Меню

Стабилизатор напряжения для динамо втулки

Универсальная портативная зарядка от динамо-машины для USB устройств своими руками

Это пошаговое руководство по созданию своими руками портативной USB зарядки, использующей велосипедную динамо-втулку в качестве источника энергии. Также смотрите инструкцию по сборке универсальной USB зарядки с литий-ионным аккумулятором на солнечной энергии. Если вы плохо дружите с электроникой, то вы можете купить готовую коммерческую USB-зарядку.

Необходимые инструменты и компоненты.

Инструменты, необходимые для создания USB динамо зарядки:

  • Паяльник, олово
  • Мультиметр (необязательно)
  • Тиски (необязательно)
  • Стриппер (необязательно)

Необходимые компоненты для создания универсальной USB зарядки с питанием от динамо:

  • Плата Veroboard (8,22 евро)
  • Разъём USB-A (необязательно, также можно использовать дополнительный USB-кабель Micro или Mini USB)
  • Стабилизатор напряжения LDO (с малым падением напряжения) на 5 В LM2940 (CT) (1,31 евро)
  • Кулер для стабилизатора напряжения LDO (необязательно) (0,5 евро)
  • Конденсатор C1 на 2200 мкФ 16 В (0,65 евро)
  • Миниатюрный дисковый танталовый конденсатор C4 на 47 мкФ (0,22 евро)
  • Миниатюрный дисковый танталовый конденсатор C5 на 22 мкФ (0,5 евро)
  • Мостовой выпрямитель на 1,5 A 100 В (0,5 евро)
  • Термоусадочные трубки (необязательно)
  • Коробка и рубашки ABS (необязательно) (1,17 евро)
  • Кабельный сальник контргайки или уплотнительное кольцо (необязательно)
  • Разъём для динамо-втулки

Цены невысокие из-за того, что компоненты заказывались в больших объёмах. У вас могут выйти другие цены.

Принципиальная электрическая схема USB зарядки с питанием от динамо-втулки:

Приступаем в сборке зарядки для USB устройств с питанием от динамо.

Шаг 1: Плата Veroboard.

Вырежьте участок платы Veroboard размером приблизительно 17 мм х 40 мм. Плата на фотографии ниже слишком длинная, приблизительно 65 мм в длину.

Шаг 2: Установка танталовых конденсаторов.

Припаяйте два миниатюрных дисковых танталовых конденсатора на стабилизатор напряжения. Следите, чтобы во время пайки не перегрелись компоненты и соблюдайте полярность (длинная ножка положительная).

Расположите конденсатор на 22 мкФ справа, а на 0,47 мкФ слева. Отрицательные полюсы должны оказаться посередине.

Шаг 3: Подготовка конденсатора C1.

Установите на конденсатор C1 термоусадочные трубки. Согните ножки (длинная ножка положительная) как показано на фотографии ниже. Постарайтесь сохранить ножки по возможности как можно более длинными, чтобы конденсатор было легче разместить внутри коробки ABS.

Шаг 4: Размещение компонентов на плате.

Чтобы правильно разместить компоненты на плате Veroboard, смотрите на первую фотографию ниже: три параллельные полоски посередине планки служат главными электрическими дорожками для компонентов. Полоса слева соответствует положительной стороне на принципиальной схеме.

Длинную ножку конденсатора C1 (+) необходимо разместить на самой левой полосе из трёх полос. Короткую ножку необходимо припаять на среднюю полосу.

Ножки мостового выпрямителя должны располагаться следующим образом. Положительные ножки (подписаны) идут слева. Отрицательные ножки должны идти по средней полосе. Провода от входящего переменного тока нужно подпаять на внешних полосках платы (слева и справа, как изображено на фотографии выше).

И наконец припаяйте стабилизатор напряжения.

Прежде чем продолжить собирать зарядное USB-устройство, посмотрите всё ли вы сделали правильно.

Приготовьте провод, который идет к динамо-втулке, и подсоедините его к ножкам мостового выпрямителя. Здесь полярность не имеет значения, поскольку мы имеем дело с переменным током. Подсоедините динамо-втулку, крутаните колесо и измерьте выходное напряжение на положительном и отрицательном выходах платы.

У нас должно получиться около 5 В.

Если ничего не работает, то проверьте полярность конденсаторов и других компонентов.

Теперь мы можем отрезать всё лишнее на плате Veroboard и согнуть конденсатор C1, чтобы он смог поместиться внутри коробки ABS.

Подсоедините кулер с помощью односторонней заклёпки. Она идеально подходит для этой цели, так как не занимает дополнительное пространство (особенно в высоту).

Прежде чем подсоединить провода, просверлите в коробке маленькое отверстие для кабельного сальника контргайки, установите его и пропустите через него провода.

Далее подключите разъём USB-A или Mini и Micro USB кабель напрямую к выходным ножкам стабилизатора напряжения. Подключите провода от динамо-втулки к мостовому выпрямителю.

Чтобы плата смогла поместится в контейнере, мне пришлось отпилить углы.

При использовании контейнера ABS, который указан в списке необходимых компонентов выше, вам необходимо дополнительно вырезать два отверстия на дне контейнера.

Итак у нас получилось стильное зарядное USB устройство с питанием от динамо-втулки. Для обеспечения водонепроницаемости я загерметизировал контейнер полимерной смолой. Герметизируйте контейнер только после того, как убедитесь, что зарядное устройство работает.

Второй вариант зарядного USB устройства с уплотнительным кольцами:

Источник

Стабилизатор напряжения для велосипедной динамо втулки

0.5a)
но выдает она значительно больше 6 вольт(переваливать на скорости за 20 может).
мои варианты надуманные
1) кренка 7805
2) шим МС34063х
3) трансформатор + 7805(но я полагаю что это бредд полный)

Сделал бы на кренке, но вычитал что при значительном превышении напряжения кпд падает до потолка, накаляя эту самую кренку.
На шимке уже собрал по топику
http://iosyitistromyss.ru/istochniki-pi . ast-2.html
но почему то на холостом 5в а при нагрузке 0.2в.
в общем, вопрос, чем все таки лучше стабилизировать ток?
зы я совсем навичек, так что просьба писать максимально понятно =)

Читайте также:  Выбивает автомат после стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения для микроволновки
При покупке холодильника нам в придачу сказали обязательно купить стабилизатор напряжения. А при.

Стабилизатор напряжения для кондиционера
При покупке холодильника мне сразу указали на необходимость покупки стабилизатора напряжения, так.

Стабилизатор напряжения
Хочу купить стабилизатор,какая нужна мощность чтоб подключить его к переноске, куда все мои.

Стабилизатор напряжения
Проблема, частые отключение света в доме, боюсь как бы комп не нагнулся 🙁 Хотелось бы что то не.

А на какой ток рассчитана обвязка MC34063? И какой дроссель стоит?
Для Step-Down преобразователя максимальный ток дросселя должен быть в два раза больше максимального выходного тока.

А где динаму покупали? Я как-то видел в каком-то китайском нигазине, толи в dealextreme, толи еще где. Сейчас посмотрел — чего-то поиском не находится. Тоже хочу аккумулятор для фонарика и зарядку от динамы:)

А на какой ток рассчитана обвязка MC34063? И какой дроссель стоит?
Для Step-Down преобразователя максимальный ток дросселя должен быть в два раза больше максимального выходного тока.

А где динаму покупали? Я как-то видел в каком-то китайском нигазине, толи в dealextreme, толи еще где. Сейчас посмотрел — чего-то поиском не находится. Тоже хочу аккумулятор для фонарика и зарядку от динамы:)

динама среднего уровня шла на богатом по обвесу туристическом велике фирмы «Cube», у моего друга =)

отдельно она продается например на http://www.bike-somponents.de или на том же ebay.som дофига их. но в россии ты вряд ли чего хорошего найдешь, ибо если и будет то только «nexus» что то типа начального уровня, но надо ли оно тебе? так что с нета без проблем по перечисленным выше сайтам.

дроссель купил в нигазине на 150 миркрГенри более о не ни чего не известно.
Возможно проблема в не совсем грамотно подобранных комплектующих.
насколько важен R «R020»? и если 1 из резисторов на 332(вместо 4.2кОма, что бы получать 5в)

Методика расчета — подбирать частоту под имеющуюся в наличие катушку:)
Купленный в нигазине дроссель в корпусе, как резистор? Или мотки проволоки на ферритовой гантеле/торе?
Если мелкий, как резистор — то не подойдет, ну, точнее подойдет, если выходной ток взять за 20-50мА.
Мелкие дроссели с большой индуктивностью рассчитаны миллиампер на 100 или даже меньше.

Про динаму, ну я и говорю, на dealextremi.som где-то видел, или на похожем сайте. На ebay чего-то только «vintage dynamo» всякие находятся:)

Дроссель маловат, надо хотя бы 300мкГн, потому что диапазон входных напряжений будет достаточно широк. И проверь чтобы дроссель был на ток не менее полампера. Узнай в нигазине partnumber твоего дросселя и ищи его параметры.

Надо понимать, что динама — это генератор, у неё растет напряжение с количеством оборотов, но и падает с ростом тока потребляемого тока(т.е. ростом нагрузки ). Нагрузкой будет преобразователь который динамически будет менять свое входное сопротивление при изменении входного напряжения. Т.е. с ростом оборотов и повышения напряжения он будет меньше потреблять тока от генератора, и его входное будет повышаться. По идее надо вычислить внутреннее сопротивление генератора и преобразователя и строить нагрузочные характеристики, чтобы согласовать их.

расчет по калькулятору сказал что R1 1кОм и R2 3кОма. я использовал на 1кОм(102) и 3.3Ома(332)

дроссель 150микроГенри, выглядит так:на сердечнике намотан тонкий проводник. Было 4 ножки, 2 напрямую припаяны к этим самым проводам , а вот еще 2 я не понял для чего и удалил кусачками(с возможностью нарастить).

не могу найти R020, использовав перемычку ток странно регулируется(при повышении напряжении тоже повышается(например входное 20 выходное 7, входное 25 выходное 8, а при 30-38 становиться меньше 5, вроде как то так.) Замеры производил цифровым тестером, ток подавал БП с регулировкой подачи напряжения, миня диодный мост.

Источник

Велосипедные динамо-втулки: принцип работы и подключения, плюсы и минусы.

Для получения электрической энергии в велопоходе можно выделить несколько способов:

  • Динамо втулки (их ещё называют «динамки»).
  • «Бутылочные» генераторы, работающие от соприкосновения с протектором шины или ободом.
  • Солнечные батареи.
  • Power Bank, запасные батареи и аккумуляторы. Но это больше средства накопления и сохранения энергии, а не генерации.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, плюсы, минусы и другие нюансы, связанные с динамо втулками и их использованием.

Кому нужны динамо втулки

Они наиболее подходят для велотуристов, предпочитающих многодневные велосипедные походы, в которых не всегда может быть возможность «встретить» розетку и зарядить аккумуляторы.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения 12 вольт 7812 характеристики

Использование таких втулок для поездок в городских условиях или однодневных поездках не совсем рационально с экономической точки зрения. Всё-таки их цена значительно дороже обычных, а подзарядить смартфон, аккумуляторы на GoPro, передних и задних фонарях можно и дома от обычной розетки.

Мне могут возразить, что в длительный поход можно взять с собой повербанк (Power Bank) или небольшую солнечную батарею. Согласен, можно. И не отрицаю такой возможности.

Но! Power Bank не решит проблему получения электричества, а только отложит на некоторое время поиск розетки. Что касается солнечных батарей, то они наиболее эффективны, когда солнечные лучи падают на них под определенным углом, получить который в реальной поездке не так просто. То есть во время движения они работают не всегда эффективно. Да и солнышко ведь то же не всегда ярко светит и тучки по небу ходят. К тому же их площадь, для получения нужного количества энергии должна быть достаточно большой.

Второй момент состоит в том, что повербанк, а так же солнечные батареи нужно с собой тащить в велопоходе. А их вес может даже превышать тот дополнительный вес, который дает динамо втулка, по сравнению с обычной.

На мой взгляд, в длительный велопоход по местам, не очень «оснащенным» свободными розетками или доступом к электричеству, лучше всего брать велосипед с «динамкой» и дополнительно один-два повербанка. Их нужно всегда подзаряжать во время поездки, чтобы иметь дополнительный «страховочный» запас энергии, который можно использовать, например, вечером на привале для зарядки нужных гаджетов .

Можно надеяться на подзарядку аккумуляторов в придорожных кафешках и заправках. Но, во-первых, на это нужно тратить время – сидеть, ждать пока они смогут зарядиться. А во-вторых, розетки там должны быть доступны. Часто заезжая на заправку обнаруживается, что все доступные розетки уже заняты другими автомобилистами или путешественниками.

Если Вы катите не очень длительные велопоходы, то вполне возможно, что проще взять с собой дополнительные аккумуляторы на все гаджеты.

Так что вопросы целесообразности приобретения динамо втулки каждый путешественник решает самостоятельно исходя из целей и финансовых возможностей.

Кто производит и какие бывают динамо втулки

Производят их многие производители: Shimano (обозначаются индексом “DH”), Sram, Shutter Precision (Тайвань), SR SunTour (Тайвань), Hangyi, Schmidt Maschinenbau (Германия), Supernova и т.д.

Есть модели под V-brake, дисковые и роллерные тормоза, с креплением на гайках или эксцентриках.

Фланцы динамо втулок рассчитаны для крепления разного количество спиц: 28, 32, 36 штук. Так что перед покупкой обязательно нужно сверить количество спиц на ободе и на приобретаемой втулке.

Не забудьте, что диаметр фланцев динамо втулок больше, чем у обычных. Так что, если Вы планируете использовать свой старый обод, то при переспицовке колеса нужно будет подобрать спицы меньшей длины. Или покупайте сразу новое колесо с уже установленной «динамкой».

Часто задают вопросы типа «А сильно ли динамо втулка влияет на накат колеса и тяжелее ли становится крутить педали?»

На это можно ответить так: старые типы действительно оказывали дополнительное сопротивление качению. В современных моделях оно сильно снижено.

В интернете есть много статей с результатами исследований по сопротивлению качению с нагрузкой и без неё с графиками и цифрами. Мы их здесь анализировать не будем – кому интересно можно почитать. В целом колесо на обычной втулке будет крутиться чуть легче, но «динамка» ставится не для скоростных гонок, а для получения электричества. При реальной поездке, потеря мощности велосипедиста при педалировании, на работу динамо втулки будут незаметны. Зато электричество будет «практически даром».

Кстати, есть модели, оснащенные переключателями с холостого хода на режим генерации. В выключенном состоянии такая динамовтулка превращается в обычную.

Обратите внимание, что обычно, при установке колеса с «динамкой» на вилку переднего колеса, контактный разъем должен быть с правой стороны, если другого не сказано в инструкции.

Принцип работы динамо втулки

С научной точки зрения принцип работы динамо-втулки объясняется законом электромагнитной индукции Фарадея.

Для нас же основную идею можно сформулировать так: если рамку из провода вращать в магнитном поле или наоборот, магнитное поле вращать вокруг рамки, то в проводе, из которого сделана рамка, наводится электродвижущая сила. Если к этому проводу подключить нагрузку, например, фонарь, то по этому проводу потечет электрический ток. Вот на этом принципе и основана работа динамо-втулки.

Более наглядно этот принцип показан на рисунке ниже.

Отличие принципа работы динамо-втулки от того, что показан на рисунке состоит только в том, что на рисунке рамка вращается внутри магнита, а в динамо-втулке наоборот – магниты вращаются вокруг рамки.

Читайте также:  Инверторный стабилизатор напряжения 220в схема электрическая принципиальная

В «динамке» не 2,а больше полюсов, например, 26, 36 и т.п. Это дает то, что за один оборот колеса происходит не одна смена тока в катушках индуктивности с минуса на плюс, а сразу 13, 18 и т.д.

Как подключать динамо втулку к нагрузке и для чего нужен преобразователь (конвертер)

Подключать смартфон или повербанк напрямую к втулке для зарядки нельзя.

Потому что динамо-втулка вырабатывает переменный ток, притом очень нестабильный как по частоте, так и по силе тока, а заряжать смартфон или аккумулятор нужно постоянным током.

Для решения этой задачи между динамо втулкой и аккумулятором ставится специальный выпрямитель-стабилизатор.

Попробуем пояснить всю эту схему на рисунке:

Итак. На первом графике показан ток, генерируемый динамо втулкой – переменный синусоидальный ток. Он имеет разную силу и частоту, так как втулка крутится велосипедистом неравномерно. Та часть, что находится выше пунктирной линии, имеет положительную величину, а ниже её – отрицательную. Это значит, что ток в это время течёт в обратную сторону.

Из втулки ток попадает в преобразователь (конвертор), в котором выпрямляется и стабилизируется.

На втором графике линии тока всегда выше пунктирной линии. Таким образом, после выпрямления ток будет течь всегда в одну сторону, но по-прежнему будет меняться по величине.

Чтобы получить стабильное напряжение, как на третьем графике, используют импульсный стабилизатор, который встроен в тот же преобразователь. Суть его работы в том, что он убирает все синусоиды и генерирует ток стабильного заданного напряжения. Для зарядки смартфона или повербанка ток должен иметь 5V напряжения и силу тока не менее 500 мА, который и получается после стабилизатора.

И вот только этот стабилизированный и выпрямленный ток можно подавать на смартфоны или другие электронные приборы.

С велосипедными фонарями немного проще. Есть специальные фонари для динамо втулок, которые можно подключать к ним напрямую, но большинство моделей работают всё же от аккумуляторов. Поэтому при их покупке нужно смотреть, какие аккумуляторы и как заряжаются. Если это только пальчиковые типа AA или ААА, то заряжать их нужно зарядкой от 220V или искать специальную зарядку для заряда от USB и возить её с собой.

Только имейте в виду, что если фонарь подключается напрямую к втулке, то и горит он только тогда, когда крутится колесо. Есть фонари с небольшой встроенной батареей, которая может обеспечить несколько минут работы фонаря при остановке велосипеда.

Фонарь же с аккумулятором горит тогда, когда заряжен аккумулятор. Нужно – включили, не нужно – выключили.

Есть современные, более дорогие модели динамок, в которых преобразователь уже встроен. Это конечно удобно, не нужно искать и покупать конвертер, но необходимо внимательно читать их описания при покупке или уточнять у продавцов так ли это на самом деле.

И еще. Что бы не сгореть на высоких оборотах, когда втулка генерирует высокое напряжение, конвертер, или подключенная напрямую фара, должны иметь встроенную защиту от высокого напряжения. На некоторых моделях втулок такая защита уже есть встроенная.

Немного про выбор PowerBank’а для динамо втулок в велопоходах.

Выбирать пауэрбанк для работы с динамо втулкой желательно такой, чтобы он мог одновременно заряжаться сам и отдавать энергию подключенному к нему устройству. Для этого у него должна быть специальная микросхема контроллера.

То есть пока вы днем в походе крутите педали, повербанк все время заряжается. Но, если нужно в это же время подзарядить смартфон, то Вы просто подключаете его к этому же повербанку и едете дальше.

Так могут работать только пауэрбанки с так называемой «сквозной зарядкой». Их еще обозначают как «ИБП» или источник бесперебойного питания. По-английски эта функция пишется как «pass-through charging». Наличие подобной возможности должно быть указано в описании в инструкции, на коробке устройства и на сайте производителя.

Логика их работы будет состоять в следующем. Если мощность тока на входе в повербанк больше, чем на выходе, например, велосипедист едет очень быстро под горку и одновременно заряжает аккумулятор фонаря, то повербанк будет необходимый заряд отдавать фонарю, а остатки отправлять себе на подзарядку.

Если наоборот, мощности на входе не хватает, то он будет сам разряжаться для увеличения выходной мощности и заряда подключенных устройств, например смартфона. При этом если заряд его собственной батареи окажется на нуле, выходы отключатся, чтобы повербанк мог сначала сам зарядиться. Если в это время к нему будет подключено устройство, оно не будет получать энергию, пока выход не активируется.

Источник