Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

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

Lampka rowerowa 3W [MAX16832] - zasilanie do 60V

yogi009 02 Apr 2021 17:55 2211 12
  • Lampka rowerowa 3W [MAX16832] - zasilanie do 60V

    Ten mini-projekt jest powiązany z poprzednim:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3790044.html

    Tym razem wziąłem na warsztat układ firmy Maxim MAX16832 (VMAX=65V) karmiący diodę stałym prądem do 1000 mA. Układ ten jest produkowany w przyjaznej hobbystom obudowie SOIC-08 z dodanym padem termalnym pod spodem, co pozwoliło lepiej emitować ciepło do powierzchni radiacyjnej. Ten układ, podobnie jak MAX16822, jest miły w montażu. Uwaga: zdjęcia i schemat pokazują bliźniaczą wersję 1W, proszę dokładnie czytać opis.

    Dzisiaj przedstawiam kolejną odmianę tej lampki (przeznaczonej na miejskie asfalty i ścieżki rowerowe) dostosowaną do zasilania baterią o napięciu stałym w zakresie 7-65V. Dodatkowo może on "nakarmić" więcej, niż jedną diodę Power LED (3W), na razie testowałem pracę jednej diody Cree. Schemat ten sam, kilka elementów zmieniono, PCB identyczne. Zmiany w porównaniu do wersji MAX16822:

    1. dioda Schottky 2A/100V,
    2. dławik na większy prąd (zwróćcie uwagę na częstotliwość pracy przetwornicy) - Coilcraft MSS1260-224KLB,
    3. rezystor programujący prąd R1 = 0R23 (teoretycznie powinien dać 867mA prądu na diodę Cree),
    4. rezystor R3 = 30k - przy 20k dioda Cree otrzymuje za mały prąd i nie zachowuje się stabilnie.

    Lampka rowerowa 3W [MAX16832] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 3W [MAX16832] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 3W [MAX16832] - zasilanie do 60V Lampka rowerowa 3W [MAX16832] - zasilanie do 60V

    Jak widać, całość wygląda identycznie (poza nieco większym dławikiem, który jednak spokojnie mieści się w swoim polu lutowniczym. Warto przypomnieć o licznych przelotkach w okolicy układu scalonego, nie wstawiano ich na pokaz, należy je fizycznie wykonać, dzięki czemu kilkukrotnie zwiększamy powierzchnię chłodzącą MAX16832.

    Teraz pomiary dla jednej diody Cree 3W. Napięcie zasilania 19,47V.

    W trybie uśpienia (założona czerwona zworka) na diodzie mamy napięcie 0V, prąd 0mA, a prąd pobierany przez moduł wynosi 0,61mA.
    W trybie ciemniejszego świecenia (założona zielona zworka, minimalne światło - bez obaw, na ścieżce rowerowej jest go wystarczająco) napięcie na Cree = 2,65V, prąd diody to 75->65mA, z prąd pobierany przez moduł to 13mA.
    W trybie jasnym (max) napięcie na Cree wynosi równe 3V, prąd to 990->960mA, a prąd pobierany przez moduł wynosi 263mA.

    Oznaczenie 990->960Ma oznacza, że na początku mamy prąd 990mA, po dłuższej chwili spada on do poziomu 960mA.

    Oczywiście w tej wersji należy zadbać o radiator dla diody Cree, sam moduł jest mocno ciepły (w szczególności dławik), ale układ scalony posiada zabezpieczenie termiczne (przy 165°C), co pozwala żywić nadzieję, że taki układ będzie odpowiednio trwały. Moduł testowałem przez kilka godzin w warunkach domowych, podczas jazdy powinien być lepiej chłodzony.

    Docelowo planuję założenie dwóch połączonych szeregowo diód Cree 3W z optyką jak w opisie poprzedniego układu, co da lepsze oświetlenie drogi i pobocza oraz ochroni ludzi z przeciwka przed oślepianiem.

    W obu wersjach (1W i 3W) w miejsce potencjometru można wlutować zworkę (od R3 wprost do masy, którą mamy na stronie Bottom), potencjometry służą jedynie do wyregulowania pożądanego poziomu jasności trybu ciemnego, potem wystarczy wlutowanie odpowiedniego rezystora R3.

    Gdybym miał używać kilku diod Cree w szeregu, przy tym prądzie wydzieli się więcej mocy. Na PCB najsilniej nagrzewa się dławik. W takim wypadku można rozważyć wlutowanie miedzianych blaszek radiacyjnych, jednak należy uważać aby nie stykały się one z innymi "sygnałami", to nie są pola masowe.

    Podsumowując te dwa projekty, moduł 3W planuję użyć do budowy lampki przedniej. Proste włączanie logiczne oraz przełączanie jasności daje dobrą funkcjonalność lampki. Moduł 1W jest bardzo dobry do lampki tylnej, normalnie będzie pracował w trybie ciemniejszym, a podczas hamowania włączać się będzie tryb jasny jako światło stop. Wystarczy odpowiedni stycznik w klamce hamulca lub samym hamulcu.

    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 
    yogi009 wrote 12480 posts with rating 1894, helped 743 times. Been with us since 2006 year.
  • TermopastyTermopasty
  • #3
    yogi009
    Level 43  
    Cześć Sławek. Dopiero te dwa moduły PCB odpaliłem. Obudowa - wiadomo - najtrudniejsza część dla elektronika. Tym bardziej, że tutaj trzeba połączyć dwie cechy: odpowiednie chłodzenie i uszczelnienie. Wiadomo, jeździ się w różnych warunkach. Poza tym jakiś uchwyt odporny na wstrząsy trzeba będzie ukleić, żeby ta optyka w miarę trzymała linię światła (oczywiście zakładam ścieżki rowerowe i asfalt). Jak zrobię docelowy radiator na dwie (lub może i trzy) diody Cree, podam rozszerzone wyniki pomiarów, tym razem z zasilania ok. 50VDC. Cieszy mnie fakt użycia naprawdę jasnych (dla tego prądu) diod Cree dodatkowo o wysokim współczynniku oddawania realnych barw oraz zalecanych przez Maxim'a podzespołów (np. konkretnych modeli dławików). Jasność każdej z diod Cree wg ich noty katalogowej dla takiego prądu wynosi 450lm, czyli przy dwóch diodach mamy 900lm, a przy trzech 1350lm ukierunkowanego przed dedykowaną do tych diod (Cree XP-G3) optykę. No to już w nocnym mieście coś można dostrzec. Taka konstrukcja nie sprawdzi się zapewne podczas nocnych zjazdów leśnymi ścieżkami, ale tutaj walczymy o światło do cywilnego roweru trekingowego :-)
  • TermopastyTermopasty
  • #4
    nouki
    Level 25  
    Witam.

    Ja osobiście używam układu PAM2863. Napięcie mniejsze wynagradza to prąd do 2A i równie prosta konstrukcja układu.

    P.S zastanawia mnie opornik R2 na nodze Dim - czy aby to dobre rozwiązanie?
  • #5
    yogi009
    Level 43  
    nouki wrote:
    P.S zastanawia mnie opornik R2 na nodze Dim - czy aby to dobre rozwiązanie?


    Czy dobre, nie wiem. Na pewno zalecane przez Maxim'a :-) W moich dwóch projektach założeniem była elastyczność napięcia zasilania, tak żeby układ pracował zarówno na dwóch bateriach Li-Ion, jak i na bateriach od rowerów elektrycznych, czyli w praktyce pakiety 36 i 48V o maksymalnym napięciu w stanie naładowanym 54V. Moduł wytrzyma maksymalnie 65V na wejściu, więc niby baterie 60V mogłyby wejść w ten zakres, ale... O ile pakiet 16S x nominalne 3,7V daje nieco poniżej 60V, to zaraz po naładowaniu mamy 67,2V (16S x 4,2V). Więc ta konfiguracja odpada.
  • #6
    spec220
    Level 20  
    Witam.
    Czy zasilanie diody LED bezpośrednio poprzez dławik L1 (brak jakiejkolwiek filtracji pojemnościowej) nie skraca żywotności tej diody?

    Dodano po 5 [minuty]:

    Ps. Jaką metodą kolega wykonał PCB? Czy był to ploter?
  • #7
    yogi009
    Level 43  
    spec220 wrote:
    Czy zasilanie diody LED bezpośrednio poprzez dławik L1 (brak jakiejkolwiek filtracji pojemnościowej) nie skraca żywotności tej diody?


    Nie, nie skraca. Wiele przetwornic ma dokładnie taki sposób zasilania diody Power LED.

    spec220 wrote:
    Jaką metodą kolega wykonał PCB? Czy był to ploter?


    To klasyczny termotransfer, zresztą średnio udany. Pocynowałem całość, żeby mnie nie gonił czas, wiadomo - prototypowanie lubi trwać, a goła miedź bez lakieru Positiv szybko traci błysk (zupełnie jak goła... a, nieważne ;-) ). Gdyby to była płytka już sprawdzona, przeznaczona do szybkiego montażu, lutowałbym bez tego cynowania i po szybkim teście polakierował.
  • #8
    nouki
    Level 25  
    yogi009 wrote:
    nouki wrote:
    P.S zastanawia mnie opornik R2 na nodze Dim - czy aby to dobre rozwiązanie?


    Czy dobre, nie wiem. Na pewno zalecane przez Maxim'a :-)


    Nie widzę w dokumentacji takiego rozwiązania nawet w przykładowej płytce.
    Dodatkowo stan w opisie podaje niskie napięcia. Wystarczyło by diodę dać dla pewności.
    Sprawność układu też nie widzę - wiadomo że jakość i rodzaj elementów ma wpływ ale mogli podać swoje.

    Jeśli chodzi o zasilanie może i uniwersalność Kolegi wygrywa.
    Ja osobiście mam u siebie do jazdy w teren 2x cob o prądzie 350mA i jakieś 1000lm . Sam panel ma 140x15 dwie sztuki. Dodatkowo mam możliwość odpalenia jednego lub dwóch z regulacją jasności co 20%. Zasilanie 5x li-po. Czas działania 4H.
    Cree ma to do siebie że mała powierzchnia a duża moc co powoduje problem z chłodzeniem.
    Jeśli Kolega by chciał mieć uniwersalność jak piszę przydała by się zmiana dla soczewki.
    W teren raczej punktowe mało potrzebne a na miasto rozproszone będzie denerwowało innych.

    Oczywiście to moje zdanie :)
    Pozdrawiam

    Dodano po 7 [minuty]:

    yogi009 wrote:
    nouki wrote:
    P.S zastanawia mnie opornik R2 na nodze Dim - czy aby to dobre rozwiązanie?


    Czy dobre, nie wiem. Na pewno zalecane przez Maxim'a :-)


    Idąc dokumentacją
    IN, CS, LX, DIM to GND .........................................-0.3V to +70V
    Czyli bez opornika też będzie ok :)
    Sprawność układu też nie widzę - wiadomo że jakość i rodzaj elementów ma wpływ ale mogli podać swoje.

    Jeśli chodzi o zasilanie może i uniwersalność Kolegi wygrywa.
    Ja osobiście mam u siebie do jazdy w teren 2x cob o prądzie 350mA i jakieś 1000lm . Sam panel ma 140x15 dwie sztuki. Dodatkowo mam możliwość odpalenia jednego lub dwóch z regulacją jasności co 20%. Zasilanie 5x li-po. Czas działania 4H.
    Cree ma to do siebie że mała powierzchnia a duża moc co powoduje problem z chłodzeniem.
    Jeśli Kolega by chciał mieć uniwersalność jak piszę przydała by się zmiana dla soczewki.
    W teren raczej punktowe mało potrzebne a na miasto rozproszone będzie denerwowało innych.

    Oczywiście to moje zdanie :)
    Pozdrawiam
  • #9
    yogi009
    Level 43  
    nouki wrote:
    Nie widzę w dokumentacji takiego rozwiązania nawet w przykładowej płytce.


    A co Kolega chciał zobaczyć? Każdy, kto chce dokładnie analizować ten konkretny układ, powinien zapoznać się z drugą notą katalogową dotyczącą gotowego modułu dedykowanego temu scalakowi. To się nazywa kit. I tam producent układu zaleca dokładnie ten schemat i praktycznie ten layout. Oczywiście można dyskutować z producentem :-) Jest też podana sprawność modułu.

    Co do Cree, dociekliwi mogli przeczytać, że chodzi o XP-G3, w które można pchnąć 2A. I wtedy jest naprawdę ciepło. Tutaj mamy połowę tego prądu, stosunkowo niewielki radiator i dedykowane MBPCB w zupełności wystarczają. O żywotności Cree w porównaniu z chinolskimi wynalazkami nie chce mi się dyskutować, podobnie jak o współczynniku CRI. Oto obietnica od Cree:

    https://www.maritex.com.pl/product/attachment/89128/945916614ea3187b8c7e1480de5bfb1e

    Pokaż mi notę tych wschodnich wynalazków. Mruga? Ile żyje? Jaką ma realną sprawność (nie mam na myśli drukowania na ogniwie Li-Ion 16850 tekstu "10000 mAh")? Dodatkowo ten układ ma owo sterowanie analogowe, przez co eliminujemy konieczność dodawania modułu produkującego przebieg PWM. Taki moduł to z reguły mikrokontroler, co wiąże się z koniecznością dostarczenia stabilizowanego zasilania 3/5V. Czyli jakiś sprawny zasilacz 7-65VDC na 3/5VDC. To wszystko powoduje rozbudowę układu. Ja wiem, że dalekowschodni tygrys niczego się nie boi, ale osobiście wolę książkowe aplikacje, w których to, co sobie z kalkulatorem w ręku zaprogramujesz, otrzymujesz w praktyce.

    Z jednym się zgadzam, w docelowej płytce dla spokoju ducha można dać na wejściu zasilania tzw. diodę życia, spadek napięcia wywołany jednym złączem półprzewodnikowym jest tutaj pomijalny. Za to wyrzucamy potencjometr i nieco bardziej ergonomicznie układamy dwa switche. Ale to są drobiazgi...
  • #10
    nouki
    Level 25  
    Co do procesora przy tym prądzie jaki pobiera jest sporo do wyboru przetwornic dc/dc czy innych tańszych rozwiązań.
    Łatwiej uszczelnić jeden klawisz niż potencjometr.
    Co do led mam je 1,5 roku i kto powiedział że Kolegi cree to nie chiński badziew :)
    Co do sensu układu na dim proszę zmierzyć napięcie i pomyśleć co się może stać podłączając tam procesor zasilany napięciem 3,3V .
    Lipo a z laptopa a lampkę wykonałem sam. Chyba łatwo wyliczyć pojemność skoro przy prądzie 700mA działa 4H.

    Pozdrawiam.

    P.S

    Każdy, kto chce dokładnie analizować ten konkretny układ, powinien zapoznać się z drugą notą katalogową dotyczącą gotowego modułu dedykowanego temu scalakowi.

    4. rezystor R3 = 30k - przy 20k dioda Cree otrzymuje za mały prąd i nie zachowuje się stabilnie.

    To producent nie wiedział?
  • #11
    yogi009
    Level 43  
    Kolego, gdybyś przeczytał temat od początku ze zrozumieniem, wiedziałbyś że potencjometr służy tutaj, na module wdrożeniowym, do ustawienia takiej jasności trybu ciemnego, jaka nas interesuje. Na płytce docelowej ten element nie występuje. Poza uszczelnieniem w pojazdach mamy liczne drgania, wilgoć i kurz, które nie są kochane przez ślizgacze potencjometru.

    Po drugie: być może są tańsze i lepsze rozwiązania. Jeżeli takie znasz, możesz zamieścić tutaj swój artykuł, najlepiej w dziale DIY, optymalnie coś wykonanego własnymi rękami.

    Po trzecie: dopuszczam możliwość produkcji Cree na dalekim wschodzie, ale... tam robią też połowę dobrych aut, markowe napędy do holenderskich i niemiecki e-bike'ów (widziałem chinolskie sygnatury "Made in China" wewnątrz silnika Gazelle za ok. 1500-2000 ojro). Widziałem też taki sam napis na wewnętrznej rurze widelca przedniego takiego roweru. Co z tego wynika? Kilka rzeczy. Wielcy producenci obniżyli koszty produkcji oraz podnieśli ceny produktów. Logiczne :-) Dla bangsterki. Poza tym te duże, znane firmy jednak pilnują jakości produkcji, może nie tak, jak dawniej w Szwecji, ale pilnują na pewno lepiej, niż chinolska fabryka podróbek no-name.

    Po czwarte, poczytaj o tym wejściu DIM i dopiero pisz elaborat.

    Po piąte, po co kolejna przetwornica, skoro tutaj możemy mieć funkcjonalność bez niej i bez mikrokontrolera (a więc i bez potrzeby pisania kodu, co dla wielu jest pewnym kłopotem)?

    Generalnie, szanuj mój czas i najpierw zapoznaj się dokładnie ze źródłami, a potem ew. pokaż jakieś konstruktywne warianty, albo udowodnij błąd w połączeniach. Myślę, że inżynierowie w firmie Maxim chętnie poczytają.

    Dodano po 10 [minuty]:

    nouki wrote:
    To producent nie wiedział?


    Tak, to logiczne, nie wiedział :-) Dlatego dodał jeszcze pola pomiarowe do badania zachowania się układu, w celu wyznaczenia optymalnego punktu.
  • #12
    spec220
    Level 20  
    yogi009 wrote:
    Nie, nie skraca. Wiele przetwornic ma dokładnie taki sposób zasilania diody Power LED.

    Generalnie są to przetwornice mniejszej mocy...
    Niejednokrotnie spotkałem się z przypadkiem w którym awaria kondensatora filtrującego z czasem przełożyła się na awarię samej diody LED. Czas pokaże (w końcu zastosował kolega dość dobrej jakości źródło światła które w dodatku nie jest wykorzystane na MAX swoich możliwości). Z drugiej strony gdyby przebieg z US byłby szkodliwy dla LED, to zapewne producent w swojej aplikacji zaleciłby jakiś niewielki kondensator + rezystor.
  • #13
    yogi009
    Level 43  
    spec220 wrote:
    Niejednokrotnie spotkałem się z przypadkiem w którym awaria kondensatora filtrującego z czasem przełożyła się na awarię samej diody LED


    Dokładnie tak. Ta aplikacja nie jest przypadkowa.