Taschenlampe-Entwurf

[Karl_Heinz]

Mein Alu-Zeug ist heute angekommen.
-1 Rohr 50x5mm und 40cm lang
-1 Rohr 60x5mm und 10cm lang (für den Lampenkopf)
-1 massives Stück 40mm und 10cm lang

Ich denke nicht, dass ich Probleme mit der Wärmeabfuhr haben werde. Das massive Stück passt nicht in das lange Stück hinein. Genauso wollte ich es haben. Rohr in den Backofen und massives Teil in den Tiefkühler. Das muss halten.

[Karl_Heinz]

Soooo, inzwischen ist alles angekommen. Ich hab die Teile für die KSQ mehrmals bestellt, da ich zunächst einen Testaufbau machen will. Der ist auch schon fast fertig. Werd wohl morgen sagen wie es läuft.
Ich wollte mal von euch wissen, ob das Ladegerät was dabei ist was taugt: http://www.amazon.de/Sanyo-Eneloop-Lade ... d_sim_ce_5

[Sailor]

Ich wollte mal von euch wissen, ob das Ladegerät was dabei ist was taugt

Solange Du die Akkus nur in 2er oder 4er Gruppen in einem Gerät einsetzt und anschließend auch gemeinsam wieder auflädst ist es ok. Es scheint nach meiner Erfahrung ein weiterer Vorteil der Eneloop zu sein, dass sie sehr lange synchron laufen.

Wenn Du jedoch mal Geräte mit einer ungeraden Anzahl von Akkus oder mehr als vier Akkus betreibst, solltest Du Dir ein Ladegerät mit Einzelschachtüberwachung zulegen.

[Beatbuzzer]

Wenn Du jedoch mal Geräte mit einer ungeraden Anzahl von Akkus oder mehr als vier Akkus betreibst, solltest Du Dir ein Ladegerät mit Einzelschachtüberwachung zulegen.

Also in der Kurzbeschreibung steht, dass es 4 Akkus unabhängig voneinader laden kann.

Das Ladegerät eneloop MQR06 bietet 4 Steckplätze und lädt auf bis zu vier Kanälen Akkus vom Typ AA oder AAA gleichzeitig und unabhängig von einander. 4 integrierte LED geben Auskunft über den derzeitigen Ladestatus der einzelnen Akkus

[Sailor]

Sorry, ich hatte den Eneloop-Satz mit dem NC-MQN04E, das hat auch nur 2 Anzeige-LED´s.

Von dem bin ich ausgegangen.

[Karl_Heinz]

Gut, dann ist es wohl geeignet. Danke.
Ich habe mir in der Zwischenzeit Sorgen um die Kühlung gemacht. Ist sie ausreichend?? Ich erklär sie besser nochmal. In das große Alurohr (50x5mm und 40cm lang) kommt ein 7cm langer Kern (ja ich schneide ein Stück von dem 10cm Kern ab um den Deckel zu bauen). Auf diesen Kern kommt dann die LED. So ist ein guter Wärmeübergang vorhanden von LED an das große (und schwere) Gehäuse. Aber bei 20W Leistung? Reicht das?
Und nun zur KSQ. Ich hab das Teil probeweise mal gebaut. Nur mal so weil ich die Teile ja eh 3mal habe. Es geht nicht!!!! Egal was ich tue es passiert garnichts. Ich hab als Testobjekt einen 22Ohm (5Watt) Widerstand benutzt. Dann R9 mit 10kOhm überbrückt und mit 5V getestet. Kann mir jemand helfen? Wenn ihr mehr zu meinem Aufbau wissen wollt fragt einfach.

Gruß

[Sailor]

Ob die Kühlung für Deinen Einsatzzweck ausreicht wirst Du erst im Einsatz sehen. Kritisch wird es bestenfalls wenn die Lampe lang in höchster Stufe leuchtet. Die Oberfläche zur Abgabe der Wärme an die Umgebung kannst Du vergrößer, wenn Du Kühlrippen aus dünnen Alu-Vierkant (z.B. 2,5 mm x 2,5 mm) im Bereich von Kopf bis Kern anbringst. etwas zurechtgefeilt und mit Wärmeleitkleber aufgeklebt sieht es auch interessant aus.

Zur Frage, warum Dein KSQ-Aufbau nicht funktioniert lässt sich ohne Bild von Deinem Tun nur spekulieren. Da müsste schon Bestückungs- und Verdrahtungsseite zu sehen sein.

[Karl_Heinz]

OK dann werde ich später noch was dranmachen zur um die Oberfläche zu vergrößern.
Bild is kein Problem.

[Suntrader]

Also ich würde mir auf jeden Fall noch über Sicherheit ein wenig Gedanken machen. Das einfachste eine Sicherung zwischen Akkus und Rest der Schaltung. (Brand und Explosionsgefahr) Stell Dir mal vor der M1 hat nen Kurzschluß, defekt, oder durchgescheuertes Kabel. Die Akkus werden soviel Energie wie sie können durch die LEDs jagen, und es wird verdammt heiß werden. Zum anderen wär es evt sinnvoll runterzuregeln, wenn die LEDs oder die Akkus zu heiß werden. Entweder mit Bimetallschalter, oder per NTC Messung.

[Karl_Heinz]

Daran hab ich gar nicht gedacht. Gute idee eine Sicherung einzubauen. Werd ich auf jeden Fall machen.
Kann mir denn keiner wegen der Schaltung helfen? Ich wär euch echt dankbar!!

[Suntrader]

Ich hatte mal versucht sie zu verifizieren, aber so wie du es aufgebaut hast, ist es nicht ganz einfach die Leitungen zu verfolgen. Die Schaltung schien soweit ok, die Werte habe ich nicht überprüft.
Vielleicht schließt du man Spannung an und mist alle Punkte durch und postest hier die Werte. Ich hatte diesen Vorschlag schon im anderen Thread gemacht, da hat er schnell zum Erfolg geführt.
Vor allem kleine Unterbrechungen oder kleine Kurzschlüsse sind auf nem Foto nicht unbedingt zu sehen. Vielleicht auch mal eine etwas bessere Auflösung.

[Karl_Heinz]

Ich hab hier mal alle Spannungen eingetragen. Getestet mit 4 AA Akkus (voll, gemessen 5,1V). R9 wurde mit einem 10k widerstand überbrückt wegen der Unterspannungsgrenze. 22Ohm Widerstand als Verbraucher. Blau ist bei den Spannungen der Sollwert von Borax. Rot ist meine Messung.

[Borax]

Geht mal eine Stufe höher. Möglicherweise hast Du einen OP mit sehr hoher Offsetspannung 'erwischt', dann schaltet der mit 12mV noch nicht durch. Oder Du hast irgendwie einen Masseschluss an 2OUT. Weil so lange an 2OUT des OP nur 0V raus kommen, kann sich da nichts tun. Falls es der große Offset ist, keine Sorge, das kann man korrigieren. Sicherung ist eine sehr gute Idee. Hab ich bei meiner Taschenlampe auch drin.
[EDIT]
Ich habe gerade noch mal das Datenblatt angeschaut... Der LM358 hat max. einen Offset von 7mV. Also muss er mit 12mV schon durchschalten. So gesehen glaube ich eher an eine Brücke oder offene Lötstelle.
Hier noch mal die 'Prüfspannungen' beim Testbetrieb 5V/22Ohm (vieles deckt sich mit Deinen Messungen):

Da der OP gesockelt ist, zieh den einfach mal raus und prüfe mit einem Ohmmeter, ob vielleicht zwischen 2OUT und Masse ein Kurzschluss ist. Noch was... Die 2.4V an 2OUT (bzw. Mosfet-GATE) hängen auch stark vom Mosfet ab (isb. gate threshold voltage). Kann also durchaus auch nur 2V oder so sein. Aber sicher nicht unter 1.5V...

[Karl_Heinz]

Ich habe jetzt nochmal alles geprüft. Der OP ist in Ordnung. Aber ich fand eine offene Lötstelle. Jetzt fließt Strom. Aber ich messe am Verbraucher grademal 1.93V also 87mA. Woran kann das liegen ?
Natürlich bin ich froh das es jetzt überhaupt geht aber irgentwie müssten da doch 15mA fließen oder? Am Gate des Mosfets habe ich 1,887V gemessen. Die anderen Werte stimmen auch soweit.
Danke nochmal für deine Gedult und deine Hilfe!

[Borax]

Aber ich messe am Verbraucher grademal 1.93V also 87mA. Woran kann das liegen ?
Natürlich bin ich froh das es jetzt überhaupt geht aber irgentwie müssten da doch 15mA fließen oder?

Wieso 15mA? Du meinst vmtl. 150mA. Das könnte am Offset liegen. Überbrücke mal den 120K Widerstand (r7) und schau/poste mal wie dann die Verhältnisse sind (es sollten etwa 20-30mA mehr Strom fließen)

Die anderen Werte stimmen auch soweit.

Wenn am 0.1Ohm Widerstand etwa 14mV abfallen, dann müssten auch etwa 140mA fließen. Außer die 0.1Ohm stimmen nicht.

[Karl_Heinz]

Jaja ich meine natürlich 150mA. Am 0.1Ohm Widerstand fallen 9mV ab. Also 90mA. Wenn ich R7 überbrücke sind es 11mV also 110mA.

[Borax]

Das klingt durchaus sinnig. Also hast Du wohl eine Offset Spannung von etwa 5mV zwischen 2IN+ und 2IN-. Ist zwar relativ viel, aber macht eigentlich nichts. Nur ein paar Widerstände ändern sich... Für 150mA müsste R3 nach meinen Berechnungen statt 750kOhm nur noch 470kOhm groß sein, R7 statt 120K nur noch 100K (gibt 650mA) und R8 = 68K (gibt 1.55A). Ich würde aber zunächst noch mal die Schaltung an einer höheren Spannung (z.B. 12V) testen. Nicht dass da noch irgendein nichlin. Effekt mit reinspielt...
Dann aber den Mosfet ein wenig kühlen. Bei 12V Versorgung, Rlast=22Ohm und 150mA bleiben fast 1.5W am Mosfet...

[Karl_Heinz]

Die Werte für den Strom sind bei 10,2V wie gehabt. Könnte man anstatt die Widerstände zu tauschen nicht auch einfach den OP wechseln und hoffen, einen besseren zu erwischen?

[Borax]

Hoffen schon. Aber man kann sich halt nicht drauf verlassen. Wenn Du mehrere beim gleichen Shop gekauft hast, sind die vmtl. alle gleich. Der typische Offset liegt bei 2mV. Bis zu 7mV ist aber durchaus im Toleranzbereich. Und bei höheren Strömen sind die 5mV auch nicht mehr so wichtig (sind ja bei 1.5A, also 150mV am Shunt nur noch gute 3%).

[Karl_Heinz]

Ich hab mal einen anderen eingesetzt. Bei dem sind es schon 100mA. Der Dritte schaffte auch nicht mehr als 100mA. Welcher Strom müsste den jetzt (also mit dem ersten OP) fließen, wenn ich beide (750k und 120k) Widerstände überbrücke?

[Borax]

So etwa 1.44A
[EDIT]
Aber natürlich nicht bei 5V und 22Ohm Last Da können maximal nur etwas über 200mA fließen...

[Karl_Heinz]

Getestet mit einer Cree XP-G R5, weiß, 493 Lumen und 4 Mignon Akkus. Wenn alle Schalter geschlossen sind, fließt ein Strom von 1,35A.
Die Abschaltspannung gegen Tiefentladung ist dagegen perfekt

[Borax]

...fließt ein Strom von 1,35A.

Womit mal wieder bewiesen wäre, dass eine Simulation nur eine grobe Annäherung an die Realität ist (isb. was Halbleiter angeht die 'im Grenzbereich' betrieben werden wie hier der LM358 bei nahe 0V). Drum sage ich ja immer dazu: Ohne 'Einmessen' und ggf. kleine Anpassungen bei den Widerständen (die sind bei 1% Toleranz wenigstens verlässlich) kann man keine genauen Ergebnisse vorhersagen.

Die Abschaltspannung gegen Tiefentladung ist dagegen perfekt

Die hängt eben (fast) nur vom Spannungsteiler (also Widerständen) ab. Da ist eine Vorhersage recht genau.
Auf alle Fälle: Gratuliere zur gelungenen Schaltung!

[Karl_Heinz]

Danke!
Ich habe mir nochmal über die Kühlung des Mosfets Gedanken gemacht. Ist es schlimm oder stellt es ein Problem dar, wenn das Mosfet nicht isoliert mit dem Gehäuse verbunden ist? Ist das Bridgelux Array nach unten hin isoliert?

Gruß

[Borax]

Ist das Bridgelux Array nach unten hin isoliert?

Ja. So weit ich weiß schon. Sollte also kein Problem sein, wenn man den Mosfet direkt mit dem Gehäuse verbindet.