Mitte?
* was macht eigentlich die Diode dort und muss die nicht umgedreht werden?
* was macht der Kondensator oben links, diese Konstruktion hab ich nie verstanden? (glättet "einfach" nur?)
* kann ich Pin 9 (2. Monoflop?) für eine 2. Umschaltung nutzen, oder müsste dazu ein 2. gleichartiger Schaltkreis aufgebaut werden (der dann an anderer Stelle zwischen die Led greift)?
 
Ups, darum leuchtet es nicht :D
Nee, habe ich verplant.

Leider konnte ich es oben nicht mehr ändern, deshalb lade ich das Bild korrigiert neu hoch:



Ich habe außerdem noch je einen Widerstand in die Triggerleitung und die Gateleitung gezeichnet. Habe ich bei mir nicht und es funktioniert, ist aber so wohl besser/eleganter.

yellow_ö schrieb:
Danke!
kann ich wohl nachbauen.
Die verkehrten Led hätte ich auch bermerkt, aber ein paar Fragen hätt ich da schon noch:

* "+" wird angeschlossen oben Mitte?
* was macht eigentlich die Diode dort und muss die nicht umgedreht werden?
* was macht der Kondensator oben links, diese Konstruktion hab ich nie verstanden? (glättet "einfach" nur?)
* kann ich Pin 9 (2. Monoflop?) für eine 2. Umschaltung nutzen, oder müsste dazu ein 2. gleichartiger Schaltkreis aufgebaut werden (der dann an anderer Stelle zwischen die Led greift)?
Zum Vergrößern anklicken....

- "+" ist Plus, kommt an den Gleichrichter.

- Die Diode ist richtig, ohne würde der MOSFET Gleichrichter nicht mehr funktionieren und ich weiß auch nicht, ob die Strompulse vom Dynamo noch stark genug wären um als solche erkannt zu werden, weil der Kondensator glättet.

- Der Kondensator oben links (47uF) glättet die Versorgungsspannung für die Schaltung. Der Dynamo liefert ja anfangs nur Strompulse und dazwischen nichts, da könnte die Schaltung dann nicht funktionieren. Der Kondensator puffert für diese Zeit.

- Pin 9 ist der invertierte Ausgang des 2. Monoflops. Dh wenn ein Ausgang auf High ist, so ist der andere Low. Guck Dir das Datenblatt mal an, da erkennt man das (das zum MC14528 von Onsemi ist etwas umfangreicher). Für eine zweite Umschaltung würde ich die Schaltung noch mal aufbauen. Musst nur gucken ob das so klappt wie Du Dir das vorstellst, durch die veränderte Spannung bei einer zusätzlichen LED hat sich die Schaltschwelle bei mir um 5kmh nach oben verschoben.

Gruß, Christof
 
thnx Christof,
eine Frage hätt ich da noch (ist eher eine Bitte nach Erklärung):

der Mosfet ist anfangs durchgeschaltet und leitet den Strom an der Led vorbei, deswegen leuchtet die nicht. (?)
Später leitet der nicht mehr - die Led leuchtet.

Müsste das nicht umgekehrt sein?
Dass das Ding anfangs nicht leitet, später dann durchschaltet? Die 4. Led dann zwischen S und Masse platziert werden muss?

(wahrscheinlich komm ich deswegen mit ähnlichen Schaltungsversuchen auf keinen grünen Zweig, verstehe nicht was das Bauteil eigentlich macht) :rolleyes:
 
Moin Yellow_ö,
Dein Ansatz ist genau richtig.
Wenn der MOSFET leitet sind quasi nur noch drei LED in Reihe geschaltet.

Wenn Du die vierte LED zwischen S(ource) und Masse schaltest, leuchtet entweder erst gar nichts weil der FET sperrt und keinen Strom durchlässt. Oder Du schließt die anderen drei LED an Masse, dann leuchtet aber die Eine nie, weil der Strom den Weg des geringsten Widerstands wählt - und das ist das Kabel, nicht die parallele LED + 0,xxR des FET.

Ich hoffe das war jetzt verständlich. Ansonsten schau Dich mal auf dem El(ektronik)Ko(mpendium) (http://www.elektronik-kompendium.de) um, da sind solche Sachen sehr gut erklärt.

Ähnliche Schaltungsversuche Deinerseits dürften nur unbefriedigend funktionieren, weil der Status des Dynamos eher umständlich auszuwerten ist, weil ein Dynamo keine richtige Stromquelle ist.
Und auch das hier ist eine ungenaue Sache, was Du zB daran siehst, dass eine zusätzliche LED die Schaltschwelle mal eben um 5kmh anhebt.

Gruß, Christof
 
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