Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED-Treiber Fahrradlampe (Reverse-Engineered)


von Cube_S (Gast)


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Hallo liebe Gemeinde,

ich würde gerne meine (Fahrrad-)LED-Lampe pimpen, da mir die Funktionen 
so wie sie sind nicht ganz passen.

1. Lässt sie sich seit einiger Zeit nicht mehr ganz ausschalten, sondern 
einige LEDs leuchten leicht (siehe Bild). Das Muster ändert sich immer 
wieder.

2. Über den Taster schaltet man folgende Modi: Voll -> Halb -> 
Stroboskop -> Aus. Äußerst unpraktisch wenn man Nachts durch den Wald 
düst und bei Gegenverkehr (Jogger) schnell ausschalten will um diese 
nicht zu blenden (zweite Lampe als Abblendlicht läuft immer mit).

3. Den Taster hätte ich gerne nahe am Griff und nicht an der Lampe.

Die passende Funktion über einen µC hinzukriegen wäre für mich kein 
Problem. Fragen wirft jedoch die Versorgung der Power-LEDs selbst auf. 
Ich habe versucht die Schaltung durch Nachverfolgen der Leiterbahnen zu 
rekonstruieren und das Resultat angehängt. Es scheint eine Kombination 
aus Chopper und Boost-Converter beteiligt zu sein.

Das IC welches offensichtlich der Mikrocontroller ist, trägt keine 
Bezeichnung. Das für die LEDs (bzw. den MOSFET) zuständige IC hat die 
Bezeichnung LEDA 1618, wozu ich allerdings nichts finden kann. Laut OSZI 
versucht es wohl eine Konstantstromsteuerung per 160KHz PWM. Der µC 
steuert über ein Rechtecksignal auf Pin 5 die an/aus-Phasen und damit 
die Helligkeit bzw. die Stroboskopfunktion.

Kennt vielleicht jemand diesen Chip bzw. etwas entsprechendes womit ich 
eine neue Schaltung ähnlicher Art (mit einem µC meiner Wahl) neu 
aufbauen kann?

: Verschoben durch User
von ArnoR (Gast)


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Cube_S schrieb:
> Kennt vielleicht jemand diesen Chip bzw. etwas entsprechendes womit ich
> eine neue Schaltung ähnlicher Art (mit einem µC meiner Wahl) neu
> aufbauen kann?

RT9288A

http://www.richtek.com/en/Products/Switching%20Regulators/Step-Up%C2%A0DC_DC%C2%A0Controller/RT9288A

von Dieter (Gast)


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Zu 1
Im Auszustand U unter Mindestwert, aber alternde LED fuehrt mehr 
Kriechstroeme. Die. LED mit geringstem Kriechstrom glimmt.

von yesitsme (Gast)


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Das LEDA könnte ein QX9920 sein.
http://www.dianyuan.com/upload/community/2015/03/27/1427442373-56499.pdf

Aber irgendwie passt der Schaltplan nicht zur typischen Verschaltung im 
Datenblatt. (LEDs, Diode und Spule ergeben keinen Kreis)

Irgendwas scheint da noch nicht zu stimmen.

von Horst (Gast)


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Dieter schrieb:
> Kriechstrom

Schön daß hier mal einer ist, der sich damit auskennt.
Kannst Du mir erklären, was dieser ominöse Krichstrom eigendlich ist?
Und was der mit LEDs zu tun hat?
Den find ich nämlich in keinem Datenblatt.

von ArnoR (Gast)


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yesitsme schrieb:
> Das LEDA könnte ein QX9920 sein.
> http://www.dianyuan.com/upload/community/2015/03/27/1427442373-56499.pdf

Nein, das ist ein Abwärts-Wandler (Buck), gesucht ist ein 
Aufwärts-Wandler (Boost).

> Aber irgendwie passt der Schaltplan nicht zur typischen Verschaltung im
> Datenblatt. (LEDs, Diode und Spule ergeben keinen Kreis)

Natürlich nicht, siehe oben.

von Cube_S (Gast)


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Horst schrieb:
> Schön daß hier mal einer ist, der sich damit auskennt.

Ich glaube die Erklärung ist gar nicht so schlecht. Denn wenn man die 
Schaltung anschaut muss man sich schon fragen was "aus" überhaupt 
bedeutet. Der Mosfet dauernd an kann nicht sein, da würde eine Menge 
Strom durch Spule und den 0,1Ohm Shunt fließen. Also Mosfet dauernd aus, 
aber damit liegen die ca. 8V Batteriespannung (fast) direkt auf den 
LEDs.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Cube_S schrieb:
> Also Mosfet dauernd aus, aber damit liegen die ca. 8V Batteriespannung
> (fast) direkt auf den LEDs.
Und weil die LED aber mindestens 12...16V brauchen, leuchtet da 
nichts...

von Dieter (Gast)


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Zu 1:

Erster Effekt:
https://www.elektormagazine.de/news/led-mit-einem-wirkungsgrad-von-100

Zweiter Effekt:
Unterschiedlicher Kriechstrom der LED bei Serienschaltung. Der 
Kriechstrom nimmt mit Alterung zu (könnte auch als Alterungskriterium 
gemessen werden). Zusätzlich entstehen durch den dritten Effekt 
unterschiedliche Kriechströme.

Dritter Effekt:
Zusätzlich ist die LED selbst strahlungsempfindlich.
http://www.elektronik-labor.de/Labortagebuc/Tagebuch0511.html#solar

Zusammen:
Die LED mit dem niedrigsten Kriechstrom sieht einen Spannungsabfall von 
2,5V+ und glimmt ganz schwach. Dabei tritt auch erster Effekt auf und 
Abwärme, die jedoch nicht genau in der LED Halbleiterschicht auf der 
gleichen Seite der Zone auftritt.

Solange der Kriechstrom im uA-Bereich liegt, ist das vollkommen 
unkritisch. Einfach mal messen. Wenn Du nichts unterbrechen kannst für 
diese Messung, dann nimm einen 9V Block mit Megaohmwiderständen, 
Strommessgerät, lege über den Dioden an und variiere die Werte bis das 
Leuchten gleich hell ist.
(Vermutlich brauch das IC im Ruhemodus einige 10uA, und dann fällt das 
kaum ins Gewicht.

von Dieter (Gast)


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Zu 3:
Langes Kabel nehmen und damit einen Transistor parallel zu dem Schalter 
schalten. BE Strecke kann statische Aufladungen ab, das IC an dem 
Eingang nicht. Dünne günstige Kabel und einfache Niederspannungstaster 
wären so problemlos zu verbauen.

von Toxic (Gast)


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Das Pinlayout des "uCs" ist identisch mit Microchips PICs wie z.B. den 
pic12F683 oder pic12F1840.
Ich wuerde die Leds so umverdrahten,dass jeweils 2 in Reihe liegen,dann 
parallel schalten und diese Kombination direkt mit dem dem MOSFET 
ansteuern.An Pin 5 des ICs kann man bei den Pics PWM ausgeben.
Einziger Haken an der Geschichte: es ist ein Strombegrenzungwiderstand 
fuer die Leds erforderlich,welcher natuerlich Verluste bedeutet.Wenn man 
aber die Leds geschickt ansteuert haelt sich dies in Grenzen.
Auf das Special-IC, die Schottkydiode und Spule kann man so verzichten.

Wie schon gesagt: nicht ideal,aber immer noch besser als diese nutzlosen 
Zusatzfunktionen diverser Fahrrad & Taschenlampen/Lanternen etc.

von Horst (Gast)


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Cube_S schrieb:
> Horst schrieb:
>> Schön daß hier mal einer ist, der sich damit auskennt.
>
> Ich glaube die Erklärung ist gar nicht so schlecht.

Doch, ist sie.
Kriechstrom ist ein Begriff, den Halbwissende benutzen um Laien etwas zu 
erklären, was sie selber nicht verstanden haben.
Sowas hier zu lesen bedarf genauerer Erklärung.

von Cube_S (Gast)


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Dieter schrieb:
> Solange der Kriechstrom im uA-Bereich liegt, ist das vollkommen
> unkritisch. Einfach mal messen.

Ich habe den Stromverbrauch mal mit einer nagelneuen Lampe verglichen 
und keinen Unterschied festgestellt. Beide lagen bei 30mA, die grün 
leuchtende LED für Batterieanzeige dürfte da wohl den Hauptanteil 
ausmachen. Das ist also tatsächlich völlig unkritisch. Und die Funktion 
als Positionsleuchte bei Dämmerung ist gar nicht mal schlecht.

Mich hat es nur gewundert wie LEDs im ausgeschalteten Zustand leuchten 
können, aber die Schaltung zusammen mit den hier gelieferten Erklärungen 
machten mir das jetzt verständlich.

Toxic schrieb:
> Auf das Special-IC, die Schottkydiode und Spule kann man so verzichten.

Bei Diode und Spule sehe ich kein Problem, ganz im Gegenteil, gerade 
Spulen sind ja hoch interessante Bauteile. Kann doch niemand genau 
erklären wo sie ihre Energie speichern (kommt mir jetzt nicht mit 
Magnetfeld=Spunk). Das Regler-IC ist natürlich ein Problem, aber:

ArnoR schrieb:
> RT9288A

kommt dem schon ziemlich nahe. Schade nur, dass das Ding in meinen 
Lieblingsläden nicht erhältlich ist.

Dieter schrieb:
> Zu 3:
> Langes Kabel nehmen und damit einen Transistor parallel zu dem Schalter
> schalten.

Eine ähnliche Lösung habe ich schon, indem ich einfach die Stromzufuhr 
von der Batterie komplett unterbreche (damit kann ich zumindest schnell 
abschalten). Aber ich dachte mir, wenn ich schon das Gehäuse öffne dann 
kann ich's auch gleich richtig machen.

Toxic schrieb:
> Ich wuerde die Leds so umverdrahten

Das wollte ich vermeiden, sie sind so schön auf einer Platine angeordnet 
die ich nicht im wahrsten Sinne des Wortes ankratzen wollte.

von ArnoR (Gast)


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Cube_S schrieb:
> Ich habe den Stromverbrauch mal mit einer nagelneuen Lampe verglichen
> und keinen Unterschied festgestellt. Beide lagen bei 30mA

Dann stimmt aber dein Schaltplan oben nicht. Die Reihenschaltung von 30R 
und 80R an 8V zieht schon allein 73mA. Die rot/grün-LEDs sind übrigens 
falschrum.

von Toxic (Gast)


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Cube_S schrieb:
> Toxic schrieb:
>> Ich wuerde die Leds so umverdrahten
>
> Das wollte ich vermeiden, sie sind so schön auf einer Platine angeordnet
> die ich nicht im wahrsten Sinne des Wortes ankratzen wollte.

Das duerfte in der Tat ein Problem sein.Waere es allerdings meine 
Fahrradlampe,wuerde ich die Platine komplett entfernen und gegen eine 
entsprechend bearbeitete Lochrasterplatine mit 
Pic-controller/PowerLed/Taster ersetzen. So hab ich es bei einer einer 
Aldi-Lanterne gemacht....und die tut nun was ich will ;)

von Dieter (Gast)


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Horst schrieb:
> Kriechstrom ist ein Begriff, den Halbwissende benutzen um Laien etwas zu
> erklären, was sie selber nicht verstanden haben.
> Sowas hier zu lesen bedarf genauerer Erklärung.

Dann wird es etwas lang, und für den "praktischen" Zweck reicht es.


Cube_S (Gast) schrieb:
> Dieter schrieb:
> Solange der Kriechstrom im uA-Bereich liegt, ist das vollkommen
> unkritisch. Einfach mal messen.

>Ich habe den Stromverbrauch mal mit einer nagelneuen Lampe verglichen
>und keinen Unterschied festgestellt. Beide lagen bei 30mA, ....

Da hast Du mich Mißverstanden. Es handelt sich um den Strom unterhalb 
der Spannung, aber die LED leuchtet, d.h. kleiner als 2,5V je LED. 
Genauer die Strom-Spannungskennlinie in Vorwärtsrichtung im 
ausgeschalteten Zustand, z.B. bei an den Punkten von ca. fast 2V je LED.

Angemerkt sei auch, dass der Widerstand und die Zehnerdiode ohne 
weiteren Ein-/Ausschalter die Batterie bereits auch in 100-200 Stunden 
Akkus von 2 Ah Kapazität leert. Die Unterbrechung der Stromzufuhr wäre 
bei diesen Werten dringend anzuraten. Cube_S hat bereits dies schon 
eingebaut.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dieter schrieb:
> Zehnerdiode
Der Bursche hieß Clarence Melvin Zener.

ArnoR schrieb:
> Die Reihenschaltung von 30R und 80R
Wenn man die Widerstände nachmisst, haben die sicher höhere Werte. Die 
wurden nach dem falschen Code abgelesen: der "80 Ohm" Widerstand hat den 
Code 80C, und der "30 Ohm" Widerstand den Code 30D
Und das dann nach dem dreistelligen Zeichencode ausgewertet 
(http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/smd_code.html) ergibt 66500 Ohm 
und 200000 Ohm. Das ist doch etliche Zehnerpotenzen höher als 
vermutet...

von Cube_S (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Die
> wurden nach dem falschen Code abgelesen: der "80 Ohm" Widerstand hat den
> Code 80C, und der "30 Ohm" Widerstand den Code 30D

Stimmt, ich habe das in der Schaltung korrigiert

ArnoR schrieb:
> Die rot/grün-LEDs sind übrigens
> falschrum.

Auch richtig. Zusätzlich fehlte noch ein 10k-Pulldown Widerstand am 
ominösen Boost-Controller

Dieter schrieb:
> Die Unterbrechung der Stromzufuhr wäre
> bei diesen Werten dringend anzuraten.

Akkupack und Lampe sind voneinander getrennt und das Akkupack wird auch 
getrent von der Lampe geladen. Somit ist Akkupack das in der Praxis nie 
über längere Zeiträume an der Lampe.

Toxic schrieb:
> wuerde ich die Platine komplett entfernen und gegen eine
> entsprechend bearbeitete Lochrasterplatine mit
> Pic-controller/PowerLed/Taster ersetzen.

Das ist im Prinzip ja auch mein Plan, gilt aber nur für die 
"Steuerplatine". Die Platine mit den Power-LEDs würde ich wahrscheinlich 
nicht mal zerstörungsfrei aus dem Gehäuse bekommen und genau dort sind 
die LEDs eben so verdrahtet.

von Dieter (Gast)


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Übrigens der LEDA 1618 ist in der Schaltung zum Schutz des MOSFET, damit 
im Falle der Prozessor haengt dieser bei erreichen des Maximalstroms 
zuverlaessig ausgeschaltet wird. Die Programmschleife zu Abfrage waere 
auch zeitlich zu ungenau.

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