LED-Scheinwerfer + Rücklicht + Nabendynamo + Akku = Integrierte Lichtanlage /Bordnetz

[AntoineAden]

Die neuen LED-Leuchten lassen hoffen: Endlich scheint eine vollständig autarke (nabendynamo-getriebene) Lichtanlage in greifbarer Nähe:

Vorschlag:
- Gleichrichtung des Dynamostroms, Speisung eines (Blei-/NiMH-/Li-)Akkus
- Direkte Versorgung des Frontscheinwerfers (LED mit Vorwiderstand oder Konstantstromregler) aus dem Akku- bzw. Dynamostrom
- Direkte Versorgung des Rücklichtes wie oben, aus dem Akku- bzw. Dynamostrom
- Pufferenergie für die Aufladung / Betrieb eines PDAs, Handys, zusätzlicher Beleuchtung

Wieviel Leistung steht denn zur Verfügung?
Bei einer angenommenen Leistung von 6,5 V und 500 mA:

- Betrieb einer z.B. Cree-LED (Lumotec Fly IQ ohne Elektronik) mit 360 mA bei 3,0 V Spannungsbedarf mittels Vorwiderstand von 8,6 Ohm, oder:

- Betrieb einer Cree-LED (Lumotec Fly IQ mit Konstantstromregler) mit äußerlich ca. 180 mA bei 6,5 V Spannungsbedarf, oder:

- Betrieb von z.B. zwei Cree-LED (Eigenbauscheinwerfer?) in Reihe mit 350 mA an Vorwiderstand ca. 3 Ohm. Und:

- Rücklicht z. B. 2 x 3 LEDs ca. 2 Volt, zus. 40 mA

=> Es bleiben zwischen 100 - 250 mA Nennstrom bei 6,5 Volt als Überschuß zur Ladung des z.B. Blei-Akkus (mit Konstantspannungsregler auf 6,9 V) sowie zur Zubehör-Ladung.

Vorteile:
- Volles Licht ab 0 km/h, kein Flackern
- Absolute Unabhängigkeit von der Steckdose
- Es wird weniger Elektronik in Scheinwerfer und Rücklicht benötigt (Gold-Caps, Überspannungsdioden, separate Stromregler, Spannungsvernichtung)
- Gleichmäßiges leistungsfähiges Standlicht vorn + hinten.
- Kein unerwünschtes "Nachleuchten" beim Parken (Ausschalter)
- Keine unerwünschten Lade-Unterbrechungen für das Zubehör
- Keine Störungen durch Restwelligkeit des Dynamostroms
- El. Hupe, Blinker, Bremslicht möglich

Wer kann die Elektronik dazu entwerfen?

 

[JuergenH]

Nein danke, hab keinen Bock. Weil: ich hätte gerne allen Strom für die Beleuchtung, da bleibt nichts für einen schweren Akku übrig. Im Übrigen gibt es da schon eine Menge Vorschläge:

http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/index.html#beleuchtung

schau unter: 2.2 12 V und Standlichtschaltungen

Gruß

Jürgen

 

[AntoineAden]

Hallo JuergenH,

danke für Deine spontane Reaktion.

natürlich möchte auch ich die maximale Leistungs fürs Licht!
Aber die Nennleistung des Dynamos wird ja nicht einmal genutzt, bzw. die Überspannungsschaltungen werden aktiviert.

Da mein ich, mit weniger Elektronik in den Einzel-Geräten (Front- /Heckleuchte) und dafür zentraler Verteilung wäre mehr zu erreichen.
Man will ja auch nicht dauernd Handy oder PDA laden, Hupen oder Blinken....

Also ich stelle mir eine Schottky-Gleichrichtung vor, einen kleinen Akku, die Schlachtung der Elektronik aus LED-Front- und Rücklicht und den Einsatz von ein paar Bauteilen zur Energieverteilung (zunächst primitiv mittels Widerständen)

Kannst Du eine (einstellbare) Stromregelung mit geringem Verlust für den Betrieb einer/zweier LEDs an 6,5 - 7 Volt empfehlen?
Danke,
Antoine

 

[da_hyrr]

Kannst Du eine (einstellbare) Stromregelung mit geringem Verlust für den Betrieb einer/zweier LEDs an 6,5 - 7 Volt empfehlen?
Danke,
Antoine

da fragste den Richtigen, guck mal hier:
low-loss-stromregler

 

[da_hyrr]

Zu deinem Vorhaben, das mache seit über zwei Jahren.

Bei mir sieht das so aus:
SON geht über Shottky-Gleichrichter auf nen LiIon Akku. Ist ein standard Camcorderakku 2s1p mit original Schutzschaltung aber ohne gehäuse, Zellen hintereinander mit Schutzschaltung eingeschrumpft, dass sie ins Sattelrohr passen. Zum Schutz des Akkus liegt parallel zu ihm ein Shuntregler aus TL431 und einem Leistungstransistor. Alles Licht wird dann aus dem Akku versorgt. Funktioniert einwndfrei, solange man nicht dauerhaft mehr Strom verbraucht, als der Dynamo produziert. Ist mir aber noch nicht passiert. Den Scheinwerfer aus zwei Luxeons schalte ich in zwei Stufen, wovon die erste weniger verbraucht, als der SON typischerweise erzeugt, so dass auch bei eingeschaltetem Licht ein kleiner Stromüberschuss vorliegt.

Diese Schaltung könnte aber noch deutlich verbessert werden, aber das Prinzip funktioniert sehr gut.

Gruß Gerrit

 

[yellow_ö]

ich verstehe nicht ganz die Notwendigkeit des doch höheren Aufwands
Wozu nochmal der Akku?

mal angenommen: Triple-Cree (oder Seoul) vorne (mit einem Gold-Cap als mehrminütigem Standlicht) - läuft mit MOSFET-Gl
hinten eine einfache Schaltung mit Sp.Regler (wegen der Überspannung von vorne)
Ab Schrittempo ist genug Licht, um das Rad in den Keller schieben zu können, ab ca. 6-7 Kmh fährt das Licht dann schon richtig.

Denn wenn eh nur 1 oder 2 led, und die mit weniger als "voll", betrieben werden soll(en), dann ist das doch bloß ein Stadtlicht --> meißt um die 20-25 Km/h und dazwischen mal ne Minute an der Ampel.
Da erscheint mir die Ursprungsidee nicht überlegen, aber anfälliger für Defekte und besonders für Vandalismus (einfach weil aufm Rad mehr auffällige Teile herumhängen)

Dyno-Anleitungen gibts hunderte, 2 davon im Anhang,
der Knackpunkt ist jedoch der MOSFET-Gleichrichter!

 

[AntoineAden]

Vielleicht bin ich hier mit dem Thema ja nicht an der richtigen Stelle.... (?)

zum Scheinwerfer: sollte mit gleichmäßiger blendfreier Ausleuchtung sein, kein radialsymmetrisches Licht => INOLED oder BUMM IQ Fly

zum Akku: Er soll für dauerhaftes Licht in jeder Situation sorgen.

Zudem das Betreiben von PDAs und Laden von Handys unterwegs ermöglichen. Ohne Puffer-Akku werden sich die Ladeschaltungen der Geräte für die Welligkeit und Spannungsschwankungen wahrscheinlich "bedanken"......​

Letztlich sorgt doch die definierte Bordspannung von, sagen wir 6,9 V, für universelle Möglichkeiten......

... Digitalkamera.... Leselampe...... Akkuzahnbürste... Fahrradalarmanlage... MP3-Player.... Vibrator.... ;-)

 

[AntoineAden]

da_hyrr:
da fragste den Richtigen, guck mal hier:
low-loss-stromregler

Danke, super Tipp!

Zu deinem Vorhaben, das mache seit über zwei Jahren.

Bei mir sieht das so aus:
SON geht über Shottky-Gleichrichter auf nen LiIon Akku. Ist ein standard Camcorderakku 2s1p mit original Schutzschaltung aber ohne gehäuse, Zellen hintereinander mit Schutzschaltung eingeschrumpft, dass sie ins Sattelrohr passen. Zum Schutz des Akkus liegt parallel zu ihm ein Shuntregler aus TL431 und einem Leistungstransistor. Alles Licht wird dann aus dem Akku versorgt. Funktioniert einwndfrei, solange man nicht dauerhaft mehr Strom verbraucht, als der Dynamo produziert. Ist mir aber noch nicht passiert. Den Scheinwerfer aus zwei Luxeons schalte ich in zwei Stufen, wovon die erste weniger verbraucht, als der SON typischerweise erzeugt, so dass auch bei eingeschaltetem Licht ein kleiner Stromüberschuss vorliegt.

Diese Schaltung könnte aber noch deutlich verbessert werden, aber das Prinzip funktioniert sehr gut.

Gruß Gerrit

Soweit ich mal gelesen hab, mögen die meisten Akku-Typen dieses "Rein-raus-rein-raus" nicht so gerne... und benötigen zwecks Lebensverlängerung ziemlich intelligente Ladeschaltungen (?)

Daher hab ich's mir mit dem PB-Akku leicht gemacht, der liebt Konstant-Spannungs-Ladung... Ist natürlich die gewichtigste Lösung am Markt (300 gr. für 1,2 Ah)

Hmm, ich frag mich, was der LiIon-Akku von der ständigen Teil-Ladung und Teil-Entladung hält?
@da_hyrr: Kannst Du abschätzen, wieviele Fahrten Du die Schaltung in Betrieb hattest und wie sich die Kapazität des Akkus entwickelt hat?

Wer hat Erfahrungen mit dem instationären Akku-Betrieb am Rad?

 

[AntoineAden]

Offenbar werden an anderer Stelle Bordnetz-Anlagen schon in 6 Volt oder 12 Volt entwickelt und betrieben:

http://www.t3productions.de/rad-forum-lader/

insbesondere die 12 Volt-Anlage finde ich interessant:

Folgenden Link zu einer Bord-Netz-Anlage habe ich zwischenzeitlich gefunden:

http://www.t3productions.de/rad-forum-lader/Weiterentwicklung-der-12V-Version-von-J.183.0.html

an die tatsächliche Betriebsspannung eines 12 Volt Akkus (= ca. 13,0 - 13,8 V) ließen sich 3 bis 4 Stück LEDs anschließen.

@ JuergenH: ließe sich für den LED-Betrieb Dein low-loss-Regler verwenden oder umkonfigurieren (6,9 Volt- oder 13,8 Volt-Betrieb)?
Grüße und Danke,
Antoine

 

[yellow_ö]

klar, das ist jetzt nicht wirklich von Interesse für Dich, aber warum überhaupt die Grundidee?
Eventuell macht das Sinn bei einer Weltüberquerung per Rad, um in wirklich einsamen Gegenden (Südamerika, Australien, ...) autarkt zu sein.
Jedoch hier, wo Du abens heimkommst und bis morgens (und wohl auch zwischendurch) immer Zugang zu einer Steckdose hast, da fehlt doch ein wenig die echte Notwendigkeit irgendwas landen zu müssen. N Licht per Akku zu betreiben, wenn schon ein Dyno am Rad montiert ist, detto.

Bin mir sicher in Tourenfahrerforen gibt es da fertige Bauvorschläge, eventuell kann Dich ja jemand weiterleiten?

Jedenfalls nette Gegend, weil hier bin ich über die total unauffällige Dyno + Triple-Ledlicht-Anlage super angetan. Sieht nach nichts aus und weckt daher am Bahnhof kein unerwünschtes Interesse, leuchtet aber ganz nett

 

[JuergenH]

@ JuergenH: ließe sich für den LED-Betrieb Dein low-loss-Regler verwenden oder umkonfigurieren (6,9 Volt- oder 13,8 Volt-Betrieb)?
Grüße und Danke,
Antoine

Dem Regler ist das eigentlich egal, er verbrät einfach alles an Spannung, was zuviel ist. Er ist dafür gebaut, eben wenig an Überschuss-Spannung zu vernichten, daher low loss. Das heißt, eine bestimmte Anzahl von LEDs heißt eine ziemlich genau definierte Akkuspannung.

Wenn du eine feste Anzahl an LEDs hast und eine variable Spannung, dann ist ein Schaltregler besser (dealextreme...).