Obduktion: Lumotec IQ fly von innen ;-) - Elektronik rund ums Bike


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AntoineAden 25.11.2007 16:00
Nachdem ich wochenlang auf der Suche nach wirklich brauchbaren Scheinwerfern war, hatte ich vor kurzem die Chance, einen Fly IQ (ohne Sensor, Standlicht, Schalter) bei Räderwerk in Hannover zu ergattern. Die übrigen Modelle haben erheblich Lieferzeit, hieß es bei verschiedenen Radläden.
Zwischenzeitlich hatte ich verschiedene Selbstbaulösungen studiert, die mich zu Experimenten mit einer Penny-Stirnleuchte mit radialsymmetrischer Optik (vermutlich Luxeon 1 W mit 6-10° Spot) führten.
Die Fly IQ verfügt über eine mir bis dahin unbekannte Helligkeit und gleichmässige Lichtverteilung in dem Bereich, den ich mit meinem Liegerad (Ostrad Adagio) benötige. Dabei wird mittels einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze eine Ausleuchtung fast ohne Blendung des Gegenverkehrs erreicht.

Neugierig auf die Technik und die tatsächlichen Leistungsdaten testete ich die Leuchte an einem 6V-Bleiakku (tats. Spannung 6,4 - 6,6 V). Stromaufnahme: 150 mA bei 6,4 Volt, 180 mA bei 6,7 Volt.

Was bedeutet das für die Reserven, die in der LED-Technik stecken? Geht es noch viel heller? Was "sagt" das Rücklicht zur "großzügigen" Überlassung von Mehrleistung?

Nach einigen nächtlichen Versuchen und leider vor der Montage des Scheinwerfers am Rad fiel er mir leider aus der Hand und auf den heimischen Holzfußboden, Resultat: Abgesprungene Klarglasabdeckung mit kleinen Abplatzungen. Daher war die Hemmschwelle zum Zerlegen des Teils nur noch gering, siehe anliegende Fotos:

Der in den Zuleitungen der Leuchtdiode gemessene Strom betrug (bei 6,4 V außen an den Scheinwerfer-Pins) nur 250 mA. Wer hat Ideen zu weiteren Leistungssteigerungen?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Die Elektronik wird wohl die Spannung von 6V auf die LED-typische 3,7V heruntertransformieren und wohl auch auf die 250mA begrenzen. Da wäre wohl was zu machen.
Wo du aber sofort an die Grenzen stoßen wirst ist die Abfuhr der zusätzlichen Wärme. Da ist bei solchen Konstruktionen nicht sehr viel zu machen.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
JuergenH
Die Elektronik wird wohl die Spannung von 6V auf die LED-typische 3,7V heruntertransformieren und wohl auch auf die 250mA begrenzen. Da wäre wohl was zu machen.
Wo du aber sofort an die Grenzen stoßen wirst ist die Abfuhr der zusätzlichen Wärme. Da ist bei solchen Konstruktionen nicht sehr viel zu machen.
Diese Platine, auf der die Diode sitzt, sieht so aus, als wenn sie rückseitig ein dünnen Metallblech hat, also einen rudimentären Kühlkörper. Wenn man da noch ein etwas dickeres Blech dazwischenbekäme und dies nach außen an einen richtigen Kühlkörper führt, müßte man doch eine gute Wärmeableitung hinbekommen. Und das wäre eine gute Grundlage um aus der LED noch mehr Leistung herauszukitzeln. Das 3-4fache müßte doch machbar sein, oder?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Ja, Hauptsache nach außen an den Fahrtwind, der hat bisher alle Kühlprobleme gelöst. Aber damit hast du das Gehäuse wahrscheinlich kaputt-designt.

Ahh- da fällt mir ein: hab am Freitag ein altes Motherboard gesehen mit einer Heatpipe, so etwas wäre eine mögliche Lösung.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Die Lampe verfügt schon über ein (innenliegendes) Kühlblech: siehe Foto Nr. 4 (ganz links) und Nr. 5 (ganz links oben). Dieses wird auch gut handwarm (nach ein paar Minuten im offenen Zustand).
Besser wäre vielleicht ein Alu-Lampengehäuse als Kühlfläche gewesen....

Fragt sich, wie die eingebaute Elektronik zu modifizieren wäre, um wenigstens die Nennleistung eines Frontscheinwerfers von 2,4 W bei 6 Volt (=> 400 mA) auszunutzen...?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Wenn die Elektronik ein Schaltregler ist, so wird sie vermutlich den Strom der LED über einen Widerstand messen. Den Wert anpassen (wahrscheinlich niedriger, damit mehr Strom bei gleichem Spannungsabfall fließt) und hoffen, dass die Spule damit klarkommt.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
So etwas nennt sich Reverse Engineering und wird nur im Notfall bei alten Geräten angewendet. Dazu braucht man die Platine mit lesbaren Teilebezeichnungen. Nicht immer einfach.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Hallo,

Laut Andreas Oehler arbeitet der Schaltregler im IQ fly als Stromverdoppler
S. hier: http://www.fahrradzukunft.de/fz-0704/0704-05.htm (ganz runter srcollen ).

Für Lampen mit Einzel LEDs ein interessanter Ansatz die Strombegrenzung des Dynamos zu umgehen. Je nachdem, wo die Stromaufnahme abgegriffen wurde, könnte an der LED das doppelte anliegen. Um das zu verifizieren, müsste man mal die Stromaufnahme der LED messen.

Gruß
Raymund
AntoineAden 25.11.2007 16:00
raymund
Hallo,

Laut Andreas Oehler arbeitet der Schaltregler im IQ fly als Stromverdoppler
S. hier: http://www.fahrradzukunft.de/fz-0704/0704-05.htm (ganz runter srcollen ).
Wenn der Stromverdoppler 1.200 mA an 3,6 V bringt, würde die LED mit der vollen Leistung laufen. Das kann ich kaum glauben, denn sie erreicht dieselben 40 Lux wie der IXON Akkuscheinwerfer - und der braucht nur ca. 1 W. Oder mache ich da einen Denkfehler?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Ich hoffe doch, dass Andreas Oehler keinen Mist gemessen hat.
Vielleicht kann ich mal jemand solch ein Ding näher anschauen, der sich mit der Materie besser auskennt.

Den IQ fly mit einer Cree R2 getunt und mit Nennstrom betrieben würde ja bedeuten, mit einer LED das Licht einer 20W Halogenlampe zu erzeugen.

Gruß
Raymund
AntoineAden 25.11.2007 16:00
eine Cree?
die haben da eine Cree drinnen?
:confused:
Hätte nicht gedacht dass sich das ausgeht, eine Rebel hätte mich weniger überrascht.

Was kanst Du tun? Elektronik komplett raus und die Led direkt mit dem MOSFET Gleichrichter betreiben.
(das bringt übrigens mit meinen untechnischen Versuchen das beste und ist so ziemlich das einfachste und kleinste. Normaler Gleichrichter oder Spannungsverdoppler oder Schotty-Dioden - ist alles in jedem Geschwindigkeitsbereich schlechter gewesen)

idealerweise klebst Du hinten auf die schwarze Trägerplatte ein Alublech, machst nen Schlitz dafür ins Gehäuse und führst es nach außen, damit dort die Wärme im Fahrtwind abgebaut werden kann. Außen 2*daumennagelgroß wird reichen

PS: zum Kleben von dem ganzen Kunststoffzeug versuch am Besten Methylenchlorid zu bekommen. Gibts in den "Modellbauschops" bei Technikunis und ähnlichem


PPS: vor dem MOSFET hier im Forum, hatte ich auch mit der Verdopplerschaltung herumgetan. Eigentlich leuchteten die Led damit nur ein klein wenig früher als mit nem normalen GL, mehr Strom floss da aber im Endeffekt nie (mehr als die ~650, die vom Dyno kamen, mit allen Gleichrichtereien)
AntoineAden 25.11.2007 16:00
yellow_ö
eine Cree?
die haben da eine Cree drinnen?
:confused:
Hätte nicht gedacht dass sich das ausgeht, eine Rebel hätte mich weniger überrascht.
Da ist definitiv eine Cree drin. Die hat ja nun ein sehr markantes Aussehen. Ich finde den Scheinwerfer auch sehr hell, selbst mit angeschlossenem Rücklicht. Würde gerne mal mit einer Ixon IQ vergleichen, aber ich denke, Oehler hat keinen Mist gemessen dazu ist er zu akribisch.

yellow_ö
Was kanst Du tun? Elektronik komplett raus und die Led direkt mit dem MOSFET Gleichrichter betreiben.
(das bringt übrigens mit meinen untechnischen Versuchen das beste und ist so ziemlich das einfachste und kleinste.
Der Wirkungsgrad wird steigen, aber die Lampe wird dann wohl deutlich dunkler. Warum sollte man das tun?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
das war keine Frage, eher ein überraschter Ausruf (ne Cree erkenne ich nämlich auch)
(schließlich hatten wir alle ja einige Wochen lang geraten, was denn da drinnen sein wird und alle an eine Rebel gedacht.
:D

wenn die Elektronik der Led nur 240 mA schickt, dann bekommt sie mit dem Ausbau der unnützen, die Leistung beschneidenden Schaltung voll die 600-700 mA vom Dyno - da brennt das Teil dann ganz nett.

Nachdem (eigene Erfahrung mit einem Dyno der sowas eingebaut hatte) die Regelung für sehr geringe Geschwindigkeit keine Vorteile gegenüber dem MOSFET hat ...
Bei höherer Geschw. ist die Spannungsverdopplung sowieso schlecht, weil unnötig.

PS: einen Versuch wert wären 2 Rebel ganz nahe nebeneinander. Der Dyno treibt beide locker an und möglicherweise geht sichs in der Führung dieser Montageplatte aus. Doppelt so hell. Die Auswirkungen aufs Leuchtbild können nur geahnt werden

PPS: ich merke gerade, das ich da was vermixt habe: ging von einer Spannungsverdopplerschaltung aus. Gibts nen Bauplan von der Stromverdopplerschaltung in dem Link (finde nichts)
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Also lt. A. Oe. wird die LED mit dem doppelten Dynamo-Strom befeuert. Schaltplan hat noch niemand reverse-engineered. Allerdings hat die Schaltung wohl eine Eigenheit: wenn man sie mit Gleichspannung versorgt, kommt nur ganz wenig Strom an (da könnten die 250mA hinkommen) und die Lampe funzelt nur dunkel vor sich hin. Hat anderswo mal jemand ausprobiert - ich wars nicht.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
raymund
...Laut Andreas Oehler arbeitet der Schaltregler im IQ fly als Stromverdoppler
S. hier: http://www.fahrradzukunft.de/fz-0704/0704-05.htm (ganz runter srcollen ).

Für Lampen mit Einzel LEDs ein interessanter Ansatz die Strombegrenzung des Dynamos zu umgehen. Je nachdem, wo die Stromaufnahme abgegriffen wurde, könnte an der LED das doppelte anliegen. Um das zu verifizieren, müsste man mal die Stromaufnahme der LED messen.

Gruß
Raymund
... das entspricht ja in etwa meinen Strommessungen (o.k., Con...-Multimeter für 30 Eur) in der Lampenzuleitung ca. 140 mA, in der LED-Zuleitung ca. 250 mA....

Da frage ich mich doch, wie durch "Optimierung" der recht aufwendigen Platine bezüglich der Stromregelung noch einiges mehr herauszuholen ist (siehe Beitrag von strassikowski)
AntoineAden 25.11.2007 16:00
dann stimmt was mit Deinem Dyno nicht ... der liefert einfach zu wenig Strom

dass die Led ca. 1/3 mehr Strom bekommt, da an der Schaltung ca. 1/3 mehr Spannung anliegt, ist nämlich ganz ok.


ich würde erstmal den Dyno auf Vordermann bringen und dann auf die aufwändige Regelung pfeifen (und tue das auch bei den Stadtschlampen, funktioniert alles noch)
PS: jetzt lese ich von der Stromverdopplung in dem Artikel, leider kein Schaltplan. Einziger Gedanke: bei einer gekauften Lampe würd ich das nie machen. Noch nie hab ich da was gesehen, das die Hitze der "nur" 600 mA im Direktbetrieb vernünftig ableitet - ist ja alles nur Plastik mit zu kleinen Kühlflächen und keine geht nach außen
AntoineAden 25.11.2007 16:00
yellow_ö
dann stimmt was mit Deinem Dyno nicht ... der liefert einfach zu wenig Strom

dass die Led ca. 1/3 mehr bekommt, da an der Schaltung ca. 1/3 mehr Spannung anliegt, ist nämlich ganz ok.


ich würde erstmal den Dyno auf Vordermann bringen und dann auf die aufwändige Regelung pfeifen (und tue das auch bei den Stadtschlampen, funktioniert alles noch)
Hallo yello_ö, die Messungen fanden mittels eines PB-Akkus mit 6,4 - 6,7 Volt statt, also Gleichspannung (Spitzensp. = Effektivspannung)
Zunächst an den Lampenzuleitungen, dann an der (ausgelöteten) Diode mit Vorwiderstand.

Bei Dynamobetrieb wird da sicherlich noch etwas mehr herauskommen, wenn die 7V Wechselspannung gleichgerichtet werden...

(Der Nabendynamo ist ein D3HB-20 oder -30 in einem 20'' Vorderrad)
AntoineAden 25.11.2007 16:00
schmadde
Allerdings hat die Schaltung wohl eine Eigenheit: wenn man sie mit Gleichspannung versorgt, kommt nur ganz wenig Strom an (da könnten die 250mA hinkommen) und die Lampe funzelt nur dunkel vor sich hin. Hat anderswo mal jemand ausprobiert - ich wars nicht.
dieser Post vom schmadde bedeutet für Dich ein gewaltiges Problem.
Miss auch mal mit dem Dyno.
Wenn nämlich alles für Power im Akkubetrieb optimiert ist und die Schaltung dann mitm Dyno plötzlich die Led grillt, hilfts Dir auch nicht.

... testen, egal womit, ist ok, endgültiges Anpassen nur im endgültig angedachten Setup
(gibts hier keinen "Lehrer"-Smiley) :D
AntoineAden 25.11.2007 16:00
@AntoineAden: Ich glaube, Du verrenst Dich da. Miss doch mal mit Wechselstrom, die Schaltung hat eine Eigenheit, dass sie bei Gleichstrom nicht richtig funktioniert. Am Dynamo wird das Ding wohl selbst mit Rücklicht >800mA ziehen. Ich habs allerdings nicht selbst gemessen, wär schön, wenn Du das machen könntest, wo der Scheinwerfer eh schon offen ist. Bedenke: der Dynamo ist eine Stromquelle, die Spannung stellt sich von selbst ein, er verhält sich völlig anders als eine Spannungsquelle, Du kannst das nicht mit einem Akku simulieren.

Ich teile allerdings yellows Bedenken wegen der Hitzeentwicklung. Bin mal gespannt wie lange mein IQ fly überlebt.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
schmadde
@AntoineAden: Ich glaube, Du verrenst Dich da. Miss doch mal mit Wechselstrom, die Schaltung hat eine Eigenheit, dass sie bei Gleichstrom nicht richtig funktioniert. Am Dynamo wird das Ding wohl selbst mit Rücklicht >800mA ziehen. Ich habs allerdings nicht selbst gemessen, wär schön, wenn Du das machen könntest, wo der Scheinwerfer eh schon offen ist. Bedenke: der Dynamo ist eine Stromquelle, die Spannung stellt sich von selbst ein, er verhält sich völlig anders als eine Spannungsquelle, Du kannst das nicht mit einem Akku simulieren.

Ich teile allerdings yellows Bedenken wegen der Hitzeentwicklung. Bin mal gespannt wie lange mein IQ fly überlebt.
An anderer Stelle wurde der Dynamo offenbar qualifizierter gemessen als von mir:
http://f21.parsimony.net/forum37385/messages/138647.htm

Für einen "normalen" Dynamo würde ich von einer selbsttätigen "Abregelung" über magnetische Sättigung der Stator-Bleche ausgehen (zumindest war es bei früheren Seitenläufern so). Die Stromquelle Dynamo wird von vielen Erfahrenen mit max. 500 - 600 mA Strom beschrieben.

Leider habe ich selbst keine Möglichkeit zur Wechselstrommessung mit Dynamo und irgendeiner Art gleichmäßiger Antriebsquelle fürs Vorderrad, daher meine Akku-Messungen....
AntoineAden 25.11.2007 16:00
also beim Vorderraddyno klemme mir mir das ganze Zeug (Messgerät, Led, Schaltungen und Krokoklemmendrähte) an den Lenker und fahre auf der Straße auf und ab
:rolleyes:
AntoineAden 25.11.2007 16:00
yellow_ö
also beim Vorderraddyno klemme mir mir das ganze Zeug (Messgerät, Led, Schaltungen und Krokoklemmendrähte) an den Lenker und fahre auf der Straße auf und ab
:rolleyes:
Hallo yellow_ö, heute habe ich mich mit meinem Rad auf vereistem Weg auf die 5 Buchstaben gelegt :-((

Da verzichte ich lieber auf den rollen(den)prüfstand ;)

Aber im Ernst: Mein Multimeter besitzt keinen Wechselstrom-Meßbereich und besäße es einen, wäre dieser sicher standardmäßig auf 50 Hz abgestimmt... bei Wechseldingsbums soll die Frequenz schon eine Rolle spielen (wg. der Induktivität), nun raten wir mal, wie diese bei einem 28''-Nabendyno in einem 20''-VR und Geschwindigkeiten von 0 - 30 km/h aussieht....
AntoineAden 25.11.2007 16:00
schmadde
Ich finde den Scheinwerfer auch sehr hell, selbst mit angeschlossenem Rücklicht. Würde gerne mal mit einer Ixon IQ vergleichen, ?
IXON IQ und Fly IQ werden beide von B&M mit 40 Lux angegeben - sollten als von der Helligkeit her identisch sein.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
AntoineAden
An anderer Stelle wurde der Dynamo offenbar qualifizierter gemessen als von mir:
http://f21.parsimony.net/forum37385/messages/138647.htm

Für einen "normalen" Dynamo würde ich von einer selbsttätigen "Abregelung" über magnetische Sättigung der Stator-Bleche ausgehen (zumindest war es bei früheren Seitenläufern so). Die Stromquelle Dynamo wird von vielen Erfahrenen mit max. 500 - 600 mA Strom beschrieben.

Leider habe ich selbst keine Möglichkeit zur Wechselstrommessung mit Dynamo und irgendeiner Art gleichmäßiger Antriebsquelle fürs Vorderrad, daher meine Akku-Messungen....
Der in Deinem Link hat aber auch nur mit Gleichstrom gemessen - die Messung ist also praktisch wertlos (für die Betrachtung am Dynamo). 500-600mA stimmt - bei typischerweise 6-7V (Spannung regelt sich je nach Widerstand). Die Elektronik im IQ fly macht aber aus 7,4V/500mA 3,7V/1000mA - so ganz grob jedenfalls, und nur wenn die Aussage von Oehler stimmt.

Wechselstrom-Mess-Equipment brauchst Du eigentlich nicht, wenn Du an der LED misst - dort kann ja nur Gleichstrom ankommen.
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Hallo!
ich weiß dass der letzte Beitrag hier schon _etwas_ älter ist, aber ich wollte keinen neuen Thread dazu öffnen.
Es geht um genau den Fly IQ von oben. Folgendes ist passiert: mir hat jemand die Lampe geöffnet, aber freundlicherweise (hoffentlich) alle Teile dagelassen. Ich besitze jedenfalls auf dem letzten Bild von AntoineAden alle Teile: LED, Kühlkörper, Reflektorgehäuse und die Spange. Allerdings habe ich zwei Probleme und ich hoffe ihr könnt mir helfen!
1) Wo gehört die Spange genau hin und wie? Ich denke mir, zwischen Kühlkörper und Gehäuse, aber wie muss sie da orientiert sein? Also wo zeigt die Einbuchtung hin und wierum läuft die Wölbung?

2) Ich habe die Lampe mit der eines Freundes verglichen und festgestellt, dass der Schriftzug IQ-TEC etwas anders aussieht. Bei mir (neu, 2 Monate alt) liegt er frei, bei ihm (alt, über ein Jahr alt) ist noch ein durchsichtiges Kunststoffteil darüber, welches auch die Rundung darunter und die Platine und den Kühlkörper etwas abdeckt; das Durchlassloch für die LED ist also kleiner. Ich habe mal ein Vergleichsfoto gemacht, aber es lässt sich nur recht schwer erkennen.
Ist das ein anderes Design oder fehlt mir doch noch ein Teil?

Ich hoffe ihr könnt mir helfen, würde gerne wieder beleuchtet durch die Gegend radeln!
Viele Grüße
Laszlo
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Ich finde nur noch das hier. Hilft auch nicht so viel weiter. Würde mal vermuten, daß, von unten nach oben gesehen, erst die LED-Platine, dann das Kühlblech, dann die Spange in den Reflektor geschoben werden. Dadurch würde die LED im Reflektor immer richtig positioniert, weil sie in die Aufnahme gedrückt wird. Habe hier nur einen Cyo, da wird das sinngemäß durch eine Schraube gemacht.
Die Orientierung der Spange ergibt sich hoffentlich von selbst, bei genauem Hinsehen müßten auch Abdrücke erkennbar sein.
Verloren hast Du da wohl nichts, anscheinend wurde der Reflektor wieder mal weiterentwickelt. Du hast nicht zufällig ein Foto der LED in Deinem neuen Reflektor?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Ach herrje, hier hat ja jemand geantwortet.. hab immer nur ganz nach unten gescrollt und nicht gesehen dass es eine zweite Seite gibt 0:).

Danke jedenfalls für die Antwort! Ich hab sie jetzt wieder zusammengebaut und hoffe es stimmt so. Was mich ein bisschen gestört hat war eben die Tatsache, dass man von der Spange überhaupt keine Spuren sehen konnte, weder am Gehäuse noch am Kühlkörper. JETZT sieht man jedenfalls welche :-?
Funktionieren tut sie auch wieder, ich bin nur noch nicht dazu gekommen, nachts mal das Lichtbild mit dem meines Freundes zu vergleichen.
Foto ist etwas schwierig, da das ja hochglanzverspiegelt ist. Aber ich probiers nochmal..
AntoineAden 25.11.2007 16:00
panicmechanic
Ich finde nur noch das hier. Hilft auch nicht so viel weiter. Würde mal vermuten, daß, von unten nach oben gesehen, erst die LED-Platine, dann das Kühlblech, dann die Spange in den Reflektor geschoben werden. Dadurch würde die LED im Reflektor immer richtig positioniert, weil sie in die Aufnahme gedrückt wird.
Brauche bitte Eure Hilfe. Mir ist das Teil auch auseinandergefallen und ich weiß nicht in welcher Reihenfolge und Richtung ich alles wieder zusammenbauen soll.

Klar ist:
1. unten LED Platine
2. oben Kühlblech

UNKLAR ist die Spange !?!?
An welche Stelle kommt diese gewölbte Spange, oben, unten, mittig?
Wölbung nach oben oder unten?
halbrunde Aussparung Richtung Reflektor oder Fahrer?
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Hallo,

die Antwort von panicmechanic am 26.01.2010 habe ich damals so befolgt und die Lampe lampt bis heute gut vor sich hin. Scheint also alles richtig gewesen zu sein.

Viel Erfolg!
AntoineAden 25.11.2007 16:00
Aufbau: Reflektor -> LED -> Kühlblech -> Klammer. Wölbung nach oben, die umgebördelte Kante ist in etwa der Anschlag. Viel falsch kannst du da nicht machen, hauptsache die LED-Platine wird an das Kühlblech gepresst. Kannst ja etwas Wärmeleitpaste dazwischen schmieren.