Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungsabgabe am Fahrraddynamo maximieren


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von Candid D. (cdauth)


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Hey,

ich versuche, eine Schaltung zu bauen, mit der ich einen USB-Anschluss 
mit dem Fahrraddynamo betreiben kann. Soweit nichts neues, im Internet 
schon millionenfach diskutiert, aber die meisten Schaltungen, die man so 
findet, begrenzen lediglich die Spannung, die der Dynamo produziert, und 
liefern so maximal 2–2,5 W. Ich möchte eine Schaltung bauen, die eine 
möglichst hohe Leistung aus dem Dynamo zieht (Effizienz ist erstmal 
zweitrangig).

Ich bin nun kein Experte was Elektrotechnik angeht, aber was meine 
Recherche bislang ergeben hat, ist dass sich ein Dynamo annähernd wie 
eine Konstantstromquelle verhält, die 500 mA produziert. Wenn ich also 
einen 10-Ohm-Widerstand dranhänge, produziert der Dynamo etwa 2,5 W (5 
V, 500 mA), wenn ich aber einen 20-Ohm-Widerstand dranhänge, produziert 
er fast 5 W (10 V, 500 mA).

Wenn ichs richtig verstehe, nennt man den „Widerstand“ bei 
nicht-ohmschen Widerständen (zum Beispiel einem Handy) „Impedanz“. Das 
Prinzip ist aber, wenn ich es richtig verstehe, das gleiche: je höher 
die Impedanz, desto mehr Leistung produziert der Dynamo. Paradoxerweise 
bedeutet das, wenn ichs immernoch richtig verstehe, dass je mehr das 
Gerät versucht zu ziehen, desto weniger der Dynamo produziert. Nehmen 
wir mal an, ich hab ein Gerät, dass 500 mA bei 5 V zieht. Das passt 
genau mit dem Dynamo, weil der ja 500 mA produzieren kann. Wenn ich aber 
ein Gerät hab, das 1000 mA bei 5 V haben will (also in etwa einem 
ohmschen Widerstand von 5 Ohm entspricht), produziert der Dynamo 
plötzlich nur noch 500 mA bei 2,5 V. Wobei sich ein Handy zum Beispiel 
in der Praxis wohl nicht wie ein Ohmscher Widerstand verhält, sondern 
einfach nicht mehr lädt, wenn die Spannung auf 2,5 V sinkt. Hab ich 
andererseits ein Gerät, das nur 250 mA bei 5 V ziehen will, produziert 
der Dynamo 500 mA bei 10 V, und mein Spannungsregler muss den Überschuss 
verbraten.

Es muss doch nun irgendeine Art von Spannungsregler geben, die eine hohe 
Impedanz hat, den Dynamo also dazu bringt, eine hohe Spannung bei 500 mA 
zu produzieren, und diese hohe Spannung dann in 5 V aber mit einem hohen 
Strom konvertiert.

Bisher bin ich dabei nur auf MPPTs gestoßen. Die sind meistens jedoch 
richtig teuer. Auf Ebay gibts auch einige billige aus China. Ein Kumpel 
hat sich so einen für 4 € bestellt, und den haben wir heute mal am 
Dynamo ausprobiert, aber der hat auch nur 2,5 W geliefert. Vielleicht 
ists gar kein richtiger MPPT, oder es war eine schlechte Idee, einen 
Kondensator zur Glättung der Eingangsspannung davor zu hängen, oder der 
Schaltregler kann irgendwie nur 500 mA liefern? Hab leider gerade die 
Modellbezeichnung des MPPTs nicht hier. Woran könnte das liegen, und 
woran kann ich erkennen, ob ein MPPT für diesen Anwendungsfall geeignet 
ist?

Wenn ich MPPTs richtig verstehe, variieren die ihre Impedanz automatisch 
so lange, bis die maximale Leistung produziert wird. Gibts eine 
günstigere Art von Spannungsregler, bei der ich die Impedanz selber 
einstellen, oder zumindest vor dem Kauf vorhersehen kann, damit ich 
einen mit möglichst hoher Impedanz kaufen kann? Mir ist bewusst, dass 
eine konstant eingestellte hohe Impedanz wiederrum bedeutet, dass der 
Regler alle überschüssige Leistung verbraten muss, wenn ein Gerät 
dransteckt, was gar nicht so viel Leistung braucht, aber das ist erstmal 
zweitranging, wenns keine günstige Alternative gibt.

Da ich gerne eine Schaltung bauen würde, die sich auch von Anfängern 
leicht nachbauen lässt, kommt für mich das Selberbauen eines MPPTs oder 
sonstige komplizierte Schaltungen, die manche Leute so entworfen haben, 
nicht in Frage. Ich würde gerne was aus wenigen kaufbaren aber günstigen 
Teilen zusammenbauen, wenn das überhaupt möglich ist.

von Wolfgang (Gast)


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Candid D. schrieb:
> Es muss doch nun irgendeine Art von Spannungsregler geben, die eine hohe
> Impedanz hat, den Dynamo also dazu bringt, eine hohe Spannung bei 500 mA
> zu produzieren, und diese hohe Spannung dann in 5 V aber mit einem hohen
> Strom konvertiert.

Der Fahrraddynamo ist keine ideale Stromquelle. Beliebige Leistung 
kannst du also durch Erhöhung der Impedanz der Last nicht entnehmen.

Bei Solarzellen hast du ein ähnliches Problem. Dort versucht man die 
Zelle durch die Lastregelung auf dem MPP zu halten.

von Stephan (Gast)


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Vieles was du schreibst ist schon richtig, in den Details wirds dann 
ungenau oder auch missverständlich.
Aber im Prinzip geht's. Solange du schnell genug fährst...

Hier gibt's Beispieldaten zu Strom und Spannung bei verschiedenen 
Geschwindigkeiten: 
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Modellierung_eines_Nabendynamos__Mathias_Magdowski_.pdf
Je nach Dynamo stehen ab 6-15 km/h die 0,5mA@6V zur Verfügung. (die 
15km/h sind vorgeschrieben)

Fährst du dann 3x so schnell, kannst du die 500mA auch bei ca. der 
3-fachen Spannung ziehen. Allerdings musst du dann auch kräftiger 
treten.

Candid D. schrieb:
> Es muss doch nun irgendeine Art von Spannungsregler geben, die eine hohe
> Impedanz hat, den Dynamo also dazu bringt, eine hohe Spannung bei 500 mA
> zu produzieren, und diese hohe Spannung dann in 5 V aber mit einem hohen
> Strom konvertiert.

Genau dafür sind die MPPT-Regler gedacht. Allerdings muss der Regler 
auch zur Quelle passen. Ein x-beliebiger Solar-Regler wird hier nicht 
unbedingt funktionieren.
Zusätzlich wirst du für den Regler (alle Lader) die Spannung 
gleichrichten müssen, was erst mal 1,4V kostet.

Candid D. schrieb:
> Hab ich
> andererseits ein Gerät, das nur 250 mA bei 5 V ziehen will, produziert
> der Dynamo 500 mA bei 10 V, und mein Spannungsregler muss den Überschuss
> verbraten.

Der Fall kann in der Tat ungünstig werden. Bei schneller Fahrt (35km/h) 
und sehr gutem Dynamo liefert der Dynamo vielleicht 
25V@250mA,35V@Leerlauf, 5V@650mA.

Das sind dann mit Linearregler 6,25W, mit Shuntregler 4,2W und mit MPPT 
1,5W Generatorleistung. Die muss man auch treten (und ca. +50% für den 
Wirkungsgrad des Dynamos).

Candid D. schrieb:
> Da ich gerne eine Schaltung bauen würde, die sich auch von Anfängern
> leicht nachbauen lässt, kommt für mich das Selberbauen eines MPPTs oder
> sonstige komplizierte Schaltungen, die manche Leute so entworfen haben,
> nicht in Frage. Ich würde gerne was aus wenigen kaufbaren aber günstigen
> Teilen zusammenbauen, wenn das überhaupt möglich ist.

Such doch mal nach "Forumslader". Das ist eine erprobte Schaltung.

von MiWi (Gast)


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Stephan schrieb:

> Zusätzlich wirst du für den Regler (alle Lader) die Spannung
> gleichrichten müssen, was erst mal 1,4V kostet.

nicht immer, wenn man die Kosten und den geringen Aufwand nicht scheut:

http://www.linear.com/product/LT4320


MiWi

von Stephan (Gast)


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Und wenn du die höhere Leistungsabgabe fürs Laden mehrer Geräte nutzen 
willst kommst du um einen Akku im "Spannungsregler" kaum vorbei.

Spannungen außerhalb von 4,2..5,5V und mit weniger als 500mA 
Belastbarkeit werden die Geräte durcheinander bringen. An der Ampel, ...
Um mehrere Geräte zu laden müssen die 1.0A, 1.5A, ... dauerhaft 
bereitstehen.

Sind z.B. 3 Geräte angeschlossen und du fährst einmalig unter 35km/h (je 
nach Dynamo auch 50km/h) wird dann evtl. keines der Geräte mehr geladen.
Die Geräte sind da oft sehr restriktiv: geforderter Ladestrom nicht 
verfügbar > Ladung beenden, warten auf Trennung und erneutes Einstecken.

von Walter S. (avatar)


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Candid D. schrieb:
> oder es war eine schlechte Idee, einen
> Kondensator zur Glättung der Eingangsspannung davor zu hängen,

hast du die Spannung vorher gleichgerichtet?

von Candid D. (cdauth)


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Stephan schrieb:
> Genau dafür sind die MPPT-Regler gedacht. Allerdings muss der Regler
> auch zur Quelle passen. Ein x-beliebiger Solar-Regler wird hier nicht
> unbedingt funktionieren.

Hast du eine Idee, wie ich herausfinden kann, welcher Regler mit dem 
Dynamo funktionieren wird?


Stephan schrieb:
> Zusätzlich wirst du für den Regler (alle Lader) die Spannung
> gleichrichten müssen, was erst mal 1,4V kostet.

Ich hab mir grad bei Conrad diesen hier gekauft, der angeblich nur 0,5 V 
Spannungsabfall hat: 
https://www.conrad.de/de/brueckengleichrichter-panjit-ts140s-microdip-40-v-1-a-einphasig-1304774.html
Gemessen hab ichs noch nicht.


Stephan schrieb:
> Such doch mal nach "Forumslader". Das ist eine erprobte Schaltung.

Vom Forumslader hab ich schon oft gehört, aber jetzt versteh ich auch 
endlich, warum der so gehypt wird. Das Ding ist mir nur viel zu teuer 
und ich such nach einer billigeren Lösung, die mich maximal 10–15 € 
kostet (exklusive eventuelle Pufferakkus).


Stephan schrieb:
> Und wenn du die höhere Leistungsabgabe fürs Laden mehrer Geräte nutzen
> willst kommst du um einen Akku im "Spannungsregler" kaum vorbei.

Ich frag mich langsam, ob eine kostengünstige Lösung nicht wäre, einfach 
einen 12-V-Bleiakku direkt hinter einen Gleichrichter zu hängen, und den 
beim Laden eines Gerätes mit einem billigen Buck-Converter auf 5 Volt zu 
konvertieren. Der Nachteil wäre, dass ich so wohl mein Handy nicht 
während der Fahrt laden kann (weil dann ja wieder die Leistung des 
Dynamos einbricht?).


Walter S. schrieb:
> hast du die Spannung vorher gleichgerichtet?

Ja.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Candid D. schrieb:
> Ich bin nun kein Experte was Elektrotechnik angeht

Dann wirst du es nicht besser als der Forumslader hinbekommen.

Candid D. schrieb:
> Ich frag mich langsam, ob eine kostengünstige Lösung nicht wäre, einfach
> einen 12-V-Bleiakku direkt hinter einen Gleichrichter zu hängen, und den
> beim Laden eines Gerätes mit einem billigen Buck-Converter auf 5 Volt zu
> konvertieren.

Das ist ziemlich genau das, was der Forumslader macht. Bis auf ein paar 
Feinheiten, die im wesentlichen darauf abzielen, die Leistungsabgabe des 
Dynamos bei niedrigen Geschwindigkeiten zu verbessern.

Candid D. schrieb:
> vom Forumslader hab ich schon oft gehört ...
> Das Ding ist mir nur viel zu teuer

Was ist daran teuer? Klick einfach mal auf "ältere Versionen" und dann 
"12V + USB". Das teuerste ist am Ende der Akku.

von Stephan (Gast)


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Candid D. schrieb:
> Das Ding ist mir nur viel zu teuer
> und ich such nach einer billigeren Lösung, die mich maximal 10–15 €
> kostet (exklusive eventuelle Pufferakkus).

Vergiss es.

Candid D. schrieb:
> Ich frag mich langsam, ob eine kostengünstige Lösung nicht wäre, einfach
> einen 12-V-Bleiakku direkt hinter einen Gleichrichter zu hängen, und den
> beim Laden eines Gerätes mit einem billigen Buck-Converter auf 5 Volt zu
> konvertieren. Der Nachteil wäre, dass ich so wohl mein Handy nicht
> während der Fahrt laden kann (weil dann ja wieder die Leistung des
> Dynamos einbricht?).

Wenn das Gewicht nicht stört, kein Thema. Akku wird dann halt je nach 
Dynamo erst ab 30km/h aufgeladen. Überladen muss manuell verhindert 
werden. Handyladen sollte kein Problem sein.

von Matthias L. (limbachnet)


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Ich habe einen Forumslader "reloaded" mit einem 12V-Bleiakku über einen 
PB317-Regler und zwei parallelen nachgeschalteten Schaltreglern für 
Beleuchtung und USB-Lader in Betrieb.

Maximal bekomme ich ca. 6W bei etwa 30Km/h aus meinem 
Shimano-Billig-Nabendynamo mit Nennleistung 3W herausgekitzelt.

Funktioniert - und billiger wird echt schwierig...

Stephan schrieb:
> Wenn das Gewicht nicht stört, kein Thema. Akku wird dann halt je nach
> Dynamo erst ab 30km/h aufgeladen.

Nein, das kann ich nicht bestätigen. Der Dynamo drückt auch schon bei 
gemächlicher Spazierfahrt (so ab 10 Km/h) schon Ladestrom über den 
Regler in den Akku. Ich hab's gemessen...

Selbst bei angeschaltetem (LED-)Licht bleibt bei 20 Km/h noch ein wenig 
Ladestrom für den Akku übrig. Ein Androide mit laufender Navi-Software 
saugt aber bei "normalen" 25Km/h schon am Akku.

von rio71 (Gast)


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wichtig ist nen grßer ladeelko nach ner gleichrichtung, da bei niedrigen 
frequenzen eben längere pausen zwischen den spannungshüben sind.
ich habe mal nen simplen schottky-gleichrichter und nen linearregler für 
papa's PDA damals gebastelt.
mit 10000µF hat der schon bei schiebebetrieb geladen..

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Es gibt ja nicht nur den einen Dynamo, sondern unterschiedliche.

Meiner liefert zum Beispiel nur 1,3 Watt Nennleistung - für mich 
Überraschend, könnte aber auch längst der neue Standard sein, seit LED 
Beleuchtung Standard ist.

von Mikro 7. (mikro77)


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Welches Fabrikat ist das denn? Wie gemessen und bei welcher 
Geschwindigkeit?

von rio71 (Gast)


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hab nochmal in den unterlagen geguggt..
war schottky graetzbrücke --->  4700µF ---> L4941 ---> 4700µF ---> usb
heute würde ichs anders machen.. der LT4320 ist schon nen geiler 
scheißß.. :-)
und dazu evl. nen shuntregler ohne vorwiderstand oder irgendwas für 
kleinsten drop-out..
da kann man noch paar zehntel holen..

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan U. schrieb:

> Es gibt ja nicht nur den einen Dynamo, sondern unterschiedliche.
>
> Meiner liefert zum Beispiel nur 1,3 Watt Nennleistung

Der wäre dann aber in D nicht zugelassen und dürfte dann auch
kein Prüfzeichen tragen.

von Der Andere (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Der wäre dann aber in D nicht zugelassen und dürfte dann auch
> kein Prüfzeichen tragen.

Das ist im Moment sowiso ein Riesenproblem. Der gesetzgeber ist mal 
wieder träge ohne Ende und völlig mit der technischen Entwicklung (Leds) 
überfordert.
Nicht nur bei Fahrrädern. Siehe moderne KFZ Scheinwerfer. Früher war man 
froh für jedes Lumen an Licht, also gibts vom Gesetzgeber keine 
Beschränkung auf maximale Lichtleistung pro Raumwinkel. Wenn dir ein 
Auto mit modernem Licht entgegenkommt und über eine Kuppe oder auch nur 
eine Bodenwelle fährt und du genau in den Randbereich des Lichtkegels 
schaust bist du für 5 Sekunden völlig blind.

von Harald W. (wilhelms)


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Candid D. schrieb:

> liefern so maximal 2–2,5 W. Ich möchte eine Schaltung bauen, die eine
> möglichst hohe Leistung aus dem Dynamo zieht (Effizienz ist erstmal
> zweitrangig).

Dann wäre es das einfachste, wenn Du einen 12V/5W-Dynamo
nehmen würdest.

> Ich bin nun kein Experte was Elektrotechnik angeht,
> Da ich gerne eine Schaltung bauen würde, die sich auch von Anfängern
> leicht nachbauen lässt, kommt für mich das Selberbauen eines MPPTs oder
> sonstige komplizierte Schaltungen, die manche Leute so entworfen haben,
> nicht in Frage. Ich würde gerne was aus wenigen kaufbaren aber günstigen
> Teilen zusammenbauen, wenn das überhaupt möglich ist.

Ohne gute Kenntnsse in der Schaltungsentwicklung wird es Dir wohl
kaum gelingen, eine bessere Schaltung zu entwickeln, als die im
Netz reichlich vorhandenen Ladeschaltungen. Das von Dir excessiv
verwendete Wort "Impedanz" zeigt übrigens deutlich, das Du diesen
Begriff nicht kennst und falsch verstanden hast.

von Oberlajtnant (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Wenn dir ein
> Auto mit modernem Licht entgegenkommt und über eine Kuppe oder auch nur
> eine Bodenwelle fährt und du genau in den Randbereich des Lichtkegels
> schaust bist du für 5 Sekunden völlig blind.

Dafür gibt es ja die Begrenzungspfähle: Anhand der Zeit zwischen 2 
Schlägen gegen die rechte Fahrzeugseite kannst Du die Geschwindigkeit 
errechnen, ohne auf dem Tacho etwas erkennen zu müssen. Erfolgen die 
Schläge allerdings gegen die linke Fahrzeugseite, so ist vermehrt mit 
einem baldigen ganz großen Schlag zu rechnen.

Man sieht: Wo Licht ist, ist auch Schatten.

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Das ist im Moment sowiso ein Riesenproblem. Der gesetzgeber ist mal
> wieder träge ohne Ende und völlig mit der technischen Entwicklung (Leds)
> überfordert.

das lese ich aber anders:

http://fahrradbeleuchtung-info.de/vorschriften-fuer-fahrradbeleuchtung-durch-die-stvzo


Ein Dynamo ist seit der Änderung des §67 StVZO nicht mehr 
vorgeschrieben. Wird er allerdings verwendet, muss er mindestens eine 
Nennleistung von 3 W und eine Nennspannung von 6 V besitzen. In der 
Regel entsprechen verkaufte Dynamos diesen Anforderungen. Es gibt 
allerdings auch einige 2,4 W Nabendynamos, die strenggenommen in 
Deutschland nicht eingesetzt werden dürfen, auch wenn sie im Prinzip 
funktionieren und die volle Beleuchtungsstärke nur bei etwas höheren 
Geschwindigkeiten erreicht wird. Eine Ausnahme ist der SON delux, der 
trotz 2,4 W eine Sonderzulassung, aber nur mit dem Edelux-Scheinwerfer 
ebenfalls von SON besitzt.


es scheint also doch aktuelle Regelungen zu geben. Aber 1,3W kommt mir 
auch bei aktuellen LEDs doch sehr wenig vor. Das sind kaum 1W für den 
Scheinwerfer - ob man damit die geforderte Beleuchtung erreicht?

von Matthias L. (limbachnet)


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Stefan U. schrieb:
> Es gibt ja nicht nur den einen Dynamo, sondern unterschiedliche.

Stimmt. Ich habe hier oben
Beitrag "Re: Leistungsabgabe am Fahrraddynamo maximieren"

einen Shimano DH-3N30 gemeint. Und der verwendete Regler heißt natürlich 
PB137, da hatte ich einen Zahlendreher drin.

von Der Andere (Gast)


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Peter II schrieb:
> Das sind kaum 1W für den Scheinwerfer

Eine moderne 1W LED hat deutlich mehr Lichtabgabe als eine 2,5W 
Funzelbirne. Und auch mehr als eine 2.5W Halogen.

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Eine moderne 1W LED hat deutlich mehr Lichtabgabe als eine 2,5W
> Funzelbirne. Und auch mehr als eine 2.5W Halogen.

das bestreitet ja keiner, aber mit einer Funzelbirne sieht man ja 
nichts. Also will man ja mehr licht.

von Candid D. (cdauth)


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Harald W. schrieb:
> Dann wäre es das einfachste, wenn Du einen 12V/5W-Dynamo
> nehmen würdest.

Ich finde grade keinen solchen Nabendynamo zu kaufen, aber in meiner 
Erinnerung sind die auch übertrieben teuer, und ich müsste sie selber 
einspeichen.


Harald W. schrieb:
> Ohne gute Kenntnsse in der Schaltungsentwicklung wird es Dir wohl
> kaum gelingen, eine bessere Schaltung zu entwickeln, als die im
> Netz reichlich vorhandenen Ladeschaltungen. Das von Dir excessiv
> verwendete Wort "Impedanz" zeigt übrigens deutlich, das Du diesen
> Begriff nicht kennst und falsch verstanden hast.

Das stimmt. Von Impedanz hab ich tatsächlich vor ein paar Tagen das 
erste Mal gehört, und versuche bislang das als Widerstand im Ohmschen 
Gesetz zu verstehen. Hast du irgendwo einen Artikel, der verständlich 
erklärt, wie Impedanz eigentlich funktioniert?

Ich war auch nicht davon ausgegangen, dass ich mir eine komplette 
Schaltung selber entwerfen kann, sondern hatte gehofft, dass ich 
irgendeine billige existierende Schaltung (zum Beispiel ein MPPT-Modul 
von Ebay) mit wenigen Modifikationen benutzen kann.

Hat denn jemand eine Idee, ob es denn prinzipiell funktionieren könnte, 
einen billigen Solar-MPPT von Ebay mit einem Fahrraddynamo zu benutzen, 
und vor allem wie? Ohne Glättungskondensator scheint mir, als ob die 
ständig steigende und fallende Spannung den MPPT durcheinander bringt, 
und mit Glättungskondensator schwant mir, dass es auch nicht 
funktioniert, weil der geladene Kondensator ja selbst zur 
Spannungsquelle wird, und dann der MPPT vielleicht den MPP des 
Kondensators und nicht mehr des Dynamos einstellt?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefan U. schrieb:
> Es gibt ja nicht nur den einen Dynamo, sondern unterschiedliche.

Das ja.

> Meiner liefert zum Beispiel nur 1,3 Watt Nennleistung

Glaub ich nicht. Wer mißt, mißt Mist.

Ein gutes true-RMS Multimeter brauchst du da schon. Und es muß mit 
deutlich mehr als 50Hz zurecht kommen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Candid D. schrieb:
> Hat denn jemand eine Idee, ob es denn prinzipiell funktionieren könnte,
> einen billigen Solar-MPPT von Ebay mit einem Fahrraddynamo zu benutzen

Vergiß MPP mit dem Fahrraddynamo. Und billige Solar-MPPT gehen schon gar 
nicht, weil die a) auf die Charakteristik von Solarzellen zugeschnitten 
sind und gar keine echte MPP machen.

Lies lieber beim Forumslader. Die Leute da haben sehr viel 
experimentiert und gemessen und sehr ausführlich dokumentiert, wie sich 
bspw. Reihen-Kondensatoren auf die entnehmbare Leistung auswirken.

Das Prinzip ist dabei immer das gleiche: Gleichrichter, 
Spannungsbegrenzung, Akku zum "ernten" der Energie. Und dann die 
Verbraucher mit passendem Spannungswandler (im Idealfall Schaltregler) 
am Akku.

Als Akku ist alles brauchbar, was per CC/CV geladen werden kann und eine 
Spannungslage passend zu Dynamo und Wandler hat. Für übliche 6V Dynamos 
und Stepdown-Wandler also 2S oder 3S LiPo oder 8..12V Blei. Im Prinzip 
ergibt eine höhere Spannungslage am Akku mehr Leistung aus dem Dynamo, 
aber das hängt vom konkreten Dynamo und der Fahrgeschwindigkeit ab.

von Stephan (Gast)


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Matthias L. schrieb:
> Stephan schrieb:
>> Wenn das Gewicht nicht stört, kein Thema. Akku wird dann halt je nach
>> Dynamo erst ab 30km/h aufgeladen.
>
> Nein, das kann ich nicht bestätigen. Der Dynamo drückt auch schon bei
> gemächlicher Spazierfahrt (so ab 10 Km/h) schon Ladestrom über den
> Regler in den Akku. Ich hab's gemessen...

Hängt halt vom Dynamo ab. Und vmtl. mit Spannungsverdopplung 
(Low-Speed-Modus des Laders), was dann aber wieder die maximale Leistung 
reduziert.

Der Forumslader macht ja auch kein MPPT sondern ist nur ziemlich gut auf 
die Dynamokennlinie im gängigen Geschwindigkeitsbereich abgestimmt.
Mehr braucht man auch kaum. Die Leistung ist ja nicht umsonst sondern 
muss getreten werden.

Candid D. schrieb:
> Hat denn jemand eine Idee, ob es denn prinzipiell funktionieren könnte,
> einen billigen Solar-MPPT von Ebay mit einem Fahrraddynamo zu benutzen,
> und vor allem wie? Ohne Glättungskondensator scheint mir, als ob die
> ständig steigende und fallende Spannung den MPPT durcheinander bringt,
> und mit Glättungskondensator schwant mir, dass es auch nicht
> funktioniert, weil der geladene Kondensator ja selbst zur
> Spannungsquelle wird, und dann der MPPT vielleicht den MPP des
> Kondensators und nicht mehr des Dynamos einstellt?

Das wird dir kaum jemand beantworten können. Aus den Angaben bei 
einfachen Reglern lässt sich das in der Regel nicht schließen.
Außerdem muss der Regler auch noch die gleichgerichtete Leerlaufspannung 
bei Bergabfahrt vertragen.
Chancen sehe ich nahe Null.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Candid D. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Dann wäre es das einfachste, wenn Du einen 12V/5W-Dynamo
>> nehmen würdest.
>
> Ich finde grade keinen solchen Nabendynamo zu kaufen, aber in meiner
> Erinnerung sind die auch übertrieben teuer, und ich müsste sie selber
> einspeichen.

Die gibts auch nicht. Es gab mal Seitenläufer (Bumm) und einen 
Speichendynamo von Aufa.

Die billigste Lösung ist der abgespeckte alte Forumslader. Dort nur die 
langsame Fahrstufe verdrahten und als Akku 3 gleiche LiIon Zellen mit 
Schutz nehmen, entweder von alten Telefonen oder Kameras. Den Stepdown 
auf 5V kann man mit diesen lustigen SimpleSwitcher Platinen erledigen, 
die es für kleines Geld auf Ebay gibt. Notfalls 3,99 beim Pollin dafür 
hinlatzen (der hat auch passende Zellen).

von Wolfgang (Gast)


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Stephan schrieb:
> Zusätzlich wirst du für den Regler (alle Lader) die Spannung
> gleichrichten müssen, was erst mal 1,4V kostet.

Nicht, wenn man einen Gleichrichter mit Schottky-Dioden oder einen 
aktiven Gleichrichter mit MOSFETs verwendet.

Candid D. schrieb:
> Ich hab mir grad bei Conrad diesen hier gekauft, der angeblich nur 0,5 V
> Spannungsabfall hat:
> 
https://www.conrad.de/de/brueckengleichrichter-panjit-ts140s-microdip-40-v-1-a-einphasig-1304774.html
> Gemessen hab ichs noch nicht.

Für Schottky-Dioden klingt das vernünftig und wenn man's genauer wissen 
will, kann man auch erstmal die Fig. 4 im Datenblatt ansehen, bevor man 
die Messmimik nebst Klimakammer anschmeißt.

von U. B. (pasewalker)


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> Leistungsabgabe am Fahrraddynamo maximieren

Näherungsweise hat der Fahrraddynamo eine Innenreaktanz aus einem 
(ohmschen) Widerstand und einer (Streu-)Induktivität.

Maximale Wirkleistungsabgabe wird erreicht, indem man die Induktivität 
mit einer passenden Kapazität kompensiert.
Eine solche optimale Kompensation passt daher nur für eine einzige 
Frequenz bzw. Geschwindigkeit.

von Peter II (Gast)


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U. B. schrieb:
> Eine solche optimale Kompensation passt daher nur für eine einzige
> Frequenz bzw. Geschwindigkeit.

mit Elektronik kann man auch Kapazitäten simulieren und damit sich an 
jeden Frequenz anpassen.

von Joachim B. (jar)


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Peter II schrieb:
> mit Elektronik kann man auch Kapazitäten simulieren und damit sich an
> jeden Frequenz anpassen.

was für ein Satz, klar kann ich virtuelle Kapazitäten erzeugen mit 
Halbleiter, aber welcher Halbleiter liefert dir Echte Ladung über 
Stunden?

von Peter II (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> was für ein Satz, klar kann ich virtuelle Kapazitäten erzeugen mit
> Halbleiter, aber welcher Halbleiter liefert dir Echte Ladung über
> Stunden?

ja, irgendwo muss sein Energiespeicher schon hin.

von Joachim B. (jar)


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zurück zum Topic

ich finde den Forumslader ja nett aber nicht genial und etwas 
überteuert, aber nun gut.

Ich dachte auch öfter mal darüber nach selber was zu bauen, mein 
Nabenynamo erreicht ohne Last bis 20V und mit Verdopplerschaltung sogar 
40V und da dachte ich an µC der immer die optimale Schaltung wählt für 
größtmögliche Leistung, denn per stepdown wird ja der Eingangsstrom 
kleiner je höher die Eingangsspannung ist.

Mein BUM IQfly senso gefällt mir auch nur was mir stinkt ist das dort 
alle Spannung über 6V per Dioden vernichtet wird, Spinnerei, aber den 
öffnen und evtl. die Dichtheit zu gefährden, dazu war er zu teuer.

Notbehelf, Einweggleichrichtung 1 Halbwelle bekommt der IQfly eine 
Halbwelle der USB Teil, reicht aber leider nicht, meine Geräte saugen 
mehr leer als geladen wird, vor allen in Pausen weil ich ja kein 
Rennradler bin.

von U. B. (pasewalker)


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> mein Nabenynamo erreicht ohne Last bis 20V

Schneller treten!     Bzw. auf E-bike aufrüsten.   ;-)

von Peter II (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> da dachte ich an µC der immer die optimale Schaltung wählt für
> größtmögliche Leistung, denn per stepdown wird ja der Eingangsstrom
> kleiner je höher die Eingangsspannung ist.

Es gibt aber das Henne-Ei Problem. Regelt man den Ausgang oder versucht 
man das Maximum aus der Quelle zu holen. Beides geht nur mit einen 
Speicher.

Der Teil der das Maximum aus dem Dynamo holt - lädt einen Akku. Damit 
ist sichergestellt das er seine Energie aus los wird.

Der Teil die die USB bereitstellt, muss sich am Verbraucher orientieren, 
er muss den Strom liefert den der Verbraucher will.

Dann müsste man zwischen den beiden Teilen eine Kommunikation machen, 
damit sinnlos Energie vom Dynamo gezogen wird, obwohl kein Verbraucher 
vorhanden ist.

Die üblichen Solar MPP ziehen das Maximum aus der PV-Zelle weil sie 
wissen. sie bekommen ihre Energie los.

von Matthias L. (limbachnet)


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Joachim B. schrieb:
> ich finde den Forumslader ja nett aber nicht genial und etwas
> überteuert, aber nun gut.

Wie, teuer? Was ist denn daran teuer?

Joachim B. schrieb:
> Mein BUM IQfly senso gefällt mir auch nur was mir stinkt ist das dort
> alle Spannung über 6V per Dioden vernichtet wird, Spinnerei, aber den
> öffnen und evtl. die Dichtheit zu gefährden, dazu war er zu teuer.

Ich hab' auch den IQFly, aber ohne senso. Ich betreibe den an 7,2V=, da 
ist er minimal dunkler als direkt am Dynamo, zieht aber keine reine 
Heizleistung. Schau doch mal, ob der Senso das auch kann, dann wäre eine 
Akku-Speicherlösung vielleicht auch für dich geeignet?

von Joachim B. (jar)


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Matthias L. schrieb:
> dann wäre eine
> Akku-Speicherlösung vielleicht auch für dich geeignet?

möglicherweise, ich muss mich damit noch mal beschäftigen, hatte nur 
gerade eine 8 Jahre Bikepause eingelegt, brauche erst mal neue Mäntel 
und muss mein Rad abstauben.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Joachim B. schrieb:

> Mein BUM IQfly senso gefällt mir auch nur was mir stinkt ist das dort
> alle Spannung über 6V per Dioden vernichtet wird, Spinnerei, aber den
> öffnen und evtl. die Dichtheit zu gefährden, dazu war er zu teuer.

Der hat einfach nur einen 2:1 Stepdown drin. Wenn du die 
Begrenzungsdioden rausmachst und das Tastverhältnis änderst kannst du 
deutlich mehr Strom auf die LED geben.

von Stephan (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Peter II schrieb:
>> mit Elektronik kann man auch Kapazitäten simulieren und damit sich an
>> jeden Frequenz anpassen.

Die Elektronik braucht dafür aber Energie. Taugt für 
was-wäre-wenn-Experimente. Implementiert werden muss das ganze dann mit 
echten geschalteten Kapazitäten.

von Peter II (Gast)


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Stephan schrieb:
> Implementiert werden muss das ganze dann mit
> echten geschalteten Kapazitäten.

sicher? In Welchselrichtern werde auch keine Kapazitäten geschaltet, und 
sie können sich Induktiv oder Kapazitiv verhalten.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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>> Meiner liefert zum Beispiel nur 1,3 Watt Nennleistung
> Welches Fabrikat ist das denn?

Steht nicht drauf, das Fahrrad ist von der Marke Pegasus.

> Wie gemessen und bei welcher Geschwindigkeit?

Ich habe das nicht gemessen, sondern vom Label abgelesen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Schaut mal, wegen dem "schwachen" Dynamo:

http://fahrradbeleuchtung-info.de/marktuebersicht-led-fahrradscheinwerfer-fuer-nabendynamos

Da ist eine Lampe mit "Gedacht für den Betrieb an 1,5-Watt-Nabendynamos" 
kommentiert.

Bei einer anderen lampe heisst es "Beleuchtungsstärke: 20 Lux (lt. 
Aussage des Herstellers an 1,5W Dynamo"

Und auf der Seite 
https://fahrradzukunft.de/14/neue-nabendynamos-im-test/ aus dem Jahr 
2012 steht:

"In den vergangenen Jahren wurde in Deutschland im relativ Verborgenen 
an einer Fahrrad-Beleuchtungs-Norm und potentiellen Erweiterungen für 
die StVZO gearbeitet. Dabei wurde nach einer Möglichkeit gesucht, den 
technischen Fortschritt, den Leuchtdioden als effizientere Leuchtmittel 
bieten, dafür zu nutzen, leichtere und leichtgängigere Dynamos zu 
ermöglichen. Der Vorschlag war eine 1,5-Watt-Norm als Alternative zum 
aktuellen 3-Watt-Standard. "

Ich habe eine ganze Menge Nabendynamos ergoogelt - auch von 
Markenfirmen. Zum Beispiel 
https://www.kurbelix.de/Shimano-Nabendynamo-Alivio-DH-T74000-1N-fuer-Felgenbremse-schwarz?pk_campaign=2013&gclid=CKW68YKnn9QCFQ-3Gwod3QkPNQ


Also das mit den gesetzlich vorgeschriebenen 3W stimmt wohl nicht mehr.

: Bearbeitet durch User
von Mikro 7. (mikro77)


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Stefan U. schrieb:
> Also das mit den gesetzlich vorgeschriebenen 3W stimmt wohl nicht mehr.

Ich sehe nicht, wieso das nicht mehr gelten sollte (§ 67 1 StVZO).

http://www.gesetze-im-internet.de/stvzo_2012/__67.html

Scheinbar wird das Prüfzeichen aber auch bei Abweichung vergeben. (Mir 
ist allerdings nicht klar, auf welcher Grundlage.)

Letztendlich ist das alles Banane. Die Novellierung aus 2013 war mehr 
als überfällig, ist aber immer noch in Teilen sinnfrei: Batterielicht 
muss 6V haben vs. Akkubeleuchtung kann machen was sie will vs. 
Lichmtaschine muss 3W liefern.

von Manfred (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Wenn dir ein
> Auto mit modernem Licht entgegenkommt und über eine Kuppe oder auch nur
> eine Bodenwelle fährt und du genau in den Randbereich des Lichtkegels
> schaust bist du für 5 Sekunden völlig blind.
Dummfug. Seit etwa 14 Jahren habe ich am Privat-PKW keine Kerzen oder 
Karbidlampen mehr, sondern Xenonlicht. Wenn mich jemand blendet, sind 
das überwiegend alte Karren.

Peter II schrieb:
> Also will man ja mehr licht.
Genau, die, wo ich als Autofahrer dann direkt mein Fernlicht hochreißen 
muß, weil der illegale Hochleistungsplunder blendet.

von Oberlajtnant (Gast)


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Manfred schrieb:
> Seit etwa 14 Jahren habe ich am Privat-PKW keine Kerzen oder
> Karbidlampen mehr, sondern Xenonlicht. Wenn mich jemand blendet, sind
> das überwiegend alte Karren.

Vom Fahrersitz DEINER Karre aus blenden Dich DEINE Scheinwerfer nicht, 
das ist richtig.

von Manfred (Gast)


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Oberlajtnant schrieb:
> Vom Fahrersitz DEINER Karre aus blenden Dich DEINE Scheinwerfer nicht,
> das ist richtig.
Vom Fahrersitz meiner Karre blenden mich auch andere Fahrzeuge nicht, 
wenn sie in Ordnung sind.

von Stephan (Gast)


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Peter II schrieb:
> Stephan schrieb:
>> Implementiert werden muss das ganze dann mit
>> echten geschalteten Kapazitäten.
>
> sicher? In Welchselrichtern werde auch keine Kapazitäten geschaltet, und
> sie können sich Induktiv oder Kapazitiv verhalten.

Ich dachte an einen Drop-In-Ersatz für den Kondensator im Forumslader. 
Sprich Gyrator.

Natürlich kann man auch mit PFC-Konzepten ein kapazitives Verhalten 
hinbekommen. Anders als im eher starren Netz ist aber z.B. die aktuelle 
Generator-Leerlauf-Spannung nicht messbar. Da braucht es Testreihen um 
zu einer geeigneten Steuerung zu kommen.
Mit dem Kenntnisstand des TE geht das nicht zusammen. Mit dem Budget 
auch nicht.

Man kann aus dem Dynamo sicher mehr rausholen als mit dem Forumslader. 
Ob das praktisch irgendeinen Nutzen bringt ist ne andere Sache. Man muss 
die Leistung ja immer noch treten.

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