Filter voor scooter / brommer H4 LED koplamp

Mijn zoon heeft een scooter, een AGM VX-50, hierop zit een 12V 6Ah loodaccu en elektrische starter. De koplamp is echter nog een H4 halogeen lamp van 2x 30W. De accu is niet overdreven groot, de volgende H4 LED H4 lamp kwam voorbij op Aliexpress en om energie te sparen dacht ik....

Deze koplamp is voor motorfietsen en heeft volgens opgave 2x18W LED vermogen. Dit nemen we met een korreltje zout, we gebruiken de koplamp voor een brommer / snorfiets.

De brommer heeft echter een ECU (motormanagementsysteem), nog wel met elektrische carburateur, geen injectie. Na wisselen met deze LED lamp bleek de motor soms wel eens wat te haperen en af en toe wat onrustig te lopen. Met de oude 30W H4 halogeen lamp terug geplaatst, liep de motor echter weer als een zonnetje.

We testen deze lamp daarom op de bank, met een losse motorfietsaccu van 7Ah, als voeding en een multimeter in serie. Op stroommeting heeft deze goedkope multimeter een shunt van ongeveer 0.05 tot 0,1 Ohm, wat mooi een bedradingsweerstand simuleert.

De koplamp trekt geen 1,5A, maar slechts 1A, wat als de (losliggende) lamp warm wordt nog terug loopt naar 0,75A. Geen 18W aan LED licht opbrengst dus, maar dat hadden we al verwacht van een H4 LED lamp van nog geen 9 euro. Voor een brommer / scooter is de lichtopbrengst echter ruim voldoende, en nog wel wat meer dan de oude 30W halogeen lamp. Deze LED lamp heeft wel een net schild voor dimlichtafscherming en geeft goed licht in de reflector van de AGM VX-50.

Maar hangen we de oscilloscoop over de lamp (dus achter de multïmeter shunt weerstand) dan zien we dat de ingebouwde LED driver helaas wel wat meer doet dan stroom voor de LED's regelen.

Er staat een hoge frequentie van 150 kHz over de lamp met spikes en rimpels die aardig over de 0,5V piek heen gaan. De kleine accu dempt dit onvoldoende uit, wat kennelijk de ECU stoort.

Ik ben dus maar eens een filter gaan bouwen voor deze koplamp. Niet bijzonder ingewikkeld, een 470 uH 3A spoel blijkt bij de Conrad slechts EUR 3,53 te kosten. Met twee 220 uF elco's maak je dan snel een 500 Hz, 2e orde LC filter, waar dit soort hoge frequenties al moeilijker door komen.

Daarvoor heb ik een Schottky diode gezet die dit filter nog extra ontkoppelt. Twee 2A glaszekeringen, vrijloopdiodes en 4 keramische condensatoren voor extra hoogfrequent demping maken de zaak dan af.

Gebruikt minimaal 63V componenten in het volgende schema. De elco's zijn 105 C typen. Het filter is dubbel gebouwd voor dimlicht en grootlicht (gaan echter nooit tegelijk aan). Het printje valt vrij makkelijk achter de koplampkap te plaatsen. Printsporen voldoende breed nemen voor de stromen tot 2A.

Dit filter geeft door de Schottky dioden wel een spanningsval van 0,5V, maar deze 0,5W dissipatie nemen we voor lief. De LED's branden er niet minder om.

Nu weer de testopstelling maken met de shunt van de multimeter er tussen, als bedradingsweerstand, met daarachter het filter en dan de LED lamp.

Over de H4 LED lamp gemeten, dus achter dit filter, zien we nog steeds een hoogfrequente 150 kHz, 0,5V piek rimpel, echter met een veel vloeiender verloop door de condensatoren aan de uitgang van het filter.

Aan de ingang van het filter staat nog een kleine rimpel met iets meer dan 50mV piek. Het kan echter ook zijn dat losliggende bedrading op de werkbank hier deze kleine rimpel nog oppikt.

Over de accukabels, dus voor de shunt van de multimeter is de spanning mooi vlak, zonder rimpel. Dit filter lijkt zijn werk zo goed te doen, dit weekend maar eens inbouwen.

Even testen nog in de praktijk....

[Bericht gewijzigd door rweust op 19 september 2020 10:09:37 (93%)]

maartenbakker

Special Member

Filtert goed, ik ben benieuwd!

P.S. Is het lichtbeeld wel correct? Daar zou ik bij zo'n lamp als eerste problemen verwachten.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 19 september 2020 11:53:37 (62%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Nee, geen probleem, dit is één van de eerste dingen wat ik geprobeerd heb. Het lichtbeeld van groot- en dimlicht is prima, precies gelijk aan de 2x 30W H4 halogeenlamp die er origineel al in zat. Beide zijden van de centrale koel/montageplaat zitten LED's in de goede positie en het dimlicht is ook netjes aan beide zijden afgeschermd met de maskertjes. Ik hoefde niets aan koplamphoogte af te stellen na wisselen. De LED geeft uiteraard een wat witter licht dan halogeen en zelfs ietsje meer.

Alleen met werkelijk 9W LED vermogen is dit geen koplamp voor motorfietsen, vind ik. Voor een brom- of snorscootertje voldoende, maar ik zou dit niet in snellere motoren toepassen. Verder geeft de driver dus wel behoorlijk wat storing en moet je hier wat aan doen met bovengenoemd filter, tenminste wat de ECU van de AGM VX-50 betreft en natuurlijk nog afwachten hoe temperatuurbestendig deze LED lamp op den duur is. De driver regelt de stroom, na een 5 minuten de LED lamp los op de bank te hebben liggen, terug van 1,1 naar 0,75A, dus er zit wel iets van temperatuurregeling in deze H4 LED lamp.

Bij elkaar ben ik minder dan EUR 10,- kwijt voor filtercomponenten en minder dan EUR 9,- voor deze Chinese H4 LED lamp, dus het proberen waard. Bij 9W kan de warmteontwikkeling ook nog wel meevallen (de LED heeft geen actieve koeling of extra ribben) en zal de LED hopelijk lang heel blijven. Maar dit is dus afwachten.

Scooter, glaszekering.
En dat met name de houder voor de zekering.
Misschien beter om te switchen naar een ander type houder ivm trillingen ?
Of automotive steekzekeringen en houders gebruiken ?
Deze bv:
https://www.rdae.nl/lfb02-2-voudig.html

Op 19 september 2020 13:24:40 schreef HD13:
Scooter, glaszekering.
En dat met name de houder voor de zekering.
Misschien beter om te switchen naar een ander type houder ivm trillingen ?
Of automotive steekzekeringen en houders gebruiken ?
Deze bv:
https://www.rdae.nl/lfb02-2-voudig.html

Dank voor de tip, maar zulke zware zekeringen zijn niet nodig bij deze LED lamp die net iets meer dan 1A trekt. De houder is het probleem niet, zo'n klein glaszekeringetje wordt flink geklemd en krijg je zonder schroevendraaier niet eens los. 2A trage, 20mm glaszekeringen hebben ook niet zo'n zware smeltdraad dat ik door trillingen/schokken problemen verwacht. Ik probeer het eerst wel even, waarschijnlijk houden ze het een leven lang uit.

Ik seal de hele filterprint nog in in krimpkous, de Schottky diode's worden warm, maar niet zo erg dat je ze niet meer vast kunt houden, beduidend minder dan 50C. Dit kan dus ingeseald worden en goed worden bevestigd achter de kap van de koplamp.

[Bericht gewijzigd door rweust op 19 september 2020 13:42:22 (14%)]

Wat bedoel je met zwaar ?
Steekzekeringen heb je ook in 1A en 2A uitvoering.
Tijdcurve in vergelijking met glaszekering snel/traag heb ik eigenlijk nooit naar gekeken, vermoed een trage.

[Bericht gewijzigd door HD13 op 19 september 2020 13:48:45 (12%)]

Het zijn maar een paar kleine beveiligingen voor 1A stroom. We kunnen hier alle theorie op loslaten, maar deze glaszekeringen kunnen het naar mijn ervaring behoorlijk lang uithouden, zo niet levenslang.

Mocht dit niet zo zijn, jammer, maar dan gaat er niets definitief defect en zijn er ook snel een paar andere typen te plaatsen. Jouw opmerking is niet onterecht, zeker niet als je een product ontwikkelt wat veel verkocht wordt en dus weinig fouten mag veroorzaken, maar voor deze test even wat overdone.

Helaas,

Net even geprobeerd, maar het lichtcircuit van de AGM VX-50 blijkt dus niet uit mooie gelijkstroom te bestaan. De H4 LED lamp, die het los op de bank op de accu zo mooi deed met dit filter er tussen, knippert nu in de scooter.

Waarschijnlijk is dit een separate voeding voor de verlichting, los van de accu, die niet is gelijkgericht en afgevlakt. Ik had op zo'n nieuwe scooter dit eigenlijk niet verwacht en was op het verkeerde been gezet doordat de H4 LED lamp het eerst wel deed, zonder dit filter in de scooter. Deze H4 LED lamp richt kennelijk zelf al beter gelijk, maar stoort dan dus helaas wel op de ECU en veroorzaakt problemen op den duur met de bobine.

Dit wordt steeds lastiger zo, gelijkstroom maken of scooter opnieuw bedraden? Zonder goed elektrisch schema van deze AGM VX-50 ga ik hier echter nu even niet meer mee verder. De oude H4 halogeenlamp zit er nu weer in.