Hi!
Ich habe mir für mein Rad einen E6-Doppel-Halben mit zwei Cree XP-G gebaut. Die werden hinter einem Brückengleichrichter und einem 2200uF Glättungs-Elko in Reihe betrieben. Damit hat das ganze ca. 7V, 500mA und liegt damit noch fast im Rahmen zugelassener Fahrradbeleuchtung (6V, 3W) und mein gekauftes B+M Dioden-Rücklicht funktioniert auch weiter.
Trotzdem wurmt es mich ein bisschen, daß die Cress nur mit der Hälfte ihres maximalen Stroms betrieben werden. Der Dynamo wüde ja auch bei höherer Spannung mehr Leistung rausrücken. Im Prinzip müsste man nur einen Stepdown-Konverter vor die LEDs schalten. Der würde dann höhere Ströme liefern und auch eine höhere Spannung verlangen, auf die sich dann der Dynamo einstellen würde. Das Problem sehe ich z.Z. vor allem in der Regelung. Die verfügbaren Konstantstromquellen liefern an der Aufgabenseite ja immer einen konstanten Strom - dadurch ist auch die Ausgangsspannung durch die LEDs gegeben (modulo termischer Gegebenheiten). Wenn es jetzt aber auf der Spannungsseite eine Spannungserhöhung gibt, sollte der Eingangsstrom des KSQ sinken (P=U*I). Der Dynamo würde das durch eine noch höhere Spannung zu kompensieren versuchen usw. -> DSQ Signal
Ich bin mir da leider nicht ganz sicher, vielleicht sind meine Befürchtungen ja auch völlig unbegründet. Trotzdem die Frage: Gibt's da vielleicht noch ne bessere Lösung die sich sicher stabil verhält. Am liebsten wäre mir ja eine Schaltung, die den Strom um einen einstellbaren Faktor verstärkt. Faktor 2 würde notfalls gehen da aber ein Dynamo auch mal 600mA liefern kann ist das vielleicht schon fast zu viel. Vielleicht kann man ja eine KSQ entsprechend umbauen...
Fabi
Stromquelle verstärken
Moderator: T.Hoffmann
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Der Dynamo versucht nichts zu komensieren durch höhere Spannung.
Wenn Du eine getaktete KSQ (Step-Down/bzw. buck converter) mit Stromregelung hast, dann stellt sich ab ca. 1 Volt mehr am Eingang als die LED-Vorwärtsspannung der LED-Strom ein, der Eingangsstrom ist dann noch fast identisch zu Ausgangsstrom. Diese Hürde muss der Dynamo schaffen, damit die Eingangssapnnung weiter steigen kann und dann der Eingangsstrom sinkt. Das sollte aber eigentlich klappen, kenne mich mit Dynamos aber nicht so gut aus, als dass ich das sicher sagen könnte.
Wenn dieser Punkt des höchsten Strom nicht überwunden werden kann, dann müsste man eine Schaltung hinzufügen, die erst ab einer bestimmten Mindestspannung die KSQ versorgt. Das kann man schon mit einem bipolaren Transistor, 2 Widerständen und einer Zenerdiode hinbekommen.
Nur Für die 5 Euro, die eine XP-G kostet bekommt man eine getaktete KSQ eigentlich nur bei Eigenbau oder DealExtreme. Eigenbau ist ungleich aufwändiger, als einfach eine LED mehr, so wie jetzt. (obwohl Du vermutlich die LEDs beibehalten und einfach nur NOCH heller haben möchstest)
BTW: Sind die Gesetzte wirklich so derart behindert, dass einfach nur die Leistung in Watt zählt und die Lichtausbeute uninteressant ist? Das hätte man IMHO doch schon vor mindestens 10 Jahren mal auf die reine Lichtmenge ändern müssen. (aber dann könnten die Autohersteller ihre überteuerten Xenon-Blendwaffen nicht verkaufen...)
Wenn Du eine getaktete KSQ (Step-Down/bzw. buck converter) mit Stromregelung hast, dann stellt sich ab ca. 1 Volt mehr am Eingang als die LED-Vorwärtsspannung der LED-Strom ein, der Eingangsstrom ist dann noch fast identisch zu Ausgangsstrom. Diese Hürde muss der Dynamo schaffen, damit die Eingangssapnnung weiter steigen kann und dann der Eingangsstrom sinkt. Das sollte aber eigentlich klappen, kenne mich mit Dynamos aber nicht so gut aus, als dass ich das sicher sagen könnte.
Wenn dieser Punkt des höchsten Strom nicht überwunden werden kann, dann müsste man eine Schaltung hinzufügen, die erst ab einer bestimmten Mindestspannung die KSQ versorgt. Das kann man schon mit einem bipolaren Transistor, 2 Widerständen und einer Zenerdiode hinbekommen.
Nur Für die 5 Euro, die eine XP-G kostet bekommt man eine getaktete KSQ eigentlich nur bei Eigenbau oder DealExtreme. Eigenbau ist ungleich aufwändiger, als einfach eine LED mehr, so wie jetzt. (obwohl Du vermutlich die LEDs beibehalten und einfach nur NOCH heller haben möchstest)
BTW: Sind die Gesetzte wirklich so derart behindert, dass einfach nur die Leistung in Watt zählt und die Lichtausbeute uninteressant ist? Das hätte man IMHO doch schon vor mindestens 10 Jahren mal auf die reine Lichtmenge ändern müssen. (aber dann könnten die Autohersteller ihre überteuerten Xenon-Blendwaffen nicht verkaufen...)
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Sailor
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Beim Fahrraddynamo hast Du es mit einer Konstantstromquelle zu tun, deshalb ist eine weitere KSQ kontraproduktiv.
Mit einem Wandler erzeugst Du weitere Verluste mit der Folge weniger Licht!
Lies Dir mal diese Diskussion durch. Dort sind auch verschiedene LED-Schaltungen vorgestellt und erläutert.
Mit einem Wandler erzeugst Du weitere Verluste mit der Folge weniger Licht!
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Kunibert93
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Ich bin bis jetzt immer davon ausgegangen, dass ein Nabendynamo eher eine Konstante Spannung liefert?
Ok, ich habe mich noch ein wenig durchs Netz gewühlt:
Die Schaltungen von http://www.led-treiber.de und viele andere Schaltungen im Netz erhöhen die Spannung eher, um viele LED in Reihe versorgen zu können. Das was bei den 1W-LEDs auch nötig um auf vernünftige Leistungen zu kommen. Da Spannungsverdopplerschaltungen aber den Strom des Dynamos (500-600 mA) halbieren, nutzen sie 3W-LEDs nicht richtig aus. Das ist im Prinzip nicht schlimm, weil LEDs bei Unterforderung ja effizienter sind. Andererseits sehe ich eigentlich nicht ein mit Scheinwerferbatterien zu 6 oder 8 LEDs rum zu fahren, wie andere das z.T. tun. Es geht ja nicht nur um die kosten für die 2 zusätzliche XP-Gs. Man braucht ja auch einen Scheinwerfer und Gehäuse. Leider sind die guten, für LEDs ausgelegten Optiken (wie LUMOTEC IQ) nicht erhältlich und wenn man straßenverkehrsgeeignetes Licht will (über zugelassen brauchen wir eh nicht reden), muß man halt Scheinwerfer zersägen und Alu feilen.
Um die Probleme mit der Stromregelung aus dem Weg zugehen, kann man einfach die Regelung aussetzen und den Strom um einen festen Faktor verstärken. Im großen und ganzen bleibt die Schaltung gleich wie bei einem BUCK aber es wird einfach mit einer festen Frequenz und Verhältnis an/aus geschaltet anstatt anhand der Stromstärke. Hier http://www.mtb-news.de/forum/showpost.p ... ount=21%20 ist das skizziert (Strom-Vervierfachung für eine P7). Die Spule und die Diode vervielfachen den Strom, indem, wenn der MOSFET sperrt, der Strom über die Diode zurückfließt. Der NE555 mit Anhang erzeugt lediglich ein Rechtecksignal, das den MOSFET ein Viertel der Zeit einschaltet. Diese Stromstöße schubsen sozusagen die Spule immer wieder an.
Allerdings wird in dem Forum auch bezweifelt, ob sich das ganze Unterfangen wirklich lohnt und ob nach dem geringeren Effizienz der LEDs und den Verlusten des Stepdown-Konverters noch genügen übrig bleibt.
Ich habe diese Idee allerdings noch nicht aufgegeben. Die kommerziellen Fahrradlampen, wie ja nur eine 3-W LED betreiben, verwenden ebenfalls Stromverdoppler um überhaupt nach außen 6 bis 7V bei 3W einhalten können.
Fabi
Die Schaltungen von http://www.led-treiber.de und viele andere Schaltungen im Netz erhöhen die Spannung eher, um viele LED in Reihe versorgen zu können. Das was bei den 1W-LEDs auch nötig um auf vernünftige Leistungen zu kommen. Da Spannungsverdopplerschaltungen aber den Strom des Dynamos (500-600 mA) halbieren, nutzen sie 3W-LEDs nicht richtig aus. Das ist im Prinzip nicht schlimm, weil LEDs bei Unterforderung ja effizienter sind. Andererseits sehe ich eigentlich nicht ein mit Scheinwerferbatterien zu 6 oder 8 LEDs rum zu fahren, wie andere das z.T. tun. Es geht ja nicht nur um die kosten für die 2 zusätzliche XP-Gs. Man braucht ja auch einen Scheinwerfer und Gehäuse. Leider sind die guten, für LEDs ausgelegten Optiken (wie LUMOTEC IQ) nicht erhältlich und wenn man straßenverkehrsgeeignetes Licht will (über zugelassen brauchen wir eh nicht reden), muß man halt Scheinwerfer zersägen und Alu feilen.
Um die Probleme mit der Stromregelung aus dem Weg zugehen, kann man einfach die Regelung aussetzen und den Strom um einen festen Faktor verstärken. Im großen und ganzen bleibt die Schaltung gleich wie bei einem BUCK aber es wird einfach mit einer festen Frequenz und Verhältnis an/aus geschaltet anstatt anhand der Stromstärke. Hier http://www.mtb-news.de/forum/showpost.p ... ount=21%20 ist das skizziert (Strom-Vervierfachung für eine P7). Die Spule und die Diode vervielfachen den Strom, indem, wenn der MOSFET sperrt, der Strom über die Diode zurückfließt. Der NE555 mit Anhang erzeugt lediglich ein Rechtecksignal, das den MOSFET ein Viertel der Zeit einschaltet. Diese Stromstöße schubsen sozusagen die Spule immer wieder an.
Allerdings wird in dem Forum auch bezweifelt, ob sich das ganze Unterfangen wirklich lohnt und ob nach dem geringeren Effizienz der LEDs und den Verlusten des Stepdown-Konverters noch genügen übrig bleibt.
Ich habe diese Idee allerdings noch nicht aufgegeben. Die kommerziellen Fahrradlampen, wie ja nur eine 3-W LED betreiben, verwenden ebenfalls Stromverdoppler um überhaupt nach außen 6 bis 7V bei 3W einhalten können.
Fabi
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IMHO passen 2 High-Power-LEDs in Reihe zu einem Nabendynamo wie @rsch auf Eimer, alles weitere bringt nur unnötige Verluste.
Und wenn Du nur eine LED betreiben willst, muss es eben ein Step-Down-Konverter sein, idealerweise gleich als KSQ (also mit Stromregelung).
Das von Sailor verlinkte Diagramm deutet für mich eher auf einen niedrigen Innenwiderstand eines Nabendynamos hin. Dort, wo in der Kurve die Spannung nicht mehr nennenswert ansteigt, liegen ja immer 12 Ohm Last an. Wenn man aber nun 24 Ohm anliegen hätte und damit nur den halben Strom bei 6 Volt, dann würde sicherlich die Spannung auch weiter steigen, wenn auch sicher bei weitem nicht so steil wie im völlig unbelasteten Fall.
Es dürfte also durchaus etwas bringen, einen Step-Down-Konverter zu benutzen --- sofern man nur eine LED betreiben/aufwändig in eine Optik einbauen will. Von der reinen Effizienz her sind 2 LEDs + Gleichrichter + Sieb-Elko sicher unschlagbar.
Was passiert eigentlich schlimmes, wenn man keine Optik benutzt und einfach die nackte LED leicht nach unten gerichtet, ggf. nach oben hin abgeschattet montiert?
Ich hab' mir schonmal überlegt als ultra-low-cost-Variante einfach eine XP-E oder XP-G auf einer kleinen Platine direkt an den Fahradrahmen zu kleben (ist kein hochwertiges Fahrad, tut also nicht weh) und als Feuchtigkeitsschutz und gleichzeitig rudimentäre Streulinse einen "Klecks" transparentes Silikon da drüberzuschmaddern. (das schiebt interessanterweise die Farbtemperatur etwas richtung warmweiß, bringt aber natürlich auch Verluste)
Nicht schön, aber selten und billig, außerdem kann/will sowas niemand klauen/abbauen.
Und wenn Du nur eine LED betreiben willst, muss es eben ein Step-Down-Konverter sein, idealerweise gleich als KSQ (also mit Stromregelung).
Das von Sailor verlinkte Diagramm deutet für mich eher auf einen niedrigen Innenwiderstand eines Nabendynamos hin. Dort, wo in der Kurve die Spannung nicht mehr nennenswert ansteigt, liegen ja immer 12 Ohm Last an. Wenn man aber nun 24 Ohm anliegen hätte und damit nur den halben Strom bei 6 Volt, dann würde sicherlich die Spannung auch weiter steigen, wenn auch sicher bei weitem nicht so steil wie im völlig unbelasteten Fall.
Es dürfte also durchaus etwas bringen, einen Step-Down-Konverter zu benutzen --- sofern man nur eine LED betreiben/aufwändig in eine Optik einbauen will. Von der reinen Effizienz her sind 2 LEDs + Gleichrichter + Sieb-Elko sicher unschlagbar.
Was passiert eigentlich schlimmes, wenn man keine Optik benutzt und einfach die nackte LED leicht nach unten gerichtet, ggf. nach oben hin abgeschattet montiert?
Ich hab' mir schonmal überlegt als ultra-low-cost-Variante einfach eine XP-E oder XP-G auf einer kleinen Platine direkt an den Fahradrahmen zu kleben (ist kein hochwertiges Fahrad, tut also nicht weh) und als Feuchtigkeitsschutz und gleichzeitig rudimentäre Streulinse einen "Klecks" transparentes Silikon da drüberzuschmaddern. (das schiebt interessanterweise die Farbtemperatur etwas richtung warmweiß, bringt aber natürlich auch Verluste)
Nicht schön, aber selten und billig, außerdem kann/will sowas niemand klauen/abbauen.
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Achim H
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@Fabi
fährst Du mit dem Rad auch tagsüber?
Wenn ja, warum dann nicht die Spannung aus dem Dynamo tagsüber in einem Akku zwischenspeichern und diesen zur Verwendung der Led(s) am Abend benutzen.
Die Leistung, die eingangsseitig geliefert werden kann, reicht nicht ganz aus, um 2 Cree XP-G unter Fullpower zu betreiben. Für 1 Led würde das vielleicht gerade so eben hinhauen, wenn man den passenden StepDown-Wandler verwendet. Mit einem Akku kann man allerdings auch mal langsamer fahren oder mal an einer Ampel halt machen und das Licht würde sich nicht ändern. Und man könnte aus den Akkus auch mal mehr Strom entnehmen, um doch 2 Leds unter Fullpower zu betreiben (solange der Akku noch genügend Kapazität hat).
fährst Du mit dem Rad auch tagsüber?
Wenn ja, warum dann nicht die Spannung aus dem Dynamo tagsüber in einem Akku zwischenspeichern und diesen zur Verwendung der Led(s) am Abend benutzen.
Die Leistung, die eingangsseitig geliefert werden kann, reicht nicht ganz aus, um 2 Cree XP-G unter Fullpower zu betreiben. Für 1 Led würde das vielleicht gerade so eben hinhauen, wenn man den passenden StepDown-Wandler verwendet. Mit einem Akku kann man allerdings auch mal langsamer fahren oder mal an einer Ampel halt machen und das Licht würde sich nicht ändern. Und man könnte aus den Akkus auch mal mehr Strom entnehmen, um doch 2 Leds unter Fullpower zu betreiben (solange der Akku noch genügend Kapazität hat).
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Eigentlich keine schlechte Idee, der Nabendynamo läuft sowieso immer mit und auch belastet bremsen diese Dinger einen kaum aus (im Gegensatz zu den antiquierten Reibrad-dynamos oder wie die heißen).
Allerdings hat man doch auch in kleinster Ausbaustufe schon dermaßen viel mehr Licht als üblich, dass man mit Akkuunterstützung fast an ein kleines Flutlicht herankommen würde...
Es müsste außerdem noch eine Elektronik her, die erkennt, ob es dunkel ist UND der Dynamo läuft und nur dann die LED(s) einschaltet.
Allerdings hat man doch auch in kleinster Ausbaustufe schon dermaßen viel mehr Licht als üblich, dass man mit Akkuunterstützung fast an ein kleines Flutlicht herankommen würde...
Es müsste außerdem noch eine Elektronik her, die erkennt, ob es dunkel ist UND der Dynamo läuft und nur dann die LED(s) einschaltet.
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Achim H
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Ich bin kein Fahrradfahrer, daher weiß ich nicht, wie die Gesetzeslage ausschaut.
Müssen Fahrradfahrer auch am Tag das Licht einschalten?
Wenn nein, warum dann eine Elektronik, die erkennt, wann es dunkel ist? - Bei Dämmerung oder in der Nacht ist es Pflicht, das weiß ich. Die übrige Zeit muss jeder Fahrradfahrer für sich entscheiden, ob es für ihn schon zu düster ist. Und dafür reicht ein simpler Ein-/Ausschalter. Ein Dämmerungsschalter wäre aber auch nicht so ein Riesenproblem.
mfg Achim
Müssen Fahrradfahrer auch am Tag das Licht einschalten?
Wenn nein, warum dann eine Elektronik, die erkennt, wann es dunkel ist? - Bei Dämmerung oder in der Nacht ist es Pflicht, das weiß ich. Die übrige Zeit muss jeder Fahrradfahrer für sich entscheiden, ob es für ihn schon zu düster ist. Und dafür reicht ein simpler Ein-/Ausschalter. Ein Dämmerungsschalter wäre aber auch nicht so ein Riesenproblem.
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bretti_kivi
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wegen Alu und feilen sag' ich nur 10mm quadratischen Linsen..... Die Frage ist auch im Candlepower gestellt worden und auch da hat ein Australier mehrere gute Ideen umgesetzt. Link habe ich im Moment nicht zur Hand. Ein Brite der auch interessanten Gehäusen umsetzt ist hier zu finden : http://www.troutie.com/mainpage.html
Finde Akkuunterstützung ist sicherlich nicht uninteressant, aber die Frage lautet eher "wo fährst du?". Mit Akkus könnte mann auch dann der hintere Standlicht laufen lassen.
Bret
Finde Akkuunterstützung ist sicherlich nicht uninteressant, aber die Frage lautet eher "wo fährst du?". Mit Akkus könnte mann auch dann der hintere Standlicht laufen lassen.
Bret
Zum Thema Optiken (eigentlich OT, aber wenns einige hier interessiert):
Fahrzeugscheinwerfer und auch Fahrradscheinwerfer sind sehr anspruchsvoll was Optiken angeht. Um die Fahrbahn möglichst weit ausleuchten zu können, muss am oberen Rand ein Streifen mit möglichst hoher Leuchtstärke her, weil der Winkel mit dem dieses Leuchtband auf die Straße fällt, mit der Entfernung immer flacher wird und damit durch die Geometrie immer weiter verteilt wird. Ungünstigerweise muß die Lichtstärke darüber möglichst schnell auf Null gebracht werden um den Gegenverkehr nicht zu blenden. Rotationssymmetrischen Optiken sind hierfür also völlig ungeeignet.
Extrapunkte gibt es für ein gleichmäßiges Abnehmen der Beleuchtungsstärke nach unten, fleckenfrei Ausleuchtung und für eine nach unten - also im Nabereich - breiteren Abstrahlwinkel, der auf die Straße projeziert einen ungefähr rechtwinkligen Licht"kegel" ergibt. Für Autos sind zusätzlich noch assymetrischen Ausleuchtung und ähnliche Späße üblich.
Bei weitergehendem Interesse empfehle ich die Seite von Olaf Schultz: http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/ind ... eleuchtung Unter http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Gon ... g_neu.html kann man die Leuchtbilder und auch Ausleuchtungen von dudzenden Fahrradscheinwerfer miteinander vergleichen.
Fabi
PS: Für Mountainbikes, die sich im Wald und abseits der StVO bewegen, sind runde Optiken natürlich interessant, das ist aber nicht mein Thema.
PPS: Ein LED ganz ohne Optik? Wer schonmal in eine nackte LED geschaut hat, sollte sowas eigentlich nicht vorschlagen... Anekdote am Rande: Der E6 Reflektor hat hinten ein Loch, in dem normalerweise die Birne steckt. Ich hatte das nur mit einem durchsichtigen Stück Plastik zugeklebt. Prompt hat sich meinen Freundin beschwert man könne weder hinter noch neben mir fahren, weil die LED, auf die man direkten Blick hat (und das ist in dem Fall "nur" eine XR-E), zu sehr blendet.
Fahrzeugscheinwerfer und auch Fahrradscheinwerfer sind sehr anspruchsvoll was Optiken angeht. Um die Fahrbahn möglichst weit ausleuchten zu können, muss am oberen Rand ein Streifen mit möglichst hoher Leuchtstärke her, weil der Winkel mit dem dieses Leuchtband auf die Straße fällt, mit der Entfernung immer flacher wird und damit durch die Geometrie immer weiter verteilt wird. Ungünstigerweise muß die Lichtstärke darüber möglichst schnell auf Null gebracht werden um den Gegenverkehr nicht zu blenden. Rotationssymmetrischen Optiken sind hierfür also völlig ungeeignet.
Extrapunkte gibt es für ein gleichmäßiges Abnehmen der Beleuchtungsstärke nach unten, fleckenfrei Ausleuchtung und für eine nach unten - also im Nabereich - breiteren Abstrahlwinkel, der auf die Straße projeziert einen ungefähr rechtwinkligen Licht"kegel" ergibt. Für Autos sind zusätzlich noch assymetrischen Ausleuchtung und ähnliche Späße üblich.
Bei weitergehendem Interesse empfehle ich die Seite von Olaf Schultz: http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/ind ... eleuchtung Unter http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Gon ... g_neu.html kann man die Leuchtbilder und auch Ausleuchtungen von dudzenden Fahrradscheinwerfer miteinander vergleichen.
Fabi
PS: Für Mountainbikes, die sich im Wald und abseits der StVO bewegen, sind runde Optiken natürlich interessant, das ist aber nicht mein Thema.
PPS: Ein LED ganz ohne Optik? Wer schonmal in eine nackte LED geschaut hat, sollte sowas eigentlich nicht vorschlagen... Anekdote am Rande: Der E6 Reflektor hat hinten ein Loch, in dem normalerweise die Birne steckt. Ich hatte das nur mit einem durchsichtigen Stück Plastik zugeklebt. Prompt hat sich meinen Freundin beschwert man könne weder hinter noch neben mir fahren, weil die LED, auf die man direkten Blick hat (und das ist in dem Fall "nur" eine XR-E), zu sehr blendet.