Nabendynamo -> USB

[T. B. (tibis)]

Hi,

habe ein paar Schaltkreise gebastelt um einen Dynamo/Nabendynamo als 
Spannungsquelle zum Laden eines USB Gerätes zu nutzen.

Der erste mit Hilfe eines LM317 reguliert die Spannung auf 5V
der 2. entspricht im wesentlichen dem Minimal-Lader
http://fahrradzukunft.de/12/minimal-lader/
der darauf vertraut das der Dynamo eine konstant Stromquelle ist und die 
Spannung entsprechend einbricht. Die notwendige Zenerdiode mit 5W und 
5,1V ist aber kaum zu bekommen.

eine 3. Variante wäre die Nutzung eines Schaltreglers (LM2676) den ich 
hier aber nicht im Tool habe.
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

4. Variante ein 7805

Ich bin mir jetzt nicht sicher was da das Effizienteste wäre vom 
Bauteileaufwand wäre sicher der Minimal-Lader das Billigste. Aber mir 
fehlt die Erfahrung jetzt zu sagen ob der Schaltregler besser wäre als 
der Spannungsregler lm317. was wäre da jetzt wohl die beste Lösung? das 
ganz soll in ein Gehäuse von 5x3x2,5cm passen.

btw. da ich schon etwas raus bin mit welchem Tool wurde das hier 
erstellt?
http://www.mikrocontroller.net/attachment/6602/Regler.png

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Beitrag "Batterie am Fahrrad Laden? Schaltplan?"

[hacker-tobi (Gast)]

Sieh mal im Wiki unter Bikebox-Standlichtanlage oder benutz die 
Suchfunktion.

Der Minimallader ist untauglich, da die Zenerdiode sich aufheizt, was 
dazu führt, dass die Spannung ansteigt.
Die Schaltung mit dem LM317 ist bedingt geeignet, ich würde aber eine 
Schottkydiode am Ausgang und über dem Regler vorsehen, falls die 
Spannung am Ausgang mal höher ist, als am Eingang (z.B. wegen 
Kapazitäten).

Ein einfacher Shuntregler aus nem TL431, 3 Widerständen und nem BD140 
tuts übrigens auch.

gruß

tobi

[hacker-tobi (Gast)]

Übrigens: Mit einem passenden C in Serie zum Dynamo kannst du die 
Ladeleistung steigern, da dies den induktiven Blindwiderstand des 
Dynamos teilweise kompensiert.

[hacker-tobi (Gast)]

Sorry für den triplepost, anbei noch der Link zum Bikebox-Wiki

http://www.mikrocontroller.net/articles/Bikebox_Standlichtanlage

[T. B. (tibis)]

@hacker-tobi vielen dank aber die Bikerbox verfehlt das Ziel mit der 
Schaltung soll nur 5V mit 500mA am USB zur Verfügung gestellt werden 
kein Licht oder Akkus geladen werden. Das passt dann auch nicht in das 
kleine Gehäuse. Das man mit C steht auch im Artikel zum minimal-lader 
aber auch die negativen folgen daraus werden erläutert.

die zenerdiode heizt doch nur wenn kein verbraucher angeschlossen ist 
und der Schaltkreis an ist. Beim LM317 verstehe ich den sinn der 
Schottky-Dioden nicht wirklich.

[hacker-tobi (Gast)]

Bau doch nur den Shuntregler, den ich in der BikeBox nutze, und stell 
die Spannung auf 5V. Die rund 2.5W lassen sich mit einem kleinen KK am 
BD140 gut wegkühlen.

Die Schottkydioden sollen den LM317 schützen, wenn die Ausgangsspannung 
höher ist als die Eingangsspannung, z.B. bei großen Kapazitäten am 
Ausgang und plötzlichem Stillstand. Mein Shuntregler ist aber 
effizienter, da die Drop-Spannung des Spannungsreglers entfällt.

gruß

tobi

[hacker-tobi (Gast)]

PS. Deine Zenerdiode heizt auch, wenn der Verbraucher z.B. nur 100 mA 
zieht, und der Dynamo 500mA liefert (ab etwa 10 km/h). Dann läuft die 
Spannung hoch, und ob dein USB-Gerät das abkann, weiß ich nicht...

[T. B. (tibis)]

wenn ich das richtig verstanden habe ist doch aber Aufgabe der 
zenerdiode die Spannung unter 5,1V zu halten in dem sie ab dieser 
Spannung schaltet und entsprechende heizt.

[hacker-tobi (Gast)]

ja richtig.

Und was macht sie mit der überflüssigen Leistung? verheizen!

Und da die Zener-Spannung leider temperaturabhängig ist, steigt sie an. 
ergo wird auch die Spannung am USB-Gerät immer weiter ansteigen.

Praktischer Versuch: Kauf dir eine Z-Diode für 5.1V 5W. Häng parallel 
einen Verbraucher dran, der z.B. 100mA bei 5V braucht (Widerstand oder 
so). Das ganze hängst du dann an ein Labornetzteil mit Spannungs- und 
Stromregelung, eingestellt z.B. auf 6Volt! und 500mA. Dann schau dir an 
was passiert.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Von ELV gibts ein Fertiggerät und einen Bausatz:

Kemo M172 Fahrrad-Laderegler Artikel-Nr.: 68-09 42 42

ELV Fahrrad-Lade-Modul FLM 500 Artikel-Nr.: 68-09 86 62
der war in Heft 3/2011 beschrieben.

http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=726&detail=32739 "...wobei 
ab einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 10 bis 15 km/h und der Verwendung 
eines Standard-Nabendynamos ein Dauerstrom von bis zu 500 mA geliefert 
wird."

soweit ich mich erinnere wurden im Artikel an einem Nabendynamo bis 70V 
Leerlaufspannung gemessen

[hacker-tobi (Gast)]

@Christoph Kessler: Das ist korrekt, da gehen sogar noch höhere 
Spannungen. Aber hier ging es ja nicht um die Leerlaufspannung, sondern 
darum, dass die Zenerdiode untauglich ist als stabile 
Spannungsbegrenzung.

Schaltregler wie bei ELV am Dynamo sehe ich problematisch, siehe auch 
die Diskussion im BikeBox-Thread. Aber ich gebe auch zu, dass ich den 
Bausatz der ELV noch nicht praktisch getestet habe.

gruß

tobi

[T. B. (tibis)]

Ist die frage ob sich das Labornetzteil wie ein Dynamo verhält und ob 
die Zenerdiode auch alles auf Dauer verbraten muss denn die Spannung 
sollte am Dynamo schon merklich einbrechen wenn die Zener heitzt.

@Christoph Kessler ja den bausatz habe ich gesehen aber für 20,- bekommt 
man auch schon was fertiges.