Nybörjarprojekt: Dynamodriven USB-laddare

[MagnusRoland]

Hej,

Ny på elektronikforumet, så jag hoppas att jag postar i rätt underforum.

Jag tänkte väcka liv i mina mycket begränsade elektronikkunskaper med ett relativt enkelt (tror jag) projekt, nämligen en navdynamodriven usb-laddare. Navdynamon i fråga ger 6V AC och jag behöver därför likrikta och spänningsbegränsa till 5V. Efter googling och sökning i detta forum har jag kommit fram till att det borde se ut enligt den bifogade bilden.

Frågor:
1. Om man tittar på spänningsregulatorer på tex Elfa står det "utström: X ampere". Är det *maximal* utström som menas?
2. Hur vet jag vad utströmmen blir till enheten som ska laddas? Är det beroende av strömkällan (dvs, hur snabbt hjulet snurrar)? Eller är det enheten som avgör?
3. Vad gör jag med datakablarna? Kortsluter?
4. Något annat jag bör tänka på?

[GFEF]

Välkommen till forumet.

Sökmotorer som "Googel" är din bästa vän.......

http://sv.wikipedia.org/wiki/Likriktning

En helvågslikriktare för enfas växelspänning ger växelspänningen *1,44 ut efter glättningskondensatorn.
Cirka 2200uF per amper tumregel.

MEN likriktarbrygga med 4 dioder ger 2 diodsspänningsfall för kiseldioder +0,7[V] i praktiken räkan med 1[V] .

Med 6[V] effektivvärde växelström för ladda 5[V] blir det problem.....

Sök på Schottkydiod likriktarbrygga 0,4[V] per diod i späninsfall.

En vanlig 78xx kräver ca 3[V] högre in än ut ca 8[V] för 7805.
Finns 78LD05 som arbeta med +0,5[V] in än ut ca 5,5[V] för 5[V].

MEN hur bra likström kräver lasten ?
Räcker -0,5[V] att ta bort brumspänning ?

http://sv.wikipedia.org/wiki/Rippelbrumspänning


Enklast och bilvagaste lösningen är en färdig DC-DC steup-stepdown omvandlare.

http://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R4 ... p-stepdown up&rt=nc


Går ej att köpa komponenter för priset för en färdig omvandlare inkapslad........

En serieregulator som 7805 fungerar uppkopplad via en kopplingsplint (sockerbit).
Försök detta för en switchad omvandlare.....

http://sv.wikipedia.org/wiki/Spänningsreglerare

[Nerre]

1. Om man tittar på spänningsregulatorer på tex Elfa står det "utström: X ampere". Är det *maximal* utström som menas?

Ja, det brukar vara vad den tål som står.

2. Hur vet jag vad utströmmen blir till enheten som ska laddas? Är det beroende av strömkällan (dvs, hur snabbt hjulet snurrar)? Eller är det enheten som avgör?

Lasten kommer att försöka dra en viss ström, om din grej inte orkar att ge den strömmen kommer spänningen att troligen att sjunka. Om det är högre än regulatorns maxström kommer den troligen stänga ner (eller eventuell brinna sönder så småningom om den inte har inbyggt överströmsskydd). Det är alltså i första hand lasten som avgör vilken ström som går.

3. Vad gör jag med datakablarna? Kortsluter?

Ska du ladda Apple-grejer så behöver det sättas dit motstånd (två spänningsdelare) så prylen vet vad den orkar dra för ström. Kortsluter du datastiften kommer de flesta prylar att tro att det är en laddare som orkar ge 1 A.

[danei]

Jag kan också säga välkommen. Men i övrigt har jag andra svar.
En cykelgenerator är inte en dynamo. Spänningen från den är dessutom inte 6V om du inte har exakt rätt last.

Spänningen obelastat är direkt beroende av hastigheten. Maxströmen är däremot i princip konstant.

Jag skulle rekomendera en likriktare följd av en kondensator. Sedan en 5V 5W zenerdiod prallellt med lasten.

[xxargs]

Det fins trådar om detta i forumet och kör du en cykeldynamo i full fart och nedförsbacke så kan du få både 30 och 40 Volt om lastströmmen är mindre än 0.5 ampere vilket knäcker en LM7805 med för hög spänning.

En cykellampa är ofta på 3 Watt och 0.5 ampere ström och generatorn är dimmensionerad att ge ganska precis 0.5 ampere vilket med använda lampa ger ganska stabilt 6 Volt när man över en viss hastighet till väldigt fort - medans med öppen ända och olastat så skulle det kittla i fingrarna av spänning om man cyklar fort.

lättare motorcyklar gör precis som inlägget innan - likriktarbrygga och en power-zenerdiod som leder av all ström med shuntreglering som är över önskad nivå medans större motorcyklar med generatorer över 20 Watt och parallellarbetande med batteri - kortsluter generatorlindningen på halvperiodbasis när spänningen över batteriet är tillräckligt högt

strömmen i en permanentmagnetiserad generator kan inte bli högre än vad som motsvarar magnetstyrkan i generatorn - det blir ingen svets när man kortsluter en sådan generator utan strömmen är inte högre än vad generatorn är dimensionerad för.

[MiaM]

För dataledningarna så finns det en mastodonttråd om ett projekt för att göra ett kort med en rad USB-uttag som ger laddning för "alla" slags USB-enheter. Trådstartaren verkar också sälja byggsats för elektroniken.

Förvisso är det nog 2*4 uttag men det tar ju försumbar plats och drar försumbar ström att ha ett par extra uttag på en cykel.

http://elektronikforumet.com/forum/view ... =3&t=65281

[MagnusRoland]

Tack för alla svar!
Jag har läst på lite om de saker ni nämnt i svaren ovan. För att bestämma hur jag ska göra behöver jag nog först och främst ta reda på hur mycket spänning navet ger vid olika hastigheter. Har hittat en del projektbeskrivningar på nätet med folk som gjort usb-laddare i princip så som bilden i mitt första inlägg, så det verkar ju som att det går. Med Zenerdiod får man väl problemet att motståndet måste vara ganska högt för att begränsa strömmen vid höga hastigheter = liten ström vid lägre hastigheter? Den måste ju klara att cykeln går upp i 40km/h även om den för det mesta går i 15-20.

[MiaM]

Tänk för övrigt på att det tar något ögonblick för laddningen att komma igång, och jag *tror* att enheter som laddas via USB inte försöker öka strömmen igen om det bara gått att dra lite ström.

Det skulle kunna leda till att du börjar trampa, enheten upptäcker att det finns laddspänning och provar olika laddströmmar och kommer fram till en rätt låg ström (eftersom du inte hunnit få upp farten). Sen cyklar du fortare och generatorn skulle egentligen orka ladda mycket mer men enheten försöker inte öka strömmen. OM det är på detta sätt så kunde det vara bra med en återfjädrande knapp på styret som kan bryta strömmen när den trycks in. När du fått upp hastigheten och vet att du ska cykla en bit med hygglig hastighet (typ landsväg, huvudled i stad eller liknande) så trycker du till på knappen så att laddningen startas om och enheten då väljer t.ex. 2A istället för 500mA och därmed laddas fyra gånger snabbare.

Fast om det istället rör sig om att kunna köra t.ex. en GPS eller telefon med GPS-funktion "kontinuerligt" utan att den laddar ur sig under långcykling så räcker det förstås att laddningen motsvarar bara en gnutta mer än så mycket ström som enheten faktiskt drar. Fast det är förstås bra med lite mer ström så att du kan starta även om enheten är i stort sett urladdad vid start.

[frownlayer]

testa att sätta dit en ciggplugg direkt på. dessa fungerar oftast bra ner till ca 7 volt. jag har testat det på min gamla cykel, fungerade att ladda en mobil med ca 0.8A, om man cyklade i ca 20km/h.

annars så kan du titta på att bygga en schottky-brygga och sätta en TSR 1-2450.

dessvärre så brukar 3 Watt vara maxeffekten för en cykeldynamo i normalfart.

[xxargs]

Tack för alla svar!
Med Zenerdiod får man väl problemet att motståndet måste vara ganska högt för att begränsa strömmen vid höga hastigheter = liten ström vid lägre hastigheter? Den måste ju klara att cykeln går upp i 40km/h även om den för det mesta går i 15-20.

vilket motstånd? - det behövs inte eftersom generatorn inte kan ge mer än 500 mA och en zenerdiod på 5.6 Volt klassad 5 Watt klarar mer än väl 500 mA kontinuerlig ström och mer än så blir det inte från generatorn - det är inte som att kortsluta mot ett batteri som kan ge mycket ström vid kortslutning

Det man måste förstå är att generatorn ger inte mer än 0.5 ampere oavsett fart, men spänningen varierar linjärt med farten när enheten drar mindre än 0.5 ampere medans spänningen blir vad den blir om du försöker dra mer än 0.5 ampere - dvs. ju mer ström du försöker dra ut med lägre resistans och strömmen stannar ändå på 500 mA - ju mindre är spänningen från generator och det oavsett hur fort du trampar

En simulering med detta med en labratorieaggregat med separat spänning och strömbegränsning är att du ställer labratorieaggregatets strömgräns att den vid kortslutning inte ger mer ström än 0.5 ampere - sedan justerar du upp spänningen till 40 Volt vilket motsvarar att du trampar i full fart i nedförsbacke med hastighet > 30 km/h - det är för den situationen du skall bygga din USB-laddare att klara av då när mobilen börja närma sig fulladdat och bara vill ha 200-300 mA i laddningsström - så kommer spänningen från generatorn att sticka upp som sjuttsingen vid snabb rullning medans så länge telefonen drar sina 500 mA eller mer och generatorn strömbegränsar - så kommer du ha dina 5-6 Volt från vanlig rullningstakt till väldigt hög fart.

[MagnusRoland]

Aha, där ser man! Hur vet man att det är så? På navet står det bara 6V~ 3W. Kan man utifrån det veta att generatorn ger konstant ström?

[RoPa]

Nej, men utifrån att man vet att det är en dynamo...
Utifrån 6V 3W vet man att den ger 500mA...

[danei]

Det är inte en dynamo.
Men man måste helt enkelt veta vad set ät för generatortyp och vad den har för karakteristik.

[frownlayer]

Min dynamo kan ge mer än 0.5A, och det är en 6v 2.5W.

[MagnusRoland]

Det jag inte förstår är hur man ska veta att det är på det ena eller andra sättet. Beter sig alla ac-generatorer på samma sätt? Jag hittar inget datablad för generatorn på Shimanos hemsida (dock sprängskiss och annat som rör själva navet). Man kan ju givetvis testa sig fram med multimeter och olika belastningar för att bekräfta det ni säger (som säkert stämmer). Dock gör jag ju det här i huvudsak för att lära mig saker och inte för att jag har ett skriande behov av en mobilladdare till cykeln.