Fahrrad Controller

[WarChild]

Hallo Leute,
ich habe mal wieder eines meiner alten Projekte aufgegriffen:
Meine Fahrradelektronik.
Ich hatte bereits einmal mein Sigma Sport X-Evo Frontscheinwerferset mit Blei-Akkupack im Getränkehalter um eine Alarmanlage erweiternt (Vibrationssensor) Leider hatte ich irgendwnn wassereintritt im Gehäuse und deshalb ist es nun Zeit für eine zweite Version im Kompletten Eigenbau. Ich Fräse gerade den Frontscheinwerfer für zwei fette CREE Leds mit einer 13° (Fernlicht) und einer 32°*16°(Nahlicht) Optik. Diese wollen jedoch nicht simpel mit Spannung sondern mit Konstantstrom versorgt werden. Da meine Alarmanlage diesmal nicht nur ein Multivibrator sondern etwas Intelligenter sein soll integriere ich in das neue Aluminium-Lipo-Akku-Gehäuse einen µController, der nebenbei die Spannung des Akkus überwacht, die Alarmanlage regelt und das Licht Steuert über PWM. Da der Controller quasi immer mit Spannung versorgt werden muss um im Normalbetrieb als Konstantstromquelle zu agieren (Sleep mode) stimmt mich noch nicht ganz zufrieden. ich dachte schon an eine override schaltung. man kann den controller mit einem normalen schalter anschalten, um licht zu bekommen, wenn jedoch mein zweiter Schlüsselschalter aktiv ist, dann bekommt der Controller auf jeden fall spannung und auserdem das aktiv signal für die alarmanlage.
Spot Alt gegen neu:
Bild hier  
Breites Strahler für Nahbereich mit weiter Ausleuchtung.
Bild hier  
Aber bevor ich weiter abschweife mein Problem:

Um die CREEs mit einem konstanten Strom zu versorgen habe ich mir eine Schaltung ausgedacht, die über PWM den Strom regelt. da jedoch aufgrund von Temperaturänderungen etc. bei gleichem PWM nicht unbedingt der gleiche Strom fließt habe ich einen 0.51Ohm Messwiderstand in Reihe eingefügt, um anhand der spannung über dem Widerstand den STrom zu überprüfen. Schaltungstechnisch bedingt sitzt der leider hinter dem Schalttransitor, Weshalb ich bei einer normalen ADC messung automatisch im sperrfall die Spannung über der CE Strecke des Leistungstransistor mit messe, also 7.4 V (viel zu viel). wenn ich direkt die spannung über den Widerständen bestimmen könnte wäre das ideal. die spannung liegt zwischen 0 und 0,5V. also blieben 100 Schritte als auflösung für den ADC übrig. Wenn ich die Spannung vor dem Schalttransistor als ADCREF definierte, dann müsste ich immernoch Umschalten wenn ich die ZWeite Spannung messen wolte . Geht das Überhaupt? ich würde ungerne mehrere PWMs austesten und als strom Interpretieren. eine Kontrollmessung und entsprechende Anpassung des PWM signals wäre mir schon lieber.
Bild hier  

Vielen Dank für Eure Tipps im vorraus.

mfg WarChild

[s.o.]

Wieso nimmst du denn einen Transistor als PWM switch? Das grenzt ja schon fast an Frevel. (*g*). Schau dich mal auf der Mosfet-Übersicht von Mikrocontroller.net um (http://www.mikrocontroller.net/artic...%C3%9Cbersicht). Ich würde dir für deinen Fall den IRF7413 nahe legen - vorausgesetzt du kannst es löten. Das ist ein guter Kompromiss zwischen Leistung, Größe und Preis.
Wenn du lieber was in der Hand haben willst, würde ich dir den IRF1010N empfehlen. Als Treiber tun es für beide ICs ein simpler Inverter. (74HC14) Für mehr Leistung kannst du auch zwei Gates parallel schalten.

Der Spulenwert scheint mir persönlich etwas klein, aber ich bin auch nicht der Schaltregerexperte. Wie bist du denn darauf gekommen?

Was nimmst du als Kontroller?

[WarChild]

Mega32.
das ist die gröste Festinduktivität in kleiner Bauform von Reichelt. Je höher ich in der PWM frequenz gehe, desto kleiner kann die Induktivität ausfallen. Manche Konstantstromquellen kommen mit 220uH aus, also wenn ich von 1kHz auf 5 z.B. gehe, dann schwingt der Strom mit einem fünftel der Amplitude.
Also es reicht, sonst wird am PWM angepasst. Aber das mit dem Mosfet ist ne gute idee. Ich denk halt noch etwas in Schulmustern mit npn und pnp...
Aber Wie kannn ich am besten die Spannung über den 510mOhm widerständen messen?

[Edblum]

Schön dieser Breitbildbeitrag, kaum zu lesen ohne links und rechts zu scrollen. Bitte mach deine Bilder kleiner oder "Downloadbar". Nachfolgende Beiträge sind jetzt auch "Breitbild".

MfG

Ed

[s.o.]

Poste doch mal bitte einen Link zu der Spule... Irgendwie bin ich noch nicht ganz überzeugt... Ich habe mich heute nacht bei der Spule verlesen, ich dachte du meinst uHenry, nicht mHenry. Aber poste doch einfach mal den Link zu der Spule... WIe gesagt, ich bin aber auch nicht der Schaltreglerexperte.

[WarChild]

Ich hoffe das mit dem Bild genügt so. Hab einen Widescreen, da fällt einem so etwas gar nicht auf.

Der Link für die Induktivität:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA...270993cef14ddd
Allerdings fällt mir erst jetzt auf, da da rated I 60mA und DC Resistanca max 58 Ohm steht. wenn die spule tatsächlich einen 58 Ohm innenwiderstand und maximal 60mA verträgt, dann hab ich ein kleines Problem.

Ich glaube so etwas wäre eher angebracht. Eine Powerspule mit ferritkern.
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA...270993cef14ddd

[WarChild]

hmmmm. Um mit den 220µH 11P Festinduktivitäten (700mA 0.32Ohm) von Reichelt einen einigermaßen konstanten Stom hinzubekommen muss ich in der PWM frequenz schon auf 100kHz erhöhen. das ist nur 40 mal langsamer als der geplante interne 4 Mhz Takt. Kennt Ihr eine etwas größer induktivität? Zumindest 1mH sollten es sein und natürlich ein Innenwiderstand unter 0,25 Ohm mit maximal 1A Belastbarkeit? Die Problematik hatte ich bei der Planung meiner Schaltung total verdrängt.


mfg WarChild

So eine Drossel wäre ganz in ordnung. Allerdings müsst ich die wohl selbst wickeln.
http://www.nkl-emv.de/specialoffer/030306-5.1.pdf

[s.o.]

Ja, du hast ein Problem. Schau dir mal die MESC bei Reichelt an, oder gleich die 77A, und wähle eine kleinere Induktivität. Ich wähle normalerweiße 100µ.
Les' dir mal folgendes druch:
http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html
Für die Hilfe zur Dimensionierung, aber so krass wie der musst du es aber nicht nehmen...
http://www.sprut.de/electronic/switch/up_opt/up_opt.htm

[Gock]

Diese PWM ansich ist noch keine Regelung, sondern nur eine Steuerung. Um wirklich zu regeln, müsstest Du, wie Du ja auch willst, den Strom messen und reagieren. Um die Spannung am Shunt zu erhahlten, kannst Du einen µC mit differentiellen ADC benutzen, zB Mega32. Dann kannst Du diese verwenden, um nachzuregeln.
Ganzz nebenbei wird das auch nötig sein, denn Deine Schaltung ist äußerst instabil und stark abhängig von verschiedenen Faktoren, zB Spannungsschwankungen (hast Du immer genau 7,4V), Innenwiderstand der Quellen, R der Zuleitungen usw. Das alles berücksichtigt Deine Simulation vermutlich nicht.
Variiere doch mal ein paar der Parameter, zB 7V statt 7,4 und installiere mal einen Reiehenwiderstand von 0,1-0,5Ohm als Innenwiderstand. Wie ändern sich die Stromwerte?
Gruß

[WarChild]

Zwischenbericht:

Ich habe nun den Frontscheinwerfer Fertig gestellt und das Gehäuse für den Lipo-Akku, den Controller, die Konstantstromquellen und die Alarmanlage besorgt. (vlt. bau ich auch noch einen Elektroschocker ein)
Ich habe mit traditionellen Vorwiderständen erste Tests gemacht und ein kurzes Video erstellt.
Hier der
LINK:

[flash width=425 height=350 loop=false:232f23b0a9]http://www.youtube.com/v/XtJvVqR2KRM[/flash:232f23b0a9]

Wenn die Schalter usw im Gehäuse verbaut sind muss ich mal nach einer geeigneten Induktivität für die Konstantstromquelle suchen.

mfg WarChild