Hallo Leute, mein nächstes Projekt soll ein Taschenlampe mit einer 10 Watt LED sein. Als Stromquelle stehen Samsung Lipo Akkus welche in Laptopakkupacks verwendet werden fest. Eine Zelle hat eine Kapazität von 2400mAh und voll geladen 4,2Volt Spannung. Als Leuchtmittel soll wie schon gesagt eine 10 Watt LED zum Einsatz kommen: http://www.ebay.de/itm/High-Power-10W-10-12V-DC-800lm-LED-Lampe-Licht-Birne-Kalt-weis-Strahler-Leuchte-/170998190809?pt=DE_M%C3%B6bel_Wohnen_Leuchtmittel&hash=item27d04952d9 Ich will die LED mittels PWM durch einen Atmega mit Arduino Bootloader ansteuern. Die Akkus sollen eine Spannungsüberwachung durch den Atmega mittels Spannungsteiler bekommen und der Atmega soll bei unterschreiten eines Grenzwertes für die Spannung die LED abschalten. Ich will die Helligkeit mit up und down Tasten regeln können und eine Blinkfrequenz mit den selben Tasten regeln können. Durch eine dritte Taste wird dann der Modus zwischen Frequenz- und Helligkeitsregelung umgeschaltet und durch 2 kleine LED angezeigt was gerade geregelt wird. Der Atmega bekommt dann einen 7805 verpasst, verbrät zwar auch ein wenig Akku aber ist einfach. Das ganze programmieren hab ich drauf. Das ganze soll mit einem Schalter der die Akkus vom Rest trennt aus- und eingeschaltet werden. Da ich in einer Ausbildung zum Zerpsanungsmechaniker bin will ich das Gehäuse aus einem Stück Aluminium selber fräsen, drehen, je nach dem wie es dann aussehen soll und was rein muss. Die LED wird dann auch durch das Gehäuse gekühlt. Meine Fragen jetzt: Wie ordne ich die Akkus an? Ich dachte an 3 in Reihe und dann je nach Bedarf wieder eine Reihenschaltung mit einer anderen parallel schalten um die Spannung beizubehalten aber die Kapazität und den Strom zu erhöhen. Wie steuere ich die LED an? MOSFET evtl.? Sollte auf jeden Fall mit PWM klar kommen und nicht zu viel Akku verbraten. Was ich schon mal verwendet hab für LED-Streifen sind BD911 an den Atmega. Weiß nicht ob der BD911 optimal ist. Wie mache ich aus den Akkus eine Konstantstromquelle die mit der PWM des Atmega klar kommt? Wie bündle ich das Licht der LED am besten sodass der Lichtstrahl verstellbar ist? Wie lade ich die Akkus am besten ohne sie aus der Taschenlampe zu nehmen und wie lade ich sie überhaupt? Viel input für euch :) Würde mich freuen eure Unterstütung zu bekommen :) Liebe Grüße, Sebastian
Sebastian W. schrieb: > Wie steuere ich die LED an? mit eine LED-Treiber, gibt es z.b. von Linear > Wie bündle ich das Licht der LED am besten sodass der Lichtstrahl > verstellbar ist? wird schwer mit dieser LED - dafür ist sie nicht geeignet, der Lichtaustritt ist zu gross. Dafür sind diese passender: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree-High-Power-LEDs/Cree-MK-R-weiss-1665-Lumen.html > Wie ordne ich die Akkus an? wenn der Treiber mit der Spannnung klar kommt, am besten alle in Reihe. dazu bekommt man auch passende Linsen: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Linsen-und-Optiken/
warum verwendet Du kein LiFepo4? Ist erheblich sicherer, bei natürlich etwas geringerer Kapazität
Also einen Treiber von Linear hab ich mir angesehen. Der Bereich den die Dinger an Eingangsspannung haben ist ja schon mal mehr als ausreichend. Ich kann dann einen PWM Ausgang des Atmega mit dem PWM Eingang eines Treibers benutzen. Sehe ich das richtig? Die LED von Peter sagt mir megr zu als die die ich ausgesucht hab. Erstens mehr Leistung und zweitens kein Mist aus China. Und dass es dafür Linsen gibt ist auch gut. Ich hab mich auf die Akkus die ich Anfangs erwähnt hatte festgelegt, weil ich die geschenkt bekommen würde da ich jemanden kenne der die Dinger im Überfluss hat.
Sebastian W. schrieb: > Wie bündle ich das Licht der LED am besten sodass der Lichtstrahl > verstellbar ist? Mit einem (großen) Parabolspiegelspiegel
Sebastian W. schrieb: > Ich will die > Helligkeit mit up und down Tasten regeln können und eine Blinkfrequenz > mit den selben Tasten regeln können. Das ist keine Regelung, sondern eine Steuerung. Nur mal so nebenbei. > durch 2 kleine LED angezeigt was gerade geregelt wird. Der Atmega > bekommt dann einen 7805 verpasst Beides ist nicht gerade optimal. Erstens brauch man für so eine simple Anwendung sicher keinen Atmega, da tut's auch ein Tiny und zweitens genügt ein geringer Takt und damit deutlich weniger Spannung. Beides spart Energie. Allerdings kaum, wenn man einen Längsregler verwendet. Die Frage ist, ob man überhaupt einen Regler benötigt. Wenn man die Akkus parallel schaltet, bleibt die Spannung nämlich sowieso immer in dem Bereich, in dem der Tiny arbeiten kann. > Das ganze soll mit > einem Schalter der die Akkus vom Rest trennt aus- und eingeschaltet > werden. Der Schalter wäre dann auch überflüssig. Die LED wird mittels FET abgeschaltet und dann geht der Tiny in den Tiefschlaf (weckbar mittels Druck auf irgendeinen der Taster). Die Reststromaufnahme der Schaltung liegt dann im einstelligen µA-Bereich. Die dadurch verursachte Akku-Entladung liegt weit unter der Selbstentladung. Also wozu einen zusätzlichen Schalter? > Meine Fragen jetzt: Wie ordne ich die Akkus an? Ich dachte an 3 in Reihe Parallel. Zum einen wegen der o.g. Gründe, zum anderen wegen der LED-Ansteuerung. Dazu weiter unten mehr. > Wie steuere ich die LED an? MOSFET evtl.? Natürlich LogicLevel-MOSFET. > Wie mache ich aus den Akkus eine Konstantstromquelle die mit der PWM des > Atmega klar kommt? Ganz einfach: mit einer Spule und einem kleinen Shunt zur Strommessung. Dann kann nämlich der Tiny den Strom mittels PWM selber regeln. > Wie bündle ich das Licht der LED am besten sodass der Lichtstrahl > verstellbar ist? Mit einer üblichen Taschenlampen-Hohlspiegeloptik. Am einfachsten kauft man die, indem man eine entsprechende Taschenlampe kauft. Eine wirklich gute Lichbündelung ist allerdings mit der gewählten LED nicht möglich. Abstrahlfläche zu groß. > Wie lade ich die Akkus am besten ohne sie aus der Taschenlampe zu nehmen > und wie lade ich sie überhaupt? Das ist das Lustige: Die oben beschriebene Schaltung zur Ansteuerung der LED kann man auch gleich zum Laden benutzen. Man braucht dann allerdings einen mechanischen Umschalter zwischen Ladebetrieb und Leuchtbetrieb. Alternativ kann man auch die Schaltung doppelt vorhalten. Das ist allerdings wegen der relativ großen Spule teuerer und raumfressender.
Vor dem elektrischen Gedöns würde ich mir Gedanken über den gesamten mechanischen Aufbau machen. Der ist nämlich bei dieser Leistung nicht trivial, weil die beträchtliche Verlustwärme zuverlässig abgeführt werden muß, ansonsten hat die LED nach 5 Minuten ihr Lebensende erreicht. Vor der Wahl des Reflektors muß auch der Verwendungszweck der Lampe klar sein. Also, soll sie weit strahlen oder einen Raum auf kurze Distanz ausleuchten? Weiterhin muß der Akku vor Tiefentladung geschützt werden, sonst wird er schnell unbrauchbar. Auf die Blinkfunktion kann man m.E. verzichten, braucht in der Praxis kein Mensch und die Schaltung vereinfacht sich.
Ich hab hier keinen Zugriff auf Ebay, aber wenn es eine Einzel-LED wie z.B. Cree XM-L ist dann kannst du sehr gut mit einer asphärischen Linse operieren. http://dx.com/p/50mm-18mm-2-80-degree-glass-optics-12834 oder etwas kleiner http://dx.com/p/glass-optics-for-flashlights-28mm-5297 Mach den Abstand LED-Linse variabel und du hast deine Verstellung. Zum Thema elektrik: Mach es einfach. Besorg dir einen Step-Down Wandler wenn du mehr als 1 LiIon Zelle verwenden willst. http://dx.com/p/6-18v-3000ma-3-mode-circuit-board-for-xm-lt60-emitters-57779 Ansteuern kannst du das Teil immer noch mit deinem µC
Das mechanische ist wie gesagt kein Problem. Ich werd auch mal ne Zeichnung wie ichs mir vortselle hier hochladen. Dass die Dinger verdammt heiß werden weiß ich. Bisher gefallen mir die Vorschläge von c-hater am besten. Das mit dem Shunt zum Strom messen leuchtet mir ein. Hab auch mit einem Mikrocontroller schon ein Amperemeter gebastelt. Aber warum die Spule? Und was ich auch noch nicht weiß ist woher ich dann die 12,2 Volt für die LED bekomme wenn ich die Akkus parallel schalte. Die Lampe soll nen eher kleinen Lichtpunkt haben und sehr weit leuchten aber trotzdem verstellbar sein sodass man den Punkt ein wenig größer einstellen kann. Die Strobo funktion will ich in jedem fall haben, koste es Arbeit was es wolle :) Zum laden muss ich die ganze Sache dann mit wie viel Volt versorgen?
Sebastian W. schrieb: > Zum laden muss ich die ganze Sache dann mit wie viel Volt versorgen? Mit 4,2 V, strombegrenzt. Wenn die Akkus alle parallel sind.
Eumel schrieb: > Sebastian W. schrieb: >> Zum laden muss ich die ganze Sache dann mit wie viel Volt versorgen? > > Mit 4,2 V, strombegrenzt. Wenn die Akkus alle parallel sind. Ich meinte wenn ich den Attiny als Laderegler nehm.
Sebastian W. schrieb: > Aber warum die Spule? Weil ein Schaltregler halt einen Energiespeicher benötigt, sonst kann er nicht funktionieren.
Ich möchte jetzt die LED verwenden: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree-High-Power-LEDs/Cree-MK-R-weiss-1665-Lumen-mit-Platine-12x12mm.html Ich hab jetzt einen Treiber gefunden, mit dem ich ohne großen Aufwand das ganze machen kann: http://www.voelkner.de/products/271175/LED-Treiber-Rcd-24-1.20.html Ich werd keinen ATtiny sondern nen ATmega nehmen, weil ich noch viele ATmega da hab. Außerdem kann ich dann auch noch Anzeige des Ladezustands, Temperaturüberwachung und Spannungsüberwachung realisieren. Der ATmega bekommt seinen eigenen Akku. Der Rest bekommt 3 mal eine Reihenschaltung aus 4 Akkus parallel geschaltet. Zum Laden nehm ich einfach dann die ganzen Akkus raus und lad sie mit nem Labornetzteil. Den ATmega programmier ich so, dass ich 3 Modi habe, die ich mit einem Taster durchwechseln kann. Einer in der ich die Helligkeit einstellen kann, einer in der ich eine Blinkfrequenz einstellen kann, und noch ein Druck auf den Taster versetzt den ATmega in den sparsamsten Power-Save Modus. Die selbe Taste weckt ihn dann auch wieder auf. Den Treiber will ich mit dem ATmega an und abschalten können. Was empfehlt ihr mir da? Für die LED hab ich jetzt eine Linse bei mir zuhause gefunden. Scheint mit einer anderen LED schon mal gut zu funktioniern. Wenn ich die LED bestellt habe werd ich das dann mal testen. Im Anhang hab ich mal 2 CAD Zeichnungen hochgeladen. Das eine ist der Kopf, den ich aus Alu machen werde, das andere ist das Griffstück, dass ich aus nem Stahlrohr und angeschweißtem Blech machen werde.
Die LED sieht schon mal deutlich besser aus. Hast du mal grob überschlagen ob dein winziger Alu-Kopf mit den mickrigen Kühlrippen ohne aktive Kühlung in der Lage ist 15W passiv abzuführen, ohne dass man sich dabei die Hände verbrennt wenn man den Kopf mal anfasst? Zumal das Akku-Fach ja NICHT als wärmeabfuhr bei dir verwendet wird. Soll heißen bei einer Temperaturdifferenz von max. 40 Kelvin? Du sagtest 3 mal 4 Akkus in Reihe, wo willst du die 12 Akkus unterbringen? Wie groß soll denn die Taschenlampe letztendlich werden? Wie lange soll sie denn leuchten? Welche Akkus? Der LED-Treiber hat einen PWM-Eingang, mit dem du ihn Ein/Ausschalten kannst, direkt mittels eines uC Ausgangs. Die Idee mit einem weiteren Akku für den Atmega allein ist nicht sehr sinnvoll, da du eine weitere 'Fehlerquelle' hast, die du beachten musst. Warum nimmst du nicht 4 Akkus in Reihe, und davon den ersten verwendest du für den Atmega? Die daraus resultierende unterschiedliche Entladung sollte minimal sein, da der Atmega, sofern richtig programmiert, vernachlässigbar im Stromverbrauch ist.
Frank M. schrieb: > Hast du mal grob überschlagen ob dein winziger Alu-Kopf mit den > mickrigen Kühlrippen ohne aktive Kühlung in der Lage ist 15W passiv > abzuführen, ohne dass man sich dabei die Hände verbrennt wenn man den > Kopf mal anfasst? Zumal das Akku-Fach ja NICHT als wärmeabfuhr bei dir > verwendet wird. Soll heißen bei einer Temperaturdifferenz von max. 40 > Kelvin? ja ein paar maße wären nicht schlecht gewesen. der kopf hat 90 mm durchmesser und 117 mm höhe. die dünnste materialstärke sind 4mm genau da wo die einschnitte der kühlrippen sind. des rest von dem teil hat 10mm dicke. Das Griffstück passt genau auf den Kopf und kann dann an dem Kranz der da übersteht verschraubt werden. Frank M. schrieb: > Du sagtest 3 mal 4 Akkus in Reihe, wo willst du die 12 Akkus > unterbringen? Wie groß soll denn die Taschenlampe letztendlich werden? > Wie lange soll sie denn leuchten? Welche Akkus? das Griffstück hat 30 cm länge und einen Innendurchmesser von 50mm. Akkus sind LiIon wie sie in Laptopakkus verwendet werden mit einer Spannung von 4,2 V im geladenen Zusatnd. Da sollte das Teil schon ne weile halten. Wenn für den ATmega ein Akku aus den 12 stück reicht dann mach ichs so. Frank M. schrieb: > Der LED-Treiber hat einen PWM-Eingang, mit dem du ihn Ein/Ausschalten > kannst, direkt mittels eines uC Ausgangs. Braucht der dann noch Strom oder ziehts mir dann die Akkus leer?
Ok, das soll ein Totschläger werden :-D Wie bekommst du die Linse in den Kopf? Wie planst du die Akkus zu platzieren um sie parallel anschließen zu können und dabei aber noch auswechselbar zu machen? Wo planst du den uC und den DC-DC Wandler zu platzieren? Wie integrierst du die Bedienelemente? Meine Vorschläge: Auf parallel geschaltete Akkus verzichten und nur eine Reihenschaltung. Macht das auswechseln und anschließen leichter. Die Steuerelektronik in den Batteriedeckel, zusammen mit den Bedienelementen und Anzeigen. Gehäuse dient als Plus-Pol. Die gesamte Lampe aus einem massiven Alu-Rundmaterial herstellen. Am einen Ende den Batteriedeckel mit der integrierten Elektronik aufschrauben, ans andere Ende eine Linsenkappe aufschrauben. Über die Linsenkappe kannst du auch die LED, montiert auf einer Platine, einsetzen, an's Alu festschrauben und an den Minus-Pol, vom Batteriefach durch ein Kleines Loch ein Kabel zur LED geführt, anschließen. Kann sein, dass bei den Vorschlägen auch viele Probleme auftreten die ich grad nicht bedacht habe, aber vielleicht kommst du auf ein paar weitere Ideen zur Umsetzung. (Grad gesehen, das Gehäuse zur Versorung zu verwenden mit der Elektronik im Batteriedeckel funktioniert mit dem gewählten Converter nicht) Laut Datenblatt (Seite 2 Tabelle) braucht er 200uA (Quiescent Input Current in Shutdown Mode Vin=36V 200μA max)
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Frank M. schrieb: > Ok, das soll ein Totschläger werden :-D Was die Leute schon wieder von mir denken... :) Frank M. schrieb: > Wie bekommst du die Linse in den Kopf? Der Kopf hat ja innen eine Stufe. Sieht man auf dem Bild. An der Stufe liegt dann die Linse auf. Entweder einkleben, was ziemlich doof wäre. Oder einen Deckel mit noch einer Stufe drin die dann die Linse hält. Dichtung dazwischen dann wird die Linse nicht beschädigt und da kann schon mal kein Wasser rein. Frank M. schrieb: > Wie planst du die Akkus zu platzieren um sie parallel anschließen zu > können und dabei aber noch auswechselbar zu machen? Die Akkus sind von der Form her wie normale Batterien, also zylindrisch. Ich könnte maximal 8 Stück in Reihe nehmen da sonst die Eingangsspannung des Treibers überschritten wird. Ich denke ich machs wie bei Modellbauakkus mit Balancer-Anschluss und ganz kurze 3mm Bananenstecker, Das ganze dann in Schrumpfschlauch verpackt. Wie wären 6 Zellen in Reihe? Dann mach ich 2 Akkupacks daraus und nehmen die dann Parallel. Von nem Balancer-Anschluss kann ich den ATmega speisen. Und wenn das Balancer Zeugs unnötig ist dann lass ich aus einem Pack noch ein Kabel für den ATmega rausgehen. Frank M. schrieb: > Wo planst du den uC und den DC-DC Wandler zu platzieren? Im Kopf ist oben Platz für LED und Optik und unten noch Platz für Treiber und ATmega. Frank M. schrieb: > Wie integrierst du die Bedienelemente? Entweder noch ein Zwischenstück zwischen Griffstück und Kopf oder unten in die Abdeckkappe, die auch mit Schrauben ans Griffstück geschraubt wird. Aber ich denke mal in die Kappe. Die Idee die Lampe komplett aus Alu zu machen ist nicht schlecht. Aber ein Stück Stahlrohr kommt billiger als eine lange dicke Aluwelle. Was muss der ATmega dann machen um den Wandler abzuschalten?
Sebastian W. schrieb: > Die Akkus sind von der Form her wie normale Batterien, also zylindrisch. > Ich könnte maximal 8 Stück in Reihe nehmen Sehr praktisch wären da m.E. 7Zellen 18650. Die kann man sehr platzsparend in einem Rohr mit 54mm Innendurchmesser unterbringen. Gruss Harald
Sebastian W. schrieb: > Was muss der ATmega dann machen um den Wandler abzuschalten? Laut Datenblatt folgende Spannung an Pin 3 anlegen, der auch für die PWM verwendet wird: 2.2V<Vr<15V
Frank M. schrieb: > Laut Datenblatt folgende Spannung an Pin 3 anlegen, der auch für die PWM > verwendet wird: 2.2V<Vr<15V Kann er die Spannung im Power Down Modus noch ausgeben?
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