Forum: Fahrzeugelektronik AD DC Konverter am Nabendynamo


von Tom W. (limpbiz)


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Liebes Forum,

ich suche einen einfachen AC/DC Konverter, um mit dem Fahrrad-"Bordnetz" 
ein CR2032 Gerät zu betreiben (also die Batterie ersetzen) - es ist nur 
ein kleines Bluetooth-BLE-Gerät, das im Betrieb wohl weniger als 1mA 
zieht, wahrscheinlich eher im uA Bereich. Puffer für ein paar Sekunden 
wäre nice, mehr braucht es nicht und soll auch nicht.

Hat da jemand eine passende Schaltung für mich? HT7330 mit 
Brückengleichrichter am Eingang und Elko zur Glättung wäre mein Ansatz. 
Dann braucht es aber sicherlich noch irgendwie irgendwo eine Z-Diode, 
damit zu hohe Spannungen nicht den Linearregler erschrecken?

Wie genau muss ich dimensionieren und verdrahten?

Vielen Dank,
Tom
von Wastl (hartundweichware)


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Tom W. schrieb:
> es ist nur ein kleines Bluetooth-BLE-Gerät

.... und es ist streng geheim.

Tom W. schrieb:
> das im Betrieb wohl weniger als 1mA zieht

Bei Bluetooth eher unwahrscheinlich.
von H. H. (hhinz)


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Tom W. schrieb:
> Fahrrad-"Bordnetz"

Da gibts viele verschiedene.
von Nick (b620ys)


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Brückengleichrichter Kondensator, Spannungsregler, Kondensator. Brauchts 
dazu einen Schaltplan mit Fritzing?

Und nicht zu schnell fahren, denn ohne Schutzeinrichtung (je nach 
Nabendynamo) können da locker über 50 V ankommen.
von Michael B. (laberkopp)


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Der Konverter nennt sich Brückengleichrichter, und damit 3V rauskommen 
könnte eine weisse LED helfen.

Allerdings donnert ein Dynamo da 500mA rein, etwas heftig wenn man nur 
1mA braucht.
1
        +-----+
2
   +----|~   +|---+------+---o +
3
   |    |     |   |      |
4
Dynamo  |MB4F | 100uF   LED   3V
5
   |    |     |   |      |
6
   +----|~   -|---+------+---o -
7
        +-----+
https://www.mouser.de/ProductDetail/Rectron/MB4F

https://www.ebay.de/itm/370738873775

Du hast also gleichzeitig auch 3W  Licht.

Die Idee "ich brauch aber nur 1mA, muss ich wirklich für 500mA extra 
treten" fuhrt zum Problem des Dynamos: er ist eine Stromquelle: wenn er 
nicht abgeschaltet aka kurzgeschlossen ist fliessen immer 500mA, lässt 
du die Anschlüsse offen dann fliessen die eben intern ab. Du musst also 
immer fur 500mA treten auch wenn du nur 1mA brauchst.

Nimm besser eine Batterie, die darf ja auch grösser als CR2032 sein wenn 
du sowieso Kabel raus führst aus deinem BLE.

https://www.akkushop.de/saft-ls14500cnr-lithium-batterie-mit-u-form-loetfahnen/

hält wohl 10 Jahre.
von Tom W. (limpbiz)


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Nein, das war soweit ja klar. Mir geht es genau um die 
Schutzeinrichtung, denn der HT7330 wird es sonst nicht so lange 
überleben.
von Tom W. (limpbiz)


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ist klar, aber das Ding soll ja im Stand nicht senden. Es ist ein 
IBeacon, mit dem ich meinen Standort feststellen kann.
von Michael B. (laberkopp)


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von Nick (b620ys)


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Michael B. schrieb:
> wenn er
> nicht abgeschaltet aka kurzgeschlossen ist fliessen immer 500mA, lässt
> du die Anschlüsse offen dann fliessen die eben intern ab.

Witzige Theorie!
von Peter M. (r2d3)


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Hallo Michael B.,

Michael B. schrieb:
> Die Idee "ich brauch aber nur 1mA, muss ich wirklich für 500mA extra
> treten" fuhrt zum Problem des Dynamos: er ist eine Stromquelle: wenn er
> nicht abgeschaltet aka kurzgeschlossen ist fliessen immer 500mA, lässt
> du die Anschlüsse offen dann fliessen die eben intern ab. Du musst also
> immer fur 500mA treten auch wenn du nur 1mA brauchst.

Wenn ich eine Leitung meines Nabendynamos per Schalter öffne, wo fließen 
denn da 500 mA?
Im Naebndynamo selber? Hast Du dafür eine erklärende Schaltung?
Ich versteh's leider nicht.

Hallo Tom W.,

Spannungsbegrenzungen in allen Formen und Farben gibt es hier erklärt:

https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm
von H. H. (hhinz)


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Michael B. schrieb:
> Problem des Dynamos: er ist eine Stromquelle:

Aber keine ideale.

Die Beschreibung als Stromquelle taugt nur für einen Teil seines 
Arbeitsbereichs.
von Michael B. (laberkopp)


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Peter M. schrieb:
> Hast Du dafür eine erklärende Schaltung?
> Ich versteh's leider nicht

https://fahrradzukunft.de/1/wirkungsweise-fahrradlichtmaschinen
von Udo S. (urschmitt)


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Peter M. schrieb:
> Wenn ich eine Leitung meines Nabendynamos per Schalter öffne, wo fließen
> denn da 500 mA?

Manche Nabendynamos werden m.W. mit dem Schalter kurzgeschlossen um die 
Beleuchtung auszuschalten.
von Michael L. (nanu)


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Udo S. schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> Wenn ich eine Leitung meines Nabendynamos per Schalter öffne, wo fließen
>> denn da 500 mA?
>
> Manche Nabendynamos werden m.W. mit dem Schalter kurzgeschlossen um die
> Beleuchtung auszuschalten.

Ob man einen Nabendynamo besser kurzschließt oder unterbricht, um 
Leerlaufverluste möglichst gering zu halten, hängt vom Modell ab und 
Geschwindigkeit ab.
von Nick (b620ys)


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Ob man sich über einen kurzgeschlossenen Dynamo überhaupt groß Gedanken 
machen soll/will, hängt von einem selber ab:
https://fahrradbeleuchtung-info.de/wirkungsgrad-und-leerlaufverluste-von-nabendynamos
"Der SON 28 hat bei ausgeschaltetem Licht Leerlaufverluste von ca. 0,7 W 
bei 20 km/h und 1,4 W bei 30 km/h. Der deutlich billigere Shimano 
DH-3N80 dagegen 1,5 und 2,6 W. Bei 20 hm/h verliert man mit diesem also 
0,7 W Antriebsleistung und 1,2 W bei 30 km/h. Wie viel langsamer wird 
man dadurch?

Fährt man mit dem SON 28 20 km/h, erreicht man mit dem DH-3N80 nur 19,9 
km/h. Bei 30 km/h ist der Geschwindigkeitsverlust ebenso groß (zwar ist 
dort der Verlustunterschied größer, aber das Mehr an Leistung was man 
für höhere Geschwindigkeiten aufgrund des überproportional zunehmenden 
Luftwiderstandes braucht auch)."

Lieber eine anliegende Radlerjacke statt einem schicken Flatterteil von 
Jack Wolfskin.
Bei meinem Arbeitsweg macht die Jacke 5 km/h Spitzengeschwindigkeit aus. 
45 -> 50 km/h
von Otto K. (opto_pussy)


Angehängte Dateien:

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Der TO braucht für seine 1mA Bluetoothgeschichte eine praktikable 
Lösung. Hier mein ausgearbeiteter und durchdachter Schaltplan. Ich denke 
der ist mir recht töffte gelungen.

Die beiden 10 Volt 1,3 Watt Z-Dioden am Eingang schneiden schon mal die 
hohen Wechselspannungsspitzen bei 10,7V ab.

Selbst wenn der Goldcapkondensator C2 beim Einschalten des Dynamos noch 
leer ist, kann an dem 100 Ohm Widerstand R1 die ganze mühsam erzeugte 
Spannung temporär dran abfallen, so dass der Darlingtontransistor sofort 
Spannung zur Verfügung hat, die er sofort für die Bluetoothapparatur auf 
3,3 Volt stabilisieren kann.

Wenn man nicht mehr in die Pedale tritt, weil man z.B. an einer roten 
Ampel steht, dann kann der Goldcap über die Diode, die den 100R 
Widerstand R1 überbrückt, weiterhin bequem Spannung für den BC517 zum 
Stabilisieren Verfügung stellen.

Wichtig ist, dass der 10V Goldcap mit einer höheren Spannung aufgeladen 
wird (ca. 9V), als die stabilisierte Ausgangsspannung von 3,3V hoch ist, 
damit der Darlingtontransistor möglichst lange davon zum Stabilisieren 
zehren kann.
von H. H. (hhinz)


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Otto K. schrieb:
> Hier mein ausgearbeiteter und durchdachter Schaltplan.

Ahnungslos!
von Otto K. (opto_pussy)


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H. H. schrieb:
> Ahnungslos!

Wieso DAS denn? Wo ist denn DEIN Schaltplan?
von H. H. (hhinz)


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von Otto K. (opto_pussy)


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Klar, Batterien sind natürlich auch eine Möglichkeit. Das wäre am 
einfachsten und sichersten, aber wenn man schon die ganze Zeit einen 
Nabendynamo mitlaufen hat, dann ist das natürlich verlockend, den auch 
für die Verbraucher am Fahrradlenker zu nutzen.

Ich könnte meine Schaltung auch noch mal ändern und statt des 1 Farad 
Goldkondensators eine 3,7 Volt Lithium-Ionen Batterie dazu basteln. Die 
müsste dann allerdings hinter dem Transistor sitzen. Dazu kann ich mir 
gleich auch noch mal eine passende Schaltung ausdenken und später hier 
präsentieren.
von Nick (b620ys)


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Otto K. schrieb:
> Ich könnte meine Schaltung auch noch mal ändern und statt des 1 Farad
> Goldkondensators eine 3,7 Volt Lithium-Ionen Batterie dazu basteln.

Kannst du dir sparen:

Tom W. schrieb:
> Puffer für ein paar Sekunden
> wäre nice, mehr braucht es nicht und soll *auch* nicht.
von H. H. (hhinz)


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Otto K. schrieb:
> aber wenn man schon die ganze Zeit einen
> Nabendynamo mitlaufen hat, dann ist das natürlich verlockend, den auch
> für die Verbraucher am Fahrradlenker zu nutzen.

Aber sicher nicht mit deiner Murksschaltung.
von Otto K. (opto_pussy)


Angehängte Dateien:

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H. H. schrieb:
> Aber sicher nicht mit deiner Murksschaltung.

Okay, dann eben mit dieser LiIon-Akkuladeschaltung.

Auch wenn der TO behauptet, dass nur eine Pufferzeit von ein paar 
Sekunden genügen und nice wäre, aber wenn er mal auf dem Campingplatz 
verweilt, dann kann er sein Bluetoothgerät auch bequem im Stand 
einschalten und muss nicht immer mit dem Fahrrad auf der Wiese im Kreis 
fahren, nur um sein Bluetoothgerät nutzen zu können.
von H. H. (hhinz)


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Otto K. schrieb:
> Okay, dann eben mit dieser LiIon-Akkuladeschaltung.

Es wird immer schlimmer!
von Otto K. (opto_pussy)


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H. H. schrieb:
> Es wird immer schlimmer!

Ey, wieso DAS denn jetzt schon wieder?

Wie ich schon sagte, Batterien sind gut und schön, aber der Narben 
Dynamo knattert ja sowieso schon ständig während der Fahrt mit. Also 
warum dann nicht auch zur Stromerzeugung nutzen?
von Nick (b620ys)


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Otto K. schrieb:
> der Narben Dynamo

Aua!
von Michael B. (laberkopp)


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Otto K. schrieb:
> Okay, dann eben mit dieser LiIon-Akkuladeschaltung.

Wir gehen natürlich davon aus, dass dein LiIon Alku ein Schutz-PCB gegen 
Über- und Tiefentladung hat.

Bloss wie geht die Schaltung damit um wenn sich der Alku abtrennt ?
Wie soll der Verbraucher die zwischen 4.2 und 1.8V schwankende Spannung 
verkraften ?

Warum nutzt die Schaltung nicht was seit 1980 erfunden wurde (abgesehen 
jetzt vom Akku), obwohl modernere Bauteile ja vielleicht tatsächlich was 
nuzliches draus machen könnten ?
von Otto K. (opto_pussy)


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Nick schrieb:
> Aua!

Ich meinte natürlich Nabendynamo (der tut nicht ganz so weh und 
hinterlässt beim Fahren keine Narben an der Wade). 🙂

Michael B. schrieb:
> Wir gehen natürlich davon aus, dass dein LiIon Alku ein Schutz-PCB gegen
> Über- und Tiefentladung hat.

Gegen Überladung schützt die 5V1 Z-Diode, so dass die Ladeendspannung am 
Akku nicht größer als 3,7 Volt werden kann. Gegen Tiefentladung hilft 
die hoffentlich vorhandene Low-Batt-Anzeige an dem Bluetoothgerät.

Michael B. schrieb:
> Warum nutzt die Schaltung nicht was seit 1980 erfunden wurde?

Was wurde denn 1980 erfunden?
von Mario M. (thelonging)


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Otto K. schrieb:
> Ey, wieso DAS denn jetzt schon wieder?

Hoëcker, sie sind raus! 😂
von Otto K. (opto_pussy)


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Mario M. schrieb:
> Hoëcker, sie sind raus! 😂

Stimmt! Jetzt wo du es sagst, erinnere mich wieder. Das lief glaube ich 
damals auf ProSieben in der Sendung Switch mit Bernhard Honecker.
von J. T. (chaoskind)


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Otto K. schrieb:
> Honecker.

Honecker war noch andrer.
von Soul E. (soul_eye)


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H. H. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Problem des Dynamos: er ist eine Stromquelle:
>
> Aber keine ideale.
>
> Die Beschreibung als Stromquelle taugt nur für einen Teil seines
> Arbeitsbereichs.

Das schöne ist, dass man die beiden Modelle nach Belieben ineinander 
umrechnen kann. Von daher ist es völlig egal, ob man den Generator als 
Stromquelle oder als Spannungsquelle ansieht.
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