Entwicklung einer "Universallampe"

Ist die XM-L2 T3 mit 80 cri gut genug ?
oder bringt die easy white XML mit 90 CRI noch was extra ?
die kann am Dynamo mit nehm linear Regler fahren (6V)
würde eventuell ne XP-G2 mit 2A auf Kupfer als Fernlicht ne XM-L2 ersetzen ?
bin noch am überlegen ob 2x MT-G2 in 3k im Wald gut tun !?
 
Die Blendung ist minimal und nur kurzzeitig beim vorbeifahren. Deutlich weniger als jede standard-Dynamolampe die mir entgegenkommt. Die Bilder sind leider recht mies, der Lenker auch leicht schief. Sind halt auf die Schnelle beim Weg zur Arbeit entstanden. Aber ich habe die Blendung Heute am Hinweg mal beobachtet (sieht man ja daran ob ein Entegegnkommender angeleuchtet wird), da ist es bis wenige Meter vor mir absolut dunkel.

Zur Ausleuchtung allgemein:

Durch die enge vertikale Bündelung des Abblendlichtes verschenkt man kein Licht nach oben und hat schon auf der 3W-Stufe ausreichend Licht im 90°-Winkel um einen herum. Die Ausleuchtung nach vorn ist ja gewollt auf einige Meter beschränkt, zum Rad hin ist genug Licht vorhanden. Die Bilder bringen das natürlich nicht rüber, schließlich hat das Auge doch eine vielfach bessere Dynamik.

Natürlich ist der Einfluss der Dynamoleistung auf den hohen Stufen extrem gering, jedoch geht es bei dieser Lampe darum dass man bei leeren Akku immer noch genug Licht hat um problemlos auch durch den Wald zu bügeln, man steht nie im dunkeln. Zudem ist der Vorteil gegenüber reinen Dynamolampen dass man bei Bedarf eben sehr viel mehr Licht zur Verfügung zu hat. Nicht zuletzt -und das geht eben nicht mit getrennten Systemen- kann man die ungenutzte Dynamoleistung speichern. Auf dem Weg zur Arbeit benötige ich z.B. zur Zeit nur etwa 30 min. Licht an bei ca. 3,5h Gesamtfahrzeit. Da habe ich bei 12W immer noch fast keine Energie aus dem Akku entnommen und muss selbigen nur sehr selten Laden. Mehr als die Hälfte der Fahrzeit benötige ich auf dem Weg zur Arbeit nie das Licht, von daher kann ich so meine Dynamoleistung immer mindestens verdoppeln.

Gruß
Thomas


rschultz: Das Licht ist sehr angenehm und ein CRI von 80 schon weitaus besser als 60-70 von den kaltweißen Lampen. Zudem sind im Wald eben die Warmen Farben dominierend, da passt eben warmweiß besser. Zudem sind die high-CRI schwer zu bekommen und nochmals ineffizienter.
Die MT-G ist schlechter geeignet da viel breiter steuend, die XP-G bei 2A viel zu ineffizient. Ich denke die XM-L2 ist zur Zeit die beste Wahl...
 
Die Blendung ist minimal ... Deutlich weniger als jede standard-Dynamolampe die mir entgegenkommt.
Naja, das ist nicht wirklich aussagekräftig. Wer weiß, wie die anderen ihre Leuchte eingestellt haben.

Die Bilder sind leider recht mies ...
Das ist doch völlig Banane. Dass ein Auge eine bessere Dynamik hat, ist mir auch bewusst.
Vielleicht täusche ich mich ja auch - für mich sieht das Abblendlicht bei 3W so aus, als wären die beiden Leuchtkegel zu weit auseinander, sodass in der Mitte (das Fahrziel?!?) ein dunkler Fleck ist. Interessant wäre mal ein Bild vom Abblendlicht bei 3W mit Entfernungsmarkierungen.

Wenn ich mich nicht irre, ist die Saferide die Messlatte für Dynamoleuchten.

Meine Fahrstrecke ist genau das Gegenteil von Deiner. Vielleicht 10% habe ich ne Ebene, wo ich genügend Speed zum Laden eines Akkus hätte. Einen großen Teil fahre ich Hupsels im einstelligen Geschwindigkeitsbereich :O
Von daher lasse ich den Akku gleich wech. Ich versuche mich gerade an einer Mischung zwischen Deiner Universalleuchte und Kadikaters geschaltener Dynamoleuchte. Vermutlich mit anderen Optiken. Vielleicht auch ne Mischung aus Reflektoren und Linsen.

Heute konnte ich den ersten erfolgreichen Test mit 3 XM-Ls durchführen. Habe mir auch XP-G2s geordert. Da die früher anfangen zu leuchten, könnten sie von Vorteil im Langsam-Modus sein. Mal ausprobieren.

Gruß Reinhard
 
Ums es kurz zu machen: Ich bin mal vor dem Rad rumspaziert, da blendet nichts. Wie auch, schließlich liegt der obere Bereich der elliptischen Abstrahlung unter der Horizontalen um eben das zu vermeiden und dass bissl Streulicht reicht eben um gesehen zu werden, aber blendet nicht.

Es ist logisch das ich die Lampe für mein Fahrprofil optimiert habe (ja, das ist das schöne am Selbstbau:)). Meine Lösung ist für Tourenradler optimal. Ich komme eben auf ein Schnitt von 20-22 km/h da ich fast nur befestigte Wege fahre und auf den 40km zur Arbeit höchstens 200hm zusammenkommen. Da stellt mir der Dynamo schon rund 4-5W im Mittel zur Verfügung. Gestren am Rückweg musste ich das Licht einschalten um den Akku nicht in die Schutzabschaltung zu treiben (werde noch einprogrammieren das bei 14,2V automatisch das Abblendlicht einschaltet).

Als nächstes wird dann erst einmal die 4-fach MK-R fertiggestellt:D...

Achso, zu der "Lücke": Die Ausrichtung ist im Prinzip so gewählt dass Der Spot diese Lücke mit ausfüllt. Bei Benutzung des Abblendlichtes alleine stört diese Lücke aber nicht da man den Helligkeitsunterschied weitaus geringer warnimmt. Wie gesagt, ich fahre damit ja schon eine Weile rum um zu testen ob eine andere Ausrichtung besser sein könnte und muss sagen das dies für meine Ansprüche für diese Optiken die Optimale Lösung ist. Besser würde es eben nur gehen wenn man sehr viel mehr noch engere Optiken hätte, wie es ja bei den neusten Entwicklungen der Kfz-LED-Funzeln gemacht wird.


Gruß
Thomas
 
Zuletzt bearbeitet:
So, die automatische Abblendung zwecks Spannungsbegrenzung ist implementiert (bei 14,2V geht das Licht an, bei 13,5V wieder aus, natürlich geht es nur aus wenn es nicht manuell eigestellt wurde). Außerdem habe ich einen min-USB-Anschluss an einem 5V/0,5A-Schaltregler ergänzt der das GPS betreibt. Die Stromaufnahme beträgt bei 13,4V etwa 50 mA(80mA bei eingeschalteter Hintergrundbeleuchtung). Wird ja alles im Display angezeigt:D...

Gruß
Thomas
 
So, die Lampe ist fertig. Hier mal die Eckdaten:



Mir interessiert dieses Ruecklicht, was fuer eine Optik/LEDs benutzt du? Die emittierende Flache ist oder sieht gross aus, eigentlich wie eine Rueckleuchte sein sollte. Mehr darueber und Bilder wuerde ich gerne sehen!


Ausleuchtungsbilder mitca. 24mm KB f=1,4, 1/4s Belichtungszeit, ISO200 und Weißabgleich auf Sonnenlicht (So kommt die Lichtfarbe auch recht real rüber)

Ich habe diesen Weissabgleich auch mal probiert, die Bilder waren dann ganz und gar nicht was ich in der Realitaet sah... Mit mehreren LEDs von verschiedenen Farbtemperaturen (XML E7, E8, E5, E3 usw) versucht... Auch z.B. mit Philips LBL (die alte Version met kaltweissem Licht). Weissabgleich 'auto' war fast immer besser.
 
Zum Rücklicht: Sind 27 Osram mid-power LEDs in rot die so ziemlich im Effizienzmaximum laufen. Hat etwa 1W das Ganze mit passivem Standlicht wo dann nur 1 statt 9 LEDs pro seite laufen. Bilder sind in meinem Fotoalbum.

Zum Weißabgleich: Auto-Weißabgleich (jedenfalls ein guter) sorgt dafür das die Einflüsse der Lichtfarbe kompensiert werden, also im Idealfall gar kein Unterscheid erkennbar ist welche Lichtfarbe vorhanden ist. Von daher braucht es dazu zwingend einen fixen Weißabgleich. Natürlich kompensiert auch das Auge zum Teil, aber bei weitem nicht so stark wie eine Kamera. Ist eben alles ein Kompromiss.

Blende 1,4 kann die EX-2F am unteren Brennweitenende, die mir letztes Wochenende jedoch hingefallen und nun futsch ist. Deshalb gehört das erst einmal der Vergangenheit an da die nächsten Bilder dann mit meiner Nikon 1J3 gemacht werden die leider nur 3,5er Lichtstärke bietet (aber einen großen Sensor hat, also ISO 1200 noch sehr gut geht). Ich warte mal ab was aus der neuen Sony alpha 7R so wird. Könnte eine Alternative werden...
 
Mal ein kleines update:

Bisher bewährt sich die Lampe super, ich mußte noch nicht extern nachladen. Ich habe nun die Kompensation für den Dynamo noch etwas optimiert. Ich bin nun bei 470 uF/35V (zwei gegeneinander geschaltete Elkos mit antiparalleler Diode). Das Ergebnis ist wirklich beeidruckend:
13,5V Gegenspannung (4s LiFePO4, mein setup):

Ab etwa 10 km/h fließt Strom, bei 15 km/h sind es schon 300 mA, bei 18 km/h 450 mA, bei rund 23 km/h erreicht man mit knapp 590 mA das Maximum, bei 30 km/h sind es wieder rund 500 mA.

Zum Test 8,5V Gegenspannung (Chinaböller Akku da Stecker passt):

Ab etwa 6-7 km/h fließt was, bei 22 km/h sind es etwa 900 mA!!

Bedeutet ich habe bei gemütlicher Fahrt schon 7W zur Verfügung. Man erreicht so mühelos 8W, das ist schon einiges. Ich denke für eine Lampe ohne Akkupufferung würde es sich anbieten zwei XM-L in Reihe zu betreiben, ich denke man erreicht so bei 20 km/h schon über 1A respektive über 600 lm ohne irgendeine Elektronik. Einfach Dynamo, Kompensation, Schottky-Brückengleichrichter mit ordentlich Siebung und die LEDs.

Gruß
Thomas
 
Hallo Siam,

das mit der antiparallelen Diode bei der Kompensation interessiert mich, dient die dem Schutz oder der Leistungssteigerung? Ich fahre mit Nabendynamo (Shimano DH3D30) und 4 LEDs in Serie. Anfangs vier Cree XR-E, dann vier XM-L und jetzt eine Cree MK-R. Mit Schottky-Gleichrichter und davor der Serienkondensator, zwei gegeneinander geschaltete 470 uF-Elkos. Gemessen hatte ich mal um die 500 mA. Was bewirkt denn die antiparallele Diode und wie genau ist die verschaltet?

Die MK-R produziert mit Reflektor übrigens ein etwas unschönes Donut Hole.
 
Da die Elkos unipolar aber mit Wechselspannung belastet werden dienen die Dioden dem Schutz gegen Umpolung.
Bei 22 km/h und 13,6V sind es übrigens exakt 600 mA die gehen. Ich muss allerdings sagen das man nun den Dynamo wirklich spürt! Wenn man in die Resonanz reinfährt, also ab etwa 17 km/h, spürt man auf Asphalt (da man dort bei dieser Geschwindigkeit ja kaum Leistung zur Fortbewegung braucht) ganz deutlich das es schwerer geht. Kein Wunder, bedenkt man das bei über 8W Output auf DC-Seite vermutlich rund 20W oder mehr mechanisch benötigt werden. Das dürfte bei 20 km/h ebenen Asphalt locker 1/4 der Gesamtleistung sein...
 
Ich habe mich mal entschlossen das Ganze mal etwas aufzuhübschen und zu optimieren. Nennen wir es mal eine Vergeilerung
Mein Plan für den Zeitraum bis zur nächsten Saison:

-Akku durch einen höher Energiedichte und mit >100Wh ersetzen der schön im Alugehäuse eingebaut wird

-Abblendlicht in ein hübsches Gehäuse setzen. Bleibt von der Bestückung wie es ist.

-Fernlicht durch eine 49-fach SSL80 wie in der Taschenlampe ersetzen (oder besseres mit mehr Reichweite falls bis dahin verfügbar)

-Steuerung in eine kleine geschlossene Alubox ohne Display nur mit paar LEDs für die wichtigsten Parameter

-Schalter im Stil wie beim Motorrad als robuste Schiebeschalter am Lenker. Eventuell schaue ich mich mal bei Hein Gericke um...

Viel zu tun, aber ist ja noch Zeit...
 
Erste Schritte sind ja gemacht. Der Akku mit 220 Wh ist zusammengebaut (aber in einer schwarzen PVC-Box statt Alu).
Die Elektronik wird auch langsam fertig, zur Steuerung ist eine Platine aufgebaut welche wie in der Ursprungsversion bei einem Signal (nun ab ca. 1-2 km/h) vom Dynamo anschaltet und nach 2 Minuten ohne Bewegung abschaltet. Kompensation, Gleichrichtung und noch eine 5V/2A Quelle sitzen mit auf der Platine.
Die Stromquellen für die "low-power" Beleuchtung (Geplant sind nun drei Ellipsen, dazu gleich mehr) ist auch fertig. Diese Buck-Regler sind für maximal 4A ausgelegt und erscheinen erst einmal extrem aufwändig und groß. Sind sie auch für diese Leistung jedoch wollte ich hier einen echten high-end-Wandler aufbauen was mir auch gelungen ist. Sowohl mit einer als auch mit zwei XM-L als Last kann ich zwischen 30 mA und 4A den Strom durch eine Sollwertvorgabe regeln ohne das es Schwankungen gibt, die Regelung ist im gesamten Bereich absolut stabil! Der Wirkungsgrad beträgt bei einer LED und 1W schon 96%, für Leistungen größer 10W kann ich den Wirkungsgrad gar nicht mehr sinnvoll bestimmen, es dürfen an die 98 % sein. Der ripple beträgt etwa +- 25 mA über den gesamten Bereich (von daher ergibt sich auch die untere Grenze von rund 30 mA). Diese KSQ dürfte das Maximum des möglichen darstellen was Regelqualität und Effizienz angeht, es hat sich mal wieder gezeigt wieso der alte TL494 nach wie vor mein absoluter Favorit unter den PWM-Controllern ist.

Zur geplanten Lampe:

Als Fernlicht die 49-Fach Oslon, das bringt es eben einfach.

Als Normallicht plane ich eine Lampe mit drei XM-L in der Ellipse, eine senkrecht nach vorne und zwei nach links und rechts mit "Treffpunkt" der beams wie gehabt in der Mitte. Die Mittlere strahlt auch etwas tiefer als die seitlichen. Wenn alle drei Lampen an sind hat man vor dem Rad etwas mehr als links und rechts was nach meiner Erfahrung auch passt da die seitlichen Lichtanteile oft nahe gelegene Objekte beleuchten (Wald links und rechts von einem) während vor einem weniger ist was Licht zurückwirft. Die Mittlere Lampe hat dabei minimale Blendung entgegenkommender. Nun kann man jedoch zwei Modi des Abblendlichtes Wählen, entweder Radweg-Modus nur mit der mittleren (+-26°) und Waldfahrten/Trails mit zusätzlich den seitlichen LEDs (+- 52°). Dann natürlich das horizontal ausgerichtete Fernlicht mit Lichthupe-Funktion...

Hier die Platinen, zu erst die KSQs:



Hier Bilder von der Steuerung:





 
Ist natürlich das Ziel die neue Lampe bis dahin fertig zu haben. Die KSQ für die 49-fach ist auch schon kurz vor Vollendung...
 
Viel Intelligenz bräuchte es ja nicht um sich die Frage selbst zu beantworten wenn man Historie und Inhalt der Beiträge und Bilder betrachtet...
 
Hallo Siam,

dass du einen TL494 als Regler verwendest, erstaunt mich. Du hast anscheinend, wenn ich die Platinenfotos richtig lese, einen Mosfet-Treiber und einen externen Mosfet eingesetzt. Trotzdem würde mich das Schaltbild dazu interessieren. Die Schaltfrequenz dürfte nicht wesentlich über 100kHz liegen??

Jürgen
 
Ist ein Hip2100 mit Halbbrücke (zwei SO8-Fets sitzen direkt gegenüber auf beiden Seiten der Platine. Ich gehe meist auf < 100 kHz, wenn man den Platz für die großen Induktivitäten hat steigt die Effizienz gegenüber hochfrequenten Betrieb besonders im Bereich kleiner Leistung stark an, bei hohen Taktfrequenzen haut schon die Ansteuerleistung der Fets richtig rein.
Schaltpläne erstelle ich ja nie, hab sogar nur die Board-Lizenz vom neuen Eagle...
 
Ich frage deshalb, weil sich bei mir eingebrannt hatte: TL494 = alt = Wirkungsgrad << 80%. Wahrscheinlich bringt der Mosfet-Treiber und dein Synchron-Gleichrichter-Ansatz den gewaltigen Sprung an Wirkungsgrad. Find ich beeindruckend!

Jürgen
 
Jo, so ist es. Früher wurde der TL494 gerne in einfachst-buck Konfiguration mit Bipolartransistor und Freilaufdiode verwendet. Da konnte man über 80% noch froh sein. Der Regler selbst ist aber der universellste den ich kenne. Zwei Erramps bis 0V runter sind ein Traum...
 
Hi Siam,

könntest Du vielleicht etwas mehr über den TL494 schreiben? Das Datenblatt ist extrem spartanisch und den Beitrag #46 verstehe ich soweit, nicht aber #48 oder gar die Schaltung.
Was eagle angeht - für die Schaltungsgröße sollte doch auch die Freeware noch ausreichen.
Wärest Du bereit, die brd-Datei weiter zu geben?
 
Naja, das Datenblatt mit Funktionsschema sagt ja alles, ist ein PWM-Regler bei dem man so ziemlich alles konfigurieren kann was man will und zwei integrierte Feedbackverstärker hat, also auf zwei Größen gleichzeitig regeln kann.

Gerne lade ich die brd-Datei hoch oder gebe sie weiter, nur wie? Selbst eine Änderung der Endung in pdf führte nicht dazu das ich die Datei hier hochladen kann.

Wer das Board (Eagle 7.3.0) haben möche einfach kurz PN mit Emailadresse.

Gruß
Thomas
 
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