Hallo, ich plane für eine LED-Lampe einen Tiny13 einzusetzen, dieser soll in fast PWM Modus einen Stepupregler betreiben, der LED-Strom soll über einen Shunt gemessen werden und die Regelung beeinflussen. Mal kurz ein paar Eckdaten: - Betrieb mit einem Liion Akku - Ein/Aus- Schalten , Moduswechsel über einen Taster - 3Watt Cree LED - PWM mit etwa 150kHz Problem bei einen frisch geladenen Akku ist die Spannung für die LED relativ hoch, so dass ein Stepupregler vielleicht nicht so optimal wäre. Jets hab ich folgende Lösungsideen: - einen Sperrwandler aufbauen (wird wahrscheinlich zu groß) - den PWM-Ausgang in der Regelung an und abzuschalten anstatt den Timerwert zu beeinflussen (hab so was mal auf der loetstelle Website gesehen, könnte so was funktionieren?) - den Shunt unanständig groß dimensionieren, um den Strom zu begrenzen (Verluste) Weiterhin soll alles so klein wie möglich werden weshalb ich eigentlich keinen kombinierten Stepup/Stepdownregler verbauen wollte. Achso und den AVR wollte ich halt nehmen weil damit gleichzeitig die Tastenroutine Realisiert werden kann. Also wenn jemand ne Idee hat oder ein Kommentar hat wäre ich echt froh. Gruß Fred
Na sagmal, habe gerade eine Tauchlampe mit dem Tiny13 fertig gestellt. Bis auf das ich mit 12V aus Nimh-Akkus arbeite und eine Halogen 12V/35W verwende entspricht das so ziemlich Deinem Projekt. :) Die PWM erfolgt mit 125Hz (reicht vollig aus!) und in 3 Stufen (0, 50%, 100%).Der ATTiny13 überwacht die Ub und schaltet die Lampe bei erreichen der Entladeschluß- spannung ab. Das Programm ist in ASM geschrieben. Wenn Du interesse daran hast würde ich es hier veröffendlichen.
Na klar besteht Interesse, ASM passt übrigens wunderbar, verwende ich auch. Mein Programm ist allerdings noch nicht ganz fertig (wie auch wenn ich mir über die Hardware noch nicht ganz im klaren bin, aber die Tastenabfrage klappt schon ganz gut). Mein erstes Projekt war übrigens eine Lampe mit Tiny13 die mit einer 1.5V AA Batterie betrieben wird. Die Lampe funktioniert allerdings ist das Programm ein nicht vorzeigbares zusammengestückeltes Anfängerverbrechen. Vielleicht willst du dein Projekt ja auch in die Codesammlung stellen, bin sicher da gibt es auch großes Interesse von anderen.
Fred Feuerstein wrote:
> - Ein/Aus- Schalten , Moduswechsel über einen Taster
Was meinst du denn mit Moduswechsel?
Moduswechsel ist sowas wie 25%, 50%, 100% und off vieleicht blödt formuliert sollte vieleicht besser Schaltstufen heißen, ging mir bloß darum den vorzubeuegen
Die Schaltung von Gast2 ist gut für Halogenlampen, für LEDs würde ich sie nicht gerade nehmen. Was für Akkus (Spannung?) willst du denn verwenden? Welche Vorwärtsspannung hat die LED?
Stimmt, da sollte man noch eine Speicherdrossel in Serie und eine Shottkey-Diode in den Rückwärtszweig schalten.
Sieht doch ganz schick aus das Programm, eine Sache ist mir allerdings aufgefallen, da ich bei meinen ersten versuchen mit dem ADC vom Tiny nur Probleme hatte, du schaltest den ADC ein und stellst gleichzeitig den Vorteiler . ldi TempReg, 0b11000110 out ADCSRA, TempReg Bei meinen ersten versuchen hat das meist Probleme gegeben, der ADC wollte nicht richtig laufen, bis ich nach etlichen Versuchen den Spruch im Datenblatt entdeckt habe ADC erst anschalten, den einstellen. Ich hab mal Probeweise das (1<<ADEN) nach vorne und mal nach hinten gestellt, weil ich dachte vielleicht übersetzt ja das AVR Studio von rechts nach links oder umgekehrt, beides ohne erfolg. Hab’s denn einfach mal so probiert und es hat geklappt. ldi temp,(1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADATE)|(0<<ADIE)|(1<<ADPS2)|(0<<ADPS1)|(1<< ADPS0) out ADCSRA,temp out ADCSRA,temp PS: Danke das du dein Prog. reingestellt hast, soll übrigens keine Kritik sein ich finde das toll wenn jemand seine geistige Arbeit mit anderen teilt.
@ uhu & ajax klar die Schaltung müsste ein Stepup werden ( Mosfet, Spule, Schottky, C) die Sache mit der Vorwärtsspannung ist ja gerade das Problem, ich hab eine LED (Cree 3Watt) die läuft seit Jahren in einer einfachen Lampe. Die wird direkt an der Batterie ohne Vorwiderstand betrieben. Die neue LED ( die für die neue Lampe gedacht war) zieht bei 3,6V ein Ampere. Als Akku wollte ich eine Zelle von einem Laptopakku verwenden, die hätten vollgeladen allerdings eine Spannung von 4,2V und ich wollte die Zellen austauschbar verwenden so könnte es passieren, dass bei einer Zelle die LED nicht überlastet wird (Innenwiderstand der Zelle groß genug) bei einer anderen könnte sie plötzlich durchbrennen. Das heißt für 5min mit einer frischen Zelle bräuchte ich ein Stepdown Regler, danach ein Stepup, oder halt eine andere Idee....?
@Uhu 2Leds geht nicht schon aus Platzgründen, das ganze kommt in ein rundes Metallgehäuse und vor die LED kommt ein Alureflektor (den hab ich schon fertig gedreht). @related Danke für die links, hatte ich mir vorher schon mal angesehen, von dem SMPS gibt es hier eine Seite wo auch der Sourcecode steht, allerdings ist die Schaltung etwas merkwürdig. (Shunt gegen +, Ausgangsspannung muß gegen Betriebsspannung aufgebaut werden) http://www.mikrocontroller.net/attachment/18905/LED_SMPS.zip Invertierender Schaltregler wäre auch eine Möglichkeit aber da weiß ich nicht genau wie das mit dem ADC Eingang ist. Ich glaube man kann mit dem Tiny auch differenziell messen, da müsste ich aber noch mal im Datenblatt wühlen. Bei der anderen Seite ist die Sache etwas leichter dort ist die Betriebsspannung immer größer als die LED-Spannung (also Stepdown), bei meiner wär’s halt mal so und mal so.
Es gibt Mehrfach-Kollimatoren, die mehrere LEDs zu einem Strahl vereinen. Z.B. hier gibt es sowas: http://www.dotlight.de/de/LEDs/LED-High-Power/Seoul-Z-LED/Seoul-Z-LED-Optiken Ich habe eine Lampe mit 6 3W Luxeons gebaut, die in 2 3-fach-Kollimatoren mit 6° Öffnungswinkel eingebaut sind - die Strahlgeometrie ist sehr gut.
@Uhu Ja kenn ich, bin aber mehr ein Fan von Reflektoren (der ist ja nu auch schon da). Sieht schicker aus wenn die LED noch sichtbar ist (Geschmackssache). Denke das ich eine Lösung gefunden habe. Ich nehme einfach einen Vorwiderstand in reihe zum Stepup und Parallel zu den Widerstand ein Transistor. Wenn der LED Strom nicht erreicht werden kann (zB 1A) wird der Vorwiderstand einfach durch den Transistor überbrückt. Versuche das mal als eagle Datei anzuhängen (soll nur als Skizze dienen, hab da irgendwelche Bauteile gegriffen)
Der Nachteil ist, daß solcherlei Tricksereien auf Kosten der Effizienz gehen. Tipp: Nimm LTspice und simuliere die Sache - dann wirst du sehen, ob es funktioniert. Das Modell für eine 3W Luxeon kann ich beisteuern...
Was meinst du mit auf Kosten der Effizienz, ein Transistor brauch ich um die Spannung abzuschalten, den nächsten um den Widerstand zu überbrücken, Verluste wären ja den nur über Rds der FETs. Ich denke auch mal dass, der Widerstand die meiste Zeit überbrückt wird da die Akkuspannung bei Last zusammensacken wird, also mehr so in Richtung kurzeitiger Einschaltstrombegrenzung gedacht. Spice hab ich nicht auf dem Rechner, irgendwo existiert noch ne Switchercad Version. Ich bin aber kein Freund von Simulationen, den Stepup kann ich über diese Schmidt Walter Seite grob dimensionieren und bei den Bauteilen muß ich ohnehin gucken was die Bastelkiste hergibt.
Der Widerstand verbrät doch Energie - die nicht als sichtbares Licht freigesetzt wird. Also sinkt der Wirkungsgrad. Switchercad = LTspice Ich find das prima. Damit kann man Ideen entwickeln und testen, ob sie was taugen, bevor man die Schaltung realisiert.
Ja der Verbrät Energie aber nur solange wie Q1 geöffnet ist. Das wäre der Fall wenn der Akku voll ist und die Eingangsspannung größer als die Flussspannung der LED ist. Sobald die Spannung sinkt müsste Q1 geschlossen werden und R1 wäre überbrückt. Vielleicht ein bisschen tricky mit der Software OCR0B (Ton/Toff) als Stellgröße und bei einen minimalwert Q1 schließen. Wie sieht’s eigentlich mit der anderen Variante aus die PWM mit fester Frequenz und festen Tastverhältnis laufen lassen und beim erreichen des Sollwerts den PWM-Ausgang abschalten. Damit müsste es doch möglich sein selbst mit einem Stepup eine Ausgangsspannung (Strom) zu erzeugen die unter der Eingangsspannung liegt?
Überleg: Wenn Ausgangsspannung < Eingangsspannung - 0,7V dann fließt Strom über Eingang, Spule, Diode, zu Ausgang. Du suchst einen boost-converter. Verwende einen mit positive ground, dann kannst du n-fets verwenden. Synchrone Gleichrichtung lohnt sich nicht nach meiner erfahrung.
Das mit der Eingangsspannung größer Ausgangsspannung ist wahrscheinlich nur ein Extremfall, der wenn er nicht berücksichtigt würde die LED früher oder Später grillen würde. Ich hab da eine einfache Eigenbaulampe, zwei Schaltstufen, 1: LED direkt am Akku; 2: LED über Stepup am Akku. Ist so eine ältere Pfuschversion kein Vorwiderstand, keine Stromüberwachung. Bei dieser Lampe hab ich den Strom beim bauen gemessen, er liegt selbst mit dem Schaltregler nicht über 800mA (1A erlaubt). Dort ist der Akku allerdings fest verbaut und nicht austauschbar. Wenn der Akku frisch geladen ist, ist sie in der ersten Stufe heller als in der zweiten, nach wenigen Minuten ist die Akkuspannung soweit runter dass die zweite Stufe heller ist. Bei der neuen Lampe will ich den Akku extern laden, dadurch kann es passieren das mal ein sehr „fitter“ Akku in die Lampe kommt der die LED frisch nach dem Laden überlasten kann. Also mit anderen Worten Eingangsspannung von 3V bis 4.2V (oder was auch immer die kurz nach dem laden haben), am Ausgang je nach Knopfdruck 250mA; 500mA;1000mA mit Spannungen halt je nach LED. Die meiste Zeit wird die Akkuspannung nicht ausreichen um die LED voll zu betreiben also Stepup oder Boostkonverter, aber kurzeitig direkt nach dem Laden evtl. noch mit einem neuen frischen Akku kann und dann noch den Boostkonverter dahinter wird’s ein bisschen viel für die LED also bräuchte ich irgendetwas was das verhindert. ....Grübel
Schon mal dran gedacht, einfach eine 1N400x zur LED in Reihe zu schalten und das Ganze mit dem Step-up zu speisen?
moin ab Wirkungsgrad <60% lohnt es sich schon wieder einfach nur einen Widerstand zu nehmen..... hf
moin Ich würde um die Kosten niedrig und den Wirkungsgrad hoch zu halten folgendes versuchen: Accuspannung messen wenn zu hoch ( frisch geladener accu ) einfach den Schalttransistor durchschalten und 2 ten Fet anstelle des Strom shunt mit pwm ansteuern. Accuspannung gesunken mit Spule ,Schalttransistor,Diode einfach das Teil als Boostregler laufen lassen . 2te Fet arbeitet jetzt als regelbarer Widerstand (Strom shunt) , musste mal ins Datenblatt schauen und dir den Rdson ansehen ( so ca. 4 Volt Gate/Source und das ding arbeitet als linearer Widerstand ) Accu alle - Lampe abschalten viel spass
Nimm doch einen Inverswandler, da kannst du alle Übersetzungsverhältnisse einstellen. Da die Spannung am Shunt dann auch negativ sein wird, musst du die Spannung irgendwie ins positive bringen um damit den Strom bestimmen zu können. Dies könnt z.B. mit einer Z-Diode und Widerstand geschehen...
Angehängte Dateien:
Hallo, ich hab mir mal eine Schaltung ausgedacht, und auch gleich simuliert. Die Led ist nicht die gleiche und es ist komplett ohne Regelung, aber die ist ja eh in Software. mfg Esko
@alle Danke erst mal für die vielen Ideen, die muß ich mir mal in Ruhe anschauen. Jetzt ist erst mal Feierabend, Kind ist im Bett Arbeit vorbei und ich höre den Lockruf der Kneipe an der Ecke. Gruß Feuerstein7
Wenn man sich den rechten MosFET wegdenkt ist die Schaltung ist ein normaler Step-Up. R1 zur Strommessung. Solange die Spannung über der Flussspannung der LED ist, wird in den PWM Betrieb geschalten. D.h. der linke MosFET bleibt aus und der Led Strom fließt getaktet über die Spule. Dafür die Freilaufdiode D3. R1 dient hier zur Strombegrenzung. Der Plot zeigt die absinkende Betriebsspannung (grün) und den Strom durch die Led (blau). In der Mitte der Zeit wird von PWM auf Step-up geschalten. Anbei eine etwas verbesserte Version, ohne die Schwingneigung im PWM-Betrieb.
Macht es doch nicht so kompliziert... Zur Regelung einfach den Sourcestrom des Mosfets Messen (Shunt) Der Lastrom lässt sich daraus und aus dem Dutycycle berechnen Ilast = (1-d) * Isource. Spannungsregelung geht auch. Mann muss nur die Differenz aus Kondensatorspannung und Eingansspannung(muss ja eh gemessen werden) bilden. Die Schalung ist übrigens ein Buck-boost
Hallo, so ich fasse mal zusammen. Die Ausgangsspannung kann mit der Schaltung logischerweise nicht kleiner als die Eingangsspannung werden, dass gilt nicht nur für ein vollen Akku sondern auch für gedimmten Modus (z.B. 25%). Die einzigen Möglichkeiten sind entweder ein Buck/Boost-Konverter oder ein Sperrwandler. Beim Sperrwandler sehe ich vor allem Probleme in den bau des Übertragers. Beim Buck/Boost in der Software (Umschaltung im laufenden Betrieb von Buck auf Boost). Hmm... sah zu Anfang alles ganz einfach aus, wird langsam immer mehr.
> Beim Buck/Boost in der Software (Umschaltung im > laufenden Betrieb von Buck auf Boost). Was meinst du? Da muss nichts umgeschaltet werden.
Ich bin von einer Ausführung mit zwei Transistoren ausgegangen,(einer betreibt einen Stepup der andere regelt durch PWM runter) hab mir aber inzwischen überlegt es mit einen Sepic Wandler zu versuchen. Da gibt es eine Variante wo beide Spulen auf einen Kern gewickelt werden. http://de.wikipedia.org/wiki/SEPIC So in der Art könnte das aussehen, mal sehen wenn ich zu komme werde ich das mal versuchen.
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