Van naafdynamo naar usb-lader: wat moet er nog allemaal tussen

Via een dynamo wek je stroom op met je fiets.
Een naafdynamo is qua uitzicht en qua stroomopwekking volgens mij hiervoor het meest ideaal.

Dus... je monteert dit op je fiets, hieraan zitten als ik mij niet vergis twee kabeltjes en aan de andere kant heb je een usbconnector.

Alles wat hiertussen moet is mij een raadsel.
Wie kan er helpen?

Je krijgt AC uit de dynamo.
Dit richt je gelijk, en vlak je af. Vervolgens haal je het door een (liefst LDO) regelaar die er 5V van maakt. Een zekering op een paarhonderd mA kan ook geen kwaad.

http://www.circuitsonline.net/schakelingen/30/voedingen/78xx-voeding.h…

In dit geval valt wel je spanning weg als je traag fietst.

De spanning die je dynamo levert is afhankelijk van de belasting.
Verder leveren de meeste dynamo's wisselspanning.

Je zult dus iets moeten hebben om
- De spanning om te zetten in een gelijkspanning
- De spanning naar 5V te brengen als deze te laag is
- De spanning naar 5V te brengen als deze te hoog is.

Het omzetten naar gelijkspanning doe je met een bruggelijkrichter.
Het omhoog- en omlaagbrengen van de spanning doe je met een buck-boost converter.

Je kunt er voor kiezen de spanning alleen omlaag te brengen, in dat geval kun je het eens proberen met een 7805 spanningsstabilisator. Je verliest dan wel veel energie aan warmte. Een schakelende regelaar is veel efficiënter.

Zelf gebruik ik nu iets dat via een stroombron een paar batterijen oplaadt. Na een fietstochtje kan ik daarmee via een boost converter een iPOD touch opladen.

zijn er ook mensen die kunnen helpen met het maken van de nodige apparatuur? (vlaams-brabant/limburg in belgie)...

als je toch AC hebt waarom dan niet een simpel trafotje erachter die de spanning omhoog brengt naar 12V ( neem aan dat die dynamo 6V geeft dan zou je een 110/220V trafo kunnen gebruiken ) en dan gelijkrichten en een schakelende regelaar erachter?

Babbelut, begin eens met een meting. Meet met een multimeter (*) wat de spanning is die uit je naaf-dynamo komt bij verschillende snelheden.

Als je dan bijvoorbeeld bij ongeveer 10km/u (ik fiets normaliter tegen de 20) al bij de 6V aankomt (op de AC stand!) dan kan je gewoon gelijkrichten, afvlakken en stabiliseren. Zoals stijntje al aangeeft.

@mbbneon Die spanningsvariatie is minder dan je denkt. Ze hebben normaliter een electromagnetische truuk uitgehaald waardoor als het goed is de spanning vrij snel oploopt van 0 naar 6V en dan nauwelijks meer toeneemt.

(*) Als je die niet hebt moet je er 1 kopen. In Nederland haal je die dingen tegenwoordig goedkoop bij de Gamma: een bouwmarkt.

Op 3 april 2011 19:25:01 schreef rew:
@mbbneon Die spanningsvariatie is minder dan je denkt. Ze hebben normaliter een electromagnetische truuk uitgehaald waardoor als het goed is de spanning vrij snel oploopt van 0 naar 6V en dan nauwelijks meer toeneemt.

Zo zit het niet helemaal. Ze hebben wel een truc uitgehaald, maar die werkt op de stroom. Het ijzer in de dynamo is zodanig mager uitgevoerd dat het in verzadiging raakt als je de nominale stroom bereikt (bij de meeste dynamo's is dat 0,5A)

De spanning kan veel hoger worden dan 6V, zolang je de dynamo weinig of niet belast. Ik heb bij proeven spannningen gemeten van boven de 30V en na gelijkrichting zelfs 40V topwaarde.

Ik heb zelf ook een USB lader op mijn fiets gemaakt. Feitelijk is het een USB lader die bedoeld is voor de sigarettenaansteker in de auto. Omdat een fietsdynamo wisselspanning levert, heb ik uit die lader de glaszekering verwijderd, en op de vrijgekomen plaats 4 diodes in brugschakeling geplaatst. Toen was er ook nog ruimte voor een bescheiden afvlakelco van 100uF.

Die USB lader is geschikt voor een ingangsspanning tussen 12 en 24V. Omdat de topwaarde van de spanning veel hoger kan worden dan 24V heb ik aan de wisselspanningskant twee zenerdiodes antiserie gezet om de spanning te begrenzen. Zeners zijn 13V. Neem wel zeners met een beetje vermogen, die van mij zijn 1,5W of zoiets.

Oh. Ik dacht dat de magnetisatie in het ijzer beperkt werd (dat zeg jij ook), en dat daardoor de spanning nooit (nauwelijks) boven de nominale spanning kan komen.

Nou ja..... Hoe dat met met magnetisatie verzadiging en trafos precies werkt heb ik nooit begrepen, dus je zult wel gelijk hebben.

De begrenzing begint met de stroom. Die brengt het ijzer in verzadiging, waardoor de fluxtoename in het ijzer begrensd wordt, en daardoor kan de opgewekte spanning niet oplopen. Maar dat werkt dus pas als de dynamo nominaal belast wordt.
Onbelast kan de spanning juist wel hoog oplopen. De bedoeling van dit alles is om te zorgen dat je bij lage snelheid al voldoende vermogen hebt om het licht te laten branden, en dat bij hoge snelheid de lampen niet doorbranden.

De spanning van mijn naafdynamo daalde zo sterk bij belasting dat eenvoudigweg een spanningsstabilisator onvoldoende was om een iPhone op te laden, een iPod ging nog nét.

Kijk dan eens op de laders die bij die iPod en iPhone horen wat daar vermeld staat voor de uitgangsspanning en uitgangsstroom. Dat levert een aantal VA's. Een normale naafdynamo levert 6V bij 0,5A = 3VA. Het zou best kunnen dat dat minder is dan die apparaten nodig hebben.
Er zijn ook naafdynamo's die nog minder stroom leveren, en dat is omdat moderne ledverlichting op fietsen minder nodig heeft.

Verder is een spanningsstabilisator volgens mij niet zo'n handig idee. Een standaard spanningsregelaar verliest 3V. Bij 0,5A is dat al de helft van het vermogen van de dynamo. Zelfs bij een low-drop regelaar verlies je al te veel van het vermogen want in de gelijkrichter verlies je ook al wat spanning.

Als je het helemaal simpel wil doen kan je beter de spanning domweg afzeneren. Dus een zener van b.v. 5,1V over de gelijkgerichte spanning zetten. Of twee zeners van 6,2V in antiserie aan de wisselspanningskant.
Wel zorgen dat die zeners het vermogen aankunnen.
Verder heb je dan eigenlijk niks nodig.

Ik heb zelf zojuist een schakeling ontwikkeld om een HTC desire op te laten. Een tipje van de sluier: gebruik een Point-Of-Load regulator. Deze heeft een efficiency van 90-95% bij de gebruikte spanning van 5VDC (output). Werkt prima met een (uit mijn hoofd dus pin me er niet op vast) shimano naafdynamo.

Op 12 april 2011 15:49:10 schreef hugozijlmans:
Een tipje van de sluier: gebruik een Point-Of-Load regulator.

Kan je die sluier helemaal oplichten? Kunnen we allemaal wat van leren.

Het typenummer van de gebruikte POL: PTN78000W (Texas Instruments). Google de datasheet maar eens (gratis samples beschikbaar trouwens) en dan zul je zien dat het erg gemakkelijk is.

Voor zover ik het kan zien is de ptn78000w een normale step down regelaar, dus dat is op zich niet zo bijzonder.

Het is wel gebruiksvriendelijk, omdat de meeste onderdelen al op een printje zitten.

Ik heb zelf ook wel eens onbelast aan een shimano naaf (van mountain bike) dynamo gemeten. Als ik wiel op z'n hardst wat ik kon liet draaien, dan liep de spanning op tot wel 40 volt.

Ik zou zelf een diodebrug + condensator + beschermings diode gebruiken en vervolgens een step down voeding (bijvoorbeeld die van hugozijlmans). Niet het simpelst, maar wel het efficient.

Ik kom zelf uit het noorden van het land, dus ik kan je zo niet helpen.

[Bericht gewijzigd door Gatze op (53%)]

Onbelast 38-40V komt ook overeen met mijn metingen. Bij een belasting van +/-800mW gaat deze spanning terug naar 8,5V.

Twee opmerkingen nog:
LDO = inefficiënt
SMPS = opstartproblemen vanwege het onttrekken van hoge stroom bij lage spanning