DX P7 Fahrradlicht Elektronikthread

[Muehi]

Moin,

bezugnehmend auf diesen Thread und den darin "behandelten" beiden Fahrradlichtern von DX, wollen wir uns hier der Entwirrung der darin beinhalteten Elektronik widmen.

 

[Muehi]

So, nachdem ich die jetztige Funktion und Verdrahtung weitesgehend verstanden hab, steht nun auch mein grober Plan zur Modifizierung.

Zum Einsatz wird ein Atmel ATTiny13A kommen, ist zwar die gleiche Gehäuseform, aber nicht pingleich. Werde das Ding also "rückwärts" auf die Platine kleben, und die richtige Verdrahtung mit Kupferlackdraht herstellen.
Da der neue µC auch nen AD-Wandler mit interner Referenz integriert hat, werd ich auch die Akkuzustandsanzeige im Controller implementieren. Der Plan ist, beide LEDs vom Controller zu steuern, aus diesem Grund wird der HT7070A und der "Q2" von der Platine verschwinden. Die zum HT zugehörige Diode nach Masse wird dann auch wegen Nutzlosigkeit verschwinden, nebenbei wahrscheinlich auch die Widerstände R06 und R07.
Die ADC-Spannungsteilerwiderstände werden wohl auf den Platz vom HT7070A wandern, dort ist praktischerweise Vcc und GND problemlos "greifbar".

Und wenn ich mich nicht verzettelt hab, dann ist noch immer ein Pin am Mikrocontroller frei

 

[upndown]

Habe mir heute auch die Lampe bestellt und wäre an dem Update mit dem ATTiny13 interessiert. Wenn du soweit bist und es weiter verbreiten willst, wäre ich an der info interessiert...

 

[knight_saber]

Wenn dein Umbau klappt wäre ich auch daran interessiert.

Änderst du auch den Schaltmodus (100%, 50% blinken) ?
Das blinken brauche ich absolut nicht.

Ist es ein großer Aufwand den Schalter aus dem Gehäuse nach außen zu legen ? Würde gerne mit dem Daumen die Lampe bedienen können, ohne den original Schalter nehmen zu müssen.

 

[Muehi]

1. Selbstverständlich werde ich das Ergebnis und vielmehr die Schritte dorthin kundtun. Könnte nur etwas dauern, bis das Werk vollbracht ist. Bei der PWM seh ich kein Problem, das sollte schnell programmiert sein. Bis die Spannungsüberwachung aber einwandfrei funktioniert, könntes dauern...

2. Schaltmodi werde ich auch ändern. Anpeilen tue ich zwei Modi, 100% und irgendwas kleines, vielleicht 15%. Wechseln zwischen den Modi per Knopfdruck, ausschalten per langem Knopfdruck. Und weil der Tiny nen bissl EEPROM zur Verfügung stellt, vielleicht auch konfigurierbare Stufen - soll aber kein DX-MaxFlex werden...
Blinken kommt weg, eventuell bau ich noch nen SOS-Modus ein, der aber nur gesondert vom normalen Betrieb aufgerufen werden kann (in der ProVersion mit automatischer Crasherkennung ).

3. Schalterverlegung sollte kein Problem sein. Einfach mal aufschrauben und anschauen.

 

[manne]

Was ist denn da für ein µC drauf, läßt der sich nicht umprogrammieren?
Hier hat jemand solch einen Umbau auf ATTINY13 schon vollbracht: http://forums.mtbr.com/showthread.php?t=549975

Ich fänd es ja recht sinnvoll wenn man dann den PWM-Eingang des Schaltregler-IC gleich links liegen läßt und stattdessen eine echte stromgeregelte Dimmung realisiert, z.B. indem der µC einen Spannungsteiler vom LED+ über den Feedback schaltet (müßte doch sogar einfacher zu programmieren sein, oder?).

 

[Micha-L]

Ich quote mich mal selbst:

Hallo,
schaut mal hier rein:

http://forums.mtbr.com/showthread.php?t=549975

Der Kollege hat wohl nicht nur den Aufbau verstanden, sondern auch gleich einen Modchip für die Lampe gebaut.

Es sind auch Schaltpläne dabei. Zum Anschauen müsst ihr Euch aber anmelden.

Frage an die Profis: Wenn man die gezeigten Widerstände umlötet, ohne den Rest zu machen (Modchip usw.), wird dann die Lampe trotzdem heller und gleichzeitig robuster?

Gruß
Michael

 

[Micha-L]

...und eine sehr hilfreiche Antwort:

Kommt darauf an, da ist in der Spanne von dunkler bis heller bis "kurzer Blitz" alles möglich.

Es geht einerseits um das Teilerverhältnis, dadurch wird der Punkt bestimmt an dem die Lampe etrieben wird. Derzeit wohl bei 2,4A bei 0,1Ohm parallel zu 0,5Ohm. --> Diese Widerstände haben nicht die Leistungsklasse (so >0,6Watt) die sie eigentlich haben sollten.

Man kann nun einerseits das Teilerverhältnis so beeinflussen das mehr Strom fliest --> Typisch wären wohl 2,8A.
Hier muss man wieder etwas anderes beachten --> Wärmeentwicklung --> daher dann auf jeden Fall für eine bessere Wärmeleitung und Abfuhr sorgen (siehe hier irgendwo im Fred).
Und auch natürlich beachten das die Widerstände die anfallende Leistung abkönnen.

Ich werde mir 12 bis 15 SMD Widerstände 1206er Gehäuse und 0,25Watt zusammenlöten und so die 0,1 und 0,5Ohm ersetzen.
Somit kann ich das Teilerverhältnis sehr leicht und fein einstellen und die Leistung teilt sich auch, so das die 0,25Watt übrig ausreichen.

Wie auch immer.
Grüße
Der Larry

 

[gobo206]

Wechseln zwischen den Modi per Knopfdruck, ausschalten per langem Knopfdruck.

Das mit dem Ausschalten geht bei der mytinysun...bei der DX nicht?

 

[guru68]

Hallo,

Ich fänd es ja recht sinnvoll wenn man dann den PWM-Eingang des Schaltregler-IC gleich links liegen läßt und stattdessen eine echte stromgeregelte Dimmung realisiert, z.B. indem der µC einen Spannungsteiler vom LED+ über den Feedback schaltet (müßte doch sogar einfacher zu programmieren sein, oder?).

Wenn ein Controller ausreichend Ressourcen bietet halte ich es auch für einen guten Ansatz nicht unbedingt benötigte Hardware durch Software zu ersetzen. Leider bin ich kein großer Held in analoger Schaltungstechnik. Könntest du daher vielleicht deine Idee etwas genauer darlegen?

Gruß
Jörg

 

[Ultra_Violance]

Das mit dem Ausschalten geht bei der mytinysun...bei der DX nicht?

das Ausschalten bei längerem druck auf die Taste kann auch diese 5 Mode Lampe
http://www.geomangear.com/index.php?main_page=product_info&cPath=4_41&products_id=138

Ist bei mir vorige Woche eingetrudelt.

 

[Muehi]

Ihr habt das mit dem Ausschalten falsch verstanden. Ich meine, dass das Ausschalten NUR auf langen Tastendruck funktioniert, also beim normalen Leuchtstufenwechsel die Lampe nie über "aus" geht...

Zum Spannungsteiler vom µC geschaltet:
So richtig habs ich auch nicht verstanden, kannst du deine Idee vielleicht durch ne Skizze etc. verdeutlichen, manne?

 

[guru68]

Hallo,

Zum Spannungsteiler vom µC geschaltet:
So richtig habs ich auch nicht verstanden, kannst du deine Idee vielleicht durch ne Skizze etc. verdeutlichen, manne?

Zwar bin ich nicht manne aber nach ein bischen Nachdenken weiß ich vermutlich was er meint.

Man nimmt die Elemente eines Schaltreglers und schaltet über einen Transistor eine Reihenschaltung von Induktiviät, LED und Shuntwiderstand, zu der Reihenschaltung noch antiparallel eine Diode.

Über einen Portpin schaltet man den Transistor ein und misst per ADC die sich ergebende Stromrampe indirekt am Shuntwiderstand. Bei überschreiten des gewünschten Maxstroms schaltet man im ADC-Interrupt den Port für den Transistor wieder ab. Sobald der nun fallende Strom einen Hystereswert unterschreitet kann man wieder einschalten. So hätte man einen Zweipunktregler.

Man müsste sehr genau darauf achten das die ADC-Frequenz und die Steilheit des Stromanstiegs (also die Induktivität) aufeinander abgestimmt sind. Da ich kaum Erfahrung mit der Schaltungsentwicklung habe, kann ich nicht recht beurteilen ob das so (und mit dem Tiny) funktioniert.

PWM wäre sicherlich einfacher wenn es nur darum geht das eigentliche PWM-Signal zu erzeugen und der Rest schon vorhanden ist.

Gruß
Jörg

 

[Muehi]

Moin,

hab nun heute mal mit Oszi und Strommeßzange rumhantiert.
Im mittleren Modus gibt der µC nen PWM-Signal mit ca. 33% DutyCycle und ner Frequenz von ca. 150Hz aus:


Ergibt bei der LED sowas (Strommeßzange war "verpolt", insofern alles invertiert):


Und bei voller Power mit 2,3A gar nicht so weit von der DX-Angabe mit 2,4A entfernt:


Beim reinzoomen ergab sich ne Frequenz von ca. 150kHz (recht sauberes Dreieck). Denke nicht, dass bei solchen Frequenzen der Tiny mitkommt...

 

[Bergnafahre]

Beim reinzoomen ergab sich ne Frequenz von ca. 150kHz (recht sauberes Dreieck). Denke nicht, dass bei solchen Frequenzen der Tiny mitkommt...

Das denke ich auch.
Die PWMerzeugung sollte beim PWM-Baustein bleiben.
Die Ansteuerung desselben über den Enable-Pin kann dann problemlos über den Microcontroller erfolgen.

bergnafahre

 

[manne]

Zwar bin ich nicht manne aber nach ein bischen Nachdenken weiß ich vermutlich was er meint.

Da bin ich jetzt wiederum nicht mitgekommen, aber ich denke das ist nicht was ich meinte, hab die Idee mal im Anhang dargestellt.
Also einfach mittels 2 Widerständen und der LED-Spannung (oder wenn am µC eine konstante Spannung z.B. +5V verfügbar ist, würde sich diese natürlich anbieten) die Spannung am Feedback-Eingang künstlich anheben, wodurch der Schaltregler den LED-Strom runterfährt.

So wäre die LED im Dimm-Modus noch etwas effizienter, etwas wärmere Farbtemperatur und weitestgehend flimmerfrei. Meine Abneigung gegen PWM resultiert vor allem daraus, daß ich Frequenzen bis in den hohen dreistelligen Hz-Bereich als sehr flimmerig empfinde (ganz schlimm bei Nässe oder in der Stadt wo viele Reflektionen entstehen).

 

[M3Michi]

Kann mir jemand sagen ob die Leiterbahnen so verlaufen wie eingezeichnet?

 

[Muehi]

Moin,

Leiterbahnen stimmen so, zumindest komm ich auf das selbe Ergebnis.

²manne: Wie willst du den Strom künstlich anheben, ohne die Regelcharakterisitik zu verwirren? Der Schaltregler regelt sich ja so ein, dass im Falle des SM5241 zwischen VIN und CSN ein bestimmter Spannungsabfall (genau 200mV) eintritt. Sehe da nur die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Meßwiderständen umzuschalten, z.b. mit nem MOSFET - die müssen dann allerdings den Strom von der LED auch abkönnen, und bringen zusätzlich wieder nen Innenwiderstand mit...

Die beste Alternative dürfte da der Einsatz von nem besseren Regler sein. Die lösen die Dimmung anscheinend anders als nur durch simples Ein- und Ausschalten des Reglers - bei meinem MaxFlex und meiner Fenix LD20 kann ich z.b. mit meinem optischen Frequenz"zähler" keine Frequenz messen, bei der DX dagegen ziemlich genau die 150Hz der PWM. Könnte mir vorstellen, dass die bei Dimmung intern ihre Spannungsmeßreferenz anpassen.

 

[Reisi0]

²manne: Wie willst du den Strom künstlich anheben, ohne die Regelcharakterisitik zu verwirren? Der Schaltregler regelt sich ja so ein, dass im Falle des SM5241 zwischen VIN und CSN ein bestimmter Spannungsabfall (genau 200mV) eintritt....

Das geht schon, nur muss das hier natürlich etwas anders aussehn, da die Strommessung nicht gegen GND erfolgt sondern gegen VIN.

Die beste Alternative dürfte da der Einsatz von nem besseren Regler sein. Die lösen die Dimmung anscheinend anders als nur durch simples Ein- und Ausschalten des Reglers - bei meinem MaxFlex und meiner Fenix LD20 kann ich z.b. mit meinem optischen Frequenz"zähler" keine Frequenz messen, bei der DX dagegen ziemlich genau die 150Hz der PWM. Könnte mir vorstellen, dass die bei Dimmung intern ihre Spannungsmeßreferenz anpassen.

Da weder LED noch Akku sich großartig ändern, ist ein extra Regler eigentlich gar nicht notwendig, das könnte man auch mit dem µC direkt erledigen, mann brauch nur einen der entsprechend hohe PWM Frequenzen zulässt (z.B. Attiny25, max 250kHz bei 8 bit) damit die Spule nicht zu groß sein muss. Dann kann man über die Software machen was man will.

 

[M3Michi]

@Muehi

Wenn die Leiterbahnen stimmen hätte ich folgenden Vorschlag um nen Tiny25 zu Implantieren.
Pin PB2 und ADC3 werden nicht auf die Pads gelötet sondern hochgebogen. PB5 bleibt erstmal frei. Der Rest erklärt sich von allein

 

[Muehi]

Moin,

guter Vorschlag, schreit schon fast nach Umsetzung.

Was man auf jedenfall noch machen muss, ist die Vcc Leiterbahn zwischen dem HT7070 Platz und den LED-Widerständen zu unterbrechen - stattdessen Versorgung mit den 5,xV des µCs. Sonst werden die nie so richtig dunkel...

 

[upndown]

Möchte jetzt euren Tatendrang nicht mindern. Aber gugt mal hier http://forums.mtbr.com/showthread.php?t=549975

Scheint ja alles schon fertig zu sein - auch die Firmware.

 

[Blackwater Park]

Möchte jetzt euren Tatendrang nicht mindern. Aber gugt mal hier http://forums.mtbr.com/showthread.php?t=549975

Scheint ja alles schon fertig zu sein - auch die Firmware.

o rly?

Hier hat jemand solch einen Umbau auf ATTINY13 schon vollbracht: http://forums.mtbr.com/showthread.php?t=549975

 

[MaikRutsche]

@manne
Man kann den Regelkreis auch durch einen ATtiny13 regeln lassen, der sollte 125khz schaffen. Allerdings ist ja der ReglerIC schon auf dem Board und da ists einfacher einfach diesen anzusteuern.

Das Auflöten sollte aufgrund der unkontaktierten Pads kein Problem sein. Muss man halt noch ein paar kleine Kupflerlackdrähtchen fürs Umverkabeln aufwenden.

Ich würde allerdinsgs was größeres nehmen. Bspw. den Atiny25. Wenn man nicht grade in Assembler rumfrickeln will, sind sonst 1KB Programmspeicher schnell verbraucht

Das Spannungsmessen geht bei den Tinys sehr schick. Die haben eine interne Spannungsreferenz, bzw. können Vcc als Referenz nehmen (falls die genau genug ist).

Problematisch könnten die 5.6V werden, die vom Led-IC kommen. AVR gibt glaube nur ~5.3V für Vmax an.

Kann mal jemand die Dateien vom MTBR hier anhängen?

Viel Erfolg - freue mich schon auf das Ergebnis

 

[M3Michi]

Problematisch könnten die 5.6V werden, die vom Led-IC kommen. AVR gibt glaube nur ~5.3V für Vmax an.

Hab mal in Datenblatt vom Tiny25 gekuckt. Bis 5.5V bzw. 6V Absolut Maximum. Eigentlich sollten 4.5V - 5.5V aus dem SM5241kommen. Das sollte also kein Problem sein. Aber der SM5241 kann nur mit 5mA belastet werden. Das könnte knapp werden, besonders wenn beide Leds gleichzeitig leuchten sollten.

Hier nochmal das Datenblatt vom Sm5241(teilübersetzt).