Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V

yogi009 22 Mar 2021 15:42 3708 10
  • Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V

    Jakiś czas temu wykonałem lampkę rowerową zasilaną dynamem rowerowym w piaście. Jako, że takie dynamo w stanie nieobciążonym potrafi generować zdecydowanie wysokie napięcia (wg niemieckiego źródła nawet do 100V), poszukiwałem przetwornicy wytrzymującej wysokie napięcia. Wybór padł na układ firmy Maxim MAX16822 (VMAX=65V) zasilający diodę stałym prądem do 350 mA. Układ ten jest produkowany w przyjaznej hobbystom obudowie SOIC-08 bez pada termalnego pod spodem, jednym słowem jest miły w montażu.

    Dzisiaj przedstawiam nową wersję tej lampki (przeznaczonej na miejskie asfalty i ścieżki rowerowe) dostosowaną do zasilania baterią o napięciu stałym w zakresie 7-65V. Dodatkowo może on zasilić więcej, niż jedną diodę Power LED (1W), ja testowałem pracę 1-3 takich diod. Może najpierw schemat i PCB:

    Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V

    PCB jest dwuwarstwowe, warstwa Bottom to rozlana masa pełniąca jednocześnie rolę radiatora. Wydzielana ilość ciepła nie jest przerażająco duża, ale przy 2-3 diodach potrafi już nieźle nagrzać układ bez odpowiedniego rozpraszania ciepła na płytce. Jak informuje producent, w temperaturze 165°C następuje gwałtowne ograniczenie prądu (zabezpieczenie termiczne). Nie zdarzyło mi się obserwować takiego trybu w praktyce.

    Układ jest o tyle ciekawy, że poza ustaleniem prądu maksymalnego podawanego na diodę (wg noty 0R6 daje prąd diody równy 333 mA, w moim przykładzie zastosowałem rezystor 0R64 co dało teoretycznie prąd diody równy 310 mA) można sterować jasnością za pomocą wejścia PWM (standard w tych zastosowaniach). Jednak w przypadku wyższego napięcia zasilania (np. 60V) trudno o jakiś niewielki stabilizator do zasilenia mikrokontrolera (np. Attiny13) generującego sygnał PWM. I tutaj okazało się, że można wykorzystać pewną sztuczkę do analogowego ograniczenia prądu diody. Wystarczy połączyć wejście kontroli temperatury przez rezystor do masy, co spowoduje zmniejszenie prądu diody (zewnętrzne zabezpieczenie termiczne). Na schemacie widzimy rezystor 20 kΩ i potencjometr 100 kΩ, dzięki któremu możemy w dość szerokim zakresie regulować jasność diody LED. W trakcie testów doszedłem do wniosku, że wystarczy ów rezystor 20 kΩ, a wyprowadzenia pod potencjometr/rezystor 100 kΩ można zewrzeć - otrzymamy wtedy tryb zmniejszonej jasności diody. Zdjęcie zielonej zwory przywraca tryb pełnej jasności diody LED. Natomiast podanie stanu niskiego na wejście PWM powoduje wygaszenie diody LED (nazwijmy to trybem "Sleep"), wtedy mamy pobór prądu w okolicach 1 mA.

    Co to wszystko oznacza? Po pierwsze, mamy prosty układ, który może zasilić 1, 2, 3, a może i więcej diod Power LED (postudiujcie notę katalogową). Po drugie włącznik logiczny to prosta zwora (albo mały przełącznik stykowy). Po trzecie, możemy równie łatwo ustawiać dwa poziomy jasności, np. światło na ścieżkę rowerową oraz światło na nieco ciemniejsze zakamarki. Równie dobrze możemy sobie wyobrazić tylne czerwone światło z opcją światła stop - wystarczy tylko zamontować mikroprzełącznik w dźwigniach hamulcowych, albo na samych hamulcach. Nie ma potrzeby stosowania dodatkowego układu PWM, chociaż można to oczywiście zrobić (i uzyskać np. pomarańczowe światła awaryjne).

    Teraz kilka szybkich pomiarów.

    1. Zasilanie 50V, 1 dioda LED 1W - 145 lm.

    ULED = 2,78 V (ULED LOW = 2,57 V) - napięcie na diodzie LED
    ILED = 317,3 mA (ILED LOW = 17,12 mA) - prądy diody LED
    IINPUT = 26,58 mA (IINPUT LOW = 3,25 mA) - prąd pobierany z akumulatora
    ISLEEP = 0,81 mA (ISLEEP LOW = 1,03 mA) - pobór prądu w trybie "Sleep"

    2. Zasilanie 50V, 2 diody LED 1W szeregowo - 290 lm.

    ULED = 5,51 V (ULED LOW = 5,13 V)
    ILED = 318 mA (ILED LOW = 16,6 mA)
    IINPUT = 45,2 mA (IINPUT LOW = 5 mA)
    ISLEEP = 0,81 mA (ISLEEP LOW = 1,03 mA)

    3. Zasilanie 50V, 3 diody LED 1W szeregowo - 430 lm.

    ULED = 8,27 V (ULED LOW = 7,70 V)
    ILED = 319,6 mA (ILED LOW = 15,54 mA)
    IINPUT = 63,8 mA (IINPUT LOW = 6,64 mA)
    ISLEEP = 0,81 mA (ISLEEP LOW = 1,03 mA)

    Tryb "LOW" to po prostu zwarty zielona zwora. Tryb "SLEEP" to zwarty czerwona zwora (stan niski na wejście PWM). Jak widać, pobór prądu jest jak najbardziej do przyjęcia. Układ nadaje się m.in. do stosowania w rowerach elektrycznych do 60V, ja testowałem go z powodzeniem napięciem 54V.

    Niebawem wrzucę jeszcze pomiary dla niższych napięć zasilania.

    Warto zastosować ciekawe diody Power LED (np. Cree XP-G3 o jasności 164 lm/350 mA) z kierunkową optyką, żeby nie oślepiać rowerzystów i spacerowiczów nadciągających z przeciwka (optyka okrągła 7° plus druga eliptyczna ±7°). Efekt jest naprawdę dobry. Niemniej już teraz zapowiadam troszkę mocniejszą, trzydiodową wersję lampki (prąd ok. 870 mA - ponad 1200 lm), planuję taki moduł zbudować i sprawdzić w niedalekiej przyszłości.

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    yogi009
    Level 43  
    Offline 
  • TestoTesto
  • #2
    Maciek_C
    Level 13  
    Witam
    Bardzo fajna sprawa, niestety na rynku jest mało dobrych, "niemrugających" lampek w przystępnej cenie, korzystających z takiego dynama, więc tym bardziej Twoja lampka jest ciekawym projektem.

    Masz już do tego jakąś obudowę?

    Ja swego czasu też sporo kombinowałem z wykonaniem dobrego oświetlenia bazującego na dynamie w piaście (oryginalne firmy Axa strasznie pulsowało) i ostatecznie poszedłem na łatwiznę - zrobiłem w rowerze instalację na prąd stały, prostując napięcie wyjściowe prądnicy i filtrując kondensatorami 20 000µF/35V.
    Kondensatory i mostek schowałem w rurze sterowej.

    Jako przednią lampkę z ogromnym powodzeniem zastosowałem taki bardzo tani wynalazek (posiadający zintegrowaną przetwornicę) - lampę roboczą 12V 9W za cenę 30 zł:

    Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V

    Wiem, może to lekka partyzantka, ale przejechała już około 10 000 km i służy dobrze.
    Po jakimś czasie, idąc za ciosem, dołożyłem w rowerze motocyklowy uchwyt telefonu, umożliwiający ładowanie telefonu z dynama (za bagatela 60 zł):

    Lampka rowerowa 1W [MAX16822] - zasilanie do 60V

    Dodatkowo lampka tylna wykonana na MC34063 i całość działa super.
  • #3
    yogi009
    Level 43  
    Najpierw zrobię testy dwa-trzy razy mocniejszej przetwornicy, potem będę robił jakąś obudowę. Przy prądach rzędu 330-700 mA (750 mA to będzie ten kolejny prototyp) trudno się spodziewać wielkiego efektu podczas jazdy nocą po leśnych ścieżkach. Natomiast w mieście i na asfaltach np. 3 takie diody LED z przodu powinny dać radę (3 x 3W) - cytowane diody Cree dają wtedy ok. 980 lumenów. To w dalszym ciągu nie jest chińskie 80.000 lumenów, bo to nie jest też przetwornica na większe prądy. Jedna dioda Cree XP-G3 przyjmie nawet 2A prądu, co daje szacunkowo 930 lumenów, przy trzech takich diodach mamy około 2800 lumenów jasności. Dodatkowo ta seria w wersji światła "White" ma współczynnik CRI na poziomie 90%.

    A ta 1-watowa przetwornica nadaje się bardzo dobrze na miejskie ścieżki i asfalty - nie sposób jej nie zobaczyć. Można też zrobić bardzo jasne światło tylne. Na pewno poziom bezpieczeństwa podskoczy wielokrotnie, jasność takiego czerwonego LED o mocy 1W dorównuje jasności motorowerów, wystarczy dobrać odpowiednią optykę z nieco szerszym rozpraszaniem.

    Wiem, że można wszystko kupić u Chińczyka i do tego z reguły tanio. Ale czy dobrze to już nie wiem. Poza tym wolę (i lubię) zrobić coś sam dla siebie.
  • TestoTesto
  • #4
    conisl
    Level 10  
    yogi009 wrote:
    Przy prądach rzędu 330-700 mA (750 mA to będzie ten kolejny prototyp) trudno się spodziewać wielkiego efektu podczas jazdy nocą po leśnych ścieżkach.


    Myślę, że nie da się zrobić lampki zasilanej z dynama, która dałaby radę w nocnym lesie. Widziałem kiedyś silne lampy rowerowe, ale zasilane z akumulatora przyczepionego do ramy. Jednak nawet z nimi nie ryzykowałbym jazdy poza miastem, można zrobić sobie krzywdę.

    Pozdrawiam
  • #5
    yogi009
    Level 43  
    conisl wrote:
    Myślę, że nie da się zrobić lampki zasilanej z dynama, która dałaby radę w nocnym lesie.


    Kolego, czytaj ze zrozumieniem. To nie jest lampka zasilana dynamem. Tamtą opisałem dawno temu, wpisz w wyszukiwarkę forumową hasło "MAX16822", to odnajdziesz dawny artykuł.
  • #6
    conisl
    Level 10  
    yogi009 wrote:
    Kolego, czytaj ze zrozumieniem. To nie jest lampka zasilana dynamem.


    Nie pogniewaj się, ale z treści Twojego artykułu nie wynika czym zasilasz udoskonaloną wersję lampy.
  • #7
    Millaka
    Level 19  
    A czy nie byłoby lepiej użyć dynamo do ładowania 18650 i dopiero stamtąd zasilać lampkę?
    Wtedy na pewno nic by nie mrugało i nawet na postoju można by było świecić.
  • #8
    @GUTEK@
    Level 30  
    Dynamo ma za mały prąd, aby ładować 18650, takie jest przynajmniej moje zdanie.

    A co do lampki na dynamo, za niecałe 30 zł można kupić XC-997C - tych lampek jest kilka wersji, wersja C jest zasilana z dynama. Nie jest to jakieś cudo, ale ma wewnątrz kondensator 1F (o ile dobrze pamiętam). Dzięki czemu nie mruga i chwilę po zatrzymaniu jeszcze świeci.
    Jest nawet filmik jak to świeci - https://www.youtube.com/watch?v=bgCicw9sBFo
  • #9
    yogi009
    Level 43  
    conisl wrote:
    Nie pogniewaj się, ale z treści Twojego artykułu nie wynika czym zasilasz udoskonaloną wersję lampy.

    Ok, podkreśliłem to w pierwotnym artykule grubą czcionką. Do wszystkich, to jest wersja zasilana akumulatorem. Piszę o tym m.in. wskazując, że nadaje się do większości rowerów elektrycznych, które mają baterie 24, 36, czy 48V.

    Millaka wrote:
    A czy nie byłoby lepiej użyć dynamo do ładowania 18650 i dopiero stamtąd zasilać lampkę?
    Wtedy na pewno nic by nie mrugało i nawet na postoju można by było świecić.

    Nie wiem, skąd bierzesz to mruganie. W tej konstrukcji tego efektu na pewno nie zaobserwujesz.

    @GUTEK@ wrote:
    A co do lampki na dynamo, za niecałe 30 zł można kupić XC-997C

    To jest DIY, czyli taki dział, w którym prezentujemy własne konstrukcje. Portale aukcyjne i ich oferta nie są tutaj żadnym autorytetem.
  • #10
    Łukaszoo
    Level 15  
    Nie wiem jak dynama montowane w piaście, ale "zwykłe" dynamo w pewnym sensie zachowuje się jak źródło prądowe o wydajności około 500mA i napięciu maksymalnym zależnym od tego, jak szybko jedziemy.

    Bazując na tych informacjach zmontowałem lampkę, która miała dwa power ledy 3W (szeregowo), a z elektroniki jedynie mostek prostowniczy i kondensator. Sprawdzała się świetnie, nigdy nie zawiodła, dynamo nigdy nie wydało prądu niebezpiecznego dla tych LED. Jednocześnie diody świeciły już przy prowadzeniu roweru (dlatego też skusiłem się na 2 szt. szeregowo, pomimo większego wymaganego napięcia). Dlatego też wydaje mi się to nieco przekombinowane.
    Gdyby była to ładowarka aku li-ion korzystająca z energii dynama - wtedy miało by to jak najbardziej sens.
  • #11
    yogi009
    Level 43  
    I nie mruga Ci ta dioda przy niskiej prędkości? Dedykowana przetwornica ma jednak kilka zalet, pilnuje zaprogramowanego prądu, dzięki czemu trzyma poziom jasności na stałym poziomie. A tak poza tym, to jest temat dotyczący zasilania... z baterii lub akumulatorów :-) Napisałem to grubą czcionką w pierwszym poście :-)