Dynamo a lampka na Cree

[wicy]

8.Mam nadzieję, że nie zwierasz wszystkich kondensatorów? Masz tylko zewrzeć dwa punkty, pierwszy gdzie łączą się C1 i C3 a drugi gdzie C2 i C4. Chodzi o to by pominąć kondensatory pomiędzy prądnicą a prostownikiem. Czyli mieć czysty układ nr 2.
Jeśli zwierasz dobrze i nie masz napięcia na C5 to sprawdź diody prostownicze.

Jeszcze raz sprawdziłem. Coś musiałem źle zwierać. Układ zaświecił po zwarciu tych punktów.
Świeci CREE - nie świeci led. Nie bardzo mam możliwość sprawdzenia punktu przełączania - zasilacz gówniany, chyba nie wydala z zasilaniem. Zwieranie nóg 5-8 LM nie wiele zmienia - tzn. działa tylko CREE.
Czyli wychodzi, że co? Któryś z kondensatorów?

[JanekTheFizyk]

Napięcie przewodzenia białych ledów przy 0,5A to 2,8/3,0/3,2V (XML/XBD/XPE). Czerwone to 1,8-2,2V. Kolega Pyra napisał o 1,2. Ja o takich nie słyszałem, może pomylił się z podczerwonymi? Jeśli mam rację to przy 1,8 nigdy te dwie czerwone nie zaświecą. Musi być jedna.
Ale zastanów się czy to ma sens. Nie lepiej dodać w szereg jedną czerwoną na 0,5A? Napięcie wszystkich wyniesie ok. 8,2V. Powinno być znośnie jeśli chodzi o niskie prędkości bez podwajacza.
Na białe proponuję XBD bo mają niskie napięcie przewodzenia, XML są zbyt drogie, XPE mają wyższe napięcie. Na czerwoną proponuję XPE.

Na białe chciałem wziąć xp-g2, są stosunkowo łatwo dostępne i optyka do nich też. A poza tym, mają "2" na końcu, taki mały dodatek zachęcający Nadadzą się?

Skąd się biorą różnice w napięciach przewodzenia? Jest jakaś różnica konstrukcyjna?

Na czerwone chciałem wziąć małe diody jednak, nie trzeba do nich optyki i można je dowolnie poukładać. Oczywiście świadom jestem różnicy w napięciach przewodzenia. Dlatego myślałem o połączeniu w szeregu z czerwonymi (równoległymi) dwóch diod krzemowych, żeby napięcie obniżyć. 1,8 + 2*0,7 da 3,2, czyli tyle ile na xp-g2, prawda? Taki sposób połączenia pojawił się u mnie w głowie ze względu na to, żeby jak najmniej obciążać nogi energią dostarczaną do zasilania diod. Choć może rzeczywiście dołączenie czerwonych w szeregu nie doda aż takiego obciążenia (~1W więcej tylko). I może wtedy równolegle do jednego powerleda czerwonego kilka małych na dzielniku (żeby je ustawić pod kątem na boki trochę).

1,2 V wypada w podczerwieni, około 1000 nm długości fali.

[gruby]

Na białe chciałem wziąć xp-g2, są stosunkowo łatwo dostępne i optyka do nich też. A poza tym, mają "2" na końcu, taki mały dodatek zachęcający Nadadzą się?

Jak najbardziej. Są tylko droższe od XBD a parametry bardzo podobne.

Skąd się biorą różnice w napięciach przewodzenia? Jest jakaś różnica konstrukcyjna?

Technologia wykonania

Na czerwone chciałem wziąć małe diody jednak, nie trzeba do nich optyki i można je dowolnie poukładać.

Na jedną XPE dajesz bardzo ciekawą optykę o kątach ok. 60x15. Masz szeroko na boki, wąsko w pionie a światła znacznie więcej od tych diod "choinkowych". Zobacz jak to wygląda u mnie. Zdecydowanie polecam takie rozwiązanie.

Oczywiście świadom jestem różnicy w napięciach przewodzenia. Dlatego myślałem o połączeniu w szeregu z czerwonymi (równoległymi) dwóch diod krzemowych, żeby napięcie obniżyć. 1,8 + 2*0,7 da 3,2, czyli tyle ile na xp-g2, prawda?

XPG ma chyba coś ok. 2,8V przy 0,5A. Prędzej to zaświeci jak dasz jedną czerwoną i odpowiedni rezystor. Ale znowu na rezystorze tracisz niepotrzebnie moc.

Taki sposób połączenia pojawił się u mnie w głowie ze względu na to, żeby jak najmniej obciążać nogi energią dostarczaną do zasilania diod.

Nie zwracaj sobie tym głowy. Rowerzysta generuje średnio 100W. Na pradnicę będziesz potrzebował moc ledów plus 20% tej mocy na prądnicę. Jak dasz 2x białą 1,5W i 1x czerwoną 1W to masz 4*1,2=4,8W. W życiu nie odczujesz różnicy 5% w nogach. Ja przy swojej lampce muszę generować 10W czyli 10% i zupełnie tego nie odczuwam.

I może wtedy równolegle do jednego powerleda czerwonego kilka małych na dzielniku (żeby je ustawić pod kątem na boki trochę).

Odpuść sobie. Na co ci świecenie na boki pod kątem większym niż 90 stopni?

[ Dodano: 11 Luty 2014, 10:09 ]
---------------------------------------------------------------------------------

@wicy
Jak zaświeciło tzn, że prostownik jest sprawny. Kondensatory C1 do C4 trzeba sprawdzić podłączając pod prądnicę bo musisz tam podać napięcie zmienne. Jak nie zaświeci to do wymiany. Na jakie napięcie miałeś te kondensatory i jakie ledy zasilasz?

C5 tez musisz sprawdzić czy się ładuje bo zwykle w pierwszej kolejności padają elektrolity. Na jakie napięcie miałeś?

A co do LM. Jeśli zwarłeś nogi 5-8 i czerwona dioda trybu nie świeci to ona na 99% tez do wymiany.

Sprawdź jeszcze czy nie poleciał ci tyrystor. Jeśli się spalił i nie zwierał bo spaleniu to LM też do wymiany bo wytrzymuje max 28V.

[wicy]

C1-C4 to 470uF/63, C5 to 2200uF/16, led to jakaś CREE (X,XR, czy jakoś tak, nie pamiętam).
Dzięki za pomoc, odpuszczę chyba dalsze szukanie i zrobię to wszystko od nowa, zwłaszcza, że chcę jeszcze dodać na płytkę kilka elementów do zasilania GPS.

[JanekTheFizyk]

Jako, że ciągle chodzi mi po głowie integracja i do tego kolega wicy podtrzymuje temat, urodziło się coś takiego.

I tu pojawia się kolejna paczka pytań:
1. Czy to ma w ogóle szansę zadziałać? Czy przetwornicę można wstawić w szereg?

I teraz, jeśli nie, to koniec tematu. Ale jeśli przypadkiem tak, to:
2. Czy, gdy przełącznik 2 jest zwarty i przetwornica jest do niego równolegle, to czy na niej występuje jakiś spadek napięcia, czy zwarty kanał wszystko wyzeruje?
3. Czy po zwarciu przełącznika 2 napięcie spadnie w taki sposób, żeby nie spalić diod, które stoją dalej w szeregu?
4. Co zrobić z kondensatorami C4/C5,C6? Jeden duży C4, podzielone na C5 i C6?
5. Czy to zadziała, gdy pod przetwornicę podpięte będzie obciążenie?

Taką paczkę zostawiam do przetrawienia na weekend

[krudnik]

A jaki prąd masz zamiar wpuszczać w lampki? Jakiego prądu oczekujesz na wyjściu USB?


Wyjaśnijcie mi proszę, sens stosowania przetwornicy step-up w instalacji zasilanej z dynama. Dynamo ma ograniczenie prądu na wyjściu do 0.5A, natomast napięcie może nawet znacznie wzrosnąć (w stosunku do warunków znamionowych 6V/0.5A). Jedynym sposobem na pobranie z dynama większej mocy to ustawienie takiego punktu pracy dynama, by napięcie na jego wyjściu było sporo wyższe niż znamionowe.
Oczywiście w połączeniu szeregowym z innym obciążeniem to może mieć sens, ale nie dostarczy nawet standardowego prądu USB - 500mA. Zwiększenie prądu jest możliwe tylko przy użyciu przetwornicy step-down.

[gruby]

1. Czy to ma w ogóle szansę zadziałać? Czy przetwornicę można wstawić w szereg?
2. Czy, gdy przełącznik 2 jest zwarty i przetwornica jest do niego równolegle, to czy na niej występuje jakiś spadek napięcia, czy zwarty kanał wszystko wyzeruje?
3. Czy po zwarciu przełącznika 2 napięcie spadnie w taki sposób, żeby nie spalić diod, które stoją dalej w szeregu?
4. Co zrobić z kondensatorami C4/C5,C6? Jeden duży C4, podzielone na C5 i C6?
5. Czy to zadziała, gdy pod przetwornicę podpięte będzie obciążenie?

Taką paczkę zostawiam do przetrawienia na weekend

1.Zadziałać zadziała ale czy efektywnie to raczej wątpię. Połączenie szeregowe powoduje, że prąd przetwornicy i prąd ledów musi być taki sam. A jak się domyślasz urządzenie, które chcesz podłączyć będzie wymagało różnego prądu. Jak w ogóle to zadziała to ledy będą świecić raz mocniej a raz słabiej.
2.Będzie minimalny spadek zależny od rezystancji zestyku.
3.Kondensator czerwony (chyba miał to być C4) będzie naładowany do napięcia diod i przetwornicy. Jak zewrzesz to na diodach pojawi się zbyt duże napięcie. Popłynie więc odpowiednio większy prąd do momentu kiedy kondensator rozładuje się do napięcia diod. Będzie to chwila (im większa pojemność kondensatora tym większa) ale po którymś razie diody mogą podziękować. Raczej ryzykowne.
4.C4 do wywalenia, ryzyko uwalenia diod.
5.Ja bym się obawiał co będzie jak nie będzie obciążenia a przełącznik otwarty. Przetwornica może pójść z dymem.

Proponuję nie kombinować i rozdzielić układy w sensie by działały oddzielnie i tylko jeden z nich w tym samym czasie.

1.Wyjaśnijcie mi proszę, sens stosowania przetwornicy step-up w instalacji zasilanej z dynama.
2.Jedynym sposobem na pobranie z dynama większej mocy to ustawienie takiego punktu pracy dynama, by napięcie na jego wyjściu było sporo wyższe niż znamionowe.
3.Zwiększenie prądu jest możliwe tylko przy użyciu przetwornicy step-down.

1.A taki jest sens, że prądnica sama wygeneruje odpowiednie napięcie i nie ma tutaj sensu niczego obniżać. Podwyższanie jest potrzebne tylko dla małych prędkości gdy prądnica jeszcze nie jest w stanie wygenerować napięcia docelowego.
2.Punkt pracy prądnicy dopasuje się do obciążenia czyli jej napięcie będzie dążyło do takiej wartości by przez obciążenie płynął prąd do 0,5A. Nic tutaj nie trzeba już robić. Wystarczy tylko podłączyć odpowiednie obciążenie. Oczywiście czy wygeneruje 0,5A zależy od prędkości.
3.Wytłumacz mi jak chcesz zwiększyć prąd na obciążeniu? Prądnica generuje maksymalnie 0,5A (*). W przetwornicy obniżającej prąd musi mieć ciągłość. W pierwszym takcie ładuje się cewka prądem do 0,5A (rosnąco) to na wyjściu cewka będzie rozładowywała się takim samym prądem (malejąco). Nie ma więc możliwości zwiększenia tego prądu.
Przetwornica obniżająca spowoduje tylko, że jak osiągniemy prędkość pozwalającą na wygenerowanie znamionowej mocy odbiornika to przetwornica zacznie działać z przekładnią mniejszą od 1. Czyli na jej wejściu będzie generowało się napięcie większe od obciążenia. Czyli prądnica generuje więcej mocy ale nie idzie ona do odbiornika bo ten już swoje osiągnął tylko wydzieli się na przetwornicy a dokładniej na tranzystorze.

Zrobię symulacje to pokaże wyniki.

(*) prądnica może generować większy prąd w bardzo małym zakresie prędkości poprzez dołączenie kondensatora na jej wyjściu (w szeregu a nie równolegle) co utworzy układ rezonansowy.

-----------------------------------------

W przyszłości będę robił przetwornicę do zasilania kamery, 5v na usb.

-----------------------------------------

Zamieściłem również filmik z jazdy w włączoną lampką:
LINK

[wicy]

Wywołuja do tablicy, to dodam tylko, że ja osobiście poszedłem w konstrukcję dwóch różnych układów (na jednej płytce):
1) Pilom w wariancie 12, ale z jedną CREE XR-E (układ pierwotnie w takiej wersji działał bez zarzutu, do czasu dostawienia do niego równolegle najprostszego układu zasilania na 7805, który spalił się natychmiast po przypadkowym załączeniu go bez obciążenia, przy okazji uszkadzając coś w Pilomie)
2) Zasilanie - przetwornica step up/down (właśnie dla działania na niskich prędkościach) z układem ograniczającym napięcie na wejściu przetwornicy (gdyż Uwe przetwornicy to 2-11V). Moduł na oddzielnym mostku na diodach Schotkyego, z oddzielnym kondnsatorem C5.

Całość na przełączniku (selekcja układu) i włączniku w obwodzie zasilacza, używanym z pamięcią o koniecznie podpiętym obciążeniu.
Najpewniej da się dorobić aktywne obciążenie wykrywające podpięcie odbiornika, ale to już dla mnie za wysokie progi, nadmiar elementów i gra nie warta świeczki.

[krudnik]

1.Wyjaśnijcie mi proszę, sens stosowania przetwornicy step-up w instalacji zasilanej z dynama.
2.Jedynym sposobem na pobranie z dynama większej mocy to ustawienie takiego punktu pracy dynama, by napięcie na jego wyjściu było sporo wyższe niż znamionowe.
3.Zwiększenie prądu jest możliwe tylko przy użyciu przetwornicy step-down.

1.A taki jest sens, że prądnica sama wygeneruje odpowiednie napięcie i nie ma tutaj sensu niczego obniżać. Podwyższanie jest potrzebne tylko dla małych prędkości gdy prądnica jeszcze nie jest w stanie wygenerować napięcia docelowego.
2.Punkt pracy prądnicy dopasuje się do obciążenia czyli jej napięcie będzie dążyło do takiej wartości by przez obciążenie płynął prąd do 0,5A. Nic tutaj nie trzeba już robić. Wystarczy tylko podłączyć odpowiednie obciążenie. Oczywiście czy wygeneruje 0,5A zależy od prędkości.
3.Wytłumacz mi jak chcesz zwiększyć prąd na obciążeniu? Prądnica generuje maksymalnie 0,5A (*). W przetwornicy obniżającej prąd musi mieć ciągłość. W pierwszym takcie ładuje się cewka prądem do 0,5A (rosnąco) to na wyjściu cewka będzie rozładowywała się takim samym prądem (malejąco). Nie ma więc możliwości zwiększenia tego prądu.

Ale w drugim takcie przetwornica step-down nie pobiera już prądu ze źródła. Można więc zastosować kondensator równoległy, filtrujący. Będzie doładowywany prądem ciągłym 0.5A (dla częstotliwości przetwornicy prąd z dynama jest stały), a obciążony 'przerywanym' prądem o amplitudzie większej - takiej jak na wyjściu przetwornicy. Kondensator ten nie musi być duży, częstotliwość typowej przetwornicy to > 100kHz.
Robiłem podobne eksperymety - miałem z allegro dwie przetwornice z mostkami na wejściach i ustawione na 700mA, każda zasilająca oddzielnego LEDa. Obie przetwornice podłączone do równolegle do dymana w piaście i dynamo dało radę zasilić obie.

Zrobię symulacje to pokaże wyniki.

Sam jestem ciekawy.

[gruby]

Ale w drugim takcie przetwornica step-down nie pobiera już prądu ze źródła.

I w tym takcie odbiornik jest zasilany z cewki. A ponieważ jest tam cewka to prąd w takcie drugim nie może być większy od taktu pierwszego. A prąd w takcie pierwszym jest ograniczony przez prądnicę.

Można więc zastosować kondensator równoległy, filtrujący. Będzie doładowywany prądem ciągłym 0.5A (dla częstotliwości przetwornicy prąd z dynama jest stały), a obciążony 'przerywanym' prądem o amplitudzie większej - takiej jak na wyjściu przetwornicy.

Masz na myśli Cin? Przecież on jest w takcie drugim odłączany od obciążenia. W takcie drugim źródłem energii jest cewka.

Robiłem podobne eksperymety - miałem z allegro dwie przetwornice z mostkami na wejściach i ustawione na 700mA, każda zasilająca oddzielnego LEDa. Obie przetwornice podłączone do równolegle do dymana w piaście i dynamo dało radę zasilić obie.

I przez obie płynął średni prąd 0,5A?

Sam jestem ciekawy.

Jutro będą tylko muszę obrobić wyniki.

[ Dodano: 22 Luty 2014, 13:12 ]
-------------------------------------

Muszę przyznać rację. Można wyciągnąć więcej prądu z przetwornicy obniżającej.

Błąd popełniałem przy zakładaniu standardowego układu ograniczającego prąd. One właśnie robią tak, że wpierw układ działa z przekładnią 1 a gdy wykrywa nadmiar prądu to obniża przekładnię.
W takim układzie prądnica generuje jedynie nadmiar napięcia, który jest wydzielany na przetwornicy.

By wyciągnąć więcej prądu trzeba sterować przetwornicą odwrotnie tzn. gdy osiągnie się 0,5A to należy zmniejszać przekładnię. Działa to tak, że prądnica cały czas generuje maksimum mocy. W drugim takcie (tranzystor wyłączony) kondensator Cin jest ładowany prądem 0,5A do maksymalnego napięcia przy danej prędkości. W pierwszym takcie (tranzystor załączony) kondensator jest rozładowywany większym prądem (bo ma wyższe napięcie niż docelowe na odbiorniku). I ten prąd jest podtrzymywany przez cewkę w drugim takcie.
Muszę porobić symulacje by sprawdzić jak to dokładnie działa.

Problematyczne jest na pewno sterowanie tą przetwornicą bo nie da się wykorzystać przetwornicy z wbudowanym ograniczeniem prądowym gdyż ona nie zmniejszy przekładni po nasyceniu prądnicy. Trzeba to robić ręcznie np. z mikrokontrolera generując odpowiedni sygnał PWM. Znalazłem takie rozwiązania ale zauważyłem, że tam generują PWM o stałym wypełnieniu co nie jest w 100% efektywne.
wymaganeProjekt przetwornicy obniżającej

I teraz wnioski:

1. Przetwornica obniżająca pozwala na optymalne zasilanie leda praktycznie w całym zakresie prędkości (moc rośnie cały czas nawet po nasyceniu prądu przetwornicy).
2. Przetwornica obniżająca za to nie pozwala na szybsze zapalenie diody niż przetwornica podwyższająca.
3.Optymalna wydaje się więc przetwornica obniżająco-podwyższająca z odpowiednim generowaniem sygnału PWM. Muszę pomyśleć jak automatycznie generować sygnał.
4. Na pewno nie jest sensowne stosowanie optymalnego rozwiązania dla każdego odbiornika bo mija się to z celem.

- zasilanie odbiorników nie pobierających więcej niż 500mA (wszystko na usb, telefony, gps ird) - zdecydowanie przetwornica podwyższająca - wygeneruje maksymalną a nie pozwoli prądnicy wygenerować większego napięcia niż wymagane czyli nie musimy zabezpieczać się przed zbyt wysokim napięciem i odprowadzać nadmiaru mocy
- zasilanie odbiorników usb przy wyższym prądzie niż 500mA - przetwornica obniżająca będzie wystarczające, tylko czy na pewno da się ładować prądem większym niż 500mA? trzeba to sprawdzić
- zasilanie kilku ledów w szeregu, które 500mA osiągną przy stosunkowo wysokiej prędkości - wystarczy przetwornica podwyższająca, zysk z obniżającej będzie znikomy gdy rzadko jeździ się przy wyższych prędkościach. Np. przy 6xled nasycenie 500mA uzyskamy przy 25km/h.
- zasilanie kilku ledów w szeregu, które 500mA osiągną przy stosunkowo niskiej prędkości - wystarczy przetwornica obniżająca by wyciągnąć większą moc bo nasycenie 500mA uzyskamy np. przy 10km/h dla 2 ledów, zysk z podwyższającej będzie znikomy gdyż ledy te zaczną świecić i tak przy niskiej prędkości (ok. 5km/h)
- zasilanie kilku ledów w szeregu, które 500mA osiągną przy średniej prędkości - optymalna będzie przetwornica obniżająco-podwyższająca by wyciągnąć większą moc bo nasycenie 500mA uzyskamy np. przy 15/20km/h dla 3/4 ledów a zaczną świecić jednak przy już zbyt wysokiej prędkości (ok. 7-8km/h)

Jaki wariant wybrać to zależy od własnych preferencji. Mogę jedynie wyciągnąć takie wnioski:
- optymalne sterowanie przetwornicą obniżającą i obniżająco-podwyższającą będzie kłopotliwe
- jak ktoś schce zasilić np. 1x XM-L to warto zrobić obniżającą, zaświeci przy niskich prędkościach a powinno się wyciągnąć do nawet 3A. Czyli ok. 10W wyciągniemy przy ok. 30km/h. Obiecująca perspektywa.
- jeśli ktoś potrzebuje zasilać również czerwonego leda to niestety XM-L odpada. W szeregu większy prąd niż 500mA z tyłu jest niepotrzebny a nawet szkodliwy. Wtedy lepiej dać kilka z przodu (np. 4) i wykorzystać przetwornicę podwyższającą.

Na pewno pobawię się w przetwornice dla własnej ciekawości. Spróbuję wykonać automatyczne sterowanie przetwornicy obniżającej jak i obniżająco/podwyższającej. Spróbuję zasilić mój zestaw (MK-R + XP-E) jak i 1x XM-L. Zobaczymy też jaka jest sprawność tych układów w stosunku do Piloma.

[wicy]

@gruby
Skoro już jeździsz z Pilomem, to pytanie: Jaką diodę zastosowałeś w tylnej lampce?

[gruby]

Wszystko jest w tym temacie: LINK

[wicy]

No widzę tylko, że dioda XPE. Nie znam się na diodach - dlatego chciałem dokładniej podpytać o typ. Jest biała? I Czy nie za jasna jak na tylną lampkę?

[gruby]

Jest napisane

Diody: MKR biała zimna H4, XP-E2 czerwona P2

Maksymalnie daje ok. 1W (2V na 0,5A). Jest to sporo ale reflektor jest szerokokątny. Wzrokowo jest mniej drażniąca od Wall-E, szczególnie w trybie migającym (bo Wall-E ma jedną diodę z wąskim kątem).

[wicy]

Dzięki serdeczne.
Czy istniałaby jakaś inna dioda mocy (najlepiej czerwona), może nie tak jasna, którą można by spokojnie zastosować w szeregu z jedną przednią diodą Cree?
Gubię się w tych oznaczeniach i nie wiem zupełnie czego szukać.