LED BIKE Beleuchtung Seoul P4

[L Bosch]

Eine Optik, z.B. von Carclo aus dem Shop, ist meistens eine Kombination zwischen einem
Reflektor und einer Linse bzw. eines weiteren, halb reflektierenden, Reflektors.
Dabe wird am Rand der aus Acryl (/ Plexi-) glas bestehenden Optik die Totalreflexion des Körpers
zur Ablenkung ausgenutzt.

Ein Reflektor ist eine am besten parabelförmige "Schale", auf dessen Oberfläche das Licht der
LED nach vorne reflektiert wird. Am besten wäre dabei eine Punktförmige Lichtquelle. Damit ließe
sich bei einer unendlichen Länge des Reflektors perfekte parallele Strahlen erzeugen.
Das Problem bei Reflektoren ist aber die endliche Länge. Dadurch können immer nicht-parallele
Strahlen den Reflektor ohne jegliche Umlenkung verlassen.

Soweit die Physik, Reflektoren bestehen meist aus bedampften Aluminium oder Kunststoff.
Zur besonderen Robustheit wird meist vor dem Reflektor eine runde Kunststoffscheibe angebracht,
diese reduziert aber wie jedes undurchsichtiges* Material den Wirkungsgrad.

* (Wir reden hier von einer praktisch nicht erreichbaren absoluten Durchsichtigkeit.)

[christoph_b]

Also am besten die passende Optik verwenden, wenn diese so wie ich das verstanden habe beides vereint?

Hab noch eine Frage bzgl. KSQ:
Ich habe mich jetzt etwas in das Thema LED und KSQ eingelesen und bin am überlegen selbst eine KSQ zu bauen, nach dem
Prinzip der 2-Transistoren KSQ. Ist es möglich mit diese KSQ so zu bauen, dass ich die Lampe unterschiedlich hell leuchten
lassen kann (zwei Stufen würden mir reichen)?

lg

[L Bosch]

Eine Optik vereint beides, das stimmt.

Im Thema 7920 von Borax ist die 2-Transistor-KSQ näher beschrieben.

Für zwei unterschiedliche Ströme sind zwei unterschiedliche Shunt-Widerstände nötig. Diese
müssen einzeln zuschaltbar sein, nie zusammen. Die Folge wäre ein erheblich höherer Strom.

[christoph_b]

Ok, danke für die schnelle Antwort.
So habe ich mir das schon gedacht, also per Dreiwege-Schalter zwei verschiedene Shunt-Widerstände in den Stromkreis schalten.

lg

[christoph_b]

Hallo, ich habe noch einmal einige Fragen bzgl. 2-Transistoren KSQ im Eigenbau:

Ich möchte mit der KSQ eine Seoul P7 betreiben, d.h. ich benötige einen Strom von 2800mA.
Welche Bauteile benötige ich für diese KSQ, v.a. welche Transistroren, der eine müsste ja auf
jeden Fall ein Mosfet sein soweit ich das verstanden habe (müsste T2 sein), aber welche genau
kann ich da verwenden?
Der Shunt-Widerstand müsste ja meiner Meinung nach einen Widerstand von 0,25Ohm haben, um die
2800mA zu erreichen.
Den Vorwiderstand R1 kann ich anhand meiner Eingangsspannung berechnen. Die Spannung meiner Batterie
ist doch aber nicht als konstant anzunehmen, d.h. der Strom würde sich mit verändernder Spannung ändern, aber
dies hat doch auch Folgen auf den Strom den T2 durchlässt und damit auch wie viel die LED abbekommt, oder?
Was ich auch noch nicht verstanden habe ist, warum ich einen Drop von lediglich 0,7V habe und nicht 1,4V, da an
beiden Transistoren eine Spannung von 0,7V anliegen muss, damit diese leiten?

Freundliche Grüße

[Borax]

Du hast ja geschrieben, dass Du jetzt doch einen anderen Akku verwenden willst. Warum dann nicht gleich einen 'passenden' (mit etwa 14V)?
Serienschaltung der P7-CHIPs wäre wesentlich besser. Aber wenn Du es versuchen willst, dann als 2. Transistor den IRLZ34N verwenden und kühlen.

Den Vorwiderstand R1 kann ich anhand meiner Eingangsspannung berechnen. Die Spannung meiner Batterie
ist doch aber nicht als konstant anzunehmen, d.h. der Strom würde sich mit verändernder Spannung ändern, aber
dies hat doch auch Folgen auf den Strom den T2 durchlässt und damit auch wie viel die LED abbekommt, oder?

Nein, so stimmt das nicht... Der Vorwiderstand R1 sollte so gewählt werden, dass bei zwei bipolaren Transistoren (die eben stromgesteuert sind) der Transistor (T2) in der LED-Transistor-Shunt Strecke hinreichend Basis-Strom bekommt, damit er nicht aufgrund von zu niedrigem Basis-Strom schon den max. möglichen Kollektor-Emitter-Strom begrenzt. Damit der 'vernünftig' regeln kann, sollte hier mind. der 1.5fache anvisierte LED Strom fließen können, wenn T1 nicht da wäre.
Bei Mosfet als T2 spielt das (wie im Artikel schon erwähnt) keine Rolle, weil die spannungsgesteuert sind. Hier kann R1 auch sehr groß gewählt werden, da das nur darauf Auswirkungen hat, wie schnell der entsprechende Strom erreicht wird (wenn R1 z.B. 100k groß ist, kann es schon einige Millisekunden dauern bis der 'volle' Strom fließt).

Was ich auch noch nicht verstanden habe ist, warum ich einen Drop von lediglich 0,7V habe und nicht 1,4V, da an
beiden Transistoren eine Spannung von 0,7V anliegen muss, damit diese leiten?

Schau Dir den Schaltplan noch mal an... Die 0.7V bleiben am Shunt Widerstand R2 hängen. Der Transistor T2 (isb. wenn es ein Mosfet ist) kann theoretisch bis auf '0 Ohm' herunterregeln, so dass an dem gar keine Spannung verloren geht. Dann bekommt die LED die volle Betriebsspannung abzüglich der 0.7V von Shunt Widerstand. Das höhere Potential an der Basis von T2 (oder Gate bei einem Mosfet) ist ja quasi 'unabhängig' von demjenigen am Kollektor (oder Drain) von T2 (unabhängig natürlich auch nicht, es soll ja regeln, aber wenn man einen Mosfet mit sehr hohem Gate Threshold verwenden würde, dann wäre das Potential am Gate von T2 locker bei 5V und trotzdem wäre der Drop nur bei etwa 0.7V wenn z.B. zwei LEDs mit 3.5V Flussspannung in Serie an 7.8V Versorgungsspannung laufen würden...)

Der Shunt-Widerstand müsste ja meiner Meinung nach einen Widerstand von 0,25Ohm haben, um die
2800mA zu erreichen.

Ja, theoretisch schon (und 4W!). Aber bei so niedrigen Werten wirst Du vmtl. den genauen Wert experimentell bestimmen müssen. Je nach Bauteil-Toleranzen (z.B. Stromverstärkung und minimale Basis-Emitter-Spannung von T1) kannst Du mit ca. 10% Abweichung rechnen (die KSQ regelt trotzdem recht genau, aber eben z.B. auf genau 2550mA oder 2980mA oder auch zufällig genau auf 2800mA). Außerdem hat auch der Mosfet einen minimalen Widerstand (beim IRLZ34 etwa 0.08Ohm) dadurch steigt der Drop etwas an.
Prinzip-Schaltung so wie hier: viewtopic.php?p=98916#p98916, aber R1=1KOhm und direkt mit +5V (bei Dir dann +4.8V) verbunden.

[christoph_b]

Danke erst mal für die ausführliche Antwort. Puhhh ist doch wesentlich komplexer die ganze Angelegenheit. Ich glaube ich
werde meine erste Lampe mit einer gekauften KSQ betreiben, bevor ich meine P7 zerstöre.

Also wenn ich richtig verstanden habe, dann ist der Widerstandswert R1 relativ egal, so lange ich einen Mosfet verwende
und genügend Basisstorm an T2 zur Verfügung steht, dass auf der Kollektor-Emitter Strecke genügend Strom fließen kann.
Ist die Eingangsspannung jetzt prinzipiell egal, also kann nach Abzug des Drops auch noch eine größere Spannung zur
Verfügung stehen, als die Flussspannung der LED? Weil du geschrieben hast, dass Mosfets spannungsgesteuert sind?
Ich hätte jetzt als Akku einen vier (insofern die Spannung genügt) oder fünf zelligen eneloop von Sanyo verwenden.

Die P7 Chips in Reihe schalten geht nicht, weil die in der LED direkt schon parallel geschalten sind.
Zum ersten mal ausprobieren, werde ich wohl dann eher eine KSQ für eine Seoul P4 bauen, da ist es nicht so schlimm wenn die
LED kapput geht, weil meine KSQ nicht passt.

lg

[Borax]

Also wenn ich richtig verstanden habe, dann ist der Widerstandswert R1 relativ egal, so lange ich einen Mosfet verwende

Ja. Genau.

und genügend Basisstorm an T2 zur Verfügung steht, dass auf der Kollektor-Emitter Strecke genügend Strom fließen kann.

Nein. Ein Mosfet hat keine Kollektor-Emitter Strecke, sondern eine Drain-Source Strecke. Spannungsgesteuert heißt genau, dass sobald genug Spannung an Gate anliegt (wobei dann eben kein Strom mehr fließt!), der Mosfet 'durchschaltet'. Es fließt im Gegensatz zum bipolaren Transistor kein 'Basis-Strom' von Gate nach Source. Gate-Source ist eher wie bei einem Kondensator, wo ja auch die beiden Pole elektrisch voneinander isoliert sind.

Ich hätte jetzt als Akku einen vier (insofern die Spannung genügt) oder fünf zelligen eneloop von Sanyo verwenden.

Vier Zellen reichen, aber bei 2800mA natürlich nicht lang (ca. 45 Minuten und fünf Zellen würden genauso lange halten - es wird nur mehr Spannung verheizt)

Die P7 Chips in Reihe schalten geht nicht, weil die in der LED direkt schon parallel geschalten sind.

Ok. Dann geht das natürlich nicht. Doch besser die Cree MC-E verwenden?

Zum ersten mal ausprobieren, werde ich wohl dann eher eine KSQ für eine Seoul P4 bauen, da ist es nicht so schlimm wenn die LED kapput geht, weil meine KSQ nicht passt.

Wenn Du das alles sauber aufbaust und vorsichtig testest, kann da nichts schiefgehen. Sehr wichtig ist auch die hinreichende Kühlung der LEDs und wenn man mit so großen Strömen wie 2.8A arbeitet, auch die Kühlung des Mosfets.
Bei 4 voll geladenen eneloop Zellen dürfte bei knapp 3A Last etwa eine Spannung von 5.2V anliegen. Wenn die LEDs 3.5V brauchen, der Shunt 0.7V verbrät, dann bleibt am Mosfet etwa 1V hängen, was bei knapp 3A eben auch knapp 3W bedeutet.
Diese 3W Heizleistung müssen 'weggekühlt' werden.

[christoph_b]

Ok, dann werde ich das ganze mal ausprobieren und mich mit zunächst Widerständen >0,25 Ohm an die max.
Stromstärke rantasten.

Welcher Transistor ist als T1 empfehlenswert? Der im Thread ursprünglich angegebene?

[Borax]

Da kannst Du irgendeinen kleinen NPN Transistor nehmen. Ob das jetzt BC546 (A/B/C) oder BC337/338 ist oder auch ein 2N2222 spielt praktisch keine Rolle. Bei so hohen Strömen ist auch die 'Verkabelung' sehr wichtig. Dünne und/oder lange Drähte (siehe Sailors Grundlagen Artikel: viewtopic.php?p=91934#p91934 ) sowie nicht hochstrom geeignete Steckkontakte solltest Du vermeiden, weil die ganz schnell mal Widerstände von 0.1 Ohm oder mehr haben. Das ist dann schon ähnlich viel Widerstand wie der Shunt...
Das gleiche gilt auch für die Batteriehalterung. Die üblicherweise bei C/R/P verkauften 'Billig-Halter' für AA-Zellen haben oft Übergangswiderstände im 0.x Ohm Bereich (mit x > 1), so dass man da eigentlich keine Ströme von mehr als 1A 'rausziehen' kann, weil sonst gleich mal 1V Spannung an den Übergangswiderständen des Batteriehalters verbraten wird.

[christoph_b]

Ok werde ich machen.
Ich habe jetzt als T1 einen BC337 gekauft. Beim Händler um die Ecke gabs allerdings keinen IRLZ34N sondern
nur einen IRFZ44N, ist dieser Transistor auch geeignet? Den Mosfet muss ich ja wie einen bipolaren Transistor
in meine Schaltung einbauen, nur, dass Gate=Basis Drain=Kollektor UNd Source=Emitter ist, oder?

[christoph_b]

Hallo,
hab noch mal eine Frage bzgl. Akku. Warum wird denn bei (nahezu) allen LED-Taschen- oder Fahrradlampen
ein Liion und nicht eine LiPo Akku verwendet?

[Borax]

Den Mosfet muss ich ja wie einen bipolaren Transistor
in meine Schaltung einbauen, nur, dass Gate=Basis Drain=Kollektor Und Source=Emitter ist, oder?

Ja, im Prinzip schon. Aber bitte auf die Anschlussbelegung achten! Viele denken bei Mosfets dass ähnlich wie beim bipolaren (Klein-)Transistor (bei den Leistungs-Transistoren stimmt es ja auch nicht) mittlerer Pin=Gate (=Basis) ist. Das ist aber nicht so. Ein Blick ins Datenblatt hilft hier: http://www.irf.com/product-info/datashe ... rfz44n.pdf

Der IRFZ44 ist nicht so gut geeignet, da er eine erheblich höhere Gate Threshold Voltage von 2-4V hat (der IRLZ34N hat nur 1-2V). Bei der geringen Spannung von knapp 5V könnte es sein, dass der IRFZ44 'nicht ganz durchschaltet', also bei niedriger Spannung (Akkus nicht mehr ganz voll) den Strom stärker begrenzt als erwünscht (=> die 2.8A sind nicht mehr erreichbar). Kommt auf einen Versuch an.

Wegen Akku: Keine Ahnung... Die LiIon sind AFAIK etwas 'zyklenfester'; bei LiPo nimmt die Kapazität ja meist schon nach 50 Ladungen merklich ab.