Power Bike Light

Status: complete

August 2009 ... Zeit mal wieder etwas anderes zu machen als Minis und HiFi.

Heute hab ich mir mal etwas Mühe gemacht, das batteriebetriebene Licht am Fahrrad meiner besseren Hälfte aufzubessern. Da steckt bislang eine zwar recht helle Glühbirne drin, aber wir leben ja in der digitalen Zukunft und daher geht das alles viiiiel besser.

Hier unser Versuchskandidat:

Aber erst was Theorie: damit das auch wirklich richtig hell wird, brauchen wir eine potente Lichtquelle. Die Wahl fiel auf eine Seoul P4 Hochleistungs-LED in Kaltweiß. Bei einem Strom vom 350mA ist die wirklich sehr hell. Das sollte für unsere Aufgabe reichen. Jetzt ist es nur so, das bei sinkender Batteriespannung der Strom durch die LED schnell abnehmen würde. Das wollen wir natürlich nicht. Also bauen wir uns eine kleine Schaltung, die mittels eines extrem schnellen Schaltreglers den Strom durch die LED konstant bei 350mA hält, bis die Batterien leer sind.
Prinzipiell könnte die LED auch 700mA Strom vertragen, aber der Gewinn an Lichtausbeute steht in keiner sinnvollen Relation zum Stromverbrauch und der viel höheren Abwärme. Immerhin haben wir es hier mir einer batteriegespeisten Anwendung zu tun, da heißt es mit den Ressourcen sparsam umzugehen.

Aber eins nach dem anderen... hier erst mal die zerlegte Lampe.

Hier geht es dann los: Herzstück des ganzen ist eine Seoul P4 LED. In unserem Fall hat sie bei 350mA eine Verlustleistung von etwa 1W. Anders gesagt: sie wird warm und braucht einen kleinen Kühlkörper, wenn sie über Jahre Freude machen soll! Aus einem Stück Aluminiumprofil habe ich mir einen solchen kleinen Kühlkörper zurecht gesägt.

Mit einem Tropfen Sekundenkleber wird die LED auf dem Kühlkörper fest geklebt und an den Seiten Anschlussdrähte angelötet. Bitte darauf achten, das es keine Kurzschlüsse mit dem Aluminiumkühlkörper gibt.

Kommen wir zur Elektronik. Die hat es wirklich in sich, obwohl sie eigentlich harmlos aussieht. Die ganze Arbeit leistet eine integrierte Schaltung von Linear Technology vom Typ LTC3940. Dort sind alle Komponenten wie Pulsweitenmodulatior, Treiber für die Speicherinduktivität, ein schneller Gleichrichter und ein Stromregler eingebaut. Ich hab mir Mühe gegeben, es klein zu bekommen und das hat auch ganz gut geklappt. Es geht aber auch noch ein wenig kleiner, da die von mir verwendete Induktivität - der dicke graue Klotz - etwas überdimensioniert ist. Die Platine hab ich heute mal eben schnell selber geätzt und der Proto funktionierte gleich perfekt.

Wie immer auch hier der Hinweis, das ich industriell hergestellte Platinen bestelle, wen genügend Nachfrage besteht. Ab 15 Platinen wird das langsam machbar.
Hier noch eine Großaufnahme von Nummer zwei. Etwas sauberer gearbeitet und ein Geo-Dreieck daneben, um mal die Größe zu verdeutlichen.

Der Schaltplan gestaltet sich aufgrund des ideal dafür geeigneten LTC3490 sehr übersichtlich. Wer die Dimmer-Funktion nicht braucht, verbindet Pin8 mit Pin1 und spart sich auch noch den Widerstand R1. Bitte unbedingt das Datenblatt des ICs lesen und den Hinweisen bezüglich geeigneter Bauteile folgen. Die Auswahl der Komponenten ist kritisch für die einwandfreie Funktion!

Kommen wir zum Zusammenbau. Da die Platine klein ist, passt diese prima in das Gehäuse der Fahrradlampe. Von unten bohren wir noch ein 5mm Loch für einen kleinen Kippschalter, mit dem wir die Lampe dimmen können. Auch diese Funktion ist in dem IC schon vorhanden. Ich hab die Funktion so eingestellt, das ich mit dem Schalter den Strom durch die LED halbieren kann. Das schont die Batterien gewaltig, obwohl die LED dabei gar nicht sehr viel dunkler wird. Viel heller als die Glühbirne ist es in jedem Fall.

Hier ist jetzt alles wieder eingebaut. Die LED auf ihrem Kühlkörper wird im Reflektor mit etwas Heisskleber fixiert und die Anschlussdrähte mit unserer kleinen Platine verbunden.

Fertig! Von außen ist der ganze High-Tech im Innern nicht mehr zu sehen.

Nur von unten kann man jetzt den Schalter sehen, mit dem man zwischen voller Leistung (350mA) oder halber Leistung (175mA) umschalten kann.

Und wofür der ganze Aufwand? Tja, seht doch selber..... :-)

Wer Interesse bekommen hat, soll mich das wissen lassen. Ein passendes Platinenlayout kann ich zum Download bereit stellen, und wer fertige Platinen möchte, kann diese zum Stückpreis von 5 Euro bei mir bestellen.