Fahrrad Dynamo+Akku Lichtschaltung

Hallo!

Am 06.07.2024 um 16:40 schrieb Ulli Horlacher:

Der "Schaltplan" ist ziemlich gewöhnungsbedürftig.

Tja, nichts im Detail, aber grundlegendes:

Fahrad-Dynamos sind ungeregelte Generatoren. Deren Drehzahl, der Innenwiderstand der Wicklung, sowie eine exakt definierte Last bestimmen die Ausgangsspannung.

Wenn deine 4xAA ziemlich leer sind und ordentlich Ladestrom ziehen, mag deine Schaltung noch gut gehen. Werden sie aber voller und ziehen weniger Strom, hast du vom Dynamo deutlich mehr als 6V. Hast du dabei auch alle LED's aus kannst du locker vom 10-20fachen der Ausgangsspannung (60~120V) ausgehen.

Eine Ladeschaltung für Akkus, egal ob NiMH oder LiIon/LiPo braucht daher eine ziemlich spezielle Schaltung welche eine stabile Nennlast für den Dynamo darstellt, und gleichzeitig einen geregelten Ladestrom für deine NiMH als auch eine stabile Speisespannung für deine LED's erzeugt.

Also grob sowas wie ein Solarladeregler mit MPPT.

Dann scheinst du deine LED's über Vorwiderstände und Linearreglern betreiben zu wollen. Macht aber nur Sinn wenn die Spannungsregler und Shunts im Winter gleichzeitig eine Enteisungsfunktion haben sollen. Heute betreibt man solche Leistungs-LED's durchweg mit entsprechenden LED-Treibern. Also spezielle Schaltwandler-Chips welche den exakt definierten LED-Strom regulieren.

Also z.B. sowas hier:

Klar, weil neu :-)

Ist bekannt. Zudem sind sie Strom-begrenzt (ca 550 mA)

Nicht bei Fahrrad-typischen Geschwindigkeiten und schon gleich gar nicht, wenn ein Verbraucher dran haengt. Im Falle vom NiMH Akku sind das ca 5 V.

Ist nicht notwendig, da der Dynamo konstruktionsbedingt strombegrenzt ist Und NiMH mit C/10 dauerladefest sind. Den Li-Akku lade ich nicht mit dem Dynamo, das ist zu kritisch.

Mach ich schon seit 20 Jahren. Funktioniert problemlos.

Viel zu kompliziert, vor allem wenn ich unterschiedliche Stroeme haben will. Widerstaende sind einfacher und robuster.

Hallo!

Am 08.07.2024 um 23:12 schrieb Ulli Horlacher:

Eher weil ungewöhnlicher Stiel. Masseschine oben, dreibeinige Kästchen mit SR = Spannungsregler 3,4V die es so kaum von der Stange bekommt - da fehlen also Spannungsteiler für die Vref der offensichtlich einstellbaren Regler. Und vieles andere. Also das was du Schaltplan nennst ist eher ein Schlachtplan nach persönlichen Vorlieben.

Jawoll, und wenn deine randvollen NiMH bei 5,xV eben keine 200mA sondern nur noch 2mA ziehen...wie hoch wird dann die maximale Spannung?

Tja, also auf vier NiMH als Mignon würde ich mich nicht darauf verlassen wollen das die stehts als ausreichende Stromsenke dienen.

Ne, als ich vor knapp 30 Jahren abging an meinem damaligen Fahread rum zu basteln, landete zu aller erst hinter dem Brückengleichrichter ein Bleigel 6V/10Ah. Als Scheinwerfer hatte ich da einen PAR36 dran gebastelt.

Kurze Zeit (einige Monate) später fand ich das 6V-System blöd und baute alles auf 12V um.

Ich fürchte, sollte ich mir jemals noch mal ein Fahrad fertig machen, wäre der Dynamo das erste, und die Leuchten das zweite was ich entsorgen würde. Statt Bleiakkus würde ich heute ganz klar richtung 2P3S LiIon 18650'er tendieren. Das was du als heikel ansiehst ist mit heute verfügbaren Bauteilen problemlos und sicher realisierbar.

Tja, warum setzt man heute LED's ein? Den einen geht es um genauso viel Licht mit weniger Energie, oder eben deutlich mehr Licht bei annähernd gleicher Energie zu erhalten. Es geht also in beiden Fällen darum die Effizienz im Sinne des Wirkungsgrades der LED's zu nutzen.

Genau das ist der Grund weswegen man LED's im Leistungsbereich (>>30mA) eben nicht mehr mit Spannungsregler und Shunt betreibt. Denn der Strom den die LED zieht, beispielsweise 200mA, fließt sowohl durch den Shunt als auch dem Linearregler.

Beim Wirkungsgrad landet man dann wieder dort, wo die alten Glühbirnen lagen.

Wenn du meinst, das du lieber gerne übermäßig für den Dynamo trampeln willst, um unnötig erarbeitete Energie an Widerständen und Spannungsreglern in Wärme zu verbraten, dann mag das deine Vorliebe sein. Aber moderne Schaltungstrategien mit Schaltwandlern wäre so ziemlich der wichtigste Aspekt den ich anführen würde bei solchen Fahrad-Umbauten.

Jürgen

Am 08.07.2024 um 23:12 schrieb Ulli Horlacher:

Also aus der Abteilung "Kommentare dazu, Verbesserungsvorschlaege?" - interessieren mich aber nicht, weil ich eh schon ganz genau weiß, wie ich es hinpfuschen werde...

So wie deine Rechtschreibung? :-)

Hat sich halt so ergeben. Ist mir auch egal, ob Masse oben oder unten ist.

Gibts (einstellbar):

Nein, fehlt nicht. Funktioniert genau so. Hab ich schon getestet.

Absicht. Das wird kein kommerzielles Produkt, nur fuer meinen Eigengebrauch.

ca 5 V, weil NiMH keine interne Strombrenzung haben beim Laden.

Funktioniert, hab ich bereits getestet.

Hatte ich damals auch. Zu gross, zu schwer, zu ineffizient. NiMH ist da in jeder Hinsicht besser.

Die sind im Gegensatz zu NiMH-LSD nicht kaeltefest. Ich fahr auch noch bei bei -10 Grad.

Ich benutze das Fahrrad zum Fahren, nicht zum in-den-Keller-stellen, bis zu 300 km am Tag und IMMER mit Licht, aus Sicherheitsgruenden. Deshalb ist Dynamo PFLICHT, Lichtausfall kann ich mir nicht leisten, schon gleich gar nicht nachts. Deshalb Dynamo+Akku+LEDs

Der typische Sonntagnachmittag-Spazierradler braucht das eher nicht.

Das Zeitwichtigste hast du vergessen: Haltbarkeit. Klassische Fahrrad-Gluehbirnen haben eine mittlere Haltbarkeit von 80 Betriebsstunden. Ich muesste also einmal pro Monat das Leuchtmittel tauschen.

Bei geringerem Spannungsabstand Stromquelle zu Senke arbeiten Stromregler aber auch nicht effizienter. Da war ich schon.

Nein, Gluebirnen haben ca 15 lm/W, LEDs aktuell das 10-fache.

Ich merke keinerlei Unterschied im Fahrwiderstand ob ich den Dynamo aus oder an habe. Ein leicht flatterndes Trikot bremst da schon deutlich mehr. Bist du vielleicht noch auf dem Wissensstands von vor 30 Jahren als es nur schwergaengige und ineffiziente Seitenlaeufer-Dynamos gab? Ausserdem entsteht bei meiner Schaltung kaum Abwaerme. 90% des Dynamostroms gehen ins Licht und Ladung des Pufferakkus.

Ich habe keinen Schaltwandler gefunden, der effzient mit 5 V Input bei

Aber wenns so was gaebe, waer ich schon dran interessiert! Deshalb frag ich ja hier nach.

Bisher erbrachten die "Verbesserungsvorschlaege" leider keine Verbesserung. Was haettest du denn anzubieten?

Ich bin ja gerne neuen Ideen aufgeschlossen. Sie muessen halt nur eine Verbesserung darstellen und ich muss sie auch umsetzen koennen.

Am 09.07.2024 um 13:44 schrieb Ulli Horlacher:

Was soll das bringen? Deine Entscheidung ist doch schon gefallen...

Nein, wie kommst du da drauf? Sonst hette ich ja nicht gefragt.

Nein, das stimmt nicht. Wieso fragst Du eigentlich, wenn Du es doch besser zu wissen glaubst?

Der AL8861 z.B. kann genau dieses.

Dann müsstest Du Dir Deine Ignoranz ans Rad schmieren.

MfG hjs

Dann hier meine Vorschläge:

1. Lesbaren Schaltplan zeichnen
2. Laderegelung für die Akkus
3. Stromsteuerung für die LED

Wo und wieso stimmt dass nicht?

Scheint es nur als SMD Bauteil zu geben, schwiiierig zu loeten!

Wie komm ich zu dem "DC voltage signal or a PWM"? Dazu braucht es doch auch wieder eine aufwaendige extra Schaltung?

Am 09.07.2024 um 13:38 schrieb Ulli Horlacher:

Nein, Dein Akku ist ein Read-Only-Akku, der wird in der Schaltung gar nicht geladen.

Bernd

Was ist an meinem Schaltplan nicht lesbar?

Wozu? Mit dem geringen Strom vom Dynamo sind die NiMH nicht ueberfordert. In einem anderen Fahrrad hab ich 6xAA NiMH-LSD (seriell) am Dynamo ohne Reglung. Funktioniert seit vielen Jahren ohne Ausfall.

Eine Laderegelung (-dU) fuer NiMH funktioniert zudem nur, wenn primsaerseitig immer eine Mindestspannung anliegt. Die hab ich beim Radfahren aber nicht, da ich da auch mal sehr sehr langsam fahre oder gar anhalte. Bei 4 NiMH in Reihe funktioniert zudem keine Laderegelung vernuenftig. Gute NiMH Ladegeraete wollen die Zellen immer separat laden.

Das machen doch meine Vorwiderstaende. Ok, das ist keine klassische "Steuerung", sondern mehr eine Strombegrenzung. Die funktioniert.

Doch, das wird er. Ich hab das in einem anderen Fahrrad seit Jahren in einer aehnlichen Schaltung im Einsatz. Funktioniert im Ganzjahreseinsatz, Tag wie Nacht.

Also hatte ich Recht, Du weißt alles besser und bist an Vorschlägen nicht interessiert - damit ist das Thema für mich dann auch wieder erledigt...

und mit feine Lötspitze noch gut verarbeitbar.

"Drive with DC voltage (0.3V < VSET < 2.5V) to adjust output current from 0 to 100%" D.h. du brauchst nur eine Spannung mit 2.5V und ein Poti. Die 2.5V liefert dir z.B. ein TL431. Den gibt es auch in TO92.

Ahhh, sehr gut! Damit komme ich klar. Dann koennte ich meine Spannungsregler ersetzen:

Sehe ich das richtig:

Ohne weitere Bauteile liefert der AL8861 1.5 A Konstantstrom? Das bedeutet dann ca 1 A primserseitig (bei 3.3 V LED Spannung). Das reicht dann fuer beide LEDs.

Gibts den AL8861 auch in nicht-SMD Bauform fuer Grobmotoriker wie mich? :-) So was wie TO92?

Also hatte ich Recht, Du weißt alles besser und ignorierst meine Einwaende und Erfahrungen. Damit hat sich eine Diskussion mit dir dann auch wieder erledigt...

Nimm die Energiebilanz. Es ist unerheblich, ob noch ein Akku im Spiel ist. Die mechanische Energie, die dem Dynamo zugeführt wird, willst Du in Licht umwandeln. Das geht eben nicht, wenn dabei mehr als ein Drittel über Widerstände verheizt wird. Die Industrie hat dafür Lösungen. Aber ich weiß schon: Die sind dämlich.

Mutmaßlich gibt es da fertige Module aus China. Musst Du gucken.

Den könntest Du sogar fest verdrahten (2,5...5 V) und schaltest Rs um.

MfG hjs