Liebe Menschen! Ich tüftel momentan an einer kleinen Schaltung, die es mir ermöglicht mein Handy mittels meines Nabendynamos am Fahrrad zu laden. Ich weiß, dass bereits kostengünstige fertige Module verfügbar sind und ich das Din wahrscheinlich auch nie viel nutzen werde, trotzdem finde ich den Gedanken sehr nett so etwas zu bauen. Der Nabendynamo, den ich verwende, liefert angeblich bei 6V 3W wobei ich nicht weiß wie die Leistungsbegrenzung gegeben ist, da sich die Spannung ja proportional zur Drehzahl erhöht, aber das nur so nebenbei. Die grundsätzliche Idee wäre das Wechselsignal mit einer Brückenschaltung gleichzurichten und dann zu stabilisieren. Ich hätte momentan eine 16V Zenerdiode eingeplant, um meinen Regler vor Überspannung zu schützen, anschließend ein fetter Elko, um das ganze möglichst gut zu glätten und dann rein in den STL7805, ein Festspannungsregler, der mir das Ganze auf 5V reguliert. Ich hab das ganze auch soweit mal aufgebaut, selbstverständlich noch ohne Handy, und es scheint recht gut zu funktionieren. Ich habe allerdings noch bedenken was passiert, wenn der Akku vollständig geladen ist und ich weiter den Dynamo die Schaltung speisen lasse. Weil bei Elektromotoren habe ich ja genau aus dem Grund immer eine Rückflussdiode, um schaden an der dahinterliegenden Elektronik zu vermeiden, oder? Würde dann die Energie, die der Generator noch erzeugt mir nicht mein Mobiltelefon schmoren? Und wie könnte ich das verhindern? Wo setz ich die Energie dann frei? Oder liege ich da sowieso gänzlich falsch? Ich würde mich über Anregungen und Diskussionen freuen. ? Jocobes
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Die Dreibein Regler mögen es grundsätzlich nicht, am Ausgang Spannung anzulegen, während am Eingang nichts ist. Bei grösseren Reglern als dem 7805 legen viele Leute deswegen eine Diode vom Ausgang zum Eingang. Wenns schon der Dreibeiner sein muss, dann nimm z.B. die 7806 Type und lege eine normale Si-Diode in den Ausgang - plus eine Schottky, um auf etwa 5V zu kommen. Oder du legst die Masse der Reglers per Si-Diode um 0,7V hoch und machst dann eine Si-Diode in den Ausgang. C2 muss dabei trotzdem zwischen Masse des Reglers und dem Ausgang bleiben.
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Ah macht sinn, also in den phasen wo ich nichts vom Dynamo bekomme taugt das dem Regler nicht? Weißt du warum nicht? Also was da passiert? Muss überhaupt kein Dreibeinregler sein, hast einen vorschlag für mich was besser geeignet wäre? Und Diode beim 7805er um zu verhindern das Strom zurück in den regler fließt, oder wie kann ich mir das vorstellen?
Jocobes S. schrieb: > > Muss überhaupt kein Dreibeinregler sein, hast einen vorschlag für mich > was besser geeignet wäre? > Eine 5 Watt / 5V1 Z-Diode.
wär einen versuch wert eigentlich. Aber was passiert denn dann wenn mein akku voll ist und der Generator weiterlauft? Fließt mir der ganze strom durch die z-diode ab?
Hallo, Jocobes S. schrieb: > Ich würde mich über Anregungen und Diskussionen freuen Kennst Du die Dokumente: http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung.pdf http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Modellierung_eines_Nabendynamos__Mathias_Magdowski_.pdf Und dann natürlich den Forumslader nicht vergessen. Den kann man auch selber nachbauen! http://www.forumslader.de/news/ Die wichtigste Info ist eigentlich schon mal, dass der Nabendynamo eine Stromquelle und keine Spannungsquelle ist. Im Leerlauf bei einem 26" Rad entspricht die Spannung pi*Daumen der gefahrenen Geschwindigkeit. Da gebe ich Deinem L7805C bei Bergabfahrten keine Überlebenschancen.
Jocobes S. schrieb: > Fließt mir der ganze strom durch die z-diode ab? Ja, das heisst natürlich auch, das dann die Beleuchtung auch nicht richtig funktioniert. Es macht also schon Sinn, eine der vielen, etwas aufwänderigen Ladeschaltungen aus dem Netz zu benutzen. > Der Nabendynamo, den ich verwende, liefert angeblich bei 6V 3W wobei > ich nicht weiß wie die Leistungsbegrenzung gegeben ist, da sich die > Spannung ja proportional zur Drehzahl erhöht, aber das nur so nebenbei. Viele Anfänger berücksichtigen nicht, das ein Fahrraddynamo eher eine Stromquelle, und keine Spannungsquelle ist. Deshalb haben solche Dynamos teilweise Leerlaufspannungen von über 100V.
Matthias S. schrieb: > Die Dreibein Regler mögen es grundsätzlich nicht, am Ausgang Spannung > anzulegen, während am Eingang nichts ist. Wenn am eingang tatsächlich "nichts" ist (oder z.B. ein Brückengleichrichter, der keinen Strom durchlässt), dann passiert dem Regler auch nichts, weil kein nennenswerter Strom fließt. > Bei grösseren Reglern als dem > 7805 legen viele Leute deswegen eine Diode vom Ausgang zum Eingang. Größer im Sinne von "höhere Ausgangsspannung". Dort ist das dann nötig, wenn 1a. am Ausgang tatsächlich ein Speicher angeschlossen ist, der ausreichend viel Energie zu rückspeisen kann und 1b. am Eingang tatsächlich etwas hängt, das den Eingang auf 0V herunterzieht. Denn wenn die Differenz zwischen Ausgang und Eingang so groß wird, dass die interne BE-Diode des Ausgangstransistors zu leiten beginnt, dann kann die Verlustleistung im Regler zu groß werden und diesen zerstören. Bevor also etwas zum "Grundsatz" erklärt wird, muss man die Wirkmechanismen kennen. In der Praxis ist diese Angstdiode über dem Regler bei locker 90% der Einsatzorte völlig unnötig. Jocobes S. schrieb: > Der Nabendynamo, den ich verwende, liefert angeblich bei 6V 3W Er liefert bei einer bestimmten Drehzahl 6V, wenn du gleichzeitig 3W entnimmst. Wenn du die 3W nicht entnimmst, ist die Spannung deutlich höher. radfahrer schrieb: > Da gebe ich Deinem L7805C bei Bergabfahrten keine Überlebenschancen. Weil kurz vorher die Z-Diode dank der anfallenden Leistung den Deckel lupft. Aber auch schon bei 16V am Eingang, 5V am Ausgang und 500mA wird dem 7805 mächtig warm. Denn dann muss der 5W umsetzen. Es gibt Lötkolben in dieser Leistungsklasse... ;-) Jocobes S. schrieb: > Ich habe allerdings noch bedenken was passiert, wenn der Akku > vollständig geladen ist und ich weiter den Dynamo die Schaltung speisen > lasse. Dann schaltet die Akkuladeschaltung den Strom zum Akku ab. Denn dein Steckernetzteil kann ja auch wenn der Handy-Akku voll ist, noch immer 1A bereitstellen.
Harald W. schrieb: > Deshalb haben > solche Dynamos teilweise Leerlaufspannungen von über 100V. 100 V dürften übertrieben sein, und auch für 50 V muss man schon recht schnell fahren. Aber viel mehr als 6 V sind es natürlich. Die entsprechenden Dokumente wurden ja schon verlinkt.
Jocobes S. schrieb: > Ich tüftel momentan an einer kleinen Schaltung, die es mir ermöglicht > mein Handy mittels meines Nabendynamos am Fahrrad zu laden. Hast du dir auch nur mal 1/10 Sekunde überlegt, was dein Handy macht, wenn dauernd die Spannung kommt und wieder geht, wiel du mit dem Fahrrad an jeder Ampel oder gar jedem Fussgänger stoppen musst ? Jocobes S. schrieb: > wobei ich > nicht weiß wie die Leistungsbegrenzung gegeben ist, da sich die Spannung > ja proportional zur Drehzahl erhöht Tja, vielleicht erst Grundlagen der Dynamos erlernen ? Zwar steigt mit steigendem Tempo mit dem der Magnet an den Spulen vorbeirauscht auch die Spannung, aber bei steigender Geschwindigkeit steigt auch die Frequenz, und mit einer geeigneten Induktivität kann man dann den Strom begrenzen. Natürlich sind Fahrraddynamos so gebaut, die 6V/0.5A Glühlampen sollen ja nicht kaputt gehen. Jocobes S. schrieb: > wenn der Akku vollständig geladen > ist und ich weiter den Dynamo die Schaltung speisen lasse Dasselbe wie dein Handy in der Steckdose eingesteckt zu lassen obwohl es voll ist ? Bleibt das Fahrrad stehen, erzeugt der Dynamo 0V, ist ein 7805 rückstromfest. Die 78xx lassen erst Strom bei mehr als 7V zurück fliessen.
Gleichrichter, Schalter, Widerstand, 4 NiMH Zellen, SchutzZD, und dann das Mobilphone.
Aus der Praxis: Eine ähnliche Schaltung habe ich meiner Schwester fürs Navi an ihr Fahrrad gebaut. Zusätzlich: Kleines Kühlblech 5,1V Z-Diode am Ausgang Widerstände an den Datenleitungen Einschalter am Eingang Das hat mehrere Jahre gehalten, bis es die Witterung zermürbt hat. Jetzt wird eine Powerbank mitgenommen. MfG
Jörg W. schrieb: > 100 V dürften übertrieben sein, und auch für 50 V muss man schon recht > schnell fahren. Es kommt hier sehr drauf an wie die Spannung gemessen wird. Die Effektiv-Werte sind hier tatsächlich nicht so hoch. Das was bei einem Nabendynamo rauskommt ist kein Sinus, die Scheitelpunktwerte liegen aber sehr viel höher > man muss die Kurvenform mal gesehen haben. (sind auch in dieser Bibel) Die Spannung hinter einem Brückengleichrichter und Elko unbelastet sind da schon ganz schön heftig.
Trotzdem sehe ich in der "Bibel" nichts, was auch nur annähernd an 100 V rankäme.
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Danke schon mal euch alles für die vielen Infos. Ich werde mir die Quellen mal zu Gemüte führen und ein bisserl weiter basteln. Vielleicht poste ich hier mal ein Update wenn was raus kommt :) Ps: An den Werten Herr MaWin, deinen Grant kannst nächstes mal bei dir selber lassen bitte. Ich hab hier nur freundlich nach Infos gefragt und von allen anderen äußerst konstruktive Kritik erhalten.
Jocobes S. schrieb: > Ps: An den Werten Herr MaWin Der hat dir einige durch wertvolle Infos gegeben. Denn dein Handy erwartet eine stabile 5V Spannung mit mindestens 0,5A oder gar 1A. Wenn es die nicht sieht, dann kann es komische Sachen machen. Wenn du nur Tipps akzeptierst wenn man dich bauchpinselt, dann wirst du hier nicht allzuweit kommen. Viel Spass beim Basteln.
radfahrer (Gast) schrieb: > Die wichtigste Info ist eigentlich schon mal, dass der Nabendynamo > eine Stromquelle und keine Spannungsquelle ist. DAS stimmt nicht. Harald W. (wilhelms) schrieb: > Viele Anfänger berücksichtigen nicht, das ein Fahrraddynamo eher > eine Stromquelle, ... ist. Das stimmt EHER. Richtig ist, ein Dynamo ist eine REALE Spannungs- bzw. Stromquelle. Und, wir Elektriker können die Verhältnisse natürlich auch auf eine entsprechende Ersatz-Spannungs- bzw. Stromquelle umrechnen, falls wir alle Parameter inkl. Drehzahl des Dynamos kennen. - Wie bestimmt man, ob eine Spannungsquelle oder Stromquelle gegeben ist? Das ist völlig willkührlich, eben weil ineinander umrechenbar. (M)eine Definition dafür: Eine REALE Quelle als Spannungsquelle oder Stromquelle einzuordnen, hängt von der angeschlossenen Last ab: Ist die Leerlaufspannung mehr als doppelt so gross, wie die Klemmenspannung mit angeschlossener Last, KANN man sie als reale Stromquelle betrachten, sonst eben als eine reale Spannungsquelle. Die Grenze liegt bei Gleichheit von Innen- und Aussenimpedanz. Beim Fahrraddynamo hängt die Innenimpedanz von der Dynamodrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit ab, die Innenimpedanz ist also unterschiedlich. Der Widerstand der ggf. dranhängenden Glühlämpchen ist bekanntlich auch nicht immer 12 Ohm ...
Jocobes S. schrieb: > da sich die Spannung ja proportional zur Drehzahl erhöht Eigentlich erhöht sich die Stromstärke ungefähr proportional zur Drehzahl. Und das ist dein Problem. Ohne Last kann die Spannung beliebig hoch sein. Du brauchst einen Spannungsregler, der damit klar kommt oder eine Begrenzung (eventuell mittels ausreichend belastbarer Zenerdiode). Dann solltest du prüfen, ob der Dynamo in eingebautem Zustand samt Beleuchtung wirklich potentialfrei ist. Oft ist einer der beiden Pole mit dem Rahmen des Fahrrades verbunden. Wenn das bei Dir der Fall ist, und du berührst mit dem USB Stecker oder dem (eventuellen) Metallgehäuse des Smartphones den Lenker, dann geht etwas kaputt.
Elektrofan schrieb: > Eine REALE Quelle als Spannungsquelle oder Stromquelle einzuordnen, > hängt von der angeschlossenen Last ab: > Ist die Leerlaufspannung mehr als doppelt so gross, wie die > Klemmenspannung mit angeschlossener Last, KANN man sie als reale > Stromquelle betrachten, Danke für die Bestätigung! Wenn der Nabendynamo im Leerlauf bei 30 km/h 30V liefert, ist er Deinen Worten nach eine reale Stromquelle. Lies mal die verlinkten Dokumente!
Danke an alle, ich meld mich mal wenn i h mein Handy dann geschmort hab. ;)
Elektrofan schrieb: > Das ist völlig willkührlich, eben weil ineinander umrechenbar. Leider ist das auch nicht willkürlich, da z.B. die hintere Lampe den Ausfall der vorderen Lampe nicht einfach umrechnen kann. Beim Ausfall des Vorderlichts stirbt das Rücklicht (ohne Schutzschaltung) über kurz oder lang. Wäre anstelle der Stromquelle Nabendynamo ein 6V-Bleiakku als Spannungsquelle vorhanden, wäre der Spannungsanstieg beim Wegfall von 4/5 der Last sehr gering.
Wobei seit Einführung der LED Lampen mittlerweile häufig Zenerdioden zur Spannungsbegrenzung eingebaut sind. Meistens im Scheinwerfer, manchmal im Dynamo, eher selten im Rücklicht.
hier ist eine sehr anschauliche Anleitung mit einem step-down-Wandler (gibt es alles güngstig aus China), der 40V am Eingang verträgt. https://www.youtube.com/watch?v=MBJXDHNfQjo ich denke das ist besser als ein 7805-Regler.
zitter_ned_aso schrieb: > step-down-Wandler + einen Laderegler, einen Buffer-Akku und dann eine USB-Buchse fürs Handy. Und wenn ich mich nicht irre, dann ist ein Ausgang vom Nabendynamo mit dem Rahmen verbunden. Also Fahrrahmen als "Masse" + eine Leitung könnte problematisch werden.
zitter_ned_aso schrieb: > Und wenn ich mich nicht irre, dann ist ein Ausgang vom Nabendynamo mit > dem Rahmen verbunden. Zumindest bei den meisten Dynamos, leider.
Jörg W. schrieb: > 100 V dürften übertrieben sein Gibts, aber das ist hinter dem Gleichrichter mit 2 Dioden und 2 Elkos der Spitzenwert.
zitter_ned_aso schrieb: > hier ist eine sehr anschauliche Anleitung mit einem step-down-Wandler > (gibt es alles güngstig aus China), der 40V am Eingang verträgt. > > Youtube-Video "Fahrrad USB Ladegerät selbst bauen | Teil 1 [DE/HD]" Eine solche Schaltung findest Du im aktuellen Vergleichstest von fahrradzukunft: https://fahrradzukunft.de/28/steckdose-unterwegs-7/ Gibt es wohl bereits auch fertig im Gehäuse bei Amazon&Co. Ist im Test am hinteren Ende; das Fazit lautet: > Bis auf »USB Generator Kit« schaffen es aber alle mehr Energie zu ernten, als ein Smartphone im Navigationsbetrieb in der gleichen Zeit verbraucht.
@radfahrer (Gast): > Danke für die Bestätigung! Wenn der Nabendynamo im Leerlauf bei > 30 km/h 30V liefert, ist er Deinen Worten nach eine reale Stromquelle. Klar KANN man den Dynamo als reale Stromquelle betrachten, und als solche betrachtet, schiebt er einen Konstantstrom (den Kurzschlussstrom bei 30 km/h) komplett durch seine bei 30 km/h gegebene Innenimpedanz, wenn aussen nix dranhängt: https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/i_ersatz.html Ersatz-Spannungs- bzw. Strom-Quellen sind natürlich Modelle, die nur bei linearen Verhältnissen genau "stimmen".
radfahrer schrieb: > Elektrofan schrieb: >> Das ist völlig willkührlich, eben weil ineinander umrechenbar. > > Leider ist das auch nicht willkürlich, da z.B. die hintere Lampe den > Ausfall der vorderen Lampe nicht einfach umrechnen kann. Beim Ausfall > des Vorderlichts stirbt das Rücklicht (ohne Schutzschaltung) über kurz > oder lang. Wäre anstelle der Stromquelle Nabendynamo ein 6V-Bleiakku als > Spannungsquelle vorhanden, wäre der Spannungsanstieg beim Wegfall von > 4/5 der Last sehr gering. Das was Du benötigst ist eine Quelle mit geringem Innenwiderstand. Deren Klemmenspannung ändert sich nur wenig wenn sich der entnommene Strom ändert. "Stromquelle" und "Spannungsquelle" sind ineinander überführbare mathematische Modelle für ein und denselben linearen Zweipol. Einmal gibt man Kurzschlußstrom und Innenwiderstand an, und das andere Mal Leerlaufspannung und Innenwiderstand.
Nun, wenn man es korrekt machen möchte, dann benötigt man das Modell es Generators/Motors. Anbei das Modell in LT-Spice mit den Parametern des oben verlinken Artikels. Hier kann nun ein beliebiger Dynamo selbst konstruiert werden. Alle Parameter wir Geschwindigkeit, Raddurchmesser, Lastwiderstande, Polanzahl usw. sind frei wählbar.
Am besten (bzgl. Ertrag) wäre ein angepaßter MPPT-Laderegler für den schon erwähnten "Zwischenakku", oder nicht? Obwohl, wenn man sich da etwas Mühe gibt bei der Auswahl, eine Z-Diode + "normaler" CCCV-Buck (synchron) schon gute Ergebnisse bringen könnte. Schlüsselgrößen die Durchbruchspannung der Z-Diode bzw. der Eingangsspannungsbereich des Buck und Spannungsbereich des Akkus/der Akku-Batterie (ser/par etc.)
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Jörg W. schrieb: > Trotzdem sehe ich in der "Bibel" nichts, was auch nur annähernd an 100 V > rankäme. Ich habe mal ein SON-Nabendynamo mit 26pole von Hand angeschubst, Ausgang unbelastet. Die Geschwindigkeit ist roch recht gering mit 10,3 km/h. Da die Spannung nahezu proportional zur Geschwindigkeit steigt kommt da schon was zusammen. Die Gleichspannung hinter einem Gleichrichter wäre hier natürlich 1/2 von der Spize-Spitze Spannungsangabe minus 1,4V Diodendurchlass.
In der schon oben verlinkten Gebetsmühle geht es auf Seite 31 um einen kleinen 20" SON-Nabendynamo, der als Walzendynamo durch ein 28"-Rad angetrieben wird. Hier kommen lt Andreas Oehler (SON-Mitarbeiter) 220V rum, die mit 110W belastet werden können ...... Nochmal der Link http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung.pdf
radfahrer schrieb: > kleinen 20" SON-Nabendynamo, der als Walzendynamo durch ein 28"-Rad > angetrieben wird Das ist aber alles andere als ein bestimmungsgemäßer Gebrauch – und darauf wird im Dokument auch hingewiesen. Selbstverständlich kann man x-beliebige Szenarien skizzieren, wie sich Unfug anstellen lässt, aber die Behauptung war ja, dass ein völlig regulär montierter Dynamo bei üblichen Geschwindigkeiten (die für die meisten Fahrradfahrer bei ca. 50 km/h enden dürften) 100 V oder mehr generiert. Dies wiederum wird auch in der „Gebetsmühle“ nirgends behauptet.
radfahrer schrieb: > Hier kommen lt Andreas Oehler (SON-Mitarbeiter) 220V > rum, die mit 110W belastet werden können ...... 110W aus einem Fahrrad Dynamo?
Stefanus F. schrieb: > 110W aus einem Fahrrad Dynamo? Das war rein ein Test, den sie gemacht haben um zu sehen, wie weit man es treiben kann. Die 110 W sind außerdem nur von den Messungen bei geringeren Geschwindigkeiten extrapoliert.
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