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Speedometer ohne KabelHallo zusammen, habe letztens ein Fahrrad gekauft und wollte mir dann einen Fahrradcomputer dazukaufen (ja ich weiß es gibt Smartphones und Apps ^^), habe es dann aber doch nicht getan weil mich das Kabel vom Sensor stört. Da kam mir der Gedanke selbst etwas zu bauen. Mit welchen Komponenten würdet ihr das angehen? Anforderungen:
Schon mal nach "Fahrradcomputer drahtlos" gesucht? 10€ https://www.ebay.de/itm/354578566557 Sonst kommt bald die nächste Frage, wie man einen Arduino aus dem Dynamo versorgt, am besten auch ohne Kabel :-) Man braucht natürlich die doppelte Anzahl an Batterien für die drahtlose Übertragung. Das ganze funktioniert aber problemlos.
Gast
#7375164
Das ganze Wetterfest und Vibrations-unempfindlich aufzubauen könnte ein langer Weg werden. Für Batteriebetrieb eignen sich von den Arduino Boards die "Pro Mini" Modelle. Die gibt es nicht mehr in Original, aber funktionierende Nachbauten sind noch zu haben. Kleine billige Displays findest du unter dem Namen SSD1306, größere wären sicher angenehmer. Zur Stromversorgung bieten sich LiPo Akkus und passende Laderegler mit TP4056 Chip an. Für die Drahtlose Kommunikation brauchst du Funkmodule. Die sind teilweise nicht einfach anzuwenden. Deswegen würde dir empfehlen, erstmal mit Kabel anzufangen und dann auf Funk umzurüsten. Tipp: Nimm erstmal keine Rücksicht auf Stromaufnahme und Miniaturisierung. Baue es groß auf, bis es zuverlässig funktioniert. Mache es danach kleiner und sparsamer. Behalte aber im Hinterkopf, dass delay() Aufrufe Strom vergeuden. Wenn du dein Programm von Anfang an so auslegst, das es nicht ständig in delay-Schleifen hängt, hast du für den nächsten Schritt (Sleep Modi nutzen) schon gut vorgesorgt.
Aha. Ich wäre ja mit dem Fahrrad auch mal gefahren. Immerhin war das Wetter mal schön.
Gar nicht.
Das wird ein heilloses Gebastel. Anfänger unterschätzen immer total den Aufwand, den es bereitet, Sensoren und Anzeige sicher, fest (aber u.U. abnehmbar) und resistent gegen Rüttelei und Schmutzwasser anzubringen. Aber sei es drum. Den Speedsensor (Radumdrehungen) baut man klassisch mit Speichenmagnet, Reedschalter und Kabel. Hat den Vorteil komplett passiv zu sein. Nachteil ist offensichtlich das Kabel, wobei man das problemlos an der Bremsleitung entlang führen kann. 2. Nachteil ist der Magnet, weil der einerseits nah am Sensor vorbei muß, andererseits aber nicht am Sensor hängen bleiben darf. Magnet und Sensor müssen also stabil befestigt sein. Wenn man das Kabel durch Elektronik substituiert, bleibt immer noch der Magnet. Deswegen baut man das schon seit etlichen Jahren nicht mehr so. Moderne Speedsensoren verwenden einen Beschleunigungsensor und sitzen auf der Nabe. Zur Übertragung verwenden sie ANT+ und (seltener) BTLE. Das läuft dann mit einer CR2032 immerhin fast ein Jahr (je nach Nutzung). Ist allerdings teuer [1] und das Funkprotokoll ist eklig zu decodieren. [1] z.B. https://www.bike24.de/p1330568.html Eine recht elegante Möglichkeit ist die Verwendung des Nabendynamos als Speedsensor. Dessen Frequenz ist nämlich ein konstantes Vielfaches (die Polzahl ist der Multiplikator) der Raddrehzahl. Das setzt allerdings vorraus, daß er tagsüber nicht abgeschaltet wird. Geht also nur mit besseren Modellen oder man nimmt den höheren Fahrwiderstand in Kauf. Alle diese Verfahren benötigen außerdem noch den Radumfang. Der ist nicht nur von der Felgengröße abhängig, sondern auch vom Reifen. Sogar vom Luftdruck, wenn man es genau nimmt. Deswegen stellt man den Radumfang auch nicht mehr manuell ein, sondern gleicht den kontinuierlich mit dem GPS ab. Natürlich nur, solange man GPS-Empfang hat. Der Speedsensor ist dann nur Zweitsensor, wenn das GPS mal keinen Empfang hat. Langer Rede, kurzer Sinn. Wenn das deine erste Fahrradtacho-Anwendung ist - nimm das Smartphone. Das hat GPS. Und BTLE oder sogar ANT+. Da kannst du auch weitere Sensoren drüber anschließen. Pulsgurt etwa oder einen Kadenzsensor (Pedalumdrehungen). Diese Sensoren sind ohnehin viel wichtiger als die Geschwindigkeit, die darüber hinaus ja aus dem GPS anfällt. Zweite Eskalationsstufe ist dann ein Fahrradtacho mit GPS. Das muß nicht gleich ein hundsteurer Garmin Edge sein. Es gibt auch preiswerte Geräte.
Gibts alles schon. Was soll der Quatsch also?
Damit bist sowieso lost. Für diese Anwenungen musst du alles ultra klein bauen. Da kann man keinen Arduino Quatsch brauchen. Lerne selber PCBs zu machen und deine Controller SELBST zu programmieren.
Gast
#7375248
Eben. https://www.amazon.de/Wahoo-RPM-Fahrrad-Geschwindigkeits-Trittfrequenzsensoren/dp/B0BBJC63L7 Funktioniert seit 1 Jahr tadellos.
Wie schaltest Du einen Nabendynamo aus?
Kurzschließen. Ist kontraintuitiv, aber ähnlich zu Solarzellen. Im Kurzschluß ist die Spannung == 0 ergo die Leistung == 0.
Müsste aber in diesem Fall der Dynamo nicht bremsen? Was dann auch den Unterschied zu PV zeigt. Da kann einem das nämlich egal sein.
Ja, die Bremse baut man dann am besten auch auf Drahtlos um. Und die Kette zum Antrieb sollte man vielleicht auch gleich auf draht- und gliedlos umstellen.
Es gibt Modelle, die man auskuppeln kann.
Das ist aber schon ein paar Tage her. Die heutigen laufen, zumindest alle mit bekannten, ständig mit.
Einfach offen lassen, dann erzeugt er Spannung bei Null Strom. Und da es der Strom ist, der den Dynamo bremst ist es deutlich sinnvoller, so zu verfahren. Als Test kannst du einfach Mal den ND in Schwung setzen und sehen wie lange er weiterläuft, mit a) offenen Anschlüssen, b) mit angeschlossener Lichtanlage und c) kurzgeschlossen.
Das hängt stark vom Modell ab. Google findet detaillierte Infos über Leerlaufverluste gängiger Nabendynamos bei offenen vs. kurzgeschlossenen Klemmen. Tendentiell aber geringer im Kurzschluss. Das Problem bei offenen Klemmen ist, daß die Spannung sehr stark ansteigen kann. Im Versuchsaufbau (hohe Geschwindigkeit) bis auf mehr als 100V. Manche Hersteller bauen deswegen Spannungsbegrenzer ein, was einfach nur 2 antiserielle Z-Dioden sind. Das pessimiert dann den Rollwiderstand im "Leerlauf". Weil der technisch gar keiner ist, sondern die Nennleistung des Dynamos in den Z-Dioden verheizt.
Dabei entstehen aber Spannungen über 100V. Wenn man dort also irgendwelche Netzteile z.B. zum Betrieb von Tachos anschliesst, die, nicht die vollen 500mA ziehen, kann es Probleme geben.
Dann muss dass ganze halt so verschaltet werden, dass es wirklich getrennt ist, wenn kein Leistungsbedarf da ist. Ist ja beim normalen Nabendynamolicht nicht anders, da ist getrennt oder nicht getrennt, aber nicht kurzgeschlossen. Wenn ich in der Werkstatt nen Nabendynamo mit Tempo X anschiebe und das Licht aus ist, läuft er 10Sekunden weiter. Mit Licht an aber nur 5. Die Rollwiderstandserhöhung ist also schon etwas mehr als nur minimal. Ist ja aber irgendwo auch klar, irgendwo muss die Energie ja herkommen.
Wie gesagt: manchmal geht das nicht. Oder die Verkabelung ist aufwendiger.
Was soll der Test denn sonst ergeben? Die Frage, ob der Dynamo mit offenen Klemmen oder kurzgeschlossen die geringeren Verluste hat, beantwortet dein Test jedenfalls nicht. Hier [1] hat jemand gemessen und kann mit Zahlen belegen(!) daß zumindest manche Nabendynamos im Kurzschluß weniger Verluste machen: "Reduzieren lassen sich die Verluste, indem man den Generator bei Tageslicht nicht mit offenem Stromkreis sondern kurzgeschlossen betreibt." [1] https://fahrradzukunft.de/1/labortest-nabendynamos Da sind viele Untersuchungen verlinkt. Und die Messungen sind auch wirklich solche und gehen weit über "in der Werkstatt anschieben und zählen, wie lange das Rad nachläuft" hinaus.
Gast
#7376069
Das klappt bei vielen Dynamos nicht, weil sie Zenerdiode (oder etwas ähnliches) zur Begrenzung der Spannung enthalten. Bei meinem alten Motorrad wurde der Generator kurzgeschlossen, wenn der Akku voll war.
Und vorhin wurd sich noch beschwert, das die Dinger mit der Spannung beliebig hochgehen, wenn die Drehzahl steigt.
Gast
#7376115
Kommt halt auf das Modell an. Es gibt welche mit und welche ohne Spannungsbegrenzung. Beide Varianten sind handelsüblich.
Bei Nabendynamos (für Fahrräder) nutzt man das gerne aus, um die entnehmbare Leistung zu erhöhen. Mit einem doppelt so großen Lastwiderstand kann man dann auch die doppelte Spannung und damit die doppelte Leistung entnehmen. Natürlich nur bei genügend hoher Geschwindigkeit. Und wenn der Dynamo keinen Überspannungsschutz hat. Steht alles unter dem Link, den ich gepostet habe. Bzw. davon verlinkte Seiten. Es ist auch nicht neu. Es existieren auch Anleitungen, wie man den Überspannungsschutz entfernen kann.
Da Nabendynamos vom Hersteller so ausgelegt werden, daß sie die Nennleistung von 3W schon bei mäßigen Geschwindigkeiten von 10..15km/h erreichen, ist dieses Problem geringer als es scheint. Nur für besagte 100V im Leerlauf braucht es unrealistisch hohe Geschwindigkeiten von 50km/h und mehr. Wobei man die bergab leicht erreicht. Ich hatte mal eine "Hausrunde" mit einem Berg, wo ich abwärts immer die 70km/h zu erreichen versucht habe. Und auf Lanzarote gibt es eine Abfahrt, wo ich mal 88km/h geschafft habe.
Hast du schon mal den Rollwiderstand mit und ohne Kurzschluss verglichen? Du musst zwischen Quellspannung und Klemmspannung unterscheiden. Die Differenz wird am Innenwiderstand in Wärme umgesetzt.
Wobei der Innenwiderstand von Sromquellen eher im Kiloohm-Bereich liegt und parallel zur Stromquelle geschaltet ist. Der Ruhezustand einer Stromquelle ist der Kurzschluss. Fahrraddynamos sind zwar keine idealen Stromquellen, aber verhalten sich meist ähnlich.
Ich nicht, aber andere haben das getan. Ein Link wurde schon genannt. Und Google (oder jede andere Suchmaschine) findet das auch.
Der Innenwiderstand ist größtenteils induktiv, nicht ohmsch. Da wird weit weniger verheizt als man annehmen würde. Ich sagte schon, daß es kontraintuitiv ist. Wenn es dich interessiert, dann lies die Originalquellen. Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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