PDA an Fahrraddynamo

[Andreas Koch]

Hallo zusammen,

der letzte LED-Fahrradbeleuchtungs-Thread hat mich
auf eine Idee gebracht... Meinem tollen Navigations-PDA
lag netterweise eine Fahrradhalterung bei. Dummerweise
ist er mit einer Laufzeit ca 3 Stunden im GPS-Betrieb
nur sehr bedingt für anständige Radtouren geeignet.

Aufgeladen wird der kleine über USB, 12V-Autoladekabel
oder Netzteil mit 5V, 1A.
Der LiIo-Akku hat 3,7V und 1100mAh, davon ausgehend
müsste der Verbrauch (ab Akku) ja bei 1-2W liegen.

Folglich müsste er (anstelle der Beleuchtung) mit
meinem Shimano Nabendynamo gut versorgbar sein.

Die Led-Treiber auf
http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html
sehen ganz nett aus, allerdings gehen meine Kenntnisse
in Analogelektronik kaum über Nachbauen hinaus

Könnte man die obige Schaltungen einfach mit einem
Spannungsregler ergänzen oder steckt da mehr dahinter?

Am sichersten (das Ding ist zu teuer zum grillen) wäre
wohl eine Schaltung die 5V, 200-1000mA liefert und
ansonsten runterregelt bzw. ganz abschaltet...

Vorschläge?

 

[Dieter Wiedmann]

Andreas Koch schrieb:

http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html

Könnte man die obige Schaltungen einfach mit einem
Spannungsregler ergänzen oder steckt da mehr dahinter?

Ganz so einfach ists nicht, da muss noch ein Parallelregler dran, sonst
steigt die Spannung am 5V-Regler enorm an wenn der PDA keinen Strom
zieht.


Gruß Dieter

 

[Martin Laabs]

Hallo,

Andreas Koch <nospam@kochandreas.com> wrote:

Folglich müsste er (anstelle der Beleuchtung) mit
meinem Shimano Nabendynamo gut versorgbar sein.

Ich habe sowas schon seit gut einem Jahr im Kopf. Nur fehlt mir
bisher der Nabendynamo und Zeit das zu bauen. Ich stelle mir
einen Schaltregler vor, der das/den Dynamo in dem Arbeitspunkt
betreibt wo er maximale Leistung abgibt bzw. in einem
optimalen Wirkungsgrad arbeitet.
Maximale Leistung bei langsamer Fahrt und optimaler Wirkungsgrad
bzw. genau richtige Leistungabgabe bei höheren Geschwindigkeiten.
Problematisch ist aber die Bestimmung des Wirkungsgrades. Wie
dem auch sei: Der Strom läd einen LiPo Akku was dank einer
definierte Ladeenschlussspannung relativ leicht machbar sein sollte.
Zur Not muss man ihn gut isoliert etwas heizen. Damit wird dann
die Beleuchtung und evt. Zusatzverbraucher gespeist.

Wenn du Lust hast sowas zu bauen würde ich gerne mitarbeiten.
Nur habe ich gerade so viele Projekte die zeitnah gebaut werden
müssen, dass ich es sicher nicht vor nächstemn Herbst
schaffe.

Am sichersten (das Ding ist zu teuer zum grillen) wäre
wohl eine Schaltung die 5V, 200-1000mA liefert und
ansonsten runterregelt bzw. ganz abschaltet...

Ja. Nur kann es halt sein, dass dein PDA ständige Stromunterbrechungen
nicht besonders mag.

Tschüss
Martin L.

 

[Harald Wilhelms]

Martin Laabs schrieb:

Ich habe sowas schon seit gut einem Jahr im Kopf. Nur fehlt mir
bisher der Nabendynamo und Zeit das zu bauen. Ich stelle mir
einen Schaltregler vor, der das/den Dynamo in dem Arbeitspunkt
betreibt wo er maximale Leistung abgibt bzw. in einem
optimalen Wirkungsgrad arbeitet.

Da ein Fahrraddynamo eine recht gute Stromquelle(und keine
Spannungsquelle) darstellt, denke ich nicht, das Du soo, viel
an Wirkungsgrad herausholst. Wahrscheinlich reicht eine
Spannungsbegrenzung auf 4,2V parallel zum Akku völlig aus.
Der Ladestrom ist dann eben ganz einfach davon abhängig,
wie stark Du in die Pedale trittst. Schwieriger wird dann eher
ein Parallelbetrieb von Licht und PDA.

Wenn du Lust hast sowas zu bauen würde ich gerne mitarbeiten.
Nur habe ich gerade so viele Projekte die zeitnah gebaut werden
müssen, dass ich es sicher nicht vor nächstemn Herbst
schaffe.

Durch den von mir beschriebenen Aufbau wird das ganze eigentlich
recht einfach. Man muss sich nur ein paar Sicherheitsschaltungen
überlegen, da ein solcher Dynamo im Leerlauf durchaus 100V
liefern kann!

Am sichersten (das Ding ist zu teuer zum grillen) wäre
wohl eine Schaltung die 5V, 200-1000mA liefert und
ansonsten runterregelt bzw. ganz abschaltet...

Da sich der Ursprungsposter anscheinend nicht so gut mit
Elektronik auskennt, wäre ein 7805 da wohl die beste
Lösung. Plus eine Leistungs-Z-Diode zum Schutz am Eingang.

Ja. Nur kann es halt sein, dass dein PDA ständige Stromunterbrechungen
nicht besonders mag.

Das sollte wohl die eingebaute Batterie ausgleichen.
Gruss
Harald

 

[Martin]

Am Thu, 08 Dec 2005 19:57:10 +0100 schrieb Andreas Koch
<nospam@kochandreas.com>:

Hallo zusammen,

der letzte LED-Fahrradbeleuchtungs-Thread hat mich
auf eine Idee gebracht... Meinem tollen Navigations-PDA
lag netterweise eine Fahrradhalterung bei. Dummerweise
ist er mit einer Laufzeit ca 3 Stunden im GPS-Betrieb
nur sehr bedingt für anständige Radtouren geeignet.

Ist das der von Medion (vermutlich Baugleich mit Yakumo Delta)? Den ahb

ich auch.

Aufgeladen wird der kleine über USB, 12V-Autoladekabel
oder Netzteil mit 5V, 1A.
Der LiIo-Akku hat 3,7V und 1100mAh, davon ausgehend
müsste der Verbrauch (ab Akku) ja bei 1-2W liegen.

Am 5V Anschluß 300mA wenn der Akku voll ist, beim Laden bis zu 0,8A

Folglich müsste er (anstelle der Beleuchtung) mit
meinem Shimano Nabendynamo gut versorgbar sein.

Die Led-Treiber auf
http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html
sehen ganz nett aus, allerdings gehen meine Kenntnisse
in Analogelektronik kaum über Nachbauen hinaus

Könnte man die obige Schaltungen einfach mit einem
Spannungsregler ergänzen oder steckt da mehr dahinter?

Am sichersten (das Ding ist zu teuer zum grillen) wäre
wohl eine Schaltung die 5V, 200-1000mA liefert und
ansonsten runterregelt bzw. ganz abschaltet...

Was meinst du mit 200-1000mA? Was soll sie unter 200mA machen? Stromquelle

- die Spannung wird erhöht bis die 200mA fliessen -schlecht, das könnten
dann auch 100e von Volt sein.
Was du brauchst ist eine 5B Quelle, die min. 1A liefern kann, darüber
sollte sie begrenzen, damit sie nicht zerstört wird.
Ich würde einen Brückengleichrichter, ev. aus Schottkydioden, machen,
Ladeelko und einen Low Drop 5V Regler nachschalten. Parallel dazu kommt
eine dicke Z-Diode von ca. 8V. Wenn der PDA keinen Strom braucht und das
Licht auch aus ist und daher weniger als 500mA abgenommen werden würde der
Dynamo sonst deutlich höhere Spannungen produzieren.
Ein Spannungsverdopplergleichrichter, wie bei einigen der LED-Treiber
Schaltungen ist hier falsch. Der reduziert den verfügbaren Strom auf die
Hälfte, die höhere Spannung brauchst du nicht.
Wenn du einen Schaltwandler oder DC/DC-Konverter mit weitbereichseingang
verwendest, dann kannst du ev. schneller laden, aber es wird deutlich
aufwendiger.
--
Martin

 

[Andreas Oehler]

Fri, 09 Dec 2005 16:37:47 +0100, Martin:

Am Thu, 08 Dec 2005 19:57:10 +0100 schrieb Andreas Koch
nospam@kochandreas.com>:

der letzte LED-Fahrradbeleuchtungs-Thread hat mich
auf eine Idee gebracht... Meinem tollen Navigations-PDA
lag netterweise eine Fahrradhalterung bei. Dummerweise
ist er mit einer Laufzeit ca 3 Stunden im GPS-Betrieb
nur sehr bedingt für anständige Radtouren geeignet.

Aufgeladen wird der kleine über USB, 12V-Autoladekabel
oder Netzteil mit 5V, 1A.

Die Nabendynamo-Spannung gleichzurichten auf 5 Volt zu begrenzen ist
trivial. Mehr als 600mA kommen aber aus dem Dynamo nicht raus.

Folglich müsste er (anstelle der Beleuchtung) mit
meinem Shimano Nabendynamo gut versorgbar sein.

Die Led-Treiber auf
http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html
sehen ganz nett aus, allerdings gehen meine Kenntnisse
in Analogelektronik kaum über Nachbauen hinaus

Könnte man die obige Schaltungen einfach mit einem
Spannungsregler ergänzen oder steckt da mehr dahinter?

Verlustreicher Unfug. Warum willst Du erst mittels Spannungsverdoppler
Spannung erhöhen (und Strom reduzieren) um die Spannung dann am
Linearregeler wieder zu verheizen?

Am sichersten (das Ding ist zu teuer zum grillen) wäre
wohl eine Schaltung die 5V, 200-1000mA liefert und
ansonsten runterregelt bzw. ganz abschaltet...

Brückengleichrichter, fetter (!) Kondensator, Parallelregeler für
reichlich 5.0 Volt - fertig. Als Parallelregeler würde eine 5 Volt 3 Watt
Zener-Diode bzw. spezielle Schutzdiode ausreichen. Wenn es einstellbar
sein soll: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm
So hast Du schon bei recht langsamer Fahrt 5 Volt, aber nie mehr als 600
mA.

Was meinst du mit 200-1000mA? Was soll sie unter 200mA machen? Stromquelle
- die Spannung wird erhöht bis die 200mA fliessen -schlecht, das könnten
dann auch 100e von Volt sein.
Was du brauchst ist eine 5B Quelle, die min. 1A liefern kann, darüber
sollte sie begrenzen, damit sie nicht zerstört wird.
Ich würde einen Brückengleichrichter, ev. aus Schottkydioden, machen,
Ladeelko und einen Low Drop 5V Regler nachschalten. Parallel dazu kommt
eine dicke Z-Diode von ca. 8V.

Unnötige Verluste und deutlich reduzierter Output bei langsamer Fahrt.

Andreas

 

[Andreas Koch]

Andreas Oehler wrote:

Aufgeladen wird der kleine über USB, 12V-Autoladekabel
oder Netzteil mit 5V, 1A.

Die Nabendynamo-Spannung gleichzurichten auf 5 Volt zu begrenzen ist
trivial. Mehr als 600mA kommen aber aus dem Dynamo nicht raus.

600mA sollte mehr sein als im laufenden Betrieb gebraucht wird.

Brückengleichrichter, fetter (!) Kondensator, Parallelregeler für
reichlich 5.0 Volt - fertig. Als Parallelregeler würde eine 5 Volt 3 Watt
Zener-Diode bzw. spezielle Schutzdiode ausreichen.

Ok, schauen wir mal...

B1 Brückengleichrichter : B40C1500 ist billig und sollte es tun
(bis 1.4 A Dauerstrom freistehend)

Z1 Zener-Diode mit 3 Watt? Die üblichen Verdächtigen haben nur 0,5 und
1,3W im Angebot.
Ich schätze 3 Stück 1,3W , 100v einfach parallel schalten geht nicht?

C1 Kondensator : Wie fett? Elko 4.700uF 100 Volt? 10.000uF 100 Volt?

Wie berechnet sich R1(Rv) bei variablem Ue ?

Also als Schaltbild stelle ich mir dann etwa vor:


B1
~------A C1
/ \ + /-||-\ R1
Dynamo /< >---+----+--###--+----o
Ue | \ / -
~---- V A Z1 PDA
| | Ua
\---------------------+----o
-

 

[Dieter Wiedmann]

Andreas Koch schrieb:

Also als Schaltbild stelle ich mir dann etwa vor:
[Bild wg Unsinn entfernt]

Machs so:

+-+--o---o---
A A | + |
Dyn. -+ | ### -
-(-+ --- Z PDA
A A | |
+-+--o---o---

created by Andy´s ASCII-Circuit v1.24.140803 Beta www.tech-chat.de

Für den Elko nimm 2200-4700uF, spannungsfest muss der nicht besonders
sein.


Gruß Dieter

 

[Michael Rübig]

Hi,

Z1 Zener-Diode mit 3 Watt? Die üblichen Verdächtigen haben nur 0,5 und
1,3W im Angebot.
Ich schätze 3 Stück 1,3W , 100v einfach parallel schalten geht nicht?
3 in Reihe geht aber.

Oder mit der Z-Dioden-Anode auf die Basis eines NPN-Leistungstranistors,
die Kathode an den Kollektor. Nun hast Du eine Leistungs-Z-Diode
zwischen Emitter und Kollektor, die ca. 0,7V mehr Flussspannung hat.

Michael

 

[Martin]

Am Sun, 11 Dec 2005 18:06:13 +0100 schrieb Michael Rübig
<michaely@bigfoot.de>:

Hi,
Z1 Zener-Diode mit 3 Watt? Die üblichen Verdächtigen haben nur 0,5 und
1,3W im Angebot.
Ich schätze 3 Stück 1,3W , 100v einfach parallel schalten geht nicht?
3 in Reihe geht aber.
Oder mit der Z-Dioden-Anode auf die Basis eines NPN-Leistungstranistors,
die Kathode an den Kollektor. Nun hast Du eine Leistungs-Z-Diode
zwischen Emitter und Kollektor, die ca. 0,7V mehr Flussspannung hat.

Aber die 100V sind ein Blödsinn. Mehr als 100V werden nicht entstehen,

also sind 100V Z-Dioden nutzlos. Je nach Spannungsregler reichen 6..8V
aus, mehr als 30V hält kein üblicher 5V Regler aus. Höhere Spannung
bedeutet auch mehr Generatorleistung, die vom Radfahrer aufgebracht werden
muß.

--
Martin

 

[Olaf Schultz]

Michael Rübig wrote:

Hi,
Z1 Zener-Diode mit 3 Watt? Die üblichen Verdächtigen haben nur 0,5 und
1,3W im Angebot.
Ich schätze 3 Stück 1,3W , 100v einfach parallel schalten geht nicht?
3 in Reihe geht aber.

Wozu? Willste den Nabendynamo als Walzendyamo betreiben?

Typische Nabendynamos liefern ca. 1 Vh/km im Leerlauf (TrueRMS mit einem
ganz ekelhaften Kurvenverlauf).

Und wenn selbst 20V-Zener 3W verwendet werden und die anfangen zu leiten und
die 500~mA fließen, dann viel Spaß mit dem Schnellwechselrevolver...


Olaf

 

[Andreas Koch]

Michael Rübig wrote:

Ich schätze 3 Stück 1,3W , 100v einfach parallel schalten geht nicht?

3 in Reihe geht aber.

Soweit ich das verstanden habe, dienen die Z-Dioden doch hier dazu,
ab einer gewissen Spannung + und - zu verbinden, wodurch die Spannung
der Konstantstromquelle sinkt.

Würden 3 Dioden in Reihe nicht auf die 3 fache Spannung regulieren?

 

[Andreas Koch]

Martin wrote:

Aber die 100V sind ein Blödsinn. Mehr als 100V werden nicht entstehen,
also sind 100V Z-Dioden nutzlos. Je nach Spannungsregler reichen 6..8V
aus, mehr als 30V hält kein üblicher 5V Regler aus. Höhere Spannung
bedeutet auch mehr Generatorleistung, die vom Radfahrer aufgebracht
werden muß.

Ahhh das ist die SCHALTSPANNUNG?
Dachte die schalten bei 5v und können maximal 100V Input ab ...
(100V erzeugt der Dynamo wohl ohne Last)

Ich glaube ich lass das besser und warte bis jemand eine
fertige Schaltung ins Netz stellt ;-)

 

[Martin]

Am Sun, 11 Dec 2005 21:04:39 +0100 schrieb Andreas Koch
<nospam@kochandreas.com>:

Martin wrote:

Aber die 100V sind ein Blödsinn. Mehr als 100V werden nicht entstehen,
also sind 100V Z-Dioden nutzlos. Je nach Spannungsregler reichen 6..8V
aus, mehr als 30V hält kein üblicher 5V Regler aus. Höhere Spannung
bedeutet auch mehr Generatorleistung, die vom Radfahrer aufgebracht
werden muß.

Ahhh das ist die SCHALTSPANNUNG?
Dachte die schalten bei 5v und können maximal 100V Input ab ...
(100V erzeugt der Dynamo wohl ohne Last)

Ich glaube ich lass das besser und warte bis jemand eine
fertige Schaltung ins Netz stellt ;-)

Was verstehst du unter Schaltspannung? Ein Linearregler hat eine

Ausgangsspannung - die sollte hier 5V betragen. Dann hat er einen
Eingangsspannungsbereich, Ein Low-Drop Regler braucht min. 0,5V mehr als
die Ausgangsspannung, ein 7805 braucht 3V mehr, also >=8V am Eingang. Über
einer gewissen Eingangsspannung wird er zerstört.

Jetzt verstehe ich erst deine "Schaltspannung" - du meinst die Z-Dioden.
Die haben keine Schaltspannung, sondern eine Durchbruchsspannung, das
bedeutet, wenn man eine Spannung anlegt, die höher als diese ist, dann
lassen sie soviel Strom fließen, das an den externen Widerständen die
Differenzspannung abfällt. Oder die Diode durch Überlast (Leistung, U*I)
zerstört wird. Der Generator treibt einen fixen Strom, je höher du die
Diodenspannung wählst, umso mehr Leistung liefert er. Diese kommt aber
deiner Last nicht zu gute, die braucht ja nicht mehr als 5V (6..8V vor dem
regler), sondern heizt nur Regler und Z-Diode. Daher möglichst niedere
Z-Spannung.
--
Martin

 

[Dieter Wiedmann]

Martin schrieb:

Der Generator treibt einen fixen Strom, je höher du die
Diodenspannung wählst, umso mehr Leistung liefert er. Diese kommt aber
deiner Last nicht zu gute, die braucht ja nicht mehr als 5V (6..8V vor dem
regler), sondern heizt nur Regler und Z-Diode. Daher möglichst niedere
Z-Spannung.

Und zwar 5,0V, den Längsregler kann man dann weglassen.


Gruß Dieter

 

[Andreas Oehler]

Sun, 11 Dec 2005 21:00:05 +0100, Andreas Koch:

Michael Rübig wrote:
Ich schätze 3 Stück 1,3W , 100v einfach parallel schalten geht nicht?

3 in Reihe geht aber.

Soweit ich das verstanden habe, dienen die Z-Dioden doch hier dazu,
ab einer gewissen Spannung + und - zu verbinden, wodurch die Spannung
der Konstantstromquelle sinkt.

Würden 3 Dioden in Reihe nicht auf die 3 fache Spannung regulieren?

Klar. Sinn der Sache ist doch, die im Falle des nicht angeschlossenen
Verbauchers die Leistung auf mehr als eine Z-Diode zu verteilen, um mit
1.3 Watt Typen auszukommen. Wenn Du also fünf Stück ZPY1V
hinternanderschaltest, kannst Du locker die maximal 600mA wegstecken -
eine ZPY5,1V kann das nicht. Allerdings dürfte die Kennlinie bei mehreren
in Reihe geschalteten Zenerdioden ziemlich "weich" werden.

Andreas

P.S. Kennt jemand ne Bezugsquelle für kleine Stückzahlen Zenerdiode
6.8Volt Bauform Melf (nicht Minimelf!)

 

[Andreas Koch]

Andreas Oehler wrote:

Klar. Sinn der Sache ist doch, die im Falle des nicht angeschlossenen
Verbauchers die Leistung auf mehr als eine Z-Diode zu verteilen, um mit
1.3 Watt Typen auszukommen.

Oh. Ich dachte Sinn der Sache wäre, bei angeschlossenem Verbraucher
durch Strom"ab"leitung die Spannung soweit zu senken daß sie zum
Verbraucher passt.

 

[Andreas Koch]

Dieter Wiedmann wrote:

Der Generator treibt einen fixen Strom, je höher du die
Diodenspannung wählst, umso mehr Leistung liefert er. Diese kommt aber
deiner Last nicht zu gute, die braucht ja nicht mehr als 5V (6..8V vor dem
regler), sondern heizt nur Regler und Z-Diode. Daher möglichst niedere
Z-Spannung.

Und zwar 5,0V, den Längsregler kann man dann weglassen.

Habe ich also doch richtig verstanden, daß die Diode mit
Durchbruchsspannung 5V aben die Spannung die der Verbraucher
abkriegt ohne weiteren Spannungsregler auf ebendiese 5V
begrenzt?
Irgendwie scheinen hier alle aneinander vorbei zu reden

 

[Dieter Wiedmann]

Andreas Oehler schrieb:

P.S. Kennt jemand ne Bezugsquelle für kleine Stückzahlen Zenerdiode
6.8Volt Bauform Melf (nicht Minimelf!)

Micromaster? Schau mal ob Segor noch Restbestände ZMY6,8 hat, letztes
Jahr gabs noch welche.


Gruß Dieter

 

[Martin]

Am Sun, 11 Dec 2005 22:47:49 +0100 schrieb Andreas Koch
<nospam@kochandreas.com>:

Andreas Oehler wrote:

Klar. Sinn der Sache ist doch, die im Falle des nicht angeschlossenen
Verbauchers die Leistung auf mehr als eine Z-Diode zu verteilen, um mit
1.3 Watt Typen auszukommen.

Oh. Ich dachte Sinn der Sache wäre, bei angeschlossenem Verbraucher
durch Strom"ab"leitung die Spannung soweit zu senken daß sie zum
Verbraucher passt.

Natürlich, aber wenn der Verbraucher zufällig gerade nicht angeschlossen
oder ausgeschaltet ist, dann sollen die Diode nicht abrauchen.

--
Martin