Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Go to page 1, 2, 3 Next

Main Page -> Forum Index -> DIY Structures -> Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Author

Message

bruno4
Poziom 12

Joined: 22 Oct 2006
Posts: 109
Location: Przemyśl

05 Jan 2009 20:38

Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Do czego to służy? Podczas wypraw rowerowych trwających czasem kilka tygodni niezbędna jest energia elektryczna. Zasilanie GPSu, ładowanie akumulatorów w aparacie fotograficznym, czy też telefonu komórkowego. Popularne są wszelkiego rodzaju ogniwa słoneczne. Niestety nie zawsze można liczyć na słoneczny dzień. Firma Shimano produkuje piasty, które jednocześnie są dynamem. Mają małe opory toczenia, są wytrzymałe i wodoodporne. Takie dynamo produkuje prąd zmienny - 6V - 3W. To w zupełności wystarcza do zasilania oświetlenia roweru a podczas dnia do ładowania różnych urządzeń niezbędnych podczas wyprawy.

Opis ładowarki:
Jest to klasyczny układ zasilacza opartego o regulowany stabilizator LM317.
Diody D1 do D4 to diody Schottky'ego. Charakteryzują się małą pojemnością złącza, dzięki czemu typowy czas przełączania wynosi tylko około 100 ps. Diody Schottky'ego mają również mniejszy spadek napięcia w kierunku przewodzenia.
Kondensator C3 - 10uF powoduje ponad pięciokrotny wzrost tłumienia tętnień i zakłóceń impulsowych. Współczynnik tłumienia tętnień napięcia wyjściowego LM317 wyniesie ok 80dB. Stosując ten dodatkowy kondensator należy zastosować diodę zabezpieczającą D6, mającą rozładować ten kondensator w przypadku zwarcia wyjścia układu.
Dioda D5 stanowi zabezpieczenie przeciwko zbyt wysokiemu napięciu wyjściowemu – taka sytuacja może mieć miejsce zaraz po wyłączeniu zasilania. Wtedy dioda zaczyna przewodzić i odprowadza „wsteczny” prąd z końcówki stabilizatora.

Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Dynamo firmy Shimano - 6V / 3W

Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

zasilacz w obudowie z wyłącznikiem

Płytka PCB do pobrania plik PDF

Dodatkowe informacje na stronie Link

Proszę poprawić tytuł zgodnie z regulaminem punkt 10.9
/Faces/

dynamo_usb.pdf

Description:

n/a

Download

Filename:

dynamo_usb.pdf

Contents:

Filesize:

57.06 KB

Punkty:

Elektro-montaż
Poziom 2

Joined: 01 Jan 2009
Posts: 4
Location: Chrzanów

#2 06 Jan 2009 11:13

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Możesz podać ile to waży ? Na wyprawach rowerowych waga ma największe znaczenie, czasami nawet większe niż funkcjonalność sprzętu. Według mnie powinieneś zastosować jak najwięcej elementów SMD, płytkę dwustronną i praktycznie usunąć obudowę lub zmienić sposób zabezpieczenia układu na lżejszy( bo jest trochę za duża i zbyt dużo waży).
p.s. jako ciekawostkę podam że maniacy rowerowi potrafią wydać tysiąc złotych żeby np. korba w rowerze była lżejsza o kilkadziesiąt gramów :)

pozdrawiam

lackow
Poziom 4

Joined: 04 Feb 2006
Posts: 10
Location: Kalisz

#3 06 Jan 2009 11:22

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

A jak się to odnosi do prędkosci jazdy?
Wiadomo ze dynamo z chwilą ruszenia nie produkuje pełnego napięcia i co wtedy z falowaniem napiec podczas zwalniania i przyszpieszania. Jaka jest optymalna predkosc jazdy?

austin007
Poziom 14

Joined: 14 Dec 2003
Posts: 198
Location: Warszawa

#4 06 Jan 2009 12:02

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Wszytko pięknie tylko na LM317 masz spadek ok 1,25V i ok 0,5V na mostku. Pojemności nieco podbiją napięcie. Myślę,że zdecydowałbym się na przetwornicę impulsową. Przy takiej wydajności prądnicy gabaryty i masa będą korzystniejsze. Ponadto sprawność zdecydowanie wzrośnie. Jeśli zaprojektuje się ją starannie, to nie powinna być większa awaryjność. Jeżeli przetwornic startować będzie od niskiego napięcia wejściowego, to wcześniej osiągniemy wymagane napięcie na wyjściu.

ic_735
Poziom 13

Joined: 30 Sep 2004
Posts: 127

#5 06 Jan 2009 12:34

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Witam

Pomysł całkiem fajny i praktyczny.
Pomyśl np nad zastąpieniem LM317 układem LM2940 - 5V
1. Układ nie jest drogi.
2. Nieco mniej elementów (jest fabrycznie 5V)
3. Jest to stabilizator LOW DROP - i to chyba tu największa zaleta

Pozdrawiam

Google

Google Adsense

# 06 Jan 2009 12:34

PEJO
Poziom 17

Joined: 19 Jul 2004
Posts: 437
Location: -

#6 06 Jan 2009 13:12

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

a misie podoba, waga mi pasuje... mogło by być cieższe troche;)
jest funkcionalne i na pewno przydatne.
ps. ile kosztuje takie dynamo w piascie? i czy są mocniejsze?

korneliuszo
Poziom 14

Joined: 13 Oct 2004
Posts: 175

#7 06 Jan 2009 13:15

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Mam takie dynamo i jest ono świetne.

Masa przy podróży kilkudniowej na której się zakłada spanie w namiotach i na miejscu kupowanie jedzenia i tak jest duża.

Osobiście wykonałem coś podobnego (tylko mostek prostowniczy). Służyło to do ładowania komórek.

Dla Nokii 3310 ładowanie zaczyna się tak od 4V.
Maksymalne napięcie to ok. 20V (z tego co pamiętam).

Osobiście zamiast stabilizować napięcie do 5V i wyprowadzać je na usb do ładowarki zbudowałbym ładowarkę.

KolegaZ
Poziom 9

Joined: 10 Sep 2006
Posts: 35
Location: Poznań

#8 06 Jan 2009 14:36

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Witam, ciekawy projekt. Ale w wyprawie rowerowej poza wagą, tu jest naprawdę mała liczy się przedewszystkim odporność na zabródzenie i zalanie. Układ pokryłbym lakierem izolacyjnym, i zastosował mniejsze kondensatory.
Czy nie sądzisz że lepiej zastosować przetwornicę DC/DC zamiast stabilizatora, oraz mostek zintegrowany zamiast diod = mniejsze straty, choć "szybkie" diody też są OK.
DC/DC:
np:LM2754-5.0M / ADJ

korneliuszo
Poziom 14

Joined: 13 Oct 2004
Posts: 175

#9 06 Jan 2009 15:03

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

@KolegaZ Ja uważam że niezawodność (choć lakierem pokryć można). A w deszczu się nie jeździ i nie trzyma elektroniki na wierzchu.
Kondensatory ja bym zostawił (widać że są wysokie jak radiator czyli nie są najwyższe).

LM2754 to przetwornica do zasilania diód LED i ona tu nie pasuje (podwyższa napięcie lecz nie stabilizuje) (może chodziło o inny układ)

hindoos
Poziom 16

Joined: 03 Jul 2007
Posts: 310
Location: Wejherowo

#10 06 Jan 2009 15:14

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

To, że w deszczu się nie jeździ, nie znaczy że nie może nas złapać w czasie jazdy. :) Ja bym zrobił jeszcze wyjścia do oświetlenia LED - koncepcyjnie pomysł niemalże identyczny do mojego, z którym męczę się od dłuższego czasu :P Z tą różnicą, że ja całość zasilam z akumulatora 6V.

"Pudełko" można trzymać na przykład w sakwie pod ramą - zapewni to zawsze większą odporność na zalanie.

KolegaZ
Poziom 9

Joined: 10 Sep 2006
Posts: 35
Location: Poznań

#11 06 Jan 2009 15:15

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

korneliuszo wrote:

LM2754 to przetwornica do zasilania diód LED i ona tu nie pasuje (podwyższa napięcie lecz nie stabilizuje) (może chodziło o inny układ)

Niestety literówka. Chodzi mi o układ LM2574 :P

Google

Google Adsense

# 06 Jan 2009 15:15

w@mpir
Poziom 16

Joined: 27 Apr 2004
Posts: 340

#12 06 Jan 2009 17:12

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Co do lekkości układu, to chyba bez znaczenia jeżeli ktoś kupuje rower z taką piastą (która sama nie jest za lekka), przy trekingowych rowerach bardziej liczy się komfort jazdy. Moim zdaniem koncepcja jest dobra, a wykonanie pozostawił bym pod indywidualne potrzeby, jedni zasilali by GPS, inni lampki LED, inni telefon lub odtwarzacz MP3, ciężko zrobić coś uniwersalnego dla każdego.
Co do zabezpieczenie obudowa wygląda dobrze można ją uszczelnić np. silikonem schować do sakwy i układ będzie przyzwoicie zabezpieczony.

-RoMan-
Poziom 25

Joined: 06 Dec 2004
Posts: 8424
Location: Opole

#13 06 Jan 2009 18:21

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

-> KolegaZ

Zamiast LM2574 proponowałbym jednak LM2671/4/5M - ma zdecydowanie wyższą sprawność od LM2574 i bardzo niski minimalny spadek napięcia pomiędzy wejściem a wyjściem:

Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Dla LM2574 jest trochę inny wykres ale i tak wszystko jest jasne:

Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

bruno4
Poziom 12

Joined: 22 Oct 2006
Posts: 109
Location: Przemyśl

#14

06 Jan 2009 19:12

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Waga tego urządzenia jest niewielka. Oczywiście można zrobić to w smd i zmniejszyć wagę o kilka gramów. Podczas większej wyprawy w sakwach mam często pond 40kg (na załączonym obrazku).

Dynamo w piaście waży około pół kilo, kosztuje od 100 do 250zł(w zależności od modelu), przy prędkości 8-10km/h pracuje już pełną mocą (prędkość podjazdu pod stromą górę). Elektronikę trzymam w sakwach i często zabezpieczam dodatkowym workiem foliowym przed wilgocią czy kurzem. A co do oświetlenia LED - zima przede mną, a więc mam jeszcze czas na konstrukcje.

hindoos
Poziom 16

Joined: 03 Jul 2007
Posts: 310
Location: Wejherowo

#15 06 Jan 2009 19:33

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Jeśli to dynamo jest tak sprawne, to może jakiś mało wymagający zestaw - na przykład 5 sztuk akumulatorków NiMH - właśnie do podtrzymywania np. oświetlenia LED w czasie postoju? Waga faktycznie troszkę wzrośnie, ale raz - odpadnie nam problem posiadania ładowarki na akumulatorki - dwa - wzrośnie bezpieczeństwo na drodze, bo nie będziemy musieli się poruszać, żeby pozostać widocznym. Gorzej, że to wymaga dodatkowych elementów związanych z ładowaniem, no i nie wiem jak z żywotnością przy takim ciągłym podładowywaniu.

KolegaZ
Poziom 9

Joined: 10 Sep 2006
Posts: 35
Location: Poznań

#16 06 Jan 2009 20:08

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

-RoMan- wrote:

-> KolegaZ

Zamiast LM2574 proponowałbym jednak LM2671/4/5M - ma zdecydowanie wyższą sprawność od LM2574 i bardzo niski minimalny spadek napięcia pomiędzy wejściem a wyjściem:

Owszem jest lepszy ale i droższy (w TME 2x).
Ważne że większość stabilizatorów impulsowych (typu buck) ma większą efektywność niż stabilizatory liniowe.

DjDaniel11
Poziom 21

Joined: 08 Jul 2007
Posts: 1166
Location: Łańcut

#17 06 Jan 2009 20:49

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Układ bardzo przydatny. Robił ktoś pomiary jakie jest stałe, stabilne napięcie na wyjściu ? A co się stanie podczas hamowania, albo jazdy 5km/h ? Czy urządzenie aktualnie ładowane, zostanie po prostu odłączone od ładowania (przerwa w ładowaniu), czy coś się może stać z urządzeniem ?

PS: Piasty z dynamem można kupić na allegro już po 79zł.

byrrt
Poziom 18

Joined: 27 Oct 2002
Posts: 497
Location: Bydgoszcz

#18 06 Jan 2009 23:00

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Pomysł fajny ale jak już parę osób napisało - stosowanie w takim przypadku stabilizatorów liniowych to marnotractwo! Jakaś przetwornica impulsowa byłaby lepszym rozwiązaniem.. Dodatkowo takie przetwornice mają szereg zabezpieczeń i innych układów dodatkowych..
Pozdrawiam autora wątku - bike to super sprawa :)

-RoMan-
Poziom 25

Joined: 06 Dec 2004
Posts: 8424
Location: Opole

#19 07 Jan 2009 12:53

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

-> KolegaZ

Jasne. Tylko, że to jest różnica ok. 6 PLN brutto a za to masz:
1. Wyższą sprawność - mniej mocy wydziela się w formie ciepła.
2. Niższe napięcie minimalne do normalnej pracy (5.3 vs. 6V).
3. Większą obciążalność (dla LM2675M).
4. Mniejszy dławik.
5. Mniejsze pojemności kondensatorów.
6. Mniejsze wymiary całości.
7. Użycie nowocześniejszego układu z tzw. rozpraszaniem widma generuje mniej zakłóceń EMI. Samo użycie mniejszych elementów ułatwia zrobienie mniejszej płytki a co za tym idzie - łatwiejsze panowanie nad zakłóceniami.

matam
Poziom 10

Joined: 27 Jul 2004
Posts: 53
Location: Rybnik

#20 07 Jan 2009 14:01

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Możliwe, że przeoczyłem, ale mógłbyś jeszcze raz podać symbol / numery tej piasty / dynama?
Kupowałeś w sklepie czy miałeś w rowerze?

bruno4
Poziom 12

Joined: 22 Oct 2006
Posts: 109
Location: Przemyśl

#21

07 Jan 2009 14:55

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

W karcie katalogowej Link napięcie wejściowe to 8-40V a więc nie nadaje się do współpracy z dynamem dającym napięcie 6V. Jeśli się mylę proszę o sprostowanie.

Dynamo które posiadam to SHIMANO DH3N30 i kosztowało mnie parę lat temu około 80zł. Obecnie są lżejsze i droższe modele jak SHIMANO SPORT DH-3N71

-RoMan-
Poziom 25

Joined: 06 Dec 2004
Posts: 8424
Location: Opole

#22 07 Jan 2009 17:11

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

http://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=5959760#5959760 masz wykres z PDFa LM2671 - w PDFie LM2675 znajdziesz analogiczny wykres na stronie 7. Widać na nim wyraźnie, że przetwornica startuje już przy napięciu rzędu 3.5V a do uzyskania na wyjściu 5V przy obciążeniu 0.3A wystarczy 5.3V.

Zbudowałem na tym układzie dziesiątki przetwornic, głównie przeznaczonych do zasilania diod LuxeonIII (ok. 3.45V przy 0.7A) z 4 akumulatorków NiMH. Klienci nie zgłaszali zastrzeżeń.

Przy okazji wykres napięcia drop-out dla LM317:

Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Moriarti
Poziom 11

Joined: 23 Apr 2003
Posts: 64
Location: Śląsk/Świętochłowice

#23 08 Jan 2009 11:18

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Widzę że dyskusja podąża w złą stronę.

Po pierwsze dynamo energii za dużo nie daje aby móc ja marnować.
Więc jedynym słusznym rozwiązaniem jest tu stabilizator impulsowy. Tanim wszędzie dostępnym rozwiązaniem jest zastosowanie przetwornicy opartej o układ MC34063. Lepsza była by przetwornica nowszej generacji, która sama mniej zjada energii, oraz w której układzie sprzężenia zwrotnego można zastosować rezystory o większej wartości - mniejsza moc tracona.

Moim zdaniem mimo ze układ działa, to jest to nieodpowiednia konstrukcja do tego typu zastosowania. Lepszy byłby stabilizator impulsowy + IC ładowarka

Pozdrawiam
Moriarti

Google

Google Adsense

# 08 Jan 2009 11:18

-RoMan-
Poziom 25

Joined: 06 Dec 2004
Posts: 8424
Location: Opole

#24 08 Jan 2009 11:55

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Nikt nie przeczy temu, że jedynym poprawnym wyjściem jest zastosowanie przetwornicy i o tym właśnie trwa dyskusja.

MC34063 ma jako klucz układ Darlingtona. Co daje koszmarne spadki napięcia - rzędu 1.5V. Na dokładkę maksymalne wypełnienie z jakim może pracować, to ok. 85%. Oznacza to, że dla uzyskania na wyjściu napięcia 5V na wejściu potrzeba co najmniej 8V. W takich warunkach osiągnięcie sprawności 60% będzie sukcesem.
W porównaniu z ponad 90% dla LM267x MC34063 wypada po prostu żałośnie.

BTW: LM2675M-ADJ jest dostępny obecnie na Alledrogo w cenie bardzo przyzwoitej. U tego samego użytkownika bardzo ładny dławik 47 uH - dość spory ale za to ekranowany i SMD. To nie są moje aukcje - uprzedzając zarzuty.

Ronin64
Poziom 22

Joined: 07 Feb 2006
Posts: 1825
Location: EBR

#25 09 Jan 2009 00:20

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

A czy nie lepsza byłaby przetwornica w konfiguracji SEPIC?

regrom
Poziom 15

Joined: 11 Dec 2005
Posts: 266
Location: Jarocin / Poznań

#26 10 Jan 2009 01:13

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Program którym wykonałeś tak czytelny schemat, maskę elementów i płytkę?

bruno4
Poziom 12

Joined: 22 Oct 2006
Posts: 109
Location: Przemyśl

#27

10 Jan 2009 13:34

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Program w którym rysowałem schemat, płytkę i maski to Inkscape 0.46 http://www.inkscape.org. Jest to program do grafiki wektorowej. Darmowy odpowiednik Corela. Wcześniej należy przygotować sobie rysunki elementów, oczywiście odpowiednio zwymiarowanych, a dalsza praca idzie już szybko.
Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

MichałKob
Poziom 16

Joined: 20 Feb 2004
Posts: 349
Location: Kraków

#28 05 Feb 2009 23:20

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Nie jest tak źle z tym układem i jego stratami! Proszę zwróćcie uwagę na charakterystykę napięcia wyjściowego w funkcji obciążenia i prędkości dla dynama w piaście. Takie dynamo to mniej więcej źródło prądowe ok. 500mA, którego szczytowe napięcie wyjściowe zależy od tego, jak szybko pedałujemy. Tutaj jest znakomita stronka z badaniami dynam: http://pilom.com/BicycleElectronics/BicycleElectronics.htm link "The Dynamo / Alternator / Generator".
Takie dynamo bez obciążenia obraca się niezbyt lekko i generuje impulsy napięcia o wartości kilkudziesięciu V. Autor w/w stronki podaje, że najmniejsze opory dynamo generuje wtedy, kiedy... zewrzemy wyjście. Także ze swojej strony polecam stabilizator równoległy. Wiem, że to dziwne, ale w taki właśnie dziwny sposób zachowują się te dynama. Ma to na celu uchronienie żarówek/diod przed spaleniem przy szybkiej jeździe, przy równoczesnej zadowalającej pracy oświetlenia na bardzo niskich prędkościach.
Przetwornica impulsowa mogłaby, przy całej swojej sprawności, wręcz zwiększyć opory toczenia dynamo-piasty. Dynamo próbuje gdzieś "utopić" nakazane 500mA, a że impulsowa przetwornica pobiera mniej prądu przy wyższym napięciu (ujemna rezystancja!) to napięcie za mostkiem mogłoby osiągać kilkadziesiąt V, na któych wytworzenie pocilibyśmy się nadaremnie.

michal_2634
Poziom 3

Joined: 23 Oct 2006
Posts: 5
Location: Olkusz

#29 12 Feb 2009 19:23

Re: Rowerowa ładowarka - Zasilacz USB

Kupiłem sobie dynamo w pieście Nexuxa, wszystko już kupiłem poza Diodami Schottky'ego D1 do D4 (AK04V0). Nigdzie nie mogę ich dostać.

Jakie inne diody mogę tutaj zastosować? Jakieś ich zamienniki? Nie znam się na elektronice. Z góry dziękuje

pozdrawiam