LED Scheinwerfer flackert - nur bei hoher Drehzahl

[daenou]

Ev, sind nach deiner Beschriebung auch mechanische Vibrationen, die ein Flackern verursachen..

Stromübergabe an Birne könnte so ein Punkt darstellen, ev. mal etwas zum fixieren oder den Bügel mehr Vorspannung geben?

Das kann ich nun definitiv ausschliessen. Nachdem eine neue LED-Birne noch deutlich mehr geflackert hat als die bisherig verwendete, habe ich eine Halogenbirne eingesetzt. Alles andere habe ich nicht verändert, also auch den Spannungsbegrenzer drin gelassen und am Bügel und den Kabelsteckern nichts verändert. Das Ergebnis: Ein völlig ruhiges und konstantes Licht, keinerlei Flacken oder Flimmern, weder im Standgas noch bei maximaler Geschwindigkeit.

Ich werde mich jetzt definitiv auf die Elektronik konzentrieren. Nicht aus Notwendigkeit (der Halogen-Scheinwerfer leuchtet ganz ordentlich), sondern aus Interesse ...

[daenou]

- Wie soll der Kondensator dimensioniert sein? Ich habe eine Seite mit automatischer Berechnung gefunden: https://electronicbase.net/de/glaettung ... berechnen/ und dort mal versuchsweise die Werte 6V, 2.5A und 100ms angegeben, das Resultat ist dann etwa 42 mF (was ja dann 42'000 μF ist, richtig?). Allerdings muss ich die Eingangsparameter nur wenig verändern, um recht unterschiedliche Werte zu bekommen, z.B. 7.2V und 50ms braucht dann nur noch 18mF. Na dann was jetzt, muss ich mehrere Kondensatoren kaufen und ausprobieren?

Ich hätte da jetzt einfach mal ausprobiert, wir wissen ja nicht, wie gut die Spannung geglättet werden muss. Ausprobieren ist aber doof, wenn man alles erst kaufen muss, dann hat man am Ende viele Teile übrig und viel zu viel Geld rausgeworfen.

Ich habe unterdessen herausgefunden, dass ich ziemlich günstig über Ricardo solche Bauteile kaufen kann, hier wird als Versandkosten nur ein Franken verlangt und kein Kleinmengenzuschlag.
Berzüglich der richtigen Grösse habe ich nochmals nachdedacht. Ich muss ja nicht die ca. 10Hz der flackernden LED glätten, sondern die Input-Frequenz von der Lichmaschine, gemäss der Schätzung von Qsi wären das ca. 250Hz, also eine Ladezeit von 4ms.

Bei 5000 1/min hat die Speisung ebenfalls 250Hz (bei 3 Polpaaren). Bei 4800 1/min wären dies 240Hz und schon haben wir eine Schwebung mit 10Hz, die Du beobachtet hast.

Mit den Parametern 7.2 V, 2.5A und 4ms ergibt das eine notwendige Kapazität von ca. 1.37mF, also habe ich mir jetzt mal Kondensatoren von 1.0 und 1.5mF gekauft. Von der Grösse her passen diese gut in die Lampe hinein, ich werde also mal einen davon an den Reflektor löten, parallel zur Birne. - Werde das Ergebnis berichten, sobald ich das erledigt und getestet habe.

[daenou]

Totaler Reinfall, aber immerhinetwas gelernt!

Ich habe jetzt mal einen Kondensator (Elko, 1500μF = 1.5 mF) an den Reflektor gelötet

20181216_170128.jpg (200.5 KiB) 2353 mal betrachtet

Und den Spannungsregler montiert

20181217_114657.jpg (210.02 KiB) 2353 mal betrachtet

Ergebnis:
- Standgas: LED flackern wie zuvor (im Takt des Motors)
- Ganz wenig gas Gas: Flackert heftig, so ein-bis zwei mal die Sekunde
- Vollgas: löscht ganz ab

Erkenntnisse:
- So ein Kondensator hat tatsächlich einen Effekt
- Dieser hier ist nicht defekt und ich habe ihn korrekt eingebaut
- Die gewählte Kapazität ist ganz offensichtlich entweder zu gross oder zu klein (hmmmm, was denn nun?)

Ich besitze unterdessen zwei Elkos mit 1.5mF und vier mit 1.0mF. Damit kann ich von 1 bis 7mF Kapazität erzeugen, wenn ich sie allein oder parallel einbaue. Also werde ich nun mal die Kapazität verdoppeln, indem ich den zweiten 1.5-er auch noch einlöte. Dann weiss ich hoffentlich die Richtung, nach der ich optimieren kann. Oder kann mir ein Experte mit Bestimmtheit sagen, was ich tun soll?

[Qsi]

Ich würde es auch mal mit einer grösseren Kapazität versuchen.
Die Spannungsfestigkeit des Elkos von nur 25V erscheint mir etwas knapp. Bleibt zu hoffen, dass der Spannungsbegrenzer wirklich keine höheren Spannungen durchlässt.
Ausserdem sollte der Masseanschluss des Begrenzers möglichst niederohmig an den Rahmen resp. ans Motorgehäuse angeschlossen werden, das ist hier nicht unbedingt der Fall.
Zieh doch mal einen zusätzlichen Draht direkt zum Rahmen.

[daenou]

Die Spannungsfestigkeit des Elkos von nur 25V erscheint mir etwas knapp. Bleibt zu hoffen, dass der Spannungsbegrenzer wirklich keine höheren Spannungen durchlässt.

Ich bin im Prinzip ja bei nur 6V, auch wenn die ori Lichtmaschine natürlich schon Spannungsspitzen generiert. Aber die LED würden vermutlich schon vor dem Kondensator verbrutzeln. Der Spannungsbegrenzer ist ja bei LED unverzichtbar und genau dieser ist ja genau dafür gemacht (oder wird zumindest so beworben).

Ausserdem sollte der Masseanschluss des Begrenzers möglichst niederohmig an den Rahmen resp. ans Motorgehäuse angeschlossen werden, das ist hier nicht unbedingt der Fall. Zieh doch mal einen zusätzlichen Draht direkt zum Rahmen.

Ich habe ein Massekabel in der Lampe drin, Du siehst dieses im zweiten Bild unterhalb des Begrenzers. Dieses ist mit einem Flachstecker and das Blech gesteckt, an dem ich auch den Spannungsbegrenzer selber und sein Minuskabel geschraubt habe.

[daenou]

Ergebnis:
- Standgas: LED flackern wie zuvor (im Takt des Motors)
- Ganz wenig gas Gas: Flackert heftig, so ein-bis zwei mal die Sekunde
- Vollgas: löscht ganz ab

Ich hatte die Gelegenheit, bei einem Weihnachtsessen mit einem Physiker zu sprechen. Dieser hat mich darauf hingewiesen, dass ein Kondensator in einem Wechselstromkreis grundsätzlich nur ein 'kapazitativer' Widerstand ist. Dieser ist frequenzabhängig und geht bei hoher Frequenz gegen Null -> Kurzschluss. Das erklärt, warum mir das Licht bei Vollgas ausging. Ich benötige also vor dem Eingang des Kondensators eine Leistungsdiode, damit dieser überhaupt die Spannung glätten kann.

Ich habe jetzt mal Dioden bestellt und werde wie oben beschrieben zuerst eine davon vorschalten. Falls das funktioniert, werde ich einen Brückengleichrichter zusammenlöten (nicht weil ich das dann noch muss, sondern weil ich es kann oder können will).

Foto und Bericht folgen, sobald ich das nächste Mal in meiner Bastelwerkstatt war ...

[Qsi]

Ich bin jetzt immer von einem stark rippelnden Gleichstrom ausgegangen, aber Du hast recht, es kann natürlich auch sein, dass Du nach dem Spannungsbegrenzer einen in der Amplitude gekappten Wechselstrom hast. Dann braucht es schon mindestens eine Diode, damit der Kondensator so wirken kann, wie wir es gedacht haben.

Dieser hat mich darauf hingewiesen, dass ein Kondensator in einem Wechselstromkreis grundsätzlich nur ein 'kapazitativer' Widerstand ist.
Dieser ist frequenzabhängig und geht bei hoher Frequenz gegen Null -> Kurzschluss.

Idealisiert stimmt das schon, aber nicht in der Realität, Folienkondensatoren z.B. haben auch eine Induktivität, die dem entgegenwirkt. Dürfte aber in unserem Frequenzspektrum keine grosse Rolle spielen, dies nur als Info.