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Geregelte Birnenlampen

The_Driver

Flashaholic***
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Hier soll es um geregelte Birnenlampen und ihre Regler gehen. Ich möchte möglichst viele Informationen zusammen tragen. Da das Thema zugegebenermaßen nicht mehr ganz so relevant ist, wie früher, kann man den Thread hier auch als Archiv ansehen.

Was heißt es nun Birnen zu regeln und, warum will man das?

Eine Birne zu regeln, bedeutet ihre Versorgungsspannung und damit Helligkeit konstant zu halten (im Gegensatz zum Strom bei LEDs). Man tut dies, da die Helligkeit einer Birne bei sinkender Versorgungsspannung exponentiell absinkt (die Effizienz und Farbtemperatur ebenso - siehe hier). Da Birnen eh schon eine eher niedrige Effizienz haben, macht es Sinn das Bisschen, was einem zur Verfügung steht, so gut es geht zu nutzen. Durch Regler wird die effektiv nutzbare Laufzeit von Birnenlampen deutlich erhöht!

Der Unterschied zu Hotwires liegt darin, dass es bei Hotwires darum geht entgegen der „Vernunft“ möglichst starke Birnen in möglichst kleine Lampen einzubauen und diese mit möglichst viel Überspannung zu betreiben. Eine Hotwire kann natürlich, aber muss nicht geregelt sein.

Wie funktioniert so ein Regler:

Birnenregler arbeiten fast ausschließlich mit PWM (Pulsweitenmodulation). Sie nutzen dabei die thermische Trägheit der Glühwendel aus. Ein Mikrocontroller schaltet die Birne z.B. 256 mal pro Sekunde an und aus. Bei LEDs wäre das nicht sinnvoll, da man ein Flackern wahrnehmen würde. Eine Glühwendel hingegen leuchtet auch in den Aus-Phasen der PWM noch. Solche Regler können die Versorgungsspannung nur runter regeln (wie Buck-Treiber in LED Lampen). Der Länge der An-Phasen der PWM wird anhand der Versorgungsspannung gewählt (das ist die eigentliche Regelung).

Solche Regler erreichen fast 100% Effizienz. Das ist möglich, da direkt die Versorgungsspannung an die Birne angelegt wird. Die Umwandlung der Spannung geschieht erst in der Birne. Durch Benutzung eines MOS-FET Transistors (praktisch ein steuerbarer Schalter mit extrem niedrigen Innenwiderstand) wird der elektrische Widerstand zwischen Birne und Versorgungsspannung niedrig gehalten. Das PWM-Signal des Mikrocontrollers steuert einfach den MOS-FET.

Bekannte Lampen mit Regelung:

Black Diamond Supernova - Stirnlampe - 4x AA - 3,6V
http://flashlightreviews.com/reviews/blackdiamond_supernova.htm

Black Diamond SpaceShot (2) - Stirnlampe - 6x AA - 4,5V
http://www.moontrail.com/product.php?productid=1487
https://groups.google.com/forum/#!topic/bikecurrent/Aqi1eSJlH2c

Princeton Tec Yukon Extreme - Stirnlampe - 8x AA - 39 Lumen
http://www.moontrail.com/pt-yukon-extreme.php
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?103020-Princeton-Tec-Yukon-Extreme-Headlamp

Lighting Pro Technology HL2 - Stirnlampe - 6x AA - 4,5V
http://flashlightreviews.com/reviews/lightingpro_hl2.htm

Lighting Pro Technology Coatlite CL1, Tasklite TL1 etc. -versch. Anw. - 6x AA 4,5V
http://web.archive.org/web/20130910230254/http://lightingpro.org/products-coatlite.php

SureFire A2 - Stablampe - 2x CR123 - 50 Lumen - 4V
http://flashlightreviews.com/reviews/surefire_a2.htm
http://www.google.com/patents/US6841941
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?107943-The-SF-A2
http://www.candlepowerforums.com/vb...-A2-Aviator-(Green)-photos-and-some-beamshots

Lupine Passubio/X-Beam - Fahrrad Scheinwerfer & Stirnlampe - 7,2V NiMH / Li-Ion - 320 Lumen - 6,5V
http://www.lupine.de/files/manuals/Passubio_XC-6.pdf

Lupine Nightmare/Babylu/X-Beam - Fahrrad Scheinwerfer & Stirnlampe - 7,2V NiMH / Li-Ion - 530 Lumen - 6,5V
http://www.taschenlampen-forum.de/threads/lupine-nightmare-25-watt-halogen.499/
https://web.archive.org/web/20090316075515/http://lupine.de/web/de/technik/halogen

Black & Decker Lithium Ion Rechargeable Halogen Spotlight(LIONHAL8) - Scheinwerfer - 11,1V 3S 18650 Li-Ion Akkupack - 950 Lumen - 12V
http://www.blackanddecker.com/en-us...halogen-rechargeable-spotlight-camo/lionhalbc
http://www.candlepowerforums.com/vb...Renaissance!&p=4192395&viewfull=1#post4192395
https://y o u tu.be/sDyjnT2NxXI?t=1m42s

MB SUB Extreme 14,4 - Tauchlampe - 14,4V NiMh - 12V (nicht sicher, ob tatsächlich geregelt)
http://web.archive.org/web/20010412025926/http://mb-sub.com/compact/005.htm
http://www.unterwasserwelt.de/html/mb_sub_extreme_14_4.html

Hartenberger Mini & Medi Electronic - Tauchlampe - 6,8V
http://www.hartenberger.de/hartenberger.html?stableuchte/001.html

Hartenberger Nano - Tauchlampe - Tauchlampe - 6,8V
http://www.hartenberger.de/hartenberger.html?nano/001.html
http://www.hartenberger.de/pdf/nano_0606.pdf?t=2429

Hartenberger Mini & Maxi Compact (LCD) - Tauchlampe - 6,8V
http://www.hartenberger.de/hartenberger.html?minicompact/001.html

Hartenberger Mega Compact - Tauchlampe - 6,8V
http://www.hartenberger.de/hartenberger.html?megacompact/001.html

Hartenberger Handleuchte 125/128 professional und 125/128 compact
http://www.hartenberger.de/hartenberger.html?handleuchte/001.html

Customlampen mit eingebautem Regler:

Project Aurora / USL - Stablampe - 11x 4/5 NiMh - bis ~3000 Lumen - 13,8V
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?94000-USL-Thread-Index

Nachrüstregler für ungeregelte Lampen (ohne zu löten):

LightingPro Technology Powerstick PS1 - 8x AA - bis zu ~180 Lumen - 3,7V
http://web.archive.org/web/20070306064156/http://www.lightingpro.org/pubs/POWERSTIK Information Sheet - Low Res.pdf
http://www.taschenlampen-forum.de/t...lite-2d-mini-hotwire-mit-powerstik-ps1.19355/

M6R - Akku mit eingebautem Regler für Surefire M6
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?81608-SF-M6-R-order-information-and-updates
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?79916-The-SF-M6-R-summary-thread

PHD-M6 von wquiles - Akkukäfig mit eingebautem, einstellbarem Regler für Surefire M6
http://www.candlepowerforums.com/vb...-the-Black-Edition-PhD-M6-custom-battery-pack

Regler für umgebaute Lampen aller Art und Hotwires:

Willi Hunt’s Lightbulb Voltage Regulators
http://www.cs.indiana.edu/~willie/lvr.html
http://www.candlepowerforums.com/vb...-from-6-8-to-7-5-volts-also-explaining-DC-RMS

Lightbrain 2002 DIY regulator
https://web.archive.org/web/2009041...sertagparts.com/lightbrain/free_regulator.htm

AWR HotDriver von adrewmm im CPF

JM-PhD-D1 PWM Hotwire Regulator von JimmyM im CPF
http://www.candlepowerforums.com/vb...-SALE-JM-PhD-D1-PWM-Hotwire-Regulator-BATCH-2

JM-PhD-X1 PWM Lantern Regulator von JimmyM im CPF
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?295756-Pre-Order-JM-PhD-X1-PWM-Lantern-Regulator

Programmable Hotwire Regulated Driver drop-in for D-M@g von AlanB im CPF
http://www.candlepowerforums.com/vb...le-Hotwire-Regulated-Driver-drop-in-for-D-M-g

Elektronische Lampensteuerung von MaikRutsche im IBC/mtb-news Forum
http://www.mtb-news.de/forum/t/elektronische-lampensteuerung-selberbauen.196704/

AVR Light Controller for LiPo/LiIon-Powered Halogen Bike Lights
http://electronics.ringwald.ch/?n=Main.AvrLightController

http://www.dgtb.de/fileadmin/user_upload/Materialien/Lehrerweiterbildung/Farben/PWM_Modulator.pdf

Weitere Links zum Thema:

http://www.candlepowerforums.com/vb...otwire-Regulator-Design-Collaboration-Project
http://www.candlepowerforums.com/vb...lb-Tests-Updated-8-27-2010-(Newer-Info-Added)
http://www.taschenlampen-forum.de/threads/120w-hotwire-eine-tiefergehende-betrachtung.27959/
 
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light-wolff

Flashaholic***²
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Interessanter Beitrag. Ich habe tatsächlich von keiner der genannten Lampen oder Regler je gehört. Mag sein, dass es daran liegt, dass ich über LEDs auf TL gekommen bin, nicht umgekehrt. :)

Wir hatten vor einiger Zeit eine gute Diskussion zum Thema Glühlampenregelung per PWM. Die wäre es wert, hier verlinkt oder zitiert zu werden.
Man muss Glühlampen auf konstante Leistung regeln, nicht auf konstanten Strom wie LEDs. Das macht die Regelung "interessant".
 
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Interessanter Beitrag. Ich habe tatsächlich von keiner der genannten Lampen oder Regler je gehört. Mag sein, dass es daran liegt, dass ich über LEDs auf TL gekommen bin, nicht umgekehrt. :)

Wir hatten vor einiger Zeit eine gute Diskussion zum Thema Glühlampenregelung per PWM. Die wäre es wert, hier verlinkt oder zitiert zu werden.
Man muss Glühlampen auf konstante Leistung regeln, nicht auf konstanten Strom wie LEDs. Das macht die Regelung "interessant".

Die Lampen sind fast alle vom Anfang des Jahrtausends. Das ist ja schon eine Weile her.

Ich konnte den genannten Thread bis jetzt nicht finden. Kannst du ihn raus suchen?
 

DrJones

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Beinahe wäre es zu einem Projekt gekommen, so eine Elektronik in einen Tailcap-Schalter einzubauen (mattaus smartswitch), aber mattaus hat sich vor einer Weile ganz zurückgezogen.
 
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Ach sooooo :D. Das sind ja meine eigenen Threads. Das kenne ich natürlich alles. Da ging es ja speziell um die eine Lampe. Ich dachte du meintest eine weitere Diskussion. Den Thread habe ich oben übrigens verlinkt ;).

Beinahe wäre es zu einem Projekt gekommen, so eine Elektronik in einen Tailcap-Schalter einzubauen (mattaus smartswitch), aber mattaus hat sich vor einer Weile ganz zurückgezogen.
War das nicht nur ein niederohmiger MOSFET-Schalter für Surefire Lampen?
 
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DrJones

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Ja, das geht über die Birne und einen Pufferkondensator. Ich glaube, einer von den CPFlern hat sowas schon mal gemacht, aber sich später irgendwann zurückgezogen, so dass es die nicht mehr zu kaufen gibt.
Mein eigenes Interesse an Glühobst ist gering, so dass ich das Projekt nicht weiter verfolgt habe, als mattaus ging.
 
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Naja, das stimmt ja nicht ganz. Den einstellbaren Regler von JimmyM kann man ihm ganz normal im CPF abkaufen. Mit dem kann man fast alles regeln. Ist halt etwas größer als die üblichen LED Treiber und kostet 30.

Den Lupine Regler gibt es auch noch ganz normal neu zu kaufen.

Die Birnenlampen von Hartenberger gibt es auch noch.

Die Surefire A2 kriegt man noch neu bei EBay (aber teuer).
 
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Meinst du den hier?
http://www.lupine-shop.com/de/ersatzteile-und-zubehoer/ersatzteile-halogen/986/pcs-v3.3
Da lassen sich nur leider keine Leistungsdaten dazu finden. Aber der JM-PhD-D1 von Jimmy ist bestimmt stärker. Aber schön kompakt ist er.

Eigentlich bin ich ja scharf auf den JM-PhD-X1, aber daraus wird wohl nichts.:(

Das ist die letzte Generation des Lupine Reglers. Läuft nur mit 2S Li-Ion (also max. 8,4V) und 6S NiMH Akkus. Er regelt in der höchsten Stufe auf 6,5V (oder einstellbar 6,2V und 6V) und mit maximal 30W. Softstart, Tiefentladeschutz und einstellbare Anzahl an Stufen sind eingebaut. Es ist in meinen Augen der absolute Vernunftsregler für Lampen, die stark genug sind, aber lange Akkulaufzeiten haben.

Der JM-PhD-D1 von Jimmy schafft mehrere 100W (EDIT: max. 40V * 13A = 520W) und ist somit bedeutend stärker. Vor allem verträgt er sehr hohe Eingangsspannungen, so dass man auch 12 und 24V Birnen regeln kann.

Der JM-PhD-X1 wurde nur in kleiner Stückzahl produziert. Er ist für extreme Leistungen gedacht (max. 70V und 40A, also 2800W!!!). Ich würde an deiner Stelle einfach ein WTB ("suche") ins CPF stellen und gucken, ob nicht einer einen los werden will. Viele Threads mit Umbauten habe ich zu dem Teil bis jetzt nicht gesehen.

Wenn man nicht groß basteln will, macht es in meinen Augen sehr viel Sinn eine Hartenberger Tauchlampe gebraucht bei Ebay / Ebay Kleinanzeigen zu kaufen. Die kosten dort mit defektem Akku sehr wenig. Die sind auch für 100W Birnen zugelassen.
 
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The_Driver

Flashaholic***
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Ich habe hier eine interessante Notiz bzgl. des Summens von geregelten Glühbirnenlampen gefunden. Es hänge von der Glühwendel ab und werde leiser bei steigender Birnenspannung. Außerdem hänge die Lautstärke vom Peakstrom ab, der ja mit der Akkuspannung steigt. Letzteres erklärt, warum meine 120W Hotwire mit 8S Zellen und 13V Birne (23A max Peakstrom) viel lauter summt als meine Vernunftshotwire mit 3S Zellen und 7V Birne (3,4A max Peakstrom).
 

light-wolff

Flashaholic***²
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Entscheidend ist neben dem Peak-Strom auch das Tastverhältnis. Je kleiner es ist (d.h. je kürzer die Einschaltdauer), desto lauter klingt es.

Warum das so ist, wird deutlich, wenn man sich das Spektrum eines Rechtecksignals in Abhängigkeit vom Tastverhältnis anschaut: je kleiner das Tastverhältnis, desto höher die Amplitude der Oberwellen im Verhältnis zur Grundwelle (f1).
 
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