Fahrraddynamo zum USB laden?
Hallo folgende Situation:
Ich würde gerne einen alten Fahrradynamo zu einem USB Ladegerät umbauen. Das Fahrrad würde zu Bildungszecken verwendet werden und fest montiert sein. Über das Hinterrad würden dann die Teilnehmer das Rad und darüber den Dynamo antreiben. Dieser erzeugte Strom läd nun das angeschlossene Gerät.
Folgende Frage:
Der Dynamo hat bei 6V 3W.
Da USB Geräte mit 5V geladen werden müsste die Spannung ja eigentlich passen.
Ein Problem sehe ich nur darin, dass man ja keine gleichbleibende Trittfrequenz hat und so die Spannung im Bereich von 0V - 6V durchgängig schwankt.
Könnte man hier nicht einfach einen passenden Kondensator parallel schalten um die Spannung zu glätten. Welchen könnte man verwenden?
Zudem würde ich noch eine Diode hinter den Kondensator schalten um einen Rückfluss zu verhindern.
Passt das so? Habt ihr noch Tipps wie man so etwas realisieren könnte.
Es geht nicht darum effektiv zu laden sondern darum zu zeigen wie Energie erzeugt wird.
4 Antworten
Ein (billiger) Fahrraddynamo hat bei meinen Experimenten im Leerlauf bei aufgebocktem (umgedrehtem) Fahrrad am Hinterrad bis ca. 40 V eff. geliefert.
Wegen der Selbstinduktivität kommt der Dynamo unter Nennlast bei ca. 10 bis 15 km/h in die "Sättigung", d. h. die Spannung und der Strom steigen mit zunehmender Drehzahl praktisch nicht mehr. Bei anderen ohmschen Lasten als den 12 Ohm der üblichen Lämpchen ändert sich die Sättigungsdrehzahl (bei der je nach Definition z. B. 90% des Grenzwertes erreicht werden) und die Sättigungsspannung, der Grenzstrom oder der Sättigungsstrom bleibt unverändert bei 0,5 A.
(Die Grenzzpannung an den Lämpchen war bei meinen Experimenten übrigens ca. 8 V statt wie erwartet 6 V eff.)
Da der Dynamo Wechselstrom / Wechselspannung liefert, USB aber Gleichstrom benötigt, brauchst du in jedem Fall einen Gleichrichter. Das ist aber ein nichtlineares Bauelement, sodass die Berechnung recht kompliziert wird.
Emm,
die meisten Dynamos produzieren eine Wechselspannung! Mit der lädst Du erstmal gar nichts, wenn Du sie nicht vorher mit einer Schaltung aus 4 Dioden gleichrichtest!
Ob man dann noch einen Kondensator zur Glättung benötigt, halte ich für fraglich! Allerdings sind 3 W nicht sehr viel! Andererseits ist die StandardLeistung an USB Ports sehr lange nur 2,5 W gewesen (5 V×0,5 A). Heute schaffen aber einige Netzteile für große Handys und Tablets 10 W (bei 2,1 A) und Akkus/Powerbanks haben Kapazitäten bis 10'000 mAh! Dafür müsste man also 20 Stunden strampeln!
Es gibt auch andere Lösungen. In YouTube habe ich ähnliche oder auch OverUnity-Projekte gesehen.
Nein, du brauchst vor dem Kondensator einen Gleichrichter.
Für eine ausreichende Glättung sollte man den Kondensator aber auch entsprechend dimensionieren (ich würde hier mit großzügigem Sicheheitsrahmen für Langsamtreter ab 30.000 µF nehmen).
Könnte man, aber zur Spannungsglättung sollte man ihn schon drin lassen...
Es ist für die meisten Akkus günstiger, sie impulsweise zu laden. Deshalb ist ein Siebkondensator hier überflüssig und kontraproduktiv.
Nettes Projekt...
Du kannst übrigens mal in die Details beim Forumslader reingucken, da steht auch einiges zu Theorie. Es gibt auch sonst Lösungen, die man kaufen kann.
Was du bisher vernachlässigst, ist dass der Dynamo Wechselspannung liefert, dein Handy aber mit Gleichstrom geladen werden möchte ;)
Es geht nur um den Effekt, sein USB Gerät durch das trampeln aufzuladen.