Selbstbau Boost KSQ

[kadikater]

hallo,

irgendwie war mir langweilig. staubsaugen wollte ich den ganzen tag
auch nicht und meine freundin muss schaffen.

da ich noch ne menge bastelelektonik hier liegen habe, dachte ich mir
ganz einfach: so eine step up ksq die von einem attiny13 angesteuert wird.


erste fotos sind unten im anhang... feedback erledigt der attiny gleich mit,
es ist also kein pwm controller nötig. bisher funktioniert die feedbacksteuerung noch nicht... die software ist noch nicht ganz soweit.

die hardware liefert aber schon das passende signal und zwar mit einem lm358 der als nichtinvertierender verstärker arbeitet. verstärkung eins zu hundert.

um ein wenig aufmerksamkeit wird gebeten.... vielleicht kommt bei der bastelei ja was sinnvolles bei raus...

grüße

Karsten

 

[Siam]

Ein Boost-Regler direkt mit uC ist vedammt heikel, da Du keine Strombegrenzung hast (der uC ist dazu viel zu langsam). Im Prinzip hast Du gar keine Dynamik mehr, da der uc schon zur A/D-Wandlung über 100 us braucht. Dann noch ein paar Programmschritte und Du bist schnell bei fast 1 ms. Kann natürlich für eine feste Installation mit LED reichen, wehe aber die Anschlussleitung zur LED fällt im Betrieb ab! Hinzu kommt das analoge Regler bis mehrere hundert kHz gehen und so die Induktivitäten sehr klein werden, das geht mit dem Tiny nicht. Und einen Gatetreiber (im Notfall eine Transistorendstufe) brauchst Du sowieso noch, da die 20mA des Tiny kaum reichen um einen Fet schnell und verlustarm anzusteuern.
Ich würde immer einen analogen Regler nehmen, der mit dem uC gesteuert wird. Die gibt es ja sehr billig und in sehr winzigen gehäusen.

Gruß
Thomas

 

[kadikater]

Ein Boost-Regler direkt mit uC ist vedammt heikel, da Du keine Strombegrenzung hast (der uC ist dazu viel zu langsam). Im Prinzip hast Du gar keine Dynamik mehr, da der uc schon zur A/D-Wandlung über 100 us braucht. Dann noch ein paar Programmschritte und Du bist schnell bei fast 1 ms. Kann natürlich für eine feste Installation mit LED reichen, wehe aber die Anschlussleitung zur LED fällt im Betrieb ab! Hinzu kommt das analoge Regler bis mehrere hundert kHz gehen und so die Induktivitäten sehr klein werden, das geht mit dem Tiny nicht. Und einen Gatetreiber (im Notfall eine Transistorendstufe) brauchst Du sowieso noch, da die 20mA des Tiny kaum reichen um einen Fet schnell und verlustarm anzusteuern.
Ich würde immer einen analogen Regler nehmen, der mit dem uC gesteuert wird. Die gibt es ja sehr billig und in sehr winzigen gehäusen.

Gruß
Thomas

hallo thomas,

die sache dient ja nur dem spieltrieb. will messungen vornehmen
und mal sehen wie sich die sache so verhält. klar, die frequenz
mit der ich den mosfet ansteuere liegt bei so um die 37khz.
die taktfrequenz de µpcs bei 9,6mhz. für notfälle..
habe ich an den internen komperator gedacht.

mehr wie knallen kann es auch nicht... das bin ich ja von der arbeit
gewohnt...

wenn man immer nur sagt, das geht nicht.... und nur aber und wenns sieht, ist auch nichts gewonnen.... also einfach mal zeit investiert...
das wetter ist ja zu nicht viel zu gebrauchen...

grüße

karsten

 

[Siam]

Prinzipiell geht es auch. Bei Step-Down-Wandlern ist das auch noch etwas unkritischer, da Leerlauf kein Problem darstellt. Ich vermute das dies in der Tesla (dem "Original") so gemacht ist, da diese Lampe extrem langsam den Strom hchregelt, überschwingt und auch stationär immer etwas hoch und runter regelt. Dort stellt nur der Kurzschluß ein Problem dar, was bei einer fest verbauten Elektronik in der Lampe eigentlich ausgeschlossen werden kann.


Das soll Dich nicht an der Bastelei hindern...


Gruß
Thomas

 

[kadikater]

Prinzipiell geht es auch. Bei Step-Down-Wandlern ist das auch noch etwas unkritischer, da Leerlauf kein Problem darstellt. Ich vermute das dies in der Tesla (dem "Original") so gemacht ist, da diese Lampe extrem langsam den Strom hchregelt, überschwingt und auch stationär immer etwas hoch und runter regelt. Dort stellt nur der Kurzschluß ein Problem dar, was bei einer fest verbauten Elektronik in der Lampe eigentlich ausgeschlossen werden kann.


Das soll Dich nicht an der Bastelei hindern...


Gruß
Thomas

hallo thomas,

so leicht lass ich mich auch nicht hindern... ich bin überzeugt, das
das so klappt, bis ich erkenne, dass alles müll war.... dann halt mit
dem pwm controller...
man kann bei diesen spielereien halt so immens viel lernen.
es gibt auch in dieser kleinen schaltung 1000 unterschiedliche
denkansätze, die man alle nicht umsetzen kann... manche
schon.

einen step down habe ich mir auch schon überlegt. gerade im zusammenhang mit meiner dynamoansteuerung für 4 in serie
geschaltete leds...

gerade auch deine idee, mit der frequenzabhängig (Drehzahl) gesteuerten ksq.

schade ist halt, dass immer so viele zu fertigen schaltungen
greifen

grüße

karsten
step

 

[nikolauzi]

Habe auch schon mal einen Boostregler mit 'nem Tiny gebaut, ist nicht ganz einfach, aber es geht, auch mit höheren PWM Frequenzen.
Allerdings ist die Sache mit dem Durchgehen bei Leerlauf etwas heikel, aber nicht unmöglich.
Einfach z.B. mit einer Z-Diode+Spannungsteiler und einem ext. Interrupt eine Notabschaltung, fertig! Oder SW-unabhängig mit einem OP als Schmittrigger oder einem 4093 Einzelgatter, der/das die Endstufe sperrt.
Der HW Aufwand ist insgesamt immer noch recht gering (für die restliche Steuerung braucht's ja "eh" einen µC) für einen Regler und man ist sehr flexibel

Einzig die Regelung ist nicht ganz ohne,speziell mit einem Tiny13, aber genau aus diesem Grunde machen wir ja solche Sachen

Der Nikolauzi

 

[kadikater]

Habe auch schon mal einen Boostregler mit 'nem Tiny gebaut, ist nicht ganz einfach, aber es geht, auch mit höheren PWM Frequenzen.
Allerdings ist die Sache mit dem Durchgehen bei Leerlauf etwas heikel, aber nicht unmöglich.
Einfach z.B. mit einer Z-Diode+Spannungsteiler und einem ext. Interrupt eine Notabschaltung, fertig! Oder SW-unabhängig mit einem OP als Schmittrigger oder einem 4093 Einzelgatter, der/das die Endstufe sperrt.
Der HW Aufwand ist insgesamt immer noch recht gering (für die restliche Steuerung braucht's ja "eh" einen µC) für einen Regler und man ist sehr flexibel

Einzig die Regelung ist nicht ganz ohne,speziell mit einem Tiny13, aber genau aus diesem Grunde machen wir ja solche Sachen

Der Nikolauzi

genau aus dem grund machen wir auch solche sachen.

habe erst mal tastverhältnis begrenzt... so zur sicherheit...
es soll ja nachher nie ohne last gearbeitet werden.
die signale sehen auch ohne zusätzlichen mosfettreiber
ganz gut aus, sofern man das halt mit meinen bordmitteln
daheim sagen kann.

wie thomas schon erwähnt hat, werde ich den hochsetzsteller
mal langsam von unten anfahren und mal sehen wie mein flotter
dreizeiler so seine aufgabe versieht....

hoffe morgen mal ein wenig an mein bastelzeug zu kommen...

grüße

karsten
das

 

[kadikater]

hallo leute,

sodele...... ich habe ein wenig rumgespielt, messungen vorgenommen,
gerechnet und wieder messungen vorgenommen....

wunder habe ich jetzt keine erwartet. doch irgendwie bin ich ein wenig verblüfft. die effektivität an einer mc-e bei exakt 700mA liegt bei erstaunlichen 88% und das mit einer doch am rande ihrer spezifikation
betriebenen drossel und led seitig von der qualität des elkos... na ja..
esr... bähhh keene ahnung.

was auffiel und mich doch sehr verwunderte war:

die regelung über den attiny bei voller abtastrate des ad-wandlers,
bescherte eine sehr wellige ausgangsspannung. ca. 2,8khz und bei einer
welligkeit um ca 1/3 der sek. spannung. kann allerdings auch an meiner
regelungssoftware gelegen haben. schaltung zu träge?

im zweiten schritt habe ich jetzt nun die abtastrate auf ein sichtbares
niveau herabgesetzt. siehe da... auch bei sich rasch ändernder
betriebsspannung ist ein sehr stabiler ausgangsstrom vorhanden.

das alles ohne separatem mosfettreiber! die schaltung arbeit locker
bis an 6V, der strom ist einstellbar, also naja ... so wie eine analogdimmung möglich. auch ein höhrer strom von 1,2A sollte möglich
sein. den irfr2405 lässt das relativ kalt...

mal sehen... werde mal eine platine layouten und hoffe auf vielleicht
einen durchmesser von 25-30mm zu kommen. klar, es wird eine an radlampen angepasste software geben.


grüße

karsten

 

[Reisi0]

was auffiel und mich doch sehr verwunderte war:

die regelung über den attiny bei voller abtastrate des ad-wandlers,
bescherte eine sehr wellige ausgangsspannung. ca. 2,8khz und bei einer
welligkeit um ca 1/3 der sek. spannung. kann allerdings auch an meiner
regelungssoftware gelegen haben. schaltung zu träge?

im zweiten schritt habe ich jetzt nun die abtastrate auf ein sichtbares
niveau herabgesetzt. siehe da... auch bei sich rasch ändernder
betriebsspannung ist ein sehr stabiler ausgangsstrom vorhanden.

Hmm, das sieht nach einer Instabilen Regelung aus, aber da mir ist gestern meine Kristallkugel runtergefallen weiß ich natürlich nicht wie dein Regelalgorithmus aussieht.

Ich würde in dem Fall sowieso nur eine Art Pseudo I-Regler machen, also zyklisch
- Strom messen
- ist er zu niedrig -> DC um 1 erhöhen, ist er zu hoch -> DC um 1
- warten, bis sich der Regler eingeschwungen hat

Das ist zwar relativ träge, aber bei einem Akku als Quelle und einer LED als Last gibts auch nichts, was eine schnelle Regleung erforderlich macht.

PS: Dass das ohne Gatetreiber so gut funktioniert wundert mich persönlich auch nicht, geringe Spannung, geringer Strom, niedrige Schaltfrequenz und eine relativ kleine Gatekapazität, da kommen gerade mal (schätzungsweise) ca. 200 bis 300 mW an Schaltverlusten zustande. Nichts desto trotz könnte man hier mit einem kleineren FET (z.B. IRF7403) und einem kleinen Gate Treiber aus ein oder zwei Transistoren evtl. noch etwas rausholen.

 

[kadikater]

Ich würde in dem Fall sowieso nur eine Art Pseudo I-Regler machen, also zyklisch
- Strom messen
- ist er zu niedrig -> DC um 1 erhöhen, ist er zu hoch -> DC um 1
- warten, bis sich der Regler eingeschwungen hat

Das ist zwar relativ träge, aber bei einem Akku als Quelle und einer LED als Last gibts auch nichts, was eine schnelle Regleung erforderlich macht.

meine regelung sieht so aus wie du sie hier beschrieben hast. bei einer höheren abtastrate kommt es zu dem oben beschriebenen überschwingen.

ich werde gerade mit der regelung noch ein wenig spielen. es ist natürlich richtig, lastwechsel gibt es in der schaltung ausser der sinkenden betriebsspannung nicht.

die ganze sache ist relativ leicht zu bewerkstellen.... nur frage ich mich halt, warum die sache so nicht weiter eingesetzt wird.... ist ja relativ leicht aufgebaut und auch schnell gemacht... da wird gerne in australien gekauft...

den strom hatte ich problemlos schon auf 2A, nur ist die drossel dafür
eigentlich ein wenig zu schwachbrüstig.

hatte auch schon 2 mce in reihe, ging auch ohne probleme.... nur sollte dann kleinere drosel verwendet werden....


grüße

karsten

 

[Reisi0]

meine regelung sieht so aus wie du sie hier beschrieben hast. bei einer höheren abtastrate kommt es zu dem oben beschriebenen überschwingen.

Dann ist deine Abtastrate einfach zu hoch, du musst mit der Messung warten, bis sich der Ausgangsstrom nicht mehr ändert. Am besten misst du einfach mal die Zeitkonstante und passt die Abtastrate entsprechend an.

 

[kadikater]

Dann ist deine Abtastrate einfach zu hoch, du musst mit der Messung warten, bis sich der Ausgangsstrom nicht mehr ändert. Am besten misst du einfach mal die Zeitkonstante und passt die Abtastrate entsprechend an.

die abtastrate war anfangs "sehr" hoch.... das hatte ich bereits wie beschrieben behoben.

danke für den Tipp mit dem mosfet, den werde ich mal einfach mal demnächst mit bestellen.

hoffentlich finde ich auch noch passende kondensatoren. wächst für otto normalverbraucher ja nicht auf den bäumen.

grüße

 

[messias]

<OT>

...
schade ist halt, dass immer so viele zu fertigen schaltungen
greifen
...

...
die ganze sache ist relativ leicht zu bewerkstellen.... nur frage ich mich halt, warum die sache so nicht weiter eingesetzt wird.... ist ja relativ leicht aufgebaut und auch schnell gemacht... da wird gerne in australien gekauft...
...

Also ich find sowohl deinen Lampen- wie auch deinen Schaltungsbau sehr spannend und bin fasziniert, was da für tollen Sachen bei rauskommen (und wünschte ich könnte das auch), aber die oben zitierten Kommentare von dir find ich doch etwas weltfremd.
Ich meine, wir sind hier in einem Mountenbikerforum und die meisten hier im sind schon froh, wenn sie wissen, an welchem Ende der Lötkolben heiß wird. Sich da zu beklagen, dass nicht jeder seine eigene KSQ entwickelt...
Darf ich vermuten, dass du in Ausbildung, Studium, Beruf mit Elektrotechnik zu tun hast/hattest und dir das ganze deswegen recht leicht fällt?
Hier gibts aber eben auch Ärzte, Handwerker, Lehrer, Schüler, etc.. für die deine Arbeit in ziemlich weiter Ferne liegt - wir sind dann ganz froh, dass wir die Möglichkeit haben uns einen schnöden fertigen Treiber zu kaufen
</OT>

Nun aber weiter im Text, ich bin gespannt, vielleicht kommt ja am Ende ein MtbFlex dabei raus

Matze

 

[Bergnafahre]

Servus

Mal ne Frage:
Warum verwendest Du keine Kerkos? Oder diese von der Angelika.
Die gibts in Deinem benötigten Spannungsbereich ja schon mit etlichen µF. Und die haben einen richtig kleinen ESR. Zur Not, falls die Kapazität nicht reicht kannst Du diese ja stapeln oder einen OSCON Festelektrolytkondensator verwenden wie sie sich mittlerweile auf den PC-Mainboards durchgesetzt haben.

bergnafahre

 

[kadikater]

hallo bernafahre,

danke für die links! habe mir die kondensatoren mal angeschaut. leider
sind die nicht ganz so spannungsfest. klar, für eine mce reicht es schon.

habe noch ein wenig gespielt und werde mal eine etwas stromfestere
drossel einbauen.

3 mce in reihe gehen problemlos mit 700mA zu versorgen. vielleicht werde ich mal 2p8s mit der mc-e ausprobieren. mit 1,4 A ist der regler ja auch schon in einer mc-e 2p4s schaltung gelaufen.


sorry messias,

wollte keinem zu nahe treten, ich arbeite natürlich in der elektonikbranche. habe mehr die elektroniker unter uns
ansprechen wollen. lesen ja viele mit und es wird ja auch viel über
diese und jene schaltung diskutiert.
wäre doch toll auch mal etwas in die realität umzusetzen....

grüße karsten

 

[Aluschleifer]

Ich finde das ist ein echt interessantes Projekt. Hoffe du hast noch nicht aufgegeben. Eine Step-Up Konstantstromquelle mit Microcontroller.

Kann man da eine PWM-Dimmung gleich mit in dem gleiche IC realisieren?
Dadurch könnte man vielleicht etwas Platinenplatz sparen, was andere Nachteile wetmachen könnte (grosse Spule).

Step-Up finde ich halt interessant weil LED recht effizient sind wenn sie nicht an Ihren Leitsungsgrenzen arbeiten. Um genug Licht zu haben brauch man also viele Led und deshalb auch eine höhere Spannung.

Wenn du es schaffst das Ding zum Laufen zu bringen Bau Ich die Schaltung auch gerne als nicht-Elektroniker nach . Wollte eh mal schauen was man mit den Atmels so machen kann.

Habe lange nach Bauteilen für eine Selbstbau KSQ (Step-Up auf Basis des LT1172 Schaltung aus dem Datenblatt) gesucht. Als Elkos habe ich diese benutzt (reichelt, 0,28 €, 35V ,330u, low esr, impedanz 0,08Ohm) Allerdings ist da nur die Impedanz angegeben, aber soweit ich das verstanden habe ist der esr da mit drin.

 

[kadikater]

Ich finde das ist ein echt interessantes Projekt. Hoffe du hast noch nicht aufgegeben. Eine Step-Up Konstantstromquelle mit Microcontroller.

Kann man da eine PWM-Dimmung gleich mit in dem gleiche IC realisieren?
Dadurch könnte man vielleicht etwas Platinenplatz sparen, was andere Nachteile wetmachen könnte (grosse Spule).

Step-Up finde ich halt interessant weil LED recht effizient sind wenn sie nicht an Ihren Leitsungsgrenzen arbeiten. Um genug Licht zu haben brauch man also viele Led und deshalb auch eine höhere Spannung.

Wenn du es schaffst das Ding zum Laufen zu bringen Bau Ich die Schaltung auch gerne als nicht-Elektroniker nach . Wollte eh mal schauen was man mit den Atmels so machen kann.

Habe lange nach Bauteilen für eine Selbstbau KSQ (Step-Up auf Basis des LT1172 Schaltung aus dem Datenblatt) gesucht. Als Elkos habe ich diese benutzt (reichelt, 0,28 €, 35V ,330u, low esr, impedanz 0,08Ohm) Allerdings ist da nur die Impedanz angegeben, aber soweit ich das verstanden habe ist der esr da mit drin.

aufgegeben wird nie! bin gerade dabei eine platine zu layouten...
sobald die soweit ist, geätzt und funktionstüchtig wir es natürlich
noch weiter fotos und infos geben.

danke für den link zu den elkos.... ich schaue da nochmal nach...

die dimmung ist in dem fall soetwas wie eine stufenlose analogdimmung.
der attiny wertet ja die spannung über dem shunt aus, das geht dann von bis ohne das eine separate pwm zur helligkeitssteuerung nötig wäre.

der ATTiny soll natürlich auch noch alle anderen aufgaben wie temperatur und spannungsüberwachung übernehmen....

grüße

karsten

 

[kadikater]

hallo,

so mein projekt nimmt so langsam fahrt auf... platine für den boost regler
ist layoutet und bestellt.

vorab mal ein paar Screenshots.....

cpu ist ein attiny 13 der auch eine temperaturüberwachung und spannungskontrolle hat bzw. überwacht.
des weiteren ist auch eine abschaltung bei "lastlosem" betrieb des step up reglers integriert.

der lm358 wird nicht eingesetzt, sondern der lm258. das ganze soll
halt noch unter 0 grad funktionieren.

wie im ersten post erwähnt ist, ist der attiny auch gleichzeitig der pwm
controller, somit das herz des boosters.

platinendurchmesser ist 32mm und doppelseitig bestückt. "analog" dimmung ist selbstredend vorhanden.... je nach singvogel und Kondensatoren können auch 4 mce in serie betrieben werden...

natürlich gehen auch 12 xpg in serie bei 1A Strom.

weitere bilder gibt es wenn ich die platine in händen halte...

grüße

karsten

 

[rob1111]

Hi Karsten,

ich wüsste da schon eine Anwendung

Viele Grüße,
Robert

 

[JuergenH]

Karsten,

wo lässt du deine Platinen machen? Ich war bisher bei MME (www.mme-pcb.de). Die sind zwar unschlagbar günstig, haben aber unkalkulierbar lange Lieferzeiten. Mal sinds drei Wochen, mal fünf.

Jürgen

 

[kadikater]

Karsten,

wo lässt du deine Platinen machen? Ich war bisher bei MME (www.mme-pcb.de). Die sind zwar unschlagbar günstig, haben aber unkalkulierbar lange Lieferzeiten. Mal sinds drei Wochen, mal fünf.

Jürgen

hallo jürgen,

habe meine platinen immer hier machen lassen:

www.platinenbelichter.de

allerdings sind seine platinen nicht durchkontaktiert.

lieferzeit war immer so eine woche. angebotserstellung ist
immer super schnell.

grüße

karsten

 

[JuergenH]

hallo jürgen,

habe meine platinen immer hier machen lassen:

www.platinenbelichter.de

allerdings sind seine platinen nicht durchkontaktiert.

lieferzeit war immer so eine woche. angebotserstellung ist
immer super schnell.

grüße

karsten

Hee, der ist gut. Das werde ich gleich mal ne Anfrage loslassen. VIELEN DANK!!!!

Jürgen

 

[robberknight]

Wie wäre es mit denen hier: BILEX-LP.

Ansonsten gibts ne hübsche Aufstellung bei mikrocontroller.net:
Platinenhersteller.

 

[kadikater]

hallo,


so: bei mir geht es einen schritt voran. latinen sind da und bis auf
zwei kleinigkeiten mit nicht ganz optimal plazierten blockkondensatoren.
läuft mein step up regler sehr gut.

im anhang sind zwei fotos.

zu den daten: 1A , wobei der sich in 6 mA schritten einstellen lässt.

mit einer größeren drossel lässt sich der konstantstrom problemlos
weiter erhöhen.
mein nächster schritt wird jetzt sein den attiny 13 gegen einen 15ner
zu ersetzen.

damit erreiche ich statt der 37,8 k Herz 150khz. somit kann die drossel
ein aweng kleiner gewält werden, so wird sich die baugröße
auf vielleicht 28-30mm durchmesser verkleinern lassen.

die schaltung hat diverse schutzmechanismen. also fackelt einem der hochsetzsteller nicht im leerlauf und bei überlast ab. die temperatur und
auch die spannung der lampe/akku wird überwacht.

maximaler wirkungsgrad konnte mit 91% gemessen werden.

jetzt kommt die bestehende schaltung erst mal in eine 4-fach xpg lampe
an einen 7,4 li-io akku.

grüße

karsten

 

[JuergenH]

Ich habs ja geahnt: eigentlich wollte ich mich nicht nocheinmal in eine neue Prozessor-Familie einarbeiten. Aber was man mit den ATTinys so alles machen kann, enorm.

Alle Achtung, kadikater!

Beste Grüße

Jürgen