LED-Rücklicht am Motorrad

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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razory314
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Fr, 22.04.11, 11:37

Hallo,

ich hab mich ein wenig in die Materie eingelesen und bin gerade dabei, ein Rücklicht für das Motorrad meines Bruders zu bauen. Das Problem bei der Sache ist, dass die insgesamt 14 LED's Standlicht und Bremslicht mit übernehmen sollen, also immer leuchten und wenn er bremst stärker leuchten. Dazu hab ich auch schon einen Schaltplan entwickelt. Das genaue mach ich noch, ich muss nur erst einmal wissen ob dies so geht.

Meine Fragen dazu:
1. Geht die Schaltung insgesamt? Die Spannungsregler 7812 brauch ich für eine konstante Spannung.
2. Wenn er bremst, dann sollen sie ja stärker leuchten. Wenn ich sie allerdings so schalte wie in der Schaltung, kommt doch zusätzlich
Strom auf die LEDs. Als
o muss ich den Standlichtkanal ausschalten, aber wie?
3. Werden die Dioden benötigt? Und wenn ja haben die eine Dropspannung oder so?

Legende zum Schaltplan:

Vst .... V+ vom Standlicht
Vbr .... V+ (Signal) vom Bremslicht
GND ... Masse

Ich wäre euch sehr verbunden wenn ihr mir helfen könntet. Danke im Voraus!

LG Tom
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Borax
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Fr, 22.04.11, 22:06

Mal abgesehen von der üblichen Anmerkung zur Straßenverkehrsordnung (Beleuchtungsumbau ist nicht zulässig), ein paar Anmerkungen...
Ein 7812 ist ein eher 'schlechter' Regler. Da gibt es Low Drop Varianten die viel weniger Strom für sich selbst beanspruchen (z.B. LM 2940 CT12).
Ist die Anzahl LEDs irgendwie festgelegt? Ansonsten gibt es IMHO keinen Grund für verschiedene LED Stränge (3 LEDs bzw. 4 LEDs). Bei roten LEDs gehen wahrscheinlich auch 5 in Reihe, so dass mit 3 Strängen a 5 LEDs die ideale Lichtausbeute erzielt werden kann. Das hängt aber auch von den verwendeten LEDs ab. Anstatt dem Regler würden es auch einfache lineare KSQ Schaltungen tun.
Zur Schaltung... Es reicht, wenn die LEDs mit Vorwiderstand1 im 'normal-Modus' betrieben werden, und ein weiterer Widerstand parallel zum 'normalen' Vorwiderstand per Relais zugeschaltet wird. Allerdings braucht man dann ggf. mehrere Relais.
Etwa so wie hier:
viewtopic.php?p=141528#p141528
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strenter
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Fr, 22.04.11, 22:26

Wenn überall gleich viele LEDs eingesetzt werden würden dann könnte man sich die Dioden zum Entkoppeln sparen weil dann ja überall ungefähr die gleiche Spannung vorhanden wäre. Und natürlich verursachen die Dioden einen Spannungsabfall von ca. 0,6V. Die Widerstände müssen dann nur noch auf 0,6V weniger ausgelegt werden. ;)
Ich denke ähnlich wie Borax über die Anzahl der LEDs, aber das wird wohl designbedingt sein? Bei einem zweiten freien Relaiskontakt könntest Du die zuschaltbaren Widerstände jeweils bei den 4 in Reihe und den 3 in Reihe seperat schalten und dir so die Entkoppeldioden sparen.
Einen zweiten 12V-Spannungsregler brauchst Du aber nicht.
Abgesehen von der Tatsache dass der 7812 einiges an Drop hat... Da kommst Du wahrscheinlich mit einem 7809 stabil auf 9V, nicht aber mit einem 7812 auf 12V.
razory314
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Fr, 22.04.11, 22:56

erstmal danke für die Antworten ;)

also: ja, die 3-4-3-4 (14) LEDs sind designbedingt :D und ist kein UMbau ;)

@strenter: wie meinst du das mit dem 2. freien Relaiskontakt? hat doch 2x Masse + 1x Eingang V+ + 1x Ausgang V+ oder?

@Borax: meinst du mit KSQ konstantSTROMquelle oder konstantSPANNUNGSquelle? und zu dem schaltplan: was macht der mit der Entstördrossel?
bei mir ist das mit dem Relais ja einfach nur umgedreht :D
ok, kein 7812... bööööse^^
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strenter
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Fr, 22.04.11, 23:27

Ich habe mir mal die Freiheit genommen Deinen Plan entsprechend zu ändern. Die Linien treffen leider nicht genau, aber ich denke es ist sichtbar was ich sagen will. Also bitte nicht an nicht korrekt verbundenen Linien stören:
Picture 16.png
Picture 16.png (30.47 KiB) 8381 mal betrachtet
Die beiden Kontakte sind vom gleichen Relais, schalten also beim Bremsen. An den jeweils zusammengeschalteten Widerständen herrschen dank der jeweils gleichen Anzahl von LEDs die gleichen Spannungsbedingungen bei geöffneten Relaiskontakten, weshalb in dieser Situation kein Strom durch die Widerstände fließt und die Schaltung an sich nicht beeinflußt wird. Bei geschaltetem Relais sind die zusätzlichen Widerstände einfach den Vorwiderständen parallel geschaltet und sorgen so für erhöhten Stromfluß. Für die 3-LED-Version müssen andere Widerstände genommen werden als für die 4-LED-Version.
razory314
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Fr, 22.04.11, 23:50

achso meinst du das... danke^^ ja jetz hab ich's verstanden. :D

aber was nehm ich jetz, um die spannung konstant zu halten? und wie berechne ich die widerständsgrößen?

LG Tom
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strenter
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Sa, 23.04.11, 01:03

Widerstand ist einfach. Über den Spannungsregler können Dir andere besser Auskunft geben.

RV3 = ?
RV3p = ?
RV4 = ?
RV4p = ?

Nehmen wir mal an:
Betriebsspannung: UB = 12V
Strom Standlicht: ISt = 20mA
Strom Bremslicht: IBr = 50mA
Spannung an LED bei 20mA: ULED20 = 2,5V
Spannung an LED bei 50mA: ULED50 = 2,7V

Ich rechne einfach mal die 4-LED-Version durch, also: n = 4

RV4 = ( UB - ( ULED20 * n ) ) / ISt = ( 12V - ( 2,5V * 4 ) ) / 20mA = 100 Ohm
RV4g = ( UB - ( ULED50 * n ) ) / IBr = ( 12V - ( 2,7V * 4 ) ) / 50mA = 24 Ohm

RV4g ist der Widerstand bei dem 50mA fließen. Um herauszufinden welcher Widerstand parallel zu RV4 geschaltet (RV4p) werden muß um RV4g zu erreichen bietet sich folgende Formel an:
RV4p = 1 / ( ( 1 / RV3g ) - ( 1 / RV3 ) ) = 1 / ( ( 1 / 24 Ohm ) - ( 1 / 100 Ohm ) ) = 31,58 Ohm

Ein Blick in die Widerstandsreihe sagt uns, dass 33 Ohm nah genug liegt.

Du solltest noch die notwendigen Mindestleistungen der Widerstände ausrechnen. P = R * I * I
Denke aber daran - wenn Du korrekt rechnen willst - dass durch den 33 Ohm Widerstand keine exakten 30mA fließen. Für überschlägiges Rechnen reicht aber 30mA als Annahme aus. ;)
Dann ist natürlich noch der 3-LED-Teil zu berechnen.

Achtung! Die ganze Rechnung mußt Du natürlich nochmal machen wenn Du die exakten Parameter der eingesetzten LEDs weißt. Die Rechnung wurde mit aus der Luft gegriffenen Werten durchgeführt!

[edit]
Apropos: Du kannst Dir den zweiten Relaiskontakt sparen (und auch jegliche Diode!) wenn Du jeweils 4 LEDs in Reihe schaltest (also 8 pro Rücklicht), aber nur je 7 pro Rücklicht sichtbar verbaust. Die jeweils achte kommt dann einfach mit auf die Platine (Kontrollleuchte) oder wird mit einem Stück Schrumpfschlauch überzogen damit sie kein Licht abgibt. ;)
Mehrkosten: Marginal (2 LEDs)
Vorteil: Je 4 mal gleiche Widerstände, dadurch exaktere Lichtmenge der Einzelstränge zueinander.
Mehrverbrauch: Nicht vorhanden, da das was die Phantom-LED an Leistung verbraucht nicht mehr am Widerstand verbraten werden muß.
Borax
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So, 24.04.11, 09:50

meinst du mit KSQ konstantSTROMquelle oder konstantSPANNUNGSquelle? und zu dem schaltplan: was macht der mit der Entstördrossel?
Drossel und Transildiode sind 'Schutzbeschaltung' für die problematische Spannungsversorgung (KFZ/Motorrad).
Siehe hier:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendiu ... q.htm#F.23
Ich meinte Konstantstromquelle. Für die 4 Stränge die bei Aufbau mit Konstantstromquellen keinen 12V Regler erfordern und auch bei gemischter Beschaltung 3/4 LEDs immer die gleiche Lichtmenge (weil eben Konstantstrom) liefern, wäre allerdings ein 4xUm Relais erforderlich. Man könnte es auch ganz ohne Relais aufbauen, aber dann sind halt noch ein paar mehr Transistoren und Widerstände erforderlich. Falls Du dafür einen Schaltplan willst, sag Bescheid.
razory314
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So, 24.04.11, 17:37

Ich werde also 4 LEDs nehmen, um die Sache ein wenig zu vereinfachen :D
Wenn man das so durchliest, sieht man dass das gar nicht so einfach ist... wenn die Spannung kurz sogar bis 100 V hochgeht. Ja, ein Schaltplan wäre sehr hilfreich... ich hab auch ein kleines Platzproblem (Motorrad^^) und da kommt das mit den Transistoren sehr passend :) Ich weiß wie eine KSQ mit Transistoren aufgebaut ist (und verstanden hab ich's auch xD ), allerdings versteh ich nicht wieso dann auch die Spannung gleich bleibt bzw die dann keinen Spannungsregler benötigen...

nochmals vielen dank an euch, echt super ;) da wird das was mit der Beleuchtung ^^
Borax
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So, 24.04.11, 22:54

Ich weiß wie eine KSQ mit Transistoren aufgebaut ist (und verstanden hab ich's auch xD ), allerdings versteh ich nicht wieso dann auch die Spannung gleich bleibt bzw die dann keinen Spannungsregler benötigen...
Eines von beidem kann nicht stimmen: Entweder Du hast verstanden wie eine Transistor-KSQ funktioniert, dann bräuchtest Du nicht zu fragen warum dann kein Spannungsregler erforderlich ist, oder Du hast es noch nicht verstanden...
Hier mein 'Grundlagenartikel' zur Transistor KSQ:
viewtopic.php?f=31&t=7920

Schaltplan:
LED_Motorad1.png
Wegen Platzproblem... Wenn Du es Dir zutraust, kannst Du die Schaltung auch mit SMD Bauteilen aufbauen.
razory314
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Mo, 25.04.11, 22:13

ich habs mir nochmal durchgelesen... jetz hab ichs verstanden ;)

Vielen vielen Dank für den Schaltplan! echt cool, danke ;)

ne soo schlimm ist es nicht, lediglich mit den Relais wäre es etwas problematisch gewesen... aber so ist das super ;)

so morgen gehts zu mükra, die Transistoren und widerstände holen ;)

achso: sind die widerstandwerte nur so oder berechnet?
Borax
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Di, 26.04.11, 09:38

Teils teils...
Berechnet sind sie eigentlich alle, aber die Widerstände R2/R5 bzw. R4/R6... sind so berechnet, dass als 'normal' Betrieb ein Strom von etwa 20mA fließt und mit 'Bremslicht' knapp 50mA. Ob das für Deine LEDs passt, weiß ich natürlich nicht, weil Du uns bisher keine Betriebsdaten zu den verwendeten (oder anvisierten) LEDs gegeben hast.
razory314
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Di, 26.04.11, 12:47

ok.... also ich nehm ganz "normale" (sind schon sehr hell^^), klare 5mm LEDs. Das heißt ca. 2.5 V. Für Stromstärke hab ich ein wenig ausprobiert - Für Bremslicht gehen 50mA, allerdings mit dem Standlicht... das sieht noch zu gleich aus mit 20mA. Auch mit 15 mA sah es noch gleich aus... Bei 5mA hab ich nen Unterschied gesehen. Ich weiß allerdings nicht, ob das dann zu schwach ist. Oder würdet ihr ganz andere LEDs nehmen?
Borax
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Di, 26.04.11, 15:17

...also ich nehm ganz "normale"...Für Bremslicht gehen 50mA
Dann sollten wir aber bitte erst mal klären, ob diese LEDs auch 50mA 'vertragen'. Nicht dass Du jetzt da viel Arbeit rein steckst und dann brennen die LEDs durch, weil Du mal länger auf der Bremse stehst...
Empfehlen würde ich die Nichia Superflux:
http://www.leds.de/Standard-LEDs/SuperF ... -Rc-R.html
Die vertragen definitiv 50mA. Für das Standlicht würde ich dann etwa 10mA vorsehen. AFAIK werden ja für das Standlicht üblicherweise 5W Glühbirne und für das Bremslicht 21W verwendet. Falls Du gerade versuchst die Helligkeit beim direkten Blick auf die LED zu beurteilen, das geht fast nicht, weil die auch mit 5mA eben schon so stark blenden, dass der Unterschied zu 50mA sehr klein wirkt. Besser damit die Wand an leuchten und dann den Unterschied beurteilen...
7 normale rote 5mm LEDs (die typischerweise im Kurzzeitbetrieb mit max. 25mA betrieben werden) sind eigentlich zu schwach.
Die Lichtausbeute dürfte etwa einer 5W Glühbirne entsprechen.
razory314
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So, 29.05.11, 17:15

wahnsinn, ich habs mal geschafft das zusammmen zu bauen, und mal wieder zu schreiben. Ich frag mich folgendes:

1. Der Standlichtstrom (20mA) ist noch zu hoch. welchen widerstand muss ich ändern (will ca 15 mA haben). wenn ich jeweils den mit 4.7k größer mach, hab ich ja weniger, aber bei 6,6k kommt gar kein licht mehr raus...

2. ist das mit den widerständen bei 3 und 4 LEDs gleich? also egal ob 3 oder 4, die widerstände bleiben gleich?

3. wie wichtig ist die Transildiode? muss ich sie einbauen oder kann ich sie auch weglassen?

danke schonmal im voraus,

MfG Tom
Borax
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So, 29.05.11, 21:23

wahnsinn, ich habs mal geschafft das zusammmen zu bauen
Gratuliere!
Der Standlichtstrom (20mA) ist noch zu hoch.
Wenn das Bremslicht so bleiben soll, dann nur die Widerstände R5/R6/R13/R14 von 18Ohm auf ca. 27Ohm erhöhen. Die 4.7K nicht ändern!
ist das mit den widerständen bei 3 und 4 LEDs gleich? also egal ob 3 oder 4, die widerstände bleiben gleich?
Ja. Nochmal lesen: viewtopic.php?f=31&t=7920
wie wichtig ist die Transildiode? muss ich sie einbauen oder kann ich sie auch weglassen?
Du kannst sie weglassen. Die Schaltung funktioniert auch ohne. Aber wenn irgendein Relais oder die Zündspule oder was auch immer Dir eine Spannungspitze erzeugt und daraufhin die Transistoren und LEDs kaputt sind, dann darfst Du Dich halt nicht beschweren.
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