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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fahrtwindbetriebenes Fahrradlicht


Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo Forum,

Habe ein Fahrtwindbetriebenes Farradlicht entwikelt (attached) und
Probleme mit der Elektronik.
Sie wurde von einem Freund entwickelt und funktioniert soweit gut, mit
einem einem kleinen Manko: Sie zieht ca. 1/2 mA auch wenn sie
ausgeschaltet ist. Das liegt bei meiner Anwendung nicht drin. Die
elektonik wird über einen Taster bedient, ein Svhiebeschalter kommt
nicht in Frage das würde zu viele probleme mit sich bringen.

Funktionen Taster:
1x Eco-Mode: sehr schnell getaktet
2x Full Power: volle Leuchtkraft
3x Blinkend: jede 1/3 sek
4x off

Frage: Wie mache ich es damit der Verbrauch bei off auch wirklich 0
ist

Angeklebt findet ihr: Ein Produktebild und zwei Schaltpläne.

Bleibt mir noch Euch vorzuwarnen. Ich bin in der technik zuhaus und
eine niete in Elektronik.

Danke im voraus der Hilfe. Ohne Solche und dem Internet wären viele
Ideen noch weit von der Realisierung enfernt

Autor: Magnus Müller (Gast)
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>> Sie zieht ca. 1/2 mA auch wenn sie ausgeschaltet ist.

>> Angeklebt findet ihr: Ein Produktebild und zwei Schaltpläne.

Super... und welche Variante zieht nun zu viel Ruhestrom? (ich tippe
auf Version 2 mit dem unbekannten 8-Beiner).

In Version hängt paralell zur 3,6V-Versorgung ein Spannungsteiler
(2x10k). Dieser saugt schon mal permanent 0,18mA. Ich gehe davon aus,
dass der namenlose 8-Beiner ein µC ist. Auch dieser gönnt sich beim
Nichtstun einen gewissen Standby-/Idlestrom.

Gruß,
Magnetus

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hi Magnetus

Beide versionen verbrauchen etwa gleichviel.
mit dem rest hast du recht.
gibt es keine möglichtkeit den verbrauch auf 0 runterzukriegen?
z.B ein microcontroller der durch eine "stromstoss" aufgeweckt wird?
oder sonst eine Möglichkeit?

Autor: Pete Nerlinger (Gast)
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das ding bau ich nach! thx für die geile idee.

Autor: Frank (Gast)
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warum muss ich grad an Karlson auf dem Dach denken?????

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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Hi also um Strom zu sparen, würde ich den Pullup wegrationalisieren,
oder größer machen (viele µC haben interne Pullup). den 100nF kannst du
auch weglassen, spart platz und ist praktischer. Entprellt wird in
software. der Spannungsteiler ist mir noch immer nicht richtig klar,
aber ich tippe mal dass der µcom die betriebsspannung messen soll. da
würde ich mal mit anderen werten spielen, evtl 50k/50k oder so.
wie lange hält die batterie die spannung? da würde ich evtl drüber
nachdenken mit nem trick den controller und den rest schlafen zu legen,
komplett, und den taster zusätzlich auf den reset eingang zu legen,
damit er durch den reset wieder munter wird. im betrieb schützt du den
reset durch irgend ne einfache logikschaltung oder so..

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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mal richtig drüber nachgedacht: eine oder verknüpfung am reset eingang
müsste reichen.

ein eingang vom oder am taster (T) (100k pullup)
ein eingang vom oder an einem steuerausgang des µC

wenn der steuerausgang high ist (im betrieb) kann der reset nicht low
gehen

wenn der steuerausgang low ist kannst du den µcom resetten und damit
aus dem powerdown wecken.

der µcom zieht so 5µA glaub ich im powerdown und ein ttl oder 1µA (ich
lass mich gerne eines besseren belehren). Ansonsten kann man das sicher
mit transistoren lösen

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo Sebastian,
Danke für deine anregungen, wie würde dann die lösung mit transistoren
aussehen? 6 microA wären schon fast erträglich, frage mich einfach wie
das in handelsüblichen Led-Lichtern gelöst ist wenn ich da den Strom
messe komme ich auf 0.

P.S Hallo Pete
Bau mal nach. Der Generator wird knifflig hab fast 1 1/2 Jahre und
viele Protypen gebraucht. Freut mich das dir die Idee gefällt.

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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MMHH naja 6µa zu messen da benötigst du schon relativ ordentliches
Messgerät. Die meisten kommerziellen Anwendungen verwenden einen
kleinen ASIC. Der ist nur für diese anwendung entwickelt...

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Sowas hab ich befürchtet. Das ist also ein ASIC was sich meist unter
einem  schwarzen kleks auf dem PCB verbirgt!?
Ist es schwierig so ein ding zu bekommen? Ist ja eine sehr verbreitete
anwendung.?

Autor: Martin Kohler (mkohler)
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Es ist sicher nicht schwierig, die Dinger zu bekommen, wenn du
mindestens 10'000 Stück beziehst. ;-)

Bei Einzelstücken oder Kleinmengen wird da keiner einen Finger rühren.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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nu ja, ich hab schon den plan dieses jahr 1000 zu machen (spritzguss
formen sind in arbeit) wie würde man sowas angehn?

Autor: Thomas (Gast)
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Von nicht-elektrischer Seite betrachtet, einmal die häretische Frage
nach dem objektiven Nutzen (abgesehen von der Coolness). Ist das nicht
unpraktisch, wenn einem da so ein Propeller vom Gesicht rummacht? Wie
ist das Leistungsverhalten bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten
verglichen mit "traditioneller" Stromerzeugung am Rad? Was passiert
im Windschatten?

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo Thomas,
du hast den kopf ja nicht 10 cm über dem lenker ausserdem gibt es auch
eine Montagemöglichkeit an der Gabel. Der generator liefert bei 20km/h
ca. 165 mA 80 gehn direkt zu den leds ( 3 vorne 1 hinten) der rest wird
gespeichert. Hast du dich noch nie über dynamos oder batt-lichter
geärgert?

Autor: Thomas (Gast)
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Hi,

> du hast den kopf ja nicht 10 cm über dem lenker ...

Ich nicht, dass ist schon richtig. Aber solche Leute gibts und die sind
hier massenweise unterwegs. Die kaufen sich alle ein Telekom-T-Shirt und
dann denkt man, man wäre bei der Tour de France.


> Der generator liefert bei 20km/h ca. 165 mA 80 gehn direkt zu den

20 km/h ist natürlich schon ganz schön viel. Interssant ist doch gerade
der niedrige Geschwindigkeitsbereich, wenn Muttchen nen Berg hochfährt
;->


> Hast du dich noch nie über dynamos oder batt-lichter geärgert?

Nö, naja, vielleicht früher mal. Aber das tut hier nichts zu Sache ;-)

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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diese diskussion tut nichts zur lösung des eigentlichen problems. mit
transistoren hast du auch nen ruhestrom, bzw pullup widerstände etc. da
müsste man probieren, was man besser macht



nur mal meinen senf dazuzugeben: dynamos sind mittlerweile in der nabe,
und die merkt man kaum. rücklichter etc werden meist von goldcaps und
akkus abgefangen. ein windrad ist ne nette idee, aber halt nicht das
umgänglichste, wenn du weisst wie ichs meine....

Autor: ??? (Gast)
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Die zuverlässigste Stromquelle am Fahrrad ist ein Nabendynamo hinten +
Akku und Elektronik. Leider kollidiert das meißt mit der Schaltung...
son "Windlicht" ist sicher unpraktisch und ev. gefährlich.
Aber cool isses!

Autor: Ingo (Gast)
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Also ein ASIC braucht man dafür bestimmt nicht. Da tuts der kleinste,
billigste AVR (z.B. ATTiny12 als Einzelstück für 0,98€).

Wenn es extrem preissensitiv ist, würde ich C1 weglassen und in
Software entprellen, aber das fällt wahrscheinlich eh nicht ins
Gewicht. Der 10u kann ggfs. wegfallen.

Die Beschaltung der LEDs ist mir nicht ganz klar: Bei 1k und 3.6V
bleibt nicht viel Strom für die LED. In der ersten Schaltung (mit dem
4017) sind das auch nur 7Ohm, was schon eher passt.

Falls an GP5 die Betriebsspannung überwacht werden soll, würde ich,
über einen 56k Widerstand und zwei Dioden einen 100n Kondensator
aufladen und dessen Spannung messen. Hintergrund: Sofern ein AVR
verwendet wird, sollte die Impedanz der Quelle für den ADC 10kOhm nicht
überschreiten. Die Dioden dienen dann nur dazu einen Spannungsabfall zu
schaffen um mit dem ADC Pegel zurecht zu kommen.

Autor: tex (Gast)
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> Der generator liefert bei 20km/h ca. 165 mA 80

Die Oma die mit dem Fahrrad Bergaus fährt wird mit dem Licht nicht viel
anfangen können, da es, wenn es eine Zulassung erhält*, ja nur auf
Rennrädern (unter 11kg) montiert und betrieben werden darf.

*
Dazu müssen dann natürlich noch der Blinkmodi ausprogrammiert werden
und im Stromsparmodus muss die Leuchtdichte noch ausreichen um der STVO
zu genügen.

Wenn Du noch ein Rücklicht daran anbindest, das zusammen mit dem Licht
eingeschaltet wird, könnte es sein, das Du sogar eine komplette
STVO-Zulassung bekommst, aber dann muss das Licht auch ohne
Stromspeicher (Batterien/Kondensatoren) von der elektrodynamischen
Lichtmaschine angetrieben werden können die mindestens 3W liefern
muss.

Ja, ja, die deutschen Gesetze...
Aber mit der Produkthaftung in Übersee sieht es auch nicht besser aus,
wenn ein Radfahrer behauptet, das er sich in den Finger geschnitten
hat, mit Deiner Luftschraube...

StVZO §67:   Lichttechnische Einrichtungen an Fahrrädern

(1) Fahrräder müssen für den Betrieb des Scheinwerfers und der
Schlußleuchte mit einer Lichtmaschine ausgerüstet sein, deren
Nennleistung mindestens 3 W und deren Nennspannung 6 V beträgt
(Fahrbeleuchtung). Für den Betrieb von Scheinwerfer und Schlußleuchte
darf zusätzlich eine Batterie mit einer Nennspannung von 6 V verwendet
werden (Batterie-Dauerbeleuchtung). Die beiden Betriebsarten dürfen
sich gegenseitig nicht beeinflussen.

(2) An Fahrrädern dürfen nur die vorgeschriebenen und die für zulässig
erklärten lichttechnischen Einrichtungen angebracht sein. Als
lichttechnische Einrichtungen gelten auch Leuchtstoffe und
rückstrahlende Mittel. Die lichttechnischen Einrichtungen müssen
vorschriftsmäßig und fest angebracht sowie ständig betriebsfertig sein.
Lichttechnische Einrichtungen dürfen nicht verdeckt sein.

(3) Fahrräder müssen mit einem nach vorn wirkenden Scheinwerfer für
weißes Licht ausgerüstet sein. Der Lichtkegel muß mindestens so geneigt
sein,
daß seine Mitte in 5 m Entfernung vor dem Scheinwerfer nur halb so hoch
liegt wie bei seinem Austritt aus dem Scheinwerfer. Der Scheinwerfer muß
am Fahrrad so angebracht sein, daß er sich nicht unbeabsichtigt
verstellen kann. Fahrräder müssen mit mindestens einem nach vorn
wirkenden weißen Rückstrahler ausgerüstet sein.

(4) Fahrräder müssen an der Rückseite mit
1. einer Schlußleuchte für rotes Licht, deren niedrigster Punkt der
leuchtenden Fläche sich nicht weniger als 250 mm über der Fahrbahn
befindet,
2. mindestens einem roten Rückstrahler, dessen höchster Punkt der
leuchtenden Fläche sich nicht höher als 600 mm über der Fahrbahn
befindet,
3. einem mit dem Buchstaben "Z" gekennzeichneten roten
Großflächenrückstrahler
ausgerüstet sein. Die Schlußleuchte sowie einer der Rückstrahler dürfen
in einem Gerät vereinigt sein.
Beiwagen von Fahrrädern müssen mit einem Rückstrahler entsprechend
Nummer 2 ausgerüstet sein.

(5) Fahrräder dürfen an der Rückseite mit einer zusätzlichen, auch im
Stand wirkenden Schlußleuchte für rotes Licht ausgerüstet sein.
Diese Schlußleuchte muß unabhängig von den übrigen
Beleuchtungseinrichtungen einschaltbar sein.

(6) Fahrradpedale müssen mit nach vorn und nach hinten wirkenden gelben
Rückstrahlern ausgerüstet sein; nach der Seite wirkende gelbe
Rückstrahler an den Pedalen sind zulässig.

(7) Die Längsseiten müssen nach jeder Seite mit
1. mindestens zwei um 180 ° versetzt angebrachten, nach der Seite
wirkenden gelben Speichenrückstrahlern an den Speichen des Vorderrades
und des Hinterrades oder
2. ringförmig zusammenhängenden retroreflektierenden weißen Streifen an
den Reifen oder in den Speichen des Vorderrades und des Hinterrades
kenntlich gemacht sein. Zusätzlich zu der Mindestausrüstung mit einer
der Absicherungsarten dürfen Sicherungsmittel aus der anderen
Absicherungsart angebracht sein. Werden mehr als zwei
Speichenrückstrahler an einem Rad angebracht, so sind sie am Radumfang
gleichmäßig zu verteilen.

(8) Zusätzliche nach der Seite wirkende gelbe rückstrahlende Mittel
sind zulässig.

(9) Der Scheinwerfer und die Schlußleuchte nach Absatz 4 dürfen nur
zusammen einschaltbar sein. Eine Schaltung, die selbsttätig bei
geringer Geschwindigkeit von Lichtmaschinenbetrieb auf Batteriebetrieb
umschaltet (Standbeleuchtung), ist zulässig; in diesem Fall darf auch
die Schlußleuchte allein leuchten.

(10) In den Scheinwerfern und Leuchten dürfen nur die nach Ihrer Bauart
dafür bestimmten Glühlampen verwendet werden.

(11) Für Rennräder, deren Gewicht nicht mehr als 11 kg beträgt, gilt
abweichend folgendes:
1. für den Betrieb von Scheinwerfer und Schlußleuchte brauchen anstelle
der Lichtmaschine nur eine oder mehrere Batterien entsprechend Absatz 1
Satz 2 mitgeführt zu werden;
2. der Scheinwerfer und die vorgeschriebene Schlußleuchte brauchen
nicht fest am Fahrrad angebracht zu sein; sie sind jedoch mitzuführen
und unter den in § 17 Abs. 1 Straßenverkehrs-Ordnung beschriebenen
Verhältnissen vorschriftsmäßig am Fahrrad anzubringen und zu benutzen;
3. Scheinwerfer und Schlußleuchte brauchen nicht zusammen einschaltbar
zu sein;
4. anstelle des Scheinwerfers nach Absatz 1 darf auch ein Scheinwerfer
mit niedrigerer Nennspannung als 6 V und anstelle der Schlußleuchte
nach Absatz 4 Nr.1 darf auch eine Schlußleuchte nach Absatz 5
mitgeführt werden.

(12) Rennräder sind für die Dauer der Teilnahme an Rennen von den
Vorschriften der Absätze 1 bis 11 befreit.


Auszug aus den aktuellen Normen:

Technische Anforderungen (TA), als Anlagen zu §22a StVZO

TA 4: Allgem. Anforderungen

    * Der Kabelquerschnitt muss mind. 0,4qmm aufweisen
    * Die Akkukontrollanzeige sollte bei 80% der Nennspannung erfolgen
    * LED Standlichter müssen eine Nachleuchtzeit von mind. 4 min bei
einer Resthelligkeit von 26% der Anfangslichtstärke aufweisen
    * Für 12V Rücklichtsysteme wird ein Vorwiderstand von 152 ohm
gefordert

TA 6: Fahrradbirnen (Entwurf 11/96)

    * zulässige Leistung bei 6V sind mindestens 2,4W, bei 12V sind es
mindestens 5W
    * 6V 2,4W HS3 Halogenbirnen weisen einen Bezugslichtstrom von 36
Lumen, bzw. bei 12V 5W HS4 90 Lumen auf.
      Würde diser Lichtstrom gleichmässig auf die Messfläche von 1,23qm
nach TA23 verteilt, so müsste sich die Beleuchtungsstärke von 1.223 x
Lichtstrom = 44 lux bzw. 110 lux einstellen. Durch optische Verluste im
Reflektor und Streulinse, sowie seitlicher Verluste zur Umfelderhellung
wird dieser Wert stark reduziert. In der Praxis weisen Scheinwerfer mit
HS3 Birnen am hellsten Punkt (TA 23 - HV) ca. 17 lux, HS4 Birnen 40 lux
auf. Im Randbereich des Messrasters sind schnell nur noch 3-6 lux zu
messen.

TA 14b Rücklichtsysteme für Fahrräder und Fahrradangänger

    * müssen gegen Staub, Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet sein
    * dürfen bei der Einwirkung einer Lösemittelmischung aus 7 Teilen
n-Heptan und 3 Teilen Toluol nicht angelöst werden
    * müssen eine halbe Stunde über kochend Wasser widerstehen
    * Dynamo betriebene Rücklichter ist eine Funktionskontrolle durch
einen schräg nach oben/vorne gehenden Lichtstrahl mit mind. 0,025cd
vorgeschrieben - Batterieleuchten benötigen das nicht

TA 23: Beleuchtungskörper

    * die TA 23 legt u.a. ein Messraster von 7-9 Punkten und einer Zone
fest
    * die Messfläche beträgt 1,23qm
    * das Messraster ist im Abstand von 10m vor dem Scheinwerfer
aufzustellen
    * der Scheinwerfer muss so ausgerichtet werden, dass sein hellster
Punkt in HV (mind. 10 lux) liegt
    * entlang der Pfeillinien in, bzw. zwischen den Messpunkten (L1 bis
R5) sind Mindestbeleuchtungsstärken gefordert
    * in der Zone 1 darf die Lichtstärke 2 lux nicht übersteigen
    * die Messpunkte L5 und R5 gelten nur für 12V6,2W Systeme mit einer
Lichtquelle deren Lichtstrom bei Prüfspannung 42 lumen übersteigt

TA 24: Dynamos
6 V-Ausfuehrung

Nennwerte typisch 6 V, min. 3 W

> 5 km/h    >  3.0 V
> 10 km/h
> 15 km/h   >  5.7 V
< 30 km/h   <  7.0 V bzw. 7.5 V (Neufassung der TA24)

Wirkungsgrad min. 30 % bei 15 km/h

12 V-Ausfuehrung (Entwurf zur Novelle, Stand 11/96)

typisch 13.5 V, min. 6.2 W

>  5 km/h   >  6.0 V
> 10 km/h   > 12.0 V
> 15 km/h   > 13.5 V
> 50 km/h   < 15.0 V

Wirkungsgrad min. 50 % bei 15 km/h

Die Spannungen werden an Stelle der Lampen mit Lastwiderständen von
12.0 bzw. 29.4 Ohm gemessen

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo Ingo,
erstmal danke!
Wie hoch wäre der verbrauch dann ca. bei dieser lösung? 0?
könntest du mir vileicht einen kleinen schaltplan zeichnen oder in
meinen rein kritzeln ? da mein freund der den schaltplan gezeichnet hat
franzose ist, hätte ich wohl grosse schwierigkeiten ihm was zu erklären
was ich selbst nicht verstehe.
Falls es mich weiterbringt kriegst du natürlich eine paar von der
0-serie

Autor: Läubi (Gast)
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Einen Verbrauch von 0 kann es nur geben wenn der Stromkreis völlig
getrennt ist, und selbst dann gibts Selbstentladungsverluste!

Autor: Ingo (Gast)
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Ich mache mal einen Entwurf. Kannst Du mir eine eMail Adresse geben?
Habe hier meine Login-Daten nicht zur Hand.

Ich poste das natürlich auch hier.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo tex
Gut wohne ich in der Schweiz und will  erstmal den schweizer markt
bedienen. Da werden Led Lichter auch unter 10 Lux "geduldet"
So nun aber fertig mit den entmutigungen.
ich dachte eher an hilfe von den ele-cracks :-)

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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super!!
Meine Mail: zimon(at)tiscali.ch

Autor: Pete Nerlinger (Gast)
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lol wer baut son scheiss. die energieumwandlung durch einen
handelstypischen dynamo ist um ein VIELFACHES effizienter....leute
gibts, spende lieber das Geld der Entwicklung an ein Kinderheim!

Autor: SuperUser (Gast)
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Hallo Simon,

Vorsicht, solche Aussagen

a)
> Wenn es extrem preissensitiv ist, würde ich C1 weglassen und in
> Software entprellen, aber das fällt wahrscheinlich eh nicht ins
> Gewicht. Der 10u kann ggfs. wegfallen.

b)
>Falls an GP5 die Betriebsspannung überwacht werden soll, würde ich,
>über einen 56k Widerstand und zwei Dioden einen 100n Kondensator
>aufladen und dessen Spannung messen. Hintergrund: Sofern ein AVR
>Die Dioden dienen dann nur dazu einen Spannungsabfall zu
>schaffen um mit dem ADC Pegel zurecht zu kommen.

qualifizieren eher nicht den erfahrenen Designer.

zu a)
Du willst ja 1000 Stück herstellen, dann solltest du auch auf ESD/EMV
achten. -> Die Entscheidung für Kondensatoren ja/nein muss man mit dem
Hintergrund ESD/EMV fällen - oft sind dazu erstmal entsprechende Tests
notwendig (oder man achtet nicht auf cent-Beträge und macht es für die
erste Serie bombensicher). Software-Entprellung schützt deine Hardware
überhaupt nicht.

zu b)
Von einem erfahrenen Designer erwartet man, dass er sich zumindest mit
Diodenkennlinien auskennt...

Autor: Ingo (Gast)
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SuperUser, vielleicht kannst Du einem unerfahrenen Designer mal
erklären:

a1) warum man einen Taster in Hardware entprellen muss und nicht in
Software entprellen kann? Dass hat m.W. nichts mit ESD zu tun. Von C3
ist keine Rede.

a2) Wofür der 10u gut sein soll? ESD, wie Du behauptest?

b) Richtig, 56k sind ein bisschen viel, aber eine Einstellung auf 200uA
tut's auch (s. Datenblatt 1N4148 o.ä.). Gleichermassen muss die
Kapazität für die Eingangsimpedanz des ADC ausgelegt werden. Aber was
sage ich das einem SuperUser?

c) Vielleicht kannst Du, als erfahrenerer Designer, auch gleich noch
die Ladeschaltung für den Akku mitliefern, dann brauche ich Simon nicht
fragen.

d) Eventuell liest Du auch direkt noch aus dem Schaltplan die Kenndaten
des Generators ab, dann erübrigt sich die Frage ebenfalls.

Generell hilft es Simon sicherlich weiter, wenn er Anworten auf seine
Fragen bekommt und nicht nur die Kritik an Dritten liest.

Ansonsten bin ich dankbar, wenn ich etwas dazu lernen kann.

Autor: simon weishaupt (Gast)
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Tag superuser, hallo ingo
eiei,
esd emv.keine ahnung.Bombensicher sollte die sache schon sein. da zahl
ich lieber 1 euro mehr.
Tja, dachte mir das es eine einfache sache ist, war wohl bisschen
naiv.
hoffe weiter auf brauchbare vorschläge für die total abschaltung.

Ich trage dann mal die daten Generator-daten zusammen heut nacht.
Eine komplizierte Lade elektronik ist wohl überflüssig bei den kleinen
strömen müsste man ja sehr lange unterwegs sein um eine nimh bat zu
sprengen.

Ansonsten verstehe ich nicht viel von eurer diskussion.
aber wenn`s hilft.

Autor: SuperUser (Gast)
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Hallo Ingo,

tut mir leid, habe vielleicht etwas zu grob geschrieben....

a) Du willst doch nicht wirklich ohne ESD Schutz direkt mit einem
Taster auf den uC gehen? (ich hatte dich so verstanden dass du einen uC
für IC1 benutzen willst) Dann muss der Simon aber einen voll isolierten
Taster einbauen...

b) Der Kritikpunkt ist der Spannungsabfall den du mit zwei Dioden
erreichen möchtest. Das geht doch nicht. Wenn der Kap. geladen ist,
hast du keinen Spannungsabfall mehr...

>Generell hilft es Simon sicherlich weiter, wenn er Anworten auf seine
>Fragen bekommt und nicht nur die Kritik an Dritten liest.

Ich denke es hilft auch, wenn weniger gute Vorschläge kritisiert werden

Autor: Alpha (Gast)
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Leute Leute. Was ist das denn fuer ein Bloedsinn? Welchen Vorteil hat
das Ding gegenueber einem Nabendynamo? Keinen? Richtig! Ein guter
Nabendynamo hat zu vernachlaessigende Reibungsverluste und sogut wie
keinen WINDWIDERSTAND. Der Punkt am Dynamo ist doch, dass es sich
schwerer treten laesst. Aber mit dem Propeller laesst es sich immer
schwerer treten. Ausserdem muss man schnell fahren das genug Strom
abfaellt. Zudem ist der Ventilator sicher lauter als ein Nabendynamo
und irritiert.

Autor: Ingo (Gast)
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No offense taken :) Ich bin tatsächlich kein so erfahrener
Hardware-Designer. Die Kritik ist OK, hilft aber mehr, wenn raus kommt,
wie es besser geht.

In der Tat bin ich erst mal von einem isolierten Taster ausgegangen, da
das Ganze ja für ein Fahrrad ist, das schon mal im Regen steht oder
fährt. Also irgendwas in der Art einer Gummikappe über einem SMD
Taster.

Die Lösung mit den Dioden ist eh' Quatsch. Ist mir aber erst später
aufgegangen. Da es wahrscheinlich nur um einen Tiefentladeschutz geht,
muss ich mir erst ein paar Gedanken machen, wie das möglichst einfach
und preiswert geht.

Des weiteren würde ich der Schaltung noch einen Überladeschutz für den
Akku verpassen.

Autor: Lanius (Gast)
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den Spannungsteiler könnte man, wenn er denn zum Messen der Spannung
ist, über einen Portpin des Microkontrollers abschaltbar machen. Dafür
müßte man allerdings einen frei haben.
Bei TI gibt es irgendwo ne App-Note über Low-Power mit Beispielen,
finde ich aber gerade nicht.
Insgesammt halte ich das Ding für Quatsch, aber witzig!

Autor: Ingo (Gast)
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Ich finde die Idee witzig und denke, dafür gibt es sicherlich einen
Markt. Muss ja nicht zwingend an einem Fahrrad montiert werden.

Den Prop kann man ja ggfs. wegklappen.

Es soll ja auch Leute geben, die für einen MP3 Player in weiss mit
angebissenem Obst 300€ bezahlt haben obwohl es das ohne Obst für die
Häfte gibt, aber nicht so schön. Das Design bestimmt das Bewusstsein!

Autor: AxelR. (Gast)
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Na, dass ist ja mal interssant!!

Mir fallen dazu spontan folgende Artikel ein:

1.) Solar-MPT (Maximum PowerTracker)
2.) Verpolschutz mit P-Kanal MOSFET
3.) uC sich selbst ausschalten lassen (PMOSFET in VCC Ugs 1.8V)

Da ich mich von hier aus (vonna Arbeit psst.) nicht einloggen kann,
müsste man die einzelnen Artikel an anderer Stelle hier aus dem Forum
heraussuchen.

Ein Atmega 168 verbraucht bei 1.8V und 128Khz internem Takt 10-20uA.
Im Powerdown-Mode sinds dann noch 100nA. Also quasi 0 ;-))
Dazu gab es vorgestern auch einen Beitrag.

Des weiteren wurde - wieder hier im Forum - der LTC3532 erwähnt.  35uA
Eigenstromverbrauch

Ich bleib hier mal mit am Ball...

Gruß
AxelR.

Autor: Pete Nerlinger (Gast)
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schrott bleibt schrott

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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War bis jetzt unterwegs. danke nochmal allen die ihr hirn für mein
problem einsetzten. kann heute keine daten mehr liefern( wie
angekündigt), morgen wieder.
gut nacht
simon


mein besonderen dank gilt:
ingo, axel,superuser, lanius, tex, sebastian und magnetus.

Autor: Winfried (Gast)
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Wenn ein Taster über kurze Leitungslängen angeschlossen ist, braucht es
auch keinen ESD-Schutz. Isoliert sind die meisten Taster sowieso. Wenn
man aber mit einem längeren Kabel einen Taster verlegt, muss man sich
darüber schon Gedanken machen.

Ansonsten, was die Idee angeht: Technisch gibt es sicherlich
effizentere und besser geeignete Verfahren, wie Nabendynamo. Menschen
entscheiden sich aber nur selten für die effizienteste Lösung. Da
spielen Emotionen eine größere Rolle, die etwas auslöst. Und so ein
Propeller ist bestimmt "cool".

Allerdings: Ich sehe da auch die Verletzungsgefahr. Da müsste man Tests
machen, dass da nicht schlimmes passieren kann.

Wie sich ein Mikrocontroller selbst abschalten kann, kannst du in
dieser Schaltung sehen:
http://www.wikidorf.de/reintechnisch/Inhalt/AVRPro...

Die Lampe wird über Taster eingeschaltet und schaltet sich automatisch
nach ein paar Minuten wieder aus. Dann fließt kein Strom mehr. Etwas
modifiziert lässt sich für T1 auch ein Mosfet verwenden, dann ist der
Haltestrom im eingeschalteten Zustand nahezu null.

Autor: Maddin (Gast)
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auch wenns nichts direkt mit der fragestellung zu tun hat, aber da hier
ja eh nur 30% überhaupt damit zu tun haben, dachte ich, kann ich das ja
mal mit einwerfen!

...schonmal über ein gewicht auf einer feder in einer Röhre
nachgedacht!? z.B. in der Fahrradstange selbst. das ganze könnte m.h.
einer spulenartigen ausführung doch sicher energie bringen, oder!?

maddin

Ps.: Simon, ich verstehe (rein vom vorgehen nicht) warum du ein fast
fertiges produkt hast - und dann an der stelle hängen bleibst!?

und, ich verstehe nicht, wie man dazu kommt mit einem franzosen eine
fast fertige schaltung eines noch nicht auf den markt gebrachten
produktes in ein öffentliches forum zu stellen!?????

diese beiden fragen sind von rein privatem intresse, und sind absolut
nicht angreifend gemeint. ich drücke die daumen, das sich das problem
lösen lässt.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo maddin,
die hauptarbeit ist ja der generator gewesen und die berechnungen der
Rotorblätter. ist ein ziemlich spezielles ding geworden. ich denke die
schaltung die ich ins netz gestellt habe ist sowieso  mehr oder weniger
allgemeinwissen.
da bin ich nicht so ängstlich.
danke fürs daumen drücken.
Zu deiner idee: ich hatte auch mal eine ähliche, welche aus einer
gefederten Sattelstütze energie gewinnt.

P.S Zu den ganzen effizienz-fragen. ein aerodynamiker den ich gefragt
habe ob den dieser propeller die aerodynamik des gesamten fahrrades
negativ beeinflussen würde meinte sogar dass es möglich sei das die
aerodynamik sogar verbessert sei. das dich dieses licht also schneller
macht ( wie ein Haubenvorbau bei einem Motorrad.) ist natürlich nicht
bewiesen hab keinen winkanal zuhaus.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo winfried,
danke für die anregung, werde sie mit meinem ele-freund durchgehen,
hoffe die schaltung lässt sich  irgendwie in meine in meine anwendung
integrieren.

Autor: Maddin (Gast)
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Genial,

das gewicht der Person ausnutzen um aus der abfederung des Sattels
energie zu gewinnen!

naja, obwohl so ein nabendynamo schlecht zu toppen ist. ich habe auch
zwei räder zuhaus und leider stecklichter - das ist dei beschissenste
erfindung allerzeiten!!!!!!!!!!!!!!!!!das war mir schon zuvor klar,
aber das rad zu verlockend vom design und preis, als das ich es hätte
stehen lassen können.

was mich an den stecklichern stört:
1) batterie - blödsinnigere idee als dort batterien ein zu setzten
gibts agrnicht!

2) befestigung - fahre abends mal in die stadt um n bierchen zu
trinken, geld in die tasche, rauf aufs rad - und: die blöde befunzelung
kannst dir dann an die backe nageln - wenn du das rad abstellst...

deswegen - mach bei deinem entwurf gleich ne schöne fette schelle mit
ran, damit man das teil schön ans fahrrad tackern kann, da es ja eh
schon aufsehen erregt! eine schelle die alles umschließt, samt
batterie/akkufach.!!! und der lüfter sollte abnehmbar sein, damit man
das ganze auch bei bedarf ins handtäschchen bekommt!!!

so, nu is aber genug geplaudert.

maddin

Autor: Maddin (Gast)
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..also der lüfter vom rumpf! meine ich natürlich ...

maddin

Autor: AxelR. (Gast)
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Hast Du schon mal ein Diagramm zur Wirkungsgradermittlung erstellt
(Drehzahl, Spannung, Strom)?
Du sagtes ja schon, das der Generator bei 20Km/h 165mA liefert. Welche
Spannung liegt zu diesem Zeitpunkt über dem Generator an, ist das der
Kurzschlußstrom(dann würden die LEDs ja nicht leuchten)? Ich frage
wegen  der Möglichkeit der Leistungsanpassung... Der Generator hat bei
einem bestimmten Lastwiderstand den größten Wirkungsgrad. Es kann aber
sein, das dieser Punkt ungünstig für deine Schaltung liegt. Ist der
Innenwiderstand höher, als deiner Schaltung, bricht die Spannung am
Generator zusammen, ist der Innenwiderstand des Generators deutlich
kleiner, als der deiner Schaltung, reicht die Spannung nicht und der
relativ hohe Strom, den der Generator erzeugen würde, wird nicht
genutzt.

1V bei 0.5A sind 0.5Watt. bei 1Volt leuchtet aber noch keine LED.
10V und 0.05A sid auch 0.5Watt. Eine LED würde hier zwar leuchten, die
Spannung am Generator aber auf die Flussspannung der LED
zusammenbrechen.
Günstiger wäre bei diesem grob theoretischen Ansatz, wenn der Generator
gerade soviel Spannung erzeugen würde, dass die LED leuchtet. Dann
bricht keine Spannung zusammen und der erzeugte Strom würde komlett
genutzt werden können.

Ist das design vom Prop. -wie hier- schon fertig, oder man hat keine
Möglichkeit, auf die Ausgangskennlinie Einfluss zu nehmen, bliebe
bildlich gesprochen ein Transformator, der eine
Widerstandstransformation bewerkstelligt.
Hier könnte man einen Step-Up oder Step-Down wandler einsetzen, je nach
Impedanzverhältnis am Generator. Dazu müsste man aber erstmal die
Ausgangskennlinie des Generators aufnehmen.

Gruß
AxelR.

Autor: Tee oder Kaffee (Gast)
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Na, dann darf ich auch mal...

Meine Fahrradbeleuchtung ist vielleicht nicht umwerfend, aber seit 2
Jahren zuverlässig und gut. Nutze sie an fast jedem Arbeitstag (wenns
grad dunkel ist, natürlich ;-)




http://de.geocities.com/klopper7de/bike/bikelight.html

Autor: Tee oder Kaffee (Gast)
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Die Idee mit dem Prop finde ich sehr gut.
Für Modellflieger sozusagen ein "must-have".
Aber, sowas wird doch gleich geklaut.

Meine Beleuchtung ist so aufgebaut, dass kaum jemand auf die Idee
kommt,da wär was besonderes.
Die Reflektoren sehen aus einem meter Entfernung ganz "normal" aus.
Im Scheinwerfer steckt eine 10W-Birne drin, aber das erkennt man von
aussen auch nicht.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo axel,
Der kurzschlussstrom ist viel  höher.
Die schwierigkeit ist ja, dass der generator den rotor nicht allzusehr
abbremsen darf, da sonst nie die ideale drehzahl erreicht wird.
also habe ich das ding in einem kleinen windkanal an ein a-meter gehänt
und den verbrauch langsam hochgefahren ohne das der rotor zu stark
abgebremst wird. Daher kommen die 165 mah. wenn man mehr strom zieht
fällt der rotor unter die drehzahl und liefert fast nichts mehr.
( der kurzschluss strom bei gleiche Drehzahl ist über 1A.)
Die Spannung wird wenn ich es richtig verstanden habe mehr oder weniger
von den 3x1V2 nimh bestimmt. ( sieht mann das aus dem schaltplan
nicht?)
Habe den windkanal immernoch aufgebaut falls du oder ihr  mehr daten
braucht kann ich das gerne machen.

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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Wenn du höchste Ausbeute haben willst, bei einer bestimmten Drehzahl,
dann könnte man ja eigentlich die Drehzahl vom Generator messen und ein
P-Channel-MOSFET in die Versorgung klemmen. Dieses wird so geregelt,
dass der Strom immer maximal ist.

Kannst du eigentlich mal nen Bild machen vom Generator und die Blätter
nebendran legen?

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Alles geb ich nun doch nicht preis. Hier ein foto zusammengeklappt.

Autor: Tee oder Kaffee (Gast)
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Ist bestimmt abnehmbar, dann is halt nix mit klauen...

Sieht wirklich gut aus!

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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Wenn das mit dem Strom / Drehzahlverhältnis echt ne schöne Kurve gibt,
finde ich meine Idee mit der maximalen Ausbeute garnicht so schlecht,
kostet halt einen klein bisschen größeren Controller. Jedoch brauchst
du eh ein P-MOSFET, um die Sache gut ausschalten zu können.

Ich wusste nicht so recht, ob es das Ding jetzt nu wirklich gibt, oder
nicht. Tut mir leid, aber da gabs so sachen mit Korrelation und
Drohnen, ich vergewisser mich lieber...

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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<<Die Spannung wird wenn ich es richtig verstanden habe mehr oder
weniger
von den 3x1V2 nimh bestimmt. ( sieht mann das aus dem schaltplan
nicht?)
>>
Selbstverständlich sieht man das :-))

nun ist es doch aber so, das UNTERHALB deiner Batteriespannung
überhaupt kein Strom fliest, da abwechseld beide dioden gesperrt sind.
Nur im Scheitelpunkt der Sunishalbwelle und nur dann, wenn die Spannung
an diesem Punkt höher liegt, als die Batteriespannung+U_f der Diode
fängt für kurze Zeit an, Strom zu fliessen. Es ist doch nun schade,
wenn in der übrigen Zeit, in der sich der Motor (Prop.) weiterdreht,
kein Strom fliesst. Diese Zeit ist vergeudet. Somit auch die erzeugte
Windenergie in diesem Zeitraum. Schade, wie ich finde.
Besser wäre es doch meiner Meinung nach, wenn auch ein Strom zu deinen
Lampen und zu deiner Batterei fliessen würde, wenn die Spanung zum
Zeitpunkt x den "Scheitelwert" der Augenblicksspannung noch nicht
erreicht hat.

Ich würde eine Synchrongleichrichtung machen, einen Step-Up regler
hinter den Synchrongleichrichter schalten und am Ende einen
Powerpath-Controller schalten, welcher die Batterie bei Bedarf
nachlädt, die LEDs vonm Generator betreibt und erst auf Batteriebetrieb
umschaltet, wenn die Generatorspannung unter die Batteriespannung
absinkt. Die einigermaßen stabile Batteriespannung tät ich dann auf
einen White-LED Driver geben und die Leds damit ansteuern.
Da gibt es von MAXIM, Linear und oder OnSemi genug Applikationen,
Samples usw.

Womit sind die Fotos gemacht? sehen gut aus... ?Ari Canonica?

Vlt. mal ich auch mal eine Schaltung.

Gruß
AxelR.

Autor: Alpha (Gast)
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Hmm, ein Freund in China fand die Idee auch gut. Er meinte er wolle auch
sowas machen... ;-)

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo Alex,
eigentlich wollte ich ja nur eine totalabschaltung. wenn du aber ein
schaltplan machst wäre ich dir nätürlich dankbar.

Hallo david
Drehzahlmessen ist mir zu kompliziert.An den Plastikteilen wird nichts
mehr geändert. sonst fängt alles von vorne an: prototypen änderungen
prototypen etc.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Nebenbei, bevor das noch komplett untergeht. Es natürlich überhaupt kein
Problem, den Stromverbrauch auf nahezu Null zu senken. Anwerfen lässt
die Schaltung mit dem Propeller (nur so einen Schnapsidee - ein taster
tuts natürlich auch)

N-Kanal und P-Kanal MOSFET
http://www.vishay.com/mosfets/list/product-73102/
http://www.vishay.com/mosfets/list/product-73381/
ideale Diode als Synchrongleichrichter
http://www.linear.com/pc/productDetail.do?navId=H0...
Lader und Spanungsumschaltung zwischen Batterie und Propeller
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...
BuckBoostRegler
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...
LED Treiber bis max. 25mA/30V am Ausgang
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...

bin jetzt bei Linerar hängen geblieben. Zufall...
Was ich zeigen wollte ist, das man "nur" die Herstellerapplikationen
geschickt kombinieren braucht, um das zu bekommen, was man am Ende
will. Selbst wenn ein Schiebeschalter ausfällt, was ich ja begrüße,
reicht es evtl. schon den PowerPathController zu disablen und ALLES ist
aus. Im einzelnen überprüft habe ich das jetzt nicht - aber prinzipiell
sollte das so gehen. Wenn nicht - die Variante, die oben genannt
wurde(9V Timer-Lämpchen) lässt sich ja gut anpassen.

Gruß
AxelR.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Danke Alex,
werde mich morgen mal durchkliken und lesen.

gruss simon

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hallo Somin,

Den ersten Pferdefuß habe ich schon gefunden:
der LTC4413 (Diodenersatz) verträgt offensichtlich keine negative
Spannung oder ich bin zu blöd, das Datenblatt zu lesen.
Ich denke mir in der S-Bahn mal was aus..

Gruß
A X E L  R.

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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Drehzahlmessung war eigentlich durch einen IO-Pin gedacht :)

Da die Frequenz der Wechselspannung vom Generator wohl proportional
(Faktor 2 oder so) höher ist als deine Drehfrequenz, wäre es eigentlich
kein Problem diese abzugreifen. Einfach die (nicht) gleichgerichtete
Spannung mit Zenerdiode an den Mikrocontroller.

Ein PWM-Ausgang mit Tiefpass könnte dann einen Mosfet schalten, der
dann als drehzahlabhängiger Widerstand arbeitet.


Du musst halt mal schaun, wieviel du so rausholen kannst.
D.h. Versuchsaufbau mit Generator, Mosfet, Mikrocontroller, dazu ein
niederohmiges Amperemeter und ein hochohmiges Voltmeter: Amperemeter
holt den Kurzschlussstrom raus.

Wenn du mit der Drehzahlregelung dann auf eine höhere Leistung kommst,
wäre das auch praktisch :)

Autor: Winfried (Gast)
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Das man Energie "verschenkt", wenn man nur die Spitzen in elektrische
Energie umwandelt, ist glaube ich ein Denkfehler. Ob man den Rotor
nämlich durch Energieentnahme permanent schwach bremst oder für kurze
Momente stärker, spielt keine große Rolle. Im Mittel ist es ziemlich
das Gleiche.

Was aber wichtig ist, ist eine optimale Anpassung, dass man also das
Maximum an elektrischer Leistung entnimmt (nicht Maximum an Strom).
Sowas könnte man ganz ohne Drehzahlmessung mit einem Regler machen.
Geregelt wird die Last in Abhängigkeit der Leistung. Verringert man die
Last und misst eine höhere Leistung, dann verringert man noch weiter.
Umgedreht genauso. So pendelt man irgendwann immer um den optimalen
Leistungspunkt.

Autor: Pete Nerlinger (Gast)
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dein scheiss kauft dir keiner ab.

Autor: Alpha (Gast)
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Das traurige wird sein dass es eine Menge Leute geben wird die das
kaufen. Es gibt ja auch einen Markt für Wackeldackel und Gummipuppen.

Autor: Nils L. (Gast)
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Ach, ihr seid doch alle bloß neidisch das ihr nicht so intelligent seid
wie Simon!

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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<<Das man Energie "verschenkt",..>>
Das ist unumstritten richtig.
Worauf ich hinaus wollte ist, das das Spannungspotential durch die
Batterie auf 3.6Volt angehoben wurde und überhaupt erst einmal ein
Strom zu fliessen beginnt, wenn die Generatorspannung >
U_bat+U_f(diode) ist.
Allerdings wird diese Spannung bei jeder Halbwelle schnell erreicht
sein, da der Generator darunter quasi im Leerlauf betrieben wird.

Autor: Simon Weishaupt (niteflite)
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Hallo wifried,
bin genau deiner meinung:
"Das man Energie "verschenkt", wenn man nur die Spitzen in
elektrische
Energie umwandelt, ist glaube ich ein Denkfehler. Ob man den Rotor
nämlich durch Energieentnahme permanent schwach bremst oder für kurze
Momente stärker, spielt keine große Rolle. Im Mittel ist es ziemlich
das Gleiche."
ausserdem steh ich auf einfachheit.

Hallo david,
danke für deinen einsatz ich denke auch das man die drehzahl beim
nächsten niteflite vielleicht einbeziehen sollte. Ich dachte gar nicht
daran es über die frequenz zu messen, so doof (ich), habe sonst mehr
mit motoren zu tun. ( www.dolphin-ebike.ch) wo ich arbeite wird zu
drehzahlstabilisierung öfters über hallsensoren diskutiert.

Hallo Forum:
habe nun eine lösung gefunden welche nur 10picoA braucht. werde sie
euch natürlich auch noch zeigen. Lasst mir noch ein bisschen zeit um
sie als realen print zu testen.

Hallo Pete,
Hast du dir mal überlegt Literaturkritiker zu werden?
Da kann man über andere herfallallen ohne je ein buch zu schreiben.

Alpha, falls deine chinesen schneller fertig sind als ich kannst du
mich vorwarnen?

Danke Nils, das ist balsam.

Danke allen die sich den kopf zerbrochen haben.
Halte euch gerne auf dem laufenden.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Nun, lasst mich die beiden Dioden in der Gleichrichtung wenigstens durch
Transistoren ersetzen :-))

<<Ob man den Rotor
nämlich durch Energieentnahme permanent schwach bremst oder für kurze
Momente stärker,>>

Er wird GARNICHT gebremst und für kurze Momente in den Spitzen
schwach.
Aber gut, ich seh schon - naja, nun bist Du ja fertig und es
funktioniert ja alles so, wie Du Dir es vorgestellt hast.

Viele Grüße
AxelR.

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