Hallo, liebe Gemeinde.
Ich habe hier ein Moped stehen und einen bekloppten Plan: Das Ding soll
ein LED-Tagfahrlicht (im Folgenden: TFL) bekommen.
Bevor (und das passiert so sicher wie das Amen in der Kirche) einer
fragt: "Wieso?", hier einige vorweggenommene Antworten:
A. Es ist Pflicht, in der zivilisierten Welt am Tag mit Licht zu fahren.
B: Am Moped (besonders die klassischen Simson) beeinflusst der
Scheinwerfer durch seine Last das Motorverhalten im Standgas.
C: Die "Laufzeit" der Scheinwerfer- und Rücklicht"birnen" soll für echte
Nachtfahrten aufgespart werden.
D: Eigenbau, weil es in 6 Volt nix Vernünftiges zu kaufen gibt.
Also folgender Aufbau:
Das TFL soll StVO-konform bei eingeschalteter Zündung und laufendem
Motor über den gesamten Drehzahlbereich gleich hell brennen, bei
Abblendlicht jedoch Aus sein. Am Simson erfüllt Klemme 86 am Zündschloss
genau diese Anforderung!
Da die Lichtmaschine jedoch so ziemlich das Primitivste ist, was die
moderne Welt hervorbrachte, ist die abgegebene Leistung extrem von der
Motordrehzahl abhängig.
Bei mittlerer Drehzahl habe ich mit meinem 0815-Multimeter eine Spannung
(ohne Last) weit jenseits der 30 Volt "gemessen". Die Nennspannung von 6
Volt wird lediglich bei angeschlossener (in meinem Fall)
25-Watt-Scheinwerfer-Birne so ungefähr eingehalten.
Das (Eigenbau-)TFL:
Einige parallel geschaltete 6V-LEDs (integrierter Vorschaltwiderstand)
hängen an einem LM7806 mit vorgeschaltetem Brücken-Gleichrichter. Das
Konstrukt zieht bei 6,5 bis ca 20 Volt etwa 300 mA.
Das Verhalten:
Im Standgas leuchtet das TFL sehr schön. Ab ungefähr halber Max-Drehzahl
flackert es kurz um dann zu erlöschen. Sinkt die Drehzahl, leuchtet es
wieder.
Lösungsansatz:
Die Spannung muss auf maximal 15 Volt begrenzt werden, damit der LM7806
noch sauber arbeiten kann. Ein (ohmscher) Vorwiderstand würde das
Leuchten im Standgas verhindern, ein (Birnen-Fake-)Parallelwiderstand
würde unnütze Last erzeugen und das eigentliche Ziel der Übung
verfehlen.
Da wir hier über Wechselstrom verfügen, böte sich die Verwendung einer
Drosselspule an. Simson verwendet eine solche erfolgreich, um den Strom
(die Spannung?) des Rücklichts zu begrenzen.
(Hier gab es vor 2 Jahren einen ähnlichen Thread, der ging aber in eine
andere Richtung.) Das Standard-Rücklicht hat aber 5 Watt, zieht also
knapp 1 Ampere. Mein TFL braucht jedoch nur ein Drittel. Also 3 dieser
Drosseln (deren Werte ich nicht kenne) in Reihe?
Frage an die Community:
Wie kann ich eine Drosselspule mit haushaltsüblichen Mitteln
dimensionieren die die hier genannten Anforderungen erfüllt?
Das Hauptproblem an dieser Sache ist, es ist unmöglich, am Küchentisch
was auszuprobieren. Mein Labornetzteil macht maximal 30 Volt
Gleichspannung. Der alte Piko-Eisenbahntrafo bringt maximal 16 Volt
Wechselspannung. Beides für aussagekräftige Tests ungeeignet. Um die
Sache am Schreibtisch theoretisch zu ermitteln, fehlen mir die
(Hirn-)Mittel. Für jeden Versuch muss ich also ein bis zwei Runden mit
der Simme um den Block knattern (statt den Motor im Hof aufheulen zu
lassen). Ich will meine Nachbarn möglichst wenig in die Sache
einbeziehen. Bis jetzt(!) finden die es nämlich ziemlich cool, dass sich
hier einer eine Simson zusammengebaut hat.
Hallo,
ich würde bei diesen Eingangsspannungschwankungen zu einem Schaltregler
greifen.
Als einfachste Variante bietet sich der MC34063 an. Die geforderten
300mA bringt er locker und die Eingangsspannung darf bis auf 35V
hochgehen.
Mit einer wesentlichen Erwärmung ist nicht zu rechnen. Ganz anders wird
es beim LM7806 aussehen. Der wird ordentlich warm werden. Was eine
ausreichende Kühlung erfordert.
Die Schaltung im Anhang dient als Beispiel. Die macht 4,5-7V mit R7
einstellbar und liefert 500mA. Eine Kühlung ist nicht nötig.
Salu Hans
Prinzipiell geht die Berechnung sehr einfach
Da die Spannung annähernd proportional mit der Drehzahl (und zugleich
frequenz) ansteigt, so daß die Drossel den Strom automatisch auf einen
nahezu konstanten Wert drosselt. Im Prinzip ist in der Lichtmaschine
schon die Drosselwirkung eingebaut daß sie 25W / 4A = ca. 4 A liefert.
Was du jetzt brauchst ist eine Zusatzdrossel die den Strom entsprechend
weiter reduziert auf einen Wert mit dem du angemessene Leuchtdioden
füttern kannst. Für die Leuchtdioden kannst du die "6V" komplett
ignorieren, wichtig ist der Strom.
Um bei Tageslicht sichtbar zu sein hätte ich aus dem Bauch heraus mal
eine Leuchtdiode der 300mA-Klasse geschätzt, da ist die Kühlung noch
kein Problem und bei Tag gut als heller Fleck zu sehen.
Kannst du bei "mittlerer" Drehzahl einmal die Spannung U und bei der
gleichen Drehzahl die Frequenz F in Herz messen?
Jetzt rechnest du:
Z (Impedanz der Drossel) = U / Isoll
L (Induktivität) = Z / (2 PI F)
Oder gibst uns die Werte daß wir das mitrechnen. Dann können wir eine
passende Drossel aussuchen.
Nachher gibts die Schaltung mit Gleichrichter und Kondensator dazu. Und
zusätzlich kannst du noch 4 Mignonzellen anschließen um ein Standlicht
zu bekommen.
A-Freak schrieb:> Oder gibst uns die Werte daß wir das mitrechnen. Dann können wir eine> passende Drossel aussuchen.
Danke für das entgegengebrachte Verständnis. :)
Da ich hier mitten im Wohngebiet bin und keine Garage habe, müssen wir
wohl mit Schätzwerten (teilweise á la Spock: sehr genau geschätzt)
auskommen.
Die von mir mit einem 30-Euro-Multimeter gemessene Leerlaufspannung bei
mittlerer Drehzahl war sowas um die 35 Volt (sehr stark fluktuierend).
Die Frequenz ergibt sich aus der Drehzahl 2500 bis 5000 /min -> 40 bis
80 Herz. Die Werte sind geschätzt und nur zutreffend, wenn das
Lima-Polrad nur zwei Pole hat (ein Polwechsel /U. Hat es allerdings 6
Magnete (wie es aussieht), dann hätten wir 240 bis 480 Hz.
Der gewünschte Strom ist, wie von A-Freak richtig geschätzt, 300 mA.
Bis hierher läuft es super!
Nun wird's aber doof: Ein errechneter Wert in mH nützt mir(!) garnichts,
da ich aufgrund mangelnder Erfahrung keine Ahnung habe, wie ich eine
solche Drossel baue.
Und denke bitte daran, daß die Fläche der Lichtaustrittöffnung maßgebend
für die Sichtbarkeit ist. Manche fahrzeugführende Neanderthaler sind nur
darauf getrimmt, ganze Autos zu erkennen und nicht schmale Motorräder.
Außerdem wirkt ein schmales Fahrzeug langsamer als ein breites. Deshalb
halte ich das tolle Tagfahrlicht für minder gefahrabwehrend.
Auf jeden Fall brauchst Du eine Speicherdrossel mit Luftspalt.
MfG
Danke.
Inzwischen habe ich mal im Rest des Netzes recherchiert.
Dabei habe ich einen Rechner gefunden
https://www.electronicdeveloper.de/InduktivitaetXR.aspx
Der sagt, wenn ich von 40 Volt auf 7 Volt bei 300 mA runter will,
brauche ich 120 Ohm (Blind-)Widerstand.
Den erreiche ich bei 400 Hz mit einer Drossel von knapp 50 mH.
Ganz davon abgesehen, dass ich (noch) keine Ahnung habe, wie ich sowas
fertigen oder besorgen soll:
Sollte es am Ende so einfach sein?
HBose schrieb:> ich würde bei diesen Eingangsspannungschwankungen zu einem Schaltregler> greifen
Bei einer Stromquelle wie es diese Lickwicklung bei den primitiven
Mopeds ist, die in der Spannung einbrechen wenn man Strom zieht, ist ein
Schaltreglrr mit seinem negativen Eingangswiderstand (zieht weniger
Sttom wenn die Spannung steigt) echt blöd: die Regelung kommt leicht ins
Schwingen oder in LockOut durch Überlastung.
Allenfalls ein Hystereseregler wäre denkbar.
Aber ein Teil was nur 40V aushält wird an der Wicklung eher sterben, ein
80V Regler wie LM5007 wäre robuster, und ein drop out Spannungsverlust
von 2.5V wie beim MC34063 auch eher kontraproduktiv.
Ich halte den also für einen blöden Vorschlag.
Andreas F. schrieb:> A. Es ist Pflicht, in der zivilisierten Welt am Tag mit Licht zu fahren.
Es ist keine Pflicht. Nur wird das ausgehebelt durch die Vorschrift,
dass neue Fahrzeuge ein Taglicht haben müssen.
Für die Auslegung wäre es sinnvoll, wenn es folgende Messreihen gäbe:
Spannung bei Leerlauf und ein paar Geschwindigkeiten:
- Ohne Licht
- Mit Licht
- An einem Lastwiderstand, mit ähnlicher Leistung, wie das geplante
Tagfahrlich, jeweils ohne und mit dem vorhandenen Licht.
Mittelwerte und Spitzenwerte.
Ansonsten wäre eine Lösung, genau so viele LED mit Widerstand in Reihe
zu schalten, dass mit normalen Licht das Tagfahrlicht bereits schon
bemerkbar schwächer leuchtet.
Dieter schrieb:> Es ist keine Pflicht.
OK. Ich zitiere die StVO:
"§ 17 Beleuchtung
(2a) Wer ein Kraftrad führt, muss auch am Tag mit Abblendlicht oder
eingeschalteten Tagfahrleuchten fahren. ..."
Aber für Einige scheint das Auslegungssache zu sein. (Das aber nur am
Rande. Und wer meinen Starter-Post gelesen hat, weiß, dass ich das
vorhergesehen habe.)
BTT (back to topic weil ich keinen Bock auf sinnlose Diskussionen habe):
Ich habe hier einen kleinen Elektromagneten liegen. Der scheint so
ziemlich die Anforderungen an meinen Fall zu erfüllen. Ohne
Spannungsregler-Schnickschnack.
Edison hat sich geirrt: Wechselstrom hat Vorteile!
Sollte das Wetter morgen einigermaßen mitspielen, werde ich mal was
versuchen.
Vielleicht hilft das hier:
Vor vielen Jahr half ich einem Freund der dasselbe Problem mit einem
alten 1948er BSG Motorrad hatte. Damals schlug ich vor einen Shunt
Regler einzubauen der die Spannung auf 7.2V stabilisierte. Die 7.2V
waren wegen der Erhaltung des Akkus notwendig. Ich baute ohm damals eine
Schaltung mit dem TL431 umd einem PNP Transistor der einen
Leistungswiderstand betrieb. Das ganze funktionierte wunderbar. Im
Spannungsteilerzweig fügte ich auch noch ein paar in Serie geschaltete
Silizium Dioden ein um die Vergleichsspannungs etwas temperaturabhängig
zu machen.
Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !"
Der Generator war ein Magneto mit Brückengleichrichter und stark
Drehzahl abhängig.
Leider habe ich keine Unterlagen mehr. Aber die Schaltung ist ja
ziemlich Standard. Bei Überspannung zieht der TL431 Steom und steuert
den PNP an der dann die Spannung als Shunt Regler begrenzt. Ein Poti im
Refernzzweig mit ein paar Dioden von oben herso dass sich dort bei 7.2V
genau 2.5V einstellen. Das Temperaturverhalten läßt sich mit der Anzahl
der Serien Dioden nach Maß einstellen. Jede Diode hat -2.1mV/C
Temperaturverhalten. Der Akku hat ein bekanntes Temperaturverhalten für
die Ladeschluß bzw. erhaltungsladung. Das sind bei Raumtemperatur an die
7.2V.
Jedenfalls funktionierte die Anordnung bis zu seinem Tod einwandfrei und
irgendein Neffe hat es auch heute noch über zwanzig Jahren in Betrieb.
Einen - linearen - Ballastregler würde ich wegen der hohen
Verlustleistung im Fahrbetrieb nicht verwenden: das TFL nimmt ja nur
einen Bruchteil des Generaturstroms in Anspruch.
Übliche Spannungsbegrenzer in solchen Mopeds arbeiten mit Thyristoren,
die einzelne Halbwellen kurzschließen. Dem Generator und Glühlampen ist
das egal.
Auch die Batterie-Laderegler arbeiten in Mopeds mit Thristoren. Robust
und verlustarm.
Für den Zweck des TFL halte ich eine Vorschaltdrossel aber auch für
sinnvoll. Man könnte das auch mit LT-Spice simulieren. Das
Generator-Modell ist vom Fahrrad-Dynamo verwendbar. Nur anders
Parametieren:
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/node434.html
Schalte die LEDs in deinem TFL entweder einzeln antiparallel oder baue
einen Brückengleichrichter davor.
Noch mal zurück zur sinnlosen Diskussion. Wenn statt des normalen Lichts
beim Moped, ein TFL leuchtet muss das eine Zulassung haben. Eigenbau TFL
ohne Zulassung fällt somit flach, wenn schon Vorschriften zitiert
werden.
Andreas F. schrieb:> Bei mittlerer Drehzahl habe ich mit meinem 0815-Multimeter eine Spannung> (ohne Last) weit jenseits der 30 Volt "gemessen". Die Nennspannung von 6> Volt wird lediglich bei angeschlossener (in meinem Fall)> 25-Watt-Scheinwerfer-Birne so ungefähr eingehalten.Andreas F. schrieb:> Einige parallel geschaltete 6V-LEDs (integrierter Vorschaltwiderstand)> hängen an einem LM7806 mit vorgeschaltetem Brücken-Gleichrichter. Das> Konstrukt zieht bei 6,5 bis ca 20 Volt etwa 300 mA.
Besser wäre so etwas ohne Elektronik, ändert aber die Helligkeit, wenn
die Drehzahl hoch geht. Man könnte statt dem Widerstand eine
bidirektionale Konstantstromschaltung mit Transistor oder JFET einfügen.
So wäre das ganze frei von weiterer Elektronik (kondensatorlos und
drossellos).
Damit weniger Strom benötigt wird, müßte man die LED so wie das
angefügte Bild zusammenstellen. Wenn eine solche Schaltung für weniger
Strom nicht machbar ist, dann geht diese einfache Lösung nicht.
Meines Wissens lagen die Frequenzen des Generators meist zwischen 10 bis
200Hz in Abhängigkeit von der Drehzahl. Eine Vorschaltdrossel wäre mir
hier noch zu groß.
Bei einer Quelle mit hohen Innenwiderstand bietet sich
ein Parallelregler geradezu an, wie "Gerhard O." schon schrieb:
>Vor vielen Jahr half ich einem Freund der dasselbe Problem mit einem>alten 1948er BSG Motorrad hatte. Damals schlug ich vor einen Shunt>Regler einzubauen der die Spannung auf 7.2V stabilisierte.
Läst sich sehr einfach bauen, Leistungstransistor und Z-Diode.
Z-Diode am Transistor von Kollektor nach Basis.
Transistor auf einen dicken Kühlkörper. Bei Wechselspannung
noch ein Gleichrichter mit 4 Dioden vorschalten.
Einfacher gehts nicht.
Dieter schrieb:> Noch mal zurück zur sinnlosen Diskussion.> (...)> Besser wäre so etwas ohne Elektronik, (...)>> (...), dann geht diese einfache Lösung nicht.
Ich geb's auf.
Meinen herzlichen Dank an alle, die konstruktiv mitwirkten.
:)
Andreas F. schrieb:> D: Eigenbau, weil es in 6 Volt nix Vernünftiges zu kaufen gibt.
Ich würde trotzdem ein zugelassenes 12V-TFL verwenden. Das könnte
man z.B. über einen SEPIC- oder invertierenden Wandler versorgen.
Damit wären auch alle anderen hier aufgeführten Probleme beseitigt.
Wir haben bei uns in Kanada nicht in dem Maße das deutsche TUV
Zulassungsproblem. Solche (Eigenbau) Zusatzeinrichtungen sind bei uns
durchaus legitim solange die Hauptfunktionalität (der
Beleuchtungsanlage) gewährleistet ist. Im Zweifelfall kann man sich das
individuell per Fahrzeug abnehmen lassen. Bei Altfahrzeugen wird ja
sowieso nicht darauf geschaut weil da die Originalzulassung noch geltent
ist. Bei uns sieht man viele Dinge etwas lockerer. Ob das ein unbedingt
ein Nachteil ist, kann man debattieren.
Bei uns ist es durchaus möglich sich ein eigenes Fahrzeug zu bauen und
dann sicherheitsmäßig individuell abnehmen lassen und öffentlich
Strassentauglich zu machen. Dasselbe gilt für Eigenbau Kleinflugzeuge.
Solange die Sicherheitsbestimmungen einhehalten werden ist das möglich.
Ich kenne da jemanden der sich sein eigenes Flugzeug gebaut hat und es
zugelassen bekam.
Das hilft euch zwar nicht unbedingt in D, zeigt aber, daß es nicht so
streng sein muß.
Andreas F. schrieb:
>Lösungsansatz:>Die Spannung muss auf maximal 15 Volt begrenzt werden,>Wie kann ich eine Drosselspule mit haushaltsüblichen Mitteln>dimensionieren die die hier genannten Anforderungen erfüllt?
Garnicht, nicht möglich.
>Ich geb's auf.
Der Denkfehler ist, mit Einer Drossel in Reihe,
eine Spannung begrenzen zu wollen. Ist technisch
nicht möglich. Es wird mit dieser Konstruktion
der Strom begrenzt. Die Spannung bleibt damit
immer Lastabhängig. So ist nun mal die Physik.
@ Andreas F. (dresi)
Wenn du die mentale Gabe hast gewisse chaotische Teile von dem Forum
hier auszublenden dann biete ich dir gerne meine Hilfe an daß wir das
weiter gehen und vollenden. Ich bin da ehr der alte Knacker der sowas
einfach, pragmatisch und langlebig mit einer Drosselspule löst statt
komplexe Schaltnetzteile aufzubauen.
Daß deine Lichtmaschine zwei Pole hat kommt mir sehr wenig vor, ich
hätte jetzt ehr 8 bis 12 erwartet.
Was die Spule selbst angeht, so ein Elektromagnet kommt da schon sehr
nahe hin, auch eine Spule für ein dickes Relais oder Schütz könnte
passen wenn man die Kontaktmechanik entfernt.
MaWin schrieb:> Ich halte den also für einen blöden Vorschlag.
So blöd ist der Vorschlag garnicht. Mit einer Überspannungsbegrenzung am
Eingang des Schaltreglers um Längen besser als eine irgendwie
dimensionierte Drossel. Man(n) sollte das Datenblatt vorher lesen. RTFM
stimmt immer.
Pardon für die blöde Antwort.
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