Liebes Forum

Da hier ja USB-Lader fürs Fahrrad leidenschaftlich diskutiert werden will ich kurz meine neuste Kreation vorstellen:

Ich bin bei Aliexpress über die sehr günstigen (< 3 Eur) USB Module mit KIS3R33s Schaltregler gestolpert. Sie finden sich bestimmt auch bei Ebay oder wo man sonst am liebsten China Elektronik bezieht. Offiziell konvertieren sie eine Eingangsspannung von 7 bis 24V in USB gerechte 5V mit bis zu 3A. Praktisch auch, bei den Boards ist schon eine USB Buchse angelötet, man braucht also nur noch ein Kabel in die Schraubklemmen zu klemmen und schon kanns losgehen.

Für den Betrieb am Fahrrad fehlt natürlich noch ein Gleichreichter. Aus der Grabbelkiste habe ich ein DF02S SMD Brückengleichrichter und einen 100uF/63V Elektrolytkondensator gefischt und fliegend verdrahtet an meinen Nabendynamo gehängt. Fertig ist die Konstruktion. Die Kosten kann ich nicht genau beziffern da ich die Teile aus der Kiste schon habe. Man kommt wohl unter 5 Euro weg.

Vorteile gegenüber dem Minimallader sehe ich darin, dass ein Schaltregler verwendet wird, man muss sich also hoffentlich keine Gedanken machen, dass man ein versorgtes Gerät mit Überspannung zerstört. Gegenüber anderen Lösungen sind vor allem die geringen Kosten und der einfache Aufbau hervorzuheben. Ich habe auch schon einen Minimallader fliegend aufgebaut und das war deutlich fummliger :-) Ich war eben auf einer ersten Testfahrt damit und kann folgende Leistungsdaten berichten:

Testaufbau: SON Classic, 28" Rad, Scheinwerfer aus, geladen habe ich mein Samsung A310F (2016) Smartphone. Am Steckernetzteil zieht das Handy bis zu 1.3A. Die Strommessung erfolgt mit einem "Charger doctor" und durch ablesen der Werte während der Fahrt von mir. Also keineswegs eine Präzisionsmessung :-)

Die indikator LEDs leuchtet beginnt bei etwa 5km/h zu leuchten.
Bei langsamer Fahrt, etwa 10 km/h wird etwa 200mA/4.5V geliefert.
Bei einer Geschwindigkeit von 20km/h kriege ich 500mA/5.0V.
Den maximalen Wert habe ich bei ca. 28km/h gesehen, 750mA/5.0V.

Gleichzeitiger Betrieb mit Scheinwerfer ist nicht möglich. Der Scheinwerfer (irgendein B&M Cyo älteren Baujahres) zieht die Spannung wohl zu weit runter als dass der Schaltregler noch arbeiten kann. Die Ladeschaltung ist parallel mit der Lichanlage verdrahtet.

Leistungsmässig gehört der Lader kaum zur Spitzengruppe, aber für meine Bedürfnisse völlig ausreichend: In 15 Minuten im Stadtverkehr habe ich mein Telefon von 55% auf 63% geladen. Sollte also locker an einem Reisetag das Smartphone auf 100% bringen. Leider habe ich keinen Minimallader mehr zur Hand um einen 1:1 Vergleich durchzuführen.

Ein paar Bilder vom Aufbau gibt es hier, das Modul kann man zum Beispiel hier bei aliexpress kaufen.

Ich hoffe das ich etwas Inspiration liefern konnte,
Luki

Klingt sehr vielversprechend.
Wie und wo sind genau Brückengleichrichter und kondensator zu verbinden?
Vg
Manuel

Für den Dauerbetrieb sollte zumindest noch ein Überspannungsschutz vorhanden sein.

Vom Dynamo geht die Verbindung zum Wechselstromeingang vom Gleichrichter. Der Gleichspannungsausgang wird dann mit dem Modul verbinden (Polung beachten, Positv mit Positiv). Parallel dazu der Kondensator. Ich bin zu faul es selber aufzuzeichnen aber es sollte ungefähr so aussehen: link.

Das mit dem Überspannungsschutz ist eine Überlegung wert. Aber ich glaube ich teste mal ohne noch etwas weiter und schau einfach mal ob was kaputt geht...

Im schlimmsten Fall ist das aber dann dein Handy. Bei niedriger Last und schnellen Abfahrten kann die Ausgangsspannung vom Dynamo auch schon mal höher (auf jeden Fall auch >24V) sein. Eine Zener-Diode ist doch eh schnell eingebaut.

http://i.imgur.com/UPNUxfi.png

Fremdes Bild in Link umgewandelt. Zur Erläuterung siehe hier. Es geht hier v.a. um das Bild vom Nabendynamo.

Ich frage mich ob denn ein Billigladegerät welches an 230V~ betrieben wird nicht auch den Zweck erfüllt. Ich werde es mal ausprobieren.

Interessantes Projekt. Danke für's vorstellen.
Den Fola V 5 wird es wohl nicht ersetzten können , wahrscheinlich nichtmal die 12 V-Version, aber ich finde solche "Cheap Trick"-Basteleien immer ganz witzig.
Wenn Du Lust hast, könntest Du auch mal eine Delon-Schaltung (mit sinnvoll dimensionierten Tuning-C,s) ausprobieren und die Testergebnisse hier posten. Ich erinnere mich dunkel daran, dass je höher die Eingangspannung bei diesen Schaltreglern ist, desto besser wird wohl der Wirkungsgrad. Ohne Gewähr. (Oder war das nur bei Step-UP-Wandlern so?) Hab nicht nochmal extran nachgeschaut. Auf die Z-Diode und den Glättung-C würde ich bei einem Spannungsverdoppler aber nicht verzichten.

Würde ich spannend finden.

Hallo

ich denke auf die Z-Diode kannst Du verzichten....

Du solltest mal überprüfen was für eine Spannung aus deinem Dynamo heraus kommt,
Gleich oder Wechselspannung?
(permanet erregte Generatoren (Dynamo) liefern im allgemeinen Gleichspannung....
Bei Gleichspannung kannst Du auf die Brücke verzichten.

Die Brückenschaltung bringt noch einen Spannungsabfall von rund 1,4V.
Der Lade-Elko liefert Dir in etwa den arithmetischen Mittelwert Deiner Gleichspannung (bei passender Belastung)

Der Wirkungsgrad der Schaltung liegt etwa bei 95% d.h. eine höhere Spannung bringt nix, außer die Spannung vom Dynamo liegt unter 5 Volt.
Entscheidend ist die Leistungsbilanz.

Wallfahrer

Hallo

...ich habe mich geirrt, doch Wechselspannung...Brückenschaltung muss...

Wallfahrer

Alle mir bekannten Fahrraddynamos erzeugen Wechselspannung.

Da wäre ich mir nicht so sicher. Ein unbelasteter Fahrraddynamo erzeugt ganz erhebliche Spannungen die 24V deutlich übersteigen können. Im Forumslader kommt hier als Überspannungsschutz eine Zener-Diode zum Einsatz, die zu ihrem eigenen Schutz noch mit einem draufgefrickelten Thermoschalter versehen ist. Ich würde zumindest ausprobieren, was im Überlastungsfalle passiert - ob sich die Billigplatine verabschiedet oder ob sie die Überspannung gnadenlos weiter gibt.

Ich meine, mal was von 100 V gehört zu haben.. (von JensD?)

Gruß
Thoralf

Hi,

mach noch eine Spannungsabschaltung davor die bei von mir aus 24V einen Transistor sperren lässt. Dann bist Du sicher denn im Leerlauf kann ein Dynamo schon mal 80V bringen. Der Transistor sollte ein Hochvolttyp sein so ca. 100V Sperrspannung denke ich.

Schöne Grüße Jürgen

In der Spitzenspannung bringt jeder Nabendynamo etwa 1V je km/h. Eine schnelle Abfahrt erreicht 60km/h und mehr. Wenn der Nabendynamo dann auch noch in ein kleines Laufrad eingebaut wird dann erreicht die Spannung bei der Abfahrt und im Leerlauf über 100V.

Aus meiner Sicht ist daher irgend ein Überspannungsschutz dringend erforderlich.

Viele Grüße von
Jens.

Hi,

Du kannst auch sicherstellen das das Akku nie voll ist wenn Du lädst. Dann gibt es auch keinen Leerlauf des Generators und keine hohe Spannung. Allerdings sollte dann die USB Schaltung auch vom Generator genommen werden. Denn sonst sieht die die Leerlaufspannung.

Schöne Grüße Jürgen

Hallo

bei einer Leerlaufspannung bis zu 100V ist die Z-Diode sinnvoll, und wenn man die Leistung der Z-Diode an die Dynamoleistung anpasst sollte sich dort nix zerlegen, da bei Belatung eh die Spannung unter die Z-Spannung fällt.
Und wenn man für die Brücke Schottky Dioden nimmt dann sieht es auch mit dem Spannungsabfall über der Brücke auch gut aus.

....und ja... der Dynamo ....erzeugt Wechselspannung...... !

Wallfahrer

Die Spannungsbegrenzung im Minimallader funktioniert auch über eine Zenerdiode, die allerdings gut gekühlt werden muss. Ich hatte den Lader Anfangs in der Lenkertasche mitgeführt. Bei warmem Wetter wurde das Teil so heiß, dass das Plastikgehäuse zu schmelzen begann ...

Hier würde dann z.B. ein einfacher Thermoschalter auf der Eingangsseite helfen.

Hi, noch ne Frage: Sind bei deiner Version auf der Platinenrückseite zwecks Netzteilerkennung auch Lötpunkte vorhanden, wie hier bei ca. 5:26 gezeigt und erklärt? Ist das das Modul?

Hi,

Ihr vergesst immer das eine Z Diode oder Thermoschalter nichts anders tut wie die Spannung des Generators dadurch zu verkleinern das die Energie in Wärme umgewandelt wird. Sprich Ihr verliert Sie fürs Fahren.

Deswegen bei zu hoher Spannung (Energie vom Generator) wegschalten und keine Energie mehr verbrauchen.

Schöne Grüße Jürgen

Nö, der Thermoschalter schaltet den Dynamo komplett in den Leerlauf wenn die Diode zu heiß ist. Dann ist der "Energieverlust" nahezu null.
Solange sich die Z-Diode aufheizt, wird man in der Tat einen Widerstand beim Fahren merken. Das betrifft allerdings die Situation sehr schnelen Fahrens (Abfahrt) in Kombination mit "gesättigtem" Verbraucher.
Einerseits stört mich das minimale Bremsen bei sehr hohen Geschwindigkeiten kaum, andererseits kann man bei vollem Verbraucher auch die Schaltung komplett vom Dynamo trennen - da hast du recht. Bei der Diode geht es aber darum einen Übrspannungsschutz zu haben für den Fall, dass man das Abschalten mal vergisst/übersieht.

Hi,

würde der Thermoschalter alles abschalten kühlt er schnell wieder ab und verbindet die Schaltung. Sprich es kann nicht dauerhaft die Schaltung abwerfen. Sprich er wird dauernd an und wieder abschalten.

Ein Transistor der merkt das die Spannung zu hoch ist schaltet einfach die Schaltung weg. Ist die Spannung wieder niedriger wieder zu. Sprich es wird nicht unnötig Energie in Wärme verwandelt aber die Schaltung geschützt.

Schöne Grüße Jürgen der die Bauteilkosten dafür bei ca. 2 bis 3 Euro sieht...

Der Thermoschalter ist recht träge. Ja, der schaltet irgendwann wieder scharf, aber da ist die Diode wieder abgekühlt - als Schutz funktioniert das also.
Mit den Transistorschaltungen hab ich noch nicht rumgespielt, könnte mir aber vorstellen, dass die nötige Sperrspannung von >100V ein Problem ist. Und der Transistor hat doch einen Spannungsabfall, auch das könnte für die Effektivität der Schaltung eher nachteilig sein.

Könnt ihr einem Laien da etwas erklären.

Ein Thermoschalter schaltet ab, weil Temperatur x erreicht worden ist und die Sache irgendwie brenzlig geworden ist. Je besser das Gerät eingepackt ist, desto früher ist dieser Punkt erreicht.

Der Transistor schaltet ab einer bestimmten Spannung ab. Bloß je nach Verpackung des Gerätes ist die Temperatur bei einer bestimmten Spannung unterschiedlich und schwankt damit zwischen geht noch und müsste eigentlich abgeschaltet sein.

Ein Transistor verbrät dann aber auch einiges an Leistung

Wenn der Spannungsabfall im offenen Zustand 0,7 Volt beträgt und 1 Ampere fließt habe ich ca. 25% der Nennleistung des Dynamos.

Meine mich zu erinnern, dass ein Dynamo eine Stromquelle ist und man diesen zum Abschalten auch kurzschließen kann. Der Transitor könnte also parallel geschaltet werden.

Je mehr man sich damit auseinander setzt desto mehr Fallstricke tauchen auf.

Eine Lösung mit Z- oder Suppresor-Diode, Thermoschalter und Hauptschalter sollte aber schon recht zuverlässig funktionieren.

Die Temperaturabhängigkeit der Schaltspannung ist meines Erachtens weniger das Problem, weil die geplante Ladeplatine dahinter einen Weitbereichseingang hat. Man muss ja nur verhindern, dass diese mit mehr Spannung als ausgelegt angesteuert wird. Eine mögliche Transistorschaltung -konservativ ausgelegt- sollte auch funktionieren, führt im schlimmsten Falle lediglich dazu, dass abgeschaltet wird, wo es noch nicht nötig wäre.

Hi,

Transistor Bipolar ca. 0,3V also 300mW bei 1A. Mosfet nahe nichts aber teurer. Wenn Du kurz schließt hast Du eine gute Bremse. Ev. kann man noch ein Relais nehmen. Das braucht gar nichts wenn es nicht wegschaltet und ca. 500mW wenn es wegschaltet. Das Wegschalten ist ja relativ selten.

Schöne Grüße Jürgen

Hi,
stimmt schon. Ich würde Z-Diode, Thermoschalter und einen C (u.a. zum Schaltspikes wegbügeln) eher als Notfallsicherung ansehen. Wenn alle Akkus voll sind, ist es natürlich sinnvoll, wenn man den Lader ganz abschaltet. Wenn Du einen einfach zu realisierenden Schaltungsvorschlag für den Transistorschalter hast, nur her damit.
Ich träum ja schon seit längerem davon, soetwas ohne viel Aufwand mit einem Spannungsverdoppler zu verheiraten. Die Ansteuerung der Gates ist aber wohl Bauteil- und Bastelaufwändig, wenn das Ganze ohne Z-Dioden auskommen und mit Kondensatoren kompatibel sein soll.

......
Und klar, im Leerlauf kann die Dynamospannung stark ansteigen. Unter Last kann man ihm wohl aber mehr Leistung entnehmen, wenn man mit höheren Spannungen arbeitet, weil ein Nady gerne mit dem maximal entnehmbaren Strom geizt. (Mit dem besseren Wirkungsgrad aktueller Schaltregler bei höherer Spannung hatte ich mich wohl vertan)
......
Auf jeden Fall ist das immer ein spannendes Thema.
Im Grunde geht es beim Minimallader oder beim hier vorgestellten Schaltregler ja darum, dass es relativ einfach zu basteln ist. Sonst könnte man ja direkt die 12 V Version bauen (was bei ungeübten Lötern schon mal ein-zwei Arbeitstage in Anspruch nehmen kann), oder den FoLa V 5 kaufen. Ich würde solche streichholschalchtelgroßen "Cheap-Trick" Lösungen eher als Ersatzgeräte ansehen, falls mal was ausfällt.

Hi,

nimm die Relaislösung. Ist einfach und billig. Einfach ein 12V Relais mit Wechselkontakt so schalten das wenn es anzieht die Schaltung weggeschaltet wird. In Reihe zur Spule des Relais machst Du eine Z Diode so um die 12V. Dann wird bei ca. 20 bis 22V das Relais ziehen und die Schaltung schützen. So lange die Spannung unter 12V ist fließt gar kein Strom da die Z Diode sperrt. Relais kostet so 3 Euro Z Diode 30 Cent. Eine Diode in Sperrrichtung an der Relaisspule zum Schutz gegen Induktion nicht vergessen.

Schöne Grüße Jürgen

Sicher? Soviel Ruß wird üblicherweise bei »Spannungsstabilisierungen« mit Z-Dioden nicht gemacht. Die erzeugen in der Regel nur einen so halbwegs kontrollierten Kurzschluss und heizen so die Umwelt. Andersrum funktioniert das auch nicht, bei einem Lastabwurf stünde man im Dusteren und zusätzlich würde die Spannung auf den Wert der Urspannung hochgehen, mit schönen Grüßen an die Isolation.
Eigentlich ist ein Generator nur über die Erregung zu regeln, nur mach das mal. Schleifringe will schließlich keiner und eine aktive Regelung würde möglicherweise die Schwarzstartfähigkeit kosten. Mit einer separaten Erregermaschine fange ich besser nicht an…

Bei Minimal- oder Forumslader muss die Diode im Zweifelsfalle mit 3W oder gar noch mehr heizen. Auf Dauer wird die dabei sehr warm und läuft sie Gefahr durchzubrennen, dann ist der Überspannungsschutz schlagartig ganz weg. Daher der zusätzliche Schutz der Diode mittels Thermoschalter. Und ja, beim alten Forumslader stelle ich durchaus fest, dass der Thermoschalter bei vollen Akkus und ohne angeschlossene Verbraucher hin und wieder aktiv wird. Richtig, in dem Moment setzt der Lader gänzlich seinen Dienst aus, aber das ist ja auch kein Problem, wenn der Verbraucher sowieso über volle Tanks verfügt.

Sammy hat natürlich Recht. Der Thermoschalter klemmt den Lader ab, wenn die Z-Diode zu heiß wird. Auf der Seite von Jens D ist die Verheiratung der beidem Bauteile gut beschrieben: Klick Als zusätzliche Sicherung halte ich Z-Diode und Thermoschalter für unerlässlich.

Die Idee ist ganz gut. Was ich befürchte, ist, dass das Relais in Reihe auf Dauer einen zusätzlichen Übergangswiderstand darstellen könnte. Oder ist der auch bei kleinen Bauformen vernachlässigbar gering und die Kontakte sind dauerhaft "wetter- und rüttelfest"?
Dazu eine Frage in die Runde.
Wäre es zulässig, mit dem Relais den Nady noch vor dem Gleichrichter kurzzuschliessen? Wie ich es verstanden habe, wird im Kurzschlussfall im Generator zwar noch ein wenig Leistung verbraten, es soll bezgl.vieler Nadys aber trotz seriellem Innenwiderstand kein verbotener Betriebszustand sein bzw. da soll nix durchbrennen. Evtl. kommt aber durch den dann parallel zum Lader liegenden Z(i) des NaDys noch Spannung am Lader an.
Fragen über Fragen...
Eine Bremswirkung würde ich bergab sogar begrüssen. Wenn man den Lader komplett abschaltet, läuft der Nady dann eben wieder im Leerlauf. Der An/Aus-Schalter sitzt dann klaro vor dem Relais.

Zusammen mit Z-Diode und Thermoschalter wird das Ganze dann schon zu Fort Knox, aber mir ist da leider schonmal was durchgebrannt, von daher....

Dynamo kurzschließen ist zulässig und war bei manchen Modellen seinerzeit sogar eine Empfehlung für den Nichtlichtbetrieb, weil so der Widerstand geringer war als unbeschaltet. Bei aktuellen Modellen merkt man wohl nur noch mit Messgeräten einen "Bremsunterschied" zwischen offen und kurzgeschlossen.
Deine Bedenken zu mechanischen Bauteilen wie Relais am Rad teile ich - hab das aber nicht selbst ausprobiert und kann dazu nix sagen.

Den Satz streiche ich wieder. Der liegt nicht parallel.

Danke, gut zu wissen. Dann müsste es ja eigentlich klappen.

Erhoffe Dir keine spürbare Bremswirkung. Dafür ist der Generator viel zu klein. Überlege mal, wie groß ein Fahrmotor sein müsste, der Deine Leistung alleine an den Haken bringt. Zum dauernden dynamischen Bremsen müsste er noch um etwa 30% leistungsfähiger ausgelegt werden. Da sind die vielleicht zehn Watt Bremsleistung, die der Nabengenerator aufbringen könnte, so etwa wie ein Fliegenschiss.

Ist klar. Deswegen ja auch der Zwinkersmiley.

Habe ich übersehen. Ich habe allerdings eine chronische Baumansichtsallergie.

Hi,

solange das Licht an ist wird der Generator nicht wirklich über 9 V raus kommen. Also kein Abwurf durch das Relais. Und wenn es abwirft dann hat es sicher genug Luftstrecke um ca. 500V oder mehr Durchschlag zu schaffen. Die Teile schalten ja 230V AC.

Schöne Grüße Jürgen der die Relais Lösung eigentlich ganz charmant findet...

Schon richtig, doch irgendwie stört es mich, dass ausgerechnet dann, wenn viel Energie zur Verfügung steht, die Last abgeworfen wird.

Hi,

nimm ein Omron Relais in waschdicht. Die sind sehr sehr zuverlässig. Hab die vor 30 Jahren mal verkauft. 100 000 Schaltzyklen sollten deinen Lader überleben. Glaube Omron G5Q oder so wäre gut geeignet.

Und ich würde nicht wirklich kurzschließen sonder die USB Schaltung trennen. Aber Generatoren / E Motoren sind so eine Wissenschaft für sich da das magnetische Feld so seinen 4 Faktor hat den ich einfach nicht schaffe zu verstehen... Also vielleicht doch kurzschließen. Ich weiß es einfach nicht auf gut Deutsch.

Schöne Grüße Jürgen der dann aber nicht versteht wieso nicht 3 Watt im Innenwiderstand des Generators verballert werden wenn kurz geschlossen...

Die Last wird nur abgworfen wenn der Generator keinen Strom liefern kann weil der Akku voll ist. Solange der Akku zieht geht der Generator nicht über 9V raus denke ich.

Ach ja der Kontaktwiderstand eines Relais ist bei 1A zu vernachlässigen...

"Contact resistance: 100 m Ohm max."

Damit könnte man leben. Ok, seriell geht also. Danke für die Idee.

Im Datenblatt findet man auch was zu "Shock Malfunction". Das betrifft wohl die "Rüttelfestigkeit"?

Vergiss den Shock... ich hab ein schlechteres Relais als Schalter bei meinem Akkuumlader für das Solarpanel am Wohnwagen. Da passiert gar nix. Die Teile sind seit Jahrzehnten ausgereift. Außer dem sind das 100m/s² no mail function. Also ca. 10G. Das ist eine Hausnummer...

Schöne Grüße Jürgen

Schon vergessen. Auch das mit dem parallelen Kurzschließen, bei dem mir gerade garnicht einfällt, wie man das Relais dann überhaupt noch (über die Nadyspannung) schalten könnte.

Geht nicht... denn bei Kurzschluß ist die Generatorspannung weg...

Schöne Grüße Jürgen

Hallo

Ein Generatorkurzschluss ist eine schlechte Idee, dann fließt der größte Strom und für den Generator ist dass die höchste Leistungsabgabe. Leerlauf ist besser.

Wallfahrer

Ich glaube gern, dass der Widerstand größer als im Leerlauf ist. Mit der "höchsten Leistungsabgabe" gehe ich jedoch nicht mit, denn durch den Kurzschluss sollte die Spannung deutlich zusammenbrechen und somit die Leistungsabgabe deutlich geringer sein als bei der richtigen Beschaltung (Induktivität,Kapazität, Widerstand) maximal möglich.

Hallo

Man kann das doch ganz einfach experimentell herausfinden.

Das vordere Laufrad ohne Last(Lichtanlage) laufen lassen. Dann Die Lichtanlage anschalten, das Laufrad sollte deutlich abgebremst werden und im Kurzschlussfall noch schneller.

Oder einfach eine Batterie kurz schließen....nicht Gut...

...oder Strom messen...

Wallfahrer

Experiment gerade durchgeführt. Aufzählung in aufsteigender Bremswirkung:

ohne Licht (d.h. unbelastet) - Kurzschluss - Licht an.

Den Kurzschluss hab ich ganz simpel mit einer Klammeraffenzwecke über blanke Litzen gemacht. War sicher recht hochohmig. Vermute bei einem niedrigohmigen Kurzschluss eine noch geringere Bremswirkung.

Hallo

...kann ich jetzt nicht ganz nach-voll-ziehen

..ohne Last: Lichtanlage "AUS".......das Rad sollte sich gut Drehen.....

...Lichtanlage zuschalten... das Laufrad sollte abgebremst werden....

bei einem Kurzschluss sollte das Bremsverhalten schneller gehen...

so ist es "physikalisch" richtig....


Wallfahrer

Leistungsanpassung kommt weder im Leerlauf- noch im quasi Kurzschlussfall vor.

Nein, mein Modul hat leider keine Lötbrücken für allfällige Widerstände. Gibt wohl leichte Unterschiede bei den Modulen...

Das wegen der Überspannung will mir auch noch nicht so richtig aus dem Kopf gehen. Ich möchte es auf jeden fall nicht übertreiben mit zu komplizierter Schutzschaltung :-) Z Diode + Thermoschalter halte ich für eine gute Lösung, ich hab nur grad keinen von diesen Thermoschaltern da. Die Idee mit dem Relais finde ich zwar interessant, aber das Relais schaltet sich ja dann selber ab. Das gibt sicher ein lustiges geklappere.

Ich hab mich bis jetzt noch nicht getraut, volle pulle ohne Last den Berg runterzurasen. Aber ich weiss nicht wie lange ich meine Neugierde noch zurückhalten kann. Was mich sehr interessieren würde, wenn das Ding draufgeht: Kommt irgendwann auch Überspannung am Ausgang an? D.h ich bräuchte einen Versuchsaufbau der mir unmissverständlich sagt, ob kurzzeitig mehr als 5V angelegt waren. Vielleicht kann das ein teures Multimeter, hab ich aber nicht :-) Ideen?

Noch was anderes: Weiss jemand wie viel Leistung man ziehen muss um von den (hypothetischen) 100V auf sichere 24V zu kommen? Vielleicht braucht das Ding im Leerlauf schon so viel Strom dass es immer im sicheren Bereich bleibt....

Hmm. Wenn es sich selbst komplett abschaltet (sofern es das kann), tut es das genau ein mal. Den Fall hatten wir schon.
Sicherlich lässt sich mit der "richtigen" Beschaltung und musikalisch gewähltem Fahrtempo auch eine Castagnetten-Emulation realisieren. Vorstellbar wären aber auch andere Beschaltungen.

Tja, so ist es mit der demokratischen Physik, wenn die Theorie stimmt, darf man sich von Fakten nicht beirren lassen.

Ein Dynamo ist annähernd eine Stromquelle. Die angelegte Last regelt jedoch mit welcher Spannung sie versorgt wird. Diese ist beim Kurzschluss eben deutlich niedriger als bei einem Scheinwerfer.

Hallo

ich versuch's mal anders: Ein Standarddynamo hat 6V/3W , die Beleuchtung vorn 6V/2,4W und hinten 6V/0,6W damit stimmt die Spannung und die Leistung.

Mit P=U*I und U=I*R lässt sich der Widerstand der Lampen berechnen. P=R*I*I umgestellt nach R ergibt R=P/(I*I)

Der Strom durch die hintere Lampe ergibt sich aus I=P/U=0,6W/6V=0,1A
Der Strom durch die vordere Lampe ergibt sich aus I=P/U=2,4W/6V=0,4A

Damit lassen sich jetzt die Widerstände der Lampen berechnen.

Widerstand der hinteren Lampe: R=P/(I*I)=0,6W/(0,1A*0,1A)=60 Ohm
Widerstand der vorderen Lampe R=P/(I*I)=2,4W/(0,4A*0,4A)=15 Ohm

Wenn jetzt die Lampen als Last Parallel geschalten sind ergibt sich der Gesamtwiderstand der 2 Lampen zu: R=Rh*Rv/(Rh+Rv)=60*15/(60+15)=12 Ohm

Das bedeutet doch je größer die Last um so kleiner der angeschlossene Widerstand.

Das bedeutet auch dass bei Dynamokurzschluss der größte Strom fließt. Der Gesmtwiderstand reduziert sich auf den Innenwiderstand des Dynamos.
Die Dynamoleistung von 3W wird dann in Wärme umgesetzt, und diese 3W muss man auch beim pedalieren mehr aufwenden wenn der Dynamo kurz geschlossen ist.

Wallfahrer

Ok 0V mal 1A ergiebt 0 Watt. Von der Seite ist es zu erklären. Die Stromquellenbeschreibung kann die passende Theorie zu der geringen Leistungsaufnahme des Generators bei Kurzschluss sein.

Schöne Grüße Jürgen der trotzdem sagt "Nehmt ein billiges Relais am Besten mit 500mW Spulenleistung und werft ab"...

Hier liegt das Problem. Die 6V / 3W sind theoretische Werte bei typischer ohmscher Last am mäßig schnell bewegten Rad. Bei anderen Geschwindigkeiten und anderen ohmschen Lasten kommen da völlig andere Werte aus dem Dynamo. Das ist halt keine Taschenlampenbatterie.

Du rechnest hier wunderbar die Logik für ohmsche Widerstände vor. Der Knackpunkt ist, dass die Spule im Dynamo zusammen mit den dahinter hängenden Verbrauchern einen Schwingkreis darstellt, der durch die Laufradrotation erregt wird. Da ist die Logik deutlich komplizierter. Ohne eine explizite Berechnung der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung wird man hier von theoretischer Seite her nicht weiter kommen.

Die Angaben in den STVO-Datenblättern (2,4W+0,6W=3W) sind Nennwerte, die insbesondere die von dir richtig berechneten Innenwiderstände der vermeintlichen ohmschen Lichtquellen charakterisieren sollen. Das bedeutet aber NICHT dass der Dynamo konstant 3W abgeben würde. Umso höher die Geschwindigkeit, umso mehr Leistung kann der Dynamo liefern. Der Dynamo ist allerdings in etwa eine Stromquelle, liefert etwa 500-700mA wenn er wie vorgesehen mit einem ohmschen Widerstand von 12 Ohm beschaltet wird. Daraus ergibt sich die Arbeitsspannung von etwa 6V.
Wenn du zwei Frontscheinwerfer in Reihe schaltest, dann bedeutet das einen Widerstand von sagen wir etwa 25-30 Ohm. Der Dynamo gibt dann aber trotzdem (bei etwas höherem Tempo, aber das ist auch in der Praxis tollerierbar) seine 500mA ab, die Arbeitsspannung steigt folglich auf etwa 12 oder gar noch mehr Volt. Insbesondere liegt dann die Leistung auch bei 6W und nicht mehr nur bei 3W. Dieses Verhalten wird z.B. im Forumslader genutzt um den Dynamo bei einer möglichst hohen Spannung und damit auch einer hohen Leistungsabgabe zu betreiben. Bei ausreichend hohem Tempo kann ein Fahrraddynamo 10W oder gar mehr liefern - wenn er mit der richtigen Kapazität, Induktivität und ohmschen Widerstand beschaltet ist.

Um noch kurz den Kurzschluss (tolles Wortspiel!) zu diskutieren: Wenn du den Dynamo kurz schließt, dann fließen zumindest idealisiert auch etwa die 500mA. Der ohmsche Widerstand von Spule und Kurzschlussbrücke ist jedoch ziemlich gering. Gemäß der Logik U=R*I bricht die Spannung also zusammen und nach P=U*I ist die Leistungsabgabe demzufolge vernachlässigbar. 3W fallen auf keinen Fall dabei an.

Noch ne kleine Bemerkung zu meinem gestrigen Experiment: Wenn man den Dynamo (in meinem Fall ein Shutter Precission) kurz schließt, dann ruckelt er vor dem Stillstand noch mal sehr stark. Wahrscheinlich führt die Selbstinduktion in der kurzgeschlossenen Spule gemäß der Lenzschen Regel zu einer deutlichen Verstärkung der Polfühligkeit. Ab einem moderaten Tempo ist jedoch kaum noch ein Widerstand durch den kurzgeschlossenen Dynamo wahrnehmbar.

Im Video meint der gute Mann ab ca. 4:11, es seien max. 10 mA bei 13 V. Das wird nicht reichen.