8-900-374-94-44
Велофонарь крепится к передней вилке или же металлическому ободу велосипеда и использует в своей работе вихревые токи – электрические токи, индуцируемые в проводнике, который подвергается воздействию изменяющегося магнитного потока. Вихревые токи имеют собственные магнитные поля, которые поглощаются индукционной катушкой, являющейся ядром MAGNIC Light светогенератора, который питает яркие светодиоды.
Подпитываемый от энергии вращения колеса крошечный MAGNIC Light, весом всего в 60 грамм, не предполагает дополнительной комплектации аккумуляторами — принцип работы светового устройства не требует использования каких-либо внешних кабелей или включения в работу энергетических источников. Бесконтактный велофонарь высокоэффективен и надежен, но вместе с тем прост в исполнении. Несмотря на довольно небольшие размеры светодиодный фонарь MAGNIC Light генерирует яркий луч света исключительно благодаря вращению велосипедных колес — при скорости движения в 25 км/ч производится около 150 лм света. Яркости динамо-фонаря вполне достаточна для обеспечения комфортной езды велосипедиста.
Ранняя версия фонаря MAGNIC Light увидела мир в 2012 году, теперь же изобретатель решил дополнить возможности своего устройства рядом совершенствований, и в подтверждение расширения его функциональности добавил к названию светодиодного устройства еще две буквы — IC. Версия MAGNIC Light ICбыла дополнена интеллектуальным микропроцессором, обеспечивающим регулировку яркости света в соответствии со скоростью передвижения транспортного средства, а также внутренним устройством, поддерживающим свечение фонаря даже во время остановки велосипеда.
Яркость подаваемого сигнала от колеса к MAGNIC Light IC напрямую зависит от частоты вращения последнего – бортовой микропроцессор адаптируется к текущей скорости, обеспечивая максимальную эффективность работы на скоростях от 3 до 30 км/ч (от 2 до 19 миль в час). Для сравнения, работа большинства стандартных велосипедных динамо-устройств ограничиваются диапазоном скорости в 10-20 км/ч. В отличии от своего предшественника в последней модели велофонаря MAGNIC Light IC не предусмотрена функция отключения после остановки велосипеда и, напротив, когда велосипедист останавливается, динамо-фонарь продолжает гореть. Яркость светодиодов на единицу мощности в MAGNIC Light IC также оптимизирована — 160 лм/Вт. С целью предотвращения возникновения ситуации ослепления водителей встречного транспорта Дин Стротман немного изменил и сам механизм свечения велофонаря.
Система MAGNIC Light IC предполагает установку на велосипед двух типов фонарей идентичного принципа работы: двух передних белых фонарей и заднего красного для безопасного движения в ночное время суток.
На сегодняшний день система бесконтактных велофонарей MAGNIC Light IC представлена в виде прототипа, однако в случае обретения успеха на сайте Kickstarter изобретение будет запущено в серийное производство. Предполагается, что стоимость полного комплекта велофонарей MAGNIC Light IC составит 199 долларов, набор же передних белых светодиодных фонарей будет продаваться в розницу по 130 долларов. Благодаря сайту Kickstarter система бесконтактных велосипедных фонарей MAGNIC Light стала известным на весь мир продуктом. Теперь же Дин Стротман представил взору почитателей современных велосипедных аксессуаров ещё более совершенное устройство. Технология, разработанная им, имеет все шансы кардинально изменить мировой рынок велосипедных осветительных элементов, тем самым спровоцировав революцию в иных промышленных отраслях.
Ссылка на источник: http://www.electra.com.ua/aksescuary/381-novyj-beskontaktnyj-dinamo-velofonar-magnic-light-ic.html
fonariki.ru
Динамо генератор для велосипеда своими руками можно собрать по видео инструкции.
Фара на велосипед – необходимый атрибут для вечерних и ночных прогулок. Они нужны как вне города, так и на городских улицах, так как даже в черте города не всегда бывает достаточно освещения для нормального и безопасного проезда на байке.
При выборе хорошей фары на велосипед необходимо учитывать такие параметры как яркость освещения, надёжность крепления и экономичность расхода заряда батареи.
Велофары бывают различного типа. Они отличаются по способу крепления, качествам освещения и типа заряда.
Питание фонаря может быть от обычных батареек формата ААА, а может быть и от литиевого аккумулятора. В настоящее время аккумуляторные фары приобретают всё большую популярность, так как они обладают достаточной мощностью освещения и долгим периодом работы, а также не требуют постоянного приобретения запасных батареек.
Большинство фар крепится на руль, но существуют и альтернативные варианты. Они могут устанавливаться на вилку или же вовсе крепиться на шлем велосипедиста. В зависимости от того, где установлена фара, меняются характеристики освещения дороги при движении.
Современные велофары поражают своим многообразием выбора в таких параметрах, как мощность и качество освещения. Диоды для изготовления фар на велосипед используются зачастую самые современные, что позволяет вывести освещение на новый уровень. Уже далеко не в новинку является тот факт, что дорога впереди может быть освещена и хорошо обозрима так же, как в дневное время суток. К тому же различный рисунок рефлектора может добавлять достаточное количество бокового освещения, что позволить улучшить и обзор по сторонам.
Крепление фары на шлем велосипедиста является очень удобным способом увеличить маневренность луча света и расширить диаметр освещения в соответствии с необходимыми требованиями.
Некоторые велолюбители, которые не удовлетворены современным рынком велосипедных фар предпочитают собирать фонарь на велосипед самостоятельно. Такая фара требует некоторых познаний в области электроники, но сам процесс изготовки фары своими руками не является слишком сложным и трудоёмким.
Многие велосипедисты предпочитают пользоваться обычным светодиодным фонариком, специально подобранным для велосипедных прогулок, исходя из его световых качеств и особенностей, и установленным на велосипед или шлем либо на специальные крепления, которые можно найти в любом интернет-магазине, либо же своими руками при помощи подручных средств.
Те, кто любит долгие путешествия в местах, где зачастую невозможно зарядить лишний раз фонарь и прочую электронику, предпочитают устанавливать динамо-машины. Устройство, позволяющее не зависеть от розетки и батареек, очень легко сделать своими руками, а пользы от него будет очень много – он избавит от достаточно назойливого вопроса, где может быть заряжена фара в путешествии, и даже ночью будет возможность спокойно передвигаться.
К тому же фонарь на основе динамо-машины может быть установлена и для города. Такой способ зарядки предпочитают те, кто очень не любит частенько менять батарейки или же периодически заряжать аккумуляторы, которые имеют свойство очень быстро садиться в виду того, что современные фары на велосипед обладают достаточно мощными светодиодами, а зачастую и несколькими, которые очень быстро расходуют заряд батареи.
Принцип действия динамо-машины для велосипеда заключён в том, что переменный ток, вырабатываемый динамо-генератором проходит через выпрямитель и питает светодиод в фаре. В таком случае существует вероятность мерцания света на низких скоростях, но эта проблема легко решается установкой сглаживающего конденсатора. Фара на велосипед с динамо генератором будет светить ярким ровным светом.
Существует два типа динамо-машин, за счёт которых питается фара велосипеда:
Существует большое количество схем для динамо-машин на велосипед, позволяющие правильно их настроить и тем самым увеличить напряжение, мощность и производительность на низких скоростях данных устройств.
Облако тегов:
динамо на велосипед своими руками
yvelo.ru
Одним из популярных технических приспособлений является динамо на велосипед. Именно о том, какие существуют типы этого устройства, для чего используется и их особенностях.
Динамо для велосипеда – это электрический генератор, который вырабатывает энергию для питания электроприборов установленных на велосипеде, например фар или блока питания для навигатора.
На сегодняшний день широкое распространение получили два вида динамомашин для велосипеда, а именно: бутылочная динамка и динамо втулка.
Вне зависимости от типа, оба они генерируют электрическую энергию за счет вращения магнита внутри катушки. Таким образом, в велосипедных динамо машинах якорь является неподвижным элементом, а статор вращается.
Этот вид получил свое название за внешнее сходство с обычной бутылкой. Бутылочная динамо машина для велосипеда была наиболее распространена у нас в стране во времена советского союза. Она имеет неоспоримые достоинства, в число которых входит:
В то же время, для бутылочного типа свойственны недостатки, которые в некоторых случаях делают ее установку нежелательной или вообще невозможной. К ним необходимо отнести:
Все перечисленные недостатки предопределенны конструктивными особенностями, и без фундаментальных изменений устранить их невозможно.
Второй вид, популярность которого неизменно растет — так называемая, динамо втулка.
В данном случае, динамомашина для велосипеда конструктивно выполнена как колесная втулка. Выходное напряжение таких генераторов составляет порядка шести вольт при мощности до двух, а иногда, трех ватт.
Все преимущества такой динамо-машины для велосипеда, определяются ее конструктивной особенностью. К числу «плюсов» необходимо отнести:
При всем том, динамо втулка не может быть отключена, при движении она работает постоянно. Некоторые специалисты считают этот момент недостатком, однако объективно, при отключенной нагрузке, динамо не будет влиять на свободу вращения колеса, а потому считать невозможность отключения за недостаток будет в корне неверно. Еще один момент – высокая масса, хотя при идеальной балансировке, это не влияет на ходовые качества велосипеда в той степени, в какой станет ощутимо на практике. Единственный серьезный недостаток – цена и сложность конструкции, а также то, что для установки такого генератора необходимо перебирать все колесо, а это, несомненно, требует определенных умений и подготовки.
Итак, выбирая, динамо для своего двухколесного друга, помните о безопасности, надежности и ориентируйтесь на ваши финансовые возможности. Какая будет динамка для велосипеда, решать, безусловно, вам и никому другому.
Поскольку этот тип генератора набирает популярность, остановимся на некоторых его особенностях, которые необходимо знать и понимать.
Прежде всего, если бутылочный генератор вырабатывает постоянный электрический ток, то динамо втулка для велосипеда генерирует переменное напряжение. В чем разница? Попробуем разобраться, не углубляясь излишне в электродинамику.
Постоянный ток имеет полюса: «плюс» и «минус». Такой ток всегда течет в одном направлении от плюса к минусу. Переменное напряжение не имеет полярности. Для того, чтобы горела обычная лампа накаливания, не имеет значения то, какой будет ток, постоянный или переменный. Но для светодиодной фары все обстоит иначе: светодиоды будут работать только при постоянном токе и правильном подключении. Если устанавливается динамо втулка на велосипед, то подключать светодиодную фару необходимо через специальный выпрямительный мост. Это будет актуально для любых потребителей энергии, рассчитанных на питание от источника постоянного тока.
При установке бутылочного генератора трудностей не возникает, а вот втулка генератор для велосипеда, заставит вас поработать.
Прежде всего, поскольку сама конструкция такого генератора предусматривает установку в качестве несущей втулки, колесо придется снять и полностью разобрать. Предварительно позаботьтесь о комплекте укороченных спиц. После полной разборки, укрепите короткими спицами обод на втулке. Старайтесь ровно и равномерно установить, постепенно натягивая спицы, а после, подтягивая, укрепить обод окончательно. Затем необходимо сделать балансировку и проверить на биение и дисбаланс.
Внимание! В генераторе бутылочного типа, на корпусе идет минус питания. Динамо втулка не имеет электрического контакта с корпусом, а потому вы можете сделать электропроводку полностью изолированную или использовать в качестве одного из проводников металлическую раму. Если устанавливается выпрямительный мост, то раму нужно присоединять после него.
provelik.ru
Генератором электрической энергии называется устройство, преобразующее химическую, механическую или тепловую энергию в электрический ток. Таким генератором, использующимся на велосипедах для питания задних фонарей и передней фары, является динамо-машина.
Рассмотрим существующие виды велосипедных динамо-машин заводского исполнения.
Этот вид велосипедного генератора наиболее доступный и простой. Однако его мощность не самая большая из всех видов. Приводной ролик генератора вращается за счет касания к протектору шины колеса во время движения.
Динамо-втулка по своему устройству является осевой динамо-машиной. Исполнения таких моделей могут быть различного вида. Стоимость втулочного генератора довольно высока. Установка более сложная, по сравнению с бутылочным вариантом.
При приобретении необходимо проверить число спиц и метод фиксации установочного колеса. К достоинствам втулочного генератора относится его защищенность от влаги, в отличие от бутылочного генератора, приводной ролик которого в сырую погоду проскальзывает по покрышке велосипеда. Устройство заключено внутри втулки колеса, и работа происходит от его вращения.
К недостаткам такого устройства относится то, что выключить работу втулочного генератора не получится.
Цепной вариант велосипедного генератора встречается достаточно редко. Однако есть несколько разных исполнений этого вида. Устройство может оснащаться USB портом для зарядки мобильных гаджетов.
Недостатком такой конструкции является малый срок службы, так как при эксплуатации происходит воздействие металлической велосипедной цепи на пластиковые элементы генератора.
Это оригинальная динамо-машина с бесконтактным принципом действия. Колесо велосипеда играет роль ротора. На колесо фиксируется специальный обруч, на котором закреплены 28 магнитов. Они расположены поочередно, с разными полюсами.
Статором является индукционная катушка, в которой вырабатывается электрический ток. В эту систему включена аккумуляторная батарея для накопления энергии. По заверениям производителя для обеспечения нормального светового потока достаточно двигаться со скоростью 15 км в час.
Недостатком бесконтактной модели является малая емкость аккумуляторов. Ее хватает всего на несколько минут. Однако многие умельцы легко исправляют этот недостаток различными способами, в том числе заменой батареи на более мощную.
В настоящее время очень популярны различные интересные устройства, которые изготовлены в Китае. Иногда видишь такие устройства, которые раньше нигде не производили. Даже их принцип действия не всегда понятен, однако они работают.
Такое китайское устройство можно смело назвать велогенератором будущего. Динамо-машина из поднебесной выглядит по аналогии фантастических фильмов. Судя по внешнему виду, для ее функционирования нет необходимости в контакте с шиной колеса или цепью. Также нет никаких магнитов.
Принцип ее работы не совсем понятен. Возможно, это является технологическим секретом завода изготовителя.
Наиболее популярной моделью динамо-машины на велосипедах является ее бутылочная конструкция, за ней идет динамо-втулка. Остальные виды используются значительно реже. Поэтому рассмотрим самые распространенные модели.
Динамо-машина бутылочного вида работает на боковой части передней шины велосипеда. Выполнена в виде небольшого генератора электрической энергии, и служит для работы заднего фонаря и передней фары велосипеда, а также зарядки электронных мобильных устройств.
Такой мини-генератор может монтироваться как на переднее колесо, так и на заднее. В первом случае устройство может совмещаться со встроенным фонарем. Для отключения генератора предусмотрен специальный откидной механизм, фиксирующий корпус генератора в том положении, когда нет соприкосновения с шиной колеса велосипеда.
Название этого устройства происходит от внешнего сходства формы с бутылкой. Бутылочный велогенератор имеет и другое название – боковое динамо. Приводной резиновый или металлический ролик приводится во вращение на боковой стороне шины колеса. При движении велосипеда шина придает вращательное движение ролику велогенератора, который вырабатывает электрический ток.
Втулочная конструкция велогенератора разработана в Англии, а производится различными фирмами во многих странах. Мощность такой конструкции может достигать 3 ватт при напряжении 6 вольт. Технологии их изготовления постоянно совершенствуются, размеры конструкции становятся меньше и мощнее. Современные фары для велосипеда стали излучать более эффективный свет, так как применяются светодиоды и галогенные лампы.
Динамо-втулки при работе не создают шума, но их масса больше, чем у других моделей. Трущиеся части во втулочном варианте устройства отсутствуют. Они функционируют за счет магнита, имеющего множество полюсов, и выполненного в виде кольца. Он находится в корпусе втулки и вращается вокруг неподвижного якоря с катушкой, зафиксированной на оси. Сопротивление вращению такой конструкции очень незначительное.
Динамо-втулки вырабатывают переменный ток. На малых скоростях вырабатывается больше электричества, по сравнению с бутылочной моделью, за счет низкой частоты тока. Существуют схемы выпрямителей для динамо-машины. Они выполнены по простой схеме моста из четырех диодов.
Динамо-машина втулка вырабатывает низкое напряжение, поэтому при применении кремниевых диодов потери составляют значительную величину – 1,4 вольта. С германиевыми диодами потери снижаются, и составляют всего 0,4 вольта.
Динамо-машина вырабатывает электрический ток с помощью эффекта электромагнитной индукции. Ротор вращается в магнитном поле, в результате чего в обмотке возникает электрический ток. Концы обмотки ротора подключены к коллектору, выполненному в виде колец. Через них с помощью прижимающихся щеток электрический ток поступает в сеть.
Ток в обмотке имеет максимальное значение, если ротор находится перпендикулярно по отношению к магнитным линиям. Чем больше угол поворота обмотки, тем ток меньше. Вращение обмотки в магнитном поле изменяет направление тока за один оборот два раза. Поэтому ток называют переменным.
Подобный генератор для постоянного тока изготавливается на этом же принципе. Разница в некоторых деталях. Концы обмотки соединяют не с кольцами, а с полукольцами, которые изолированы друг от друга. При вращении обмотки щетка контактирует поочередно с каждым полукольцом. Поэтому ток, поступающий на щетки, будет иметь только одно направление и будет постоянным.
electrosam.ru
Фары на светодиодах исключительно надёжны, светят намного ярче в сравнении со стандартными велосипедными фарами. В этой статье поэтапно описаны все способы подключения фар на светодиодах к динамо-машинам, даны различные варианты схем драйверов светодиодных фар, которые могут быть собраны своими руками в домашних условиях.
В приведённых схемах используются только мощные светодиоды, которые выпускаются такими производителями как Philips-Lumileds, Cree, Seoul Semiconductor. Мощные светодиоды быстро усовершенствуются. Новые модели мощных светодиодов, которые ещё шесть месяцев назад были наиболее совершенными светодиодами, сейчас выглядят тусклыми. Скоро на рынке может появится в свою очередь ещё более яркое поколение светодиодов. Поэтому нельзя порекомендовать конкретную модель светодиодов. Электронные схемы не зависят от типа используемых светодиодов при условии, что у них типичное прямое напряжение белого светодиода.
Чтобы рассчитать светоотдачу схем, представленных на этой странице, необходимо только знать мощность светодиодов. В спецификации светодиода указано сколько люменов на ватт он даёт.
Чтобы собрать максимально яркую фару необходимо обратить внимание на:
| Наименование | Значение | Альтернативное значение |
|---|---|---|
| D1 | 1N4007 | 1N5818 |
| D2 | 1N4007 | 1N5818 |
| D3 | 1N4007 | 1N5818 |
| D4 | 1N4007 | 1N5818 |
| LED1 | Белый мощный светодиод (Luxeon, Cree… ) | |
Динамо, мостовой выпрямитель и один мощный светодиод — это всё что нужно для светодиодной фары с питанием от динамо-машины!
Как она работает.
Переменный ток из динамо-генератора проходит двухполупериодный выпрямитель и питает один мощный светодиод фары. Ток светодиода жестко ограничен динамо-генератором до 500..600 мА. Можете убедится сами, что светодиод будет светить. Диоды Шоттки (1N5818) сводят к минимуму потери в цепи. Эта схема работает как для бутылочных динамо-машин так и для динамо-втулок. Она выдаёт чуть более 1.5 Вт мощности.
Вышеприведённая схема имеет одну проблему — мерцание света на низких скоростях, особенно если питание поступает от динамо-втулки. С этим недостатком можно легко справится:
| Наименование | Значение | Альтернативное значение |
|---|---|---|
| D1 | 1N4007 | 1N5818 |
| D2 | 1N4007 | 1N5818 |
| D3 | 1N4007 | 1N5818 |
| D4 | 1N4007 | 1N5818 |
| C1 | 1,000 .. 10,000uF @ min.4V | |
| LED1 | Белый мощный светодиод (Luxeon, Cree…) | |
Сглаживающий конденсатор снижает мерцание на низкой скорости и даёт небольшую прибавку яркости. Чем больше ёмкость конденсатора C1, тем меньше мерцание. C1 требует не менее 4 В, а ёмкость не ограничена. Поэтому единственными небольшими ограничительными факторами остаются только стоимость и размер конденсатора. Схемы работают как с динамо-втулками так и с бутылочными динамо-машинами. Для более эффективного снижения мерцания динамо-втулкам требуется более крупный конденсатор.
Несколько советов:
Конденсатор C1 может быть установлен внутри корпуса фары, где должен правильно присоединён к светодиоду. В случае отсоединения светодиода от схемы, конденсатор заряжается до достаточно высокого напряжения (до 100 В при быстрой езде). Это не только опасно для жизни, но и переподключение светодиода вызывает запредельный ток, который может даже испортить светодиод. Это справедливо для большинства схем на этой странице.
Если вы используете задний фонарь на аккумуляторах, то можете пропустить этот раздел.
| Наименование | Значение | Альтернативное значение |
|---|---|---|
| D1 | 1N4007 | 1N5818 |
| D2 | 1N4007 | 1N5818 |
| D3 | 1N4007 | 1N5818 |
| C1 | 1,000 .. 10,000uF @ min.4V | |
| LED1 | Белый мощный светодиод (Luxeon, Cree…) | |
| LED2 | Красный мощный LED или не менее 15 SMD-светодиодов | |
Светодиод заднего фонаря устанавливается на место одного из выпрямительных диодов и поэтому он работает в половину тока по сравнению со светодиодной фарой. Напряжение на красных светодиодах составляет половину напряжения белых светодиодов. Мощность заднего фонаря составляет 25% мощности фары. В качестве альтернативы мощному светодиоду можно испльзовать несколько маломощных светодиодов подключенных параллельно (к примеру 15 Osram LS T676). Светодиод заднего фонаря должен выдерживать 5 В обратного напряжения. Задний фонарь выключается с помощью шунтирования его выпрямительным диодом.
| Наименование | Значение |
|---|---|
| D1 | 1N4007 |
| D2 | 1N4007 |
| D3 | 1N4007 |
| D4 | 1N4007 |
| C1 | 1,000 .. 10,000uF @ min.4V |
| R1 | 47R 0.25W |
| LED1 | Белый мощный светодиод (Luxeon, Cree…) |
| LED2..5 | Красные SMD-светодиоды (Osram LS T676) |
В отличии от схемы 3, где мощность заднего фонаря составляет 25% от мощности фары, при данном способе подключения он регулируется резистором R1. Задний фонарь можно отрегулировать под низкий ток, чтобы достаточно было всего несколько SMD-светодиодов.
В этой схеме есть интересная особенность: задний фонарь подключён непосредственно к клеммам динамо-машины, так что кабель велосипедной фары может оставаться присоединённым к динамо-машине.
Недостаток этой схемы заключатся в необходимости определения значение резистора, снижении яркости заднего фонаря и возможности его повреждения в случае отключения фары.
Для вышеприведённой схемы значение R1 равно примерно 47 Ом. Реальное значение зависит от используемых светодиодов. Схему легко собрать: необходимо измерять ток заднего фонаря, корректируя значение R1 в зависимости от тока светодиодов. Обратное напряжение светодиодов некритично в данной схеме. Для выключения заднего фонаря необходимо просто отсоединить его.
Схема 2 для сравнения.
Схема 5.
Cхемы 2 и 5 отличаются конденсатором C2, который находится между динамо-машиной и выпрямителем. Как это повлияло на мощность светодиодов в зависимости от скорости при различных значениях C2 можно увидеть на данном графике:
Несмотря на отсутствие ощутимой разницы на очень низкой и очень высокой скорости, на средней скорости мы всё же получаем дополнительную мощность. К сожалению эта прибавка достигается дорогой ценой: C2 должен быть не поляризированным и его значение весьма критично. С обычной бутылочной динамо-машиной конденсатор C2 на 220uF справляется отлично, а вот для работы с динамо-втулкой его ёмкость должна достигать чудовищных 1500uF. Требуемый неполяризованный конденсатор тяжёло найти, он очень большой и дорогой. Схема 6 позволяет обойти эти трудности, используя два стандартных поляризованных конденсатора. Они дают двойную ёмкость и подходят конденсаторы со сверхнизким эквивалентным последовательным сопротивлением, которые используются в многорежимных блоках питания. Резистор R1 некритичен, зависит только от C2 и C3.
Схема 6.
| Наименование | Значение для бутылочной динамо-машины | Значение для динамо-втулки |
|---|---|---|
| D1 | 1N5818 | 1N5818 |
| D2 | 1N5818 | 1N5818 |
| D3 | 1N5818 | 1N5818 |
| D4 | 1N5818 | 1N5818 |
| C1 | 2,200uF @ min.4V | 10,000uF @ min.4V |
| C2 | 470uF 63V low-ESR | 3300uF 35V low-ESR |
| C3 | 470uF 63V low-ESR | 3300uF 35V low-ESR |
| R1 | 47K 0.25W | 47K 0.25W |
| LED1 | Белый мощный светодиод (Luxeon, Cree …) | |
Динамо-машина является более менее стабильным источником постоянного тока, поэтому при подключении последовательно двух светодиодов общая выходная мощность системы приблизительно удваивается. Почему б не соединить три, четыре или ещё больше светодиодов последовательно? Для получения дополнительной мощности нужно установить регулирующие конденсаторы из схемы 6.
В зависимости от количества светодиодов и типа динамо-машины очень различаются и используемые компоненты:
| Бутылочная динамо-машина | ||||
|---|---|---|---|---|
| 1 светодиод | 2 светодиода | 3 светодиода | 4 светодиода | |
| Общая мощность | 1.6 W | 3.0 W | 4.6 W | 5.8 W |
| D1..D4 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 |
| C1 | 2200uF 4V | 2200uF 10V | 2200uF 16V | 2200uF 16V |
| C2, C3 | 470uF 50V | 220uF 63V | 100uF 100V | 47uF 100V |
| R1 | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W |
| LED1 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED2 | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED3 | Не нужен | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED |
| LED4 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
| Динамо-втулка | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 светодиод | 2 светодиода | 3 светодиода | 4 светодиода | 6 светодиодов | |
| Общая мощность | 1.6 W | 3.4 W | 5.2 W | 6.7 W | 10.5 W |
| D1..D4 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 |
| C1 | 10,000uF 4V | 4700uF 10V | 4700uF 16V | 4700uF 16V | 2200uF 25V |
| C2, C3 | 3300uF 35V | 1500uF 35V | 1000uF 63V | 470uF 100V | 220uF 100V |
| R1 | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W |
| LED1 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED2 | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED3 | Не нужен | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED4 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED |
| LED5 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
| LED6 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
При получении данных значений использованы бутылочная динамо-машина Busch & Muller Dymotec6 (8 магнитных полюсов) и динамо-втулка Shimano DH-3D71 (28 магнитных полюсов). Вероятно различные динамо-машины одного типа будут работать аналогично. Проверьте содержит ли ВАША динамо-машина опорный диод, предназначенный для ограничения выходного напряжения при использовании с электрическими лампочками. Его нужно удалить.
Теперь посмотрим на кривые мощности. Поражает, что 3-ваттная динамо-втулка обеспечивает более 10 Вт мощности в цепи светодиодов! Конечно это не даётся просто так — получая больше мощности, прилагается и больше усилий на педалирование.
Обратите внимание: на кривых с большой отдаваемой мощностью требуется прилагать больше усилий, а на маленькой скорости фара почти не светит. Например, система из шести светодиодов вообще не даёт света на скорости 8 км/ч. Поэтому такая схема для многих не приемлема. Почему б не решить эту проблему, перейдя к другой кривой на маленькой скорости? Читайте далее.
Схема 7, использующая много светодиодов, на низкой скорости выдаёт маленькую мощность, что видно на кривых мощности выше. Существует несколько способов решения данной проблемы:
Первое решение нуждается в сложном переключении и неработоспособно при отключении хоть одного светодиода. Второе решение лучше первого, несложно в построении, но требует дополнительных светодиодов и оптики. Третье решение недорогое и простое, независимо от режима работают все светодиоды. Его и будем рассматривать далее.
Немного изменённая схема 7. Справа удвоитель напряжения Гриначера. Ниже представлена схема 8, включающая обе схемы. Два режима чередуем обычным переключателем.
Эта схема (без R1, C2, C3) пользуется популярностью в компьютерных блоках питания. Основное её предназначение — выбор режима 115/230 В.
Режимы не перекрывают друг друга и следовательно гарантируют хорошую производительность на низкой скорости. Схема 7 обоснована! Далее приведён список компонентов для различных конфигураций схемы 8.
| Бутылочная динамо-машина | Динамо-втулка | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3 светодиода | 4 светодиода | 3 светодиода | 4 светодиода | 6 светодиодов | |
| Общая мощность | 4.6 W | 5.7 W | 5.2 W | 6.7 W | 10.5 W |
| D1..D4 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 |
| C1 | 2200uF 16V | 2200uF 16V | 4700uF 16V | 4700uF 16V | 2200uF 25V |
| C2, C3 | 100uF 100V | 47uF 100V | 1000uF 63V | 470uF 100V | 220uF 100V |
| C4, C5 | 100uF 63V | 47uF 63V | 470uF 35V | 470uF 35V | 220uF 63V |
| R1 | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W |
| SW1 | 120VAC 2A | 120VAC 2A | 120VAC 2A | 120VAC 2A | 120VAC 2A |
| LED1 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED2 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED3 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED4 | Не нужен | Мощный LED | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED |
| LED5 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
| LED6 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
Рассмотрим кривые производительности. Нижняя кривая каждого цвета показывает мощность светодиодов в режиме удвоителя напряжения. Обратите внимание, что этот режим работает лучше только на низкой скорости, а выше определённой скорости выигрывает режим мостового выпрямителя. Второй график показывает момент, когда необходимо переключаться на другой режим.
Давайте рассмотрим ещё один интересный вариант схемы 8:
Схема выше имеет практически такую же мощность и почти те же самые компоненты что и схема 8. Главное отличие в переключателе: он не только выбирает режим низкой скорости (удвоитель) и режим высокой скорости (мостовой выпрямитель), но имеет положение ВЫКЛЮЧЕНО, которое используется при подаче питания от динамо-втулки. SW1 — это переключатель 1P2T с изолированным центральным положением. Эти переключатели широко доступны.
Другая особенность схемы 9 — задний фонарь. В отличие от схемы 8 светодиод 1 красный.
| Бутылочная динамо-машина | Динамо-втулка | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3 светодиода | 4 светодиода | 3 светодиода | 4 светодиода | 6 светодиодов | |
| Общая мощность | 4.6 W | 5.7 W | 5.2 W | 6.7 W | 10.5 W |
| D1..D4 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 | 1N5818 |
| C1 | 2200uF 16V | 2200uF 16V | 4700uF 16V | 4700uF 16V | 2200uF 25V |
| C2, C3 | 100uF 100V | 47uF 100V | 1000uF 63V | 470uF 100V | 220uF 100V |
| R1 | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W | 47K 0.25W |
| SW1 | 120VAC 2A | 120VAC 2A | 120VAC 2A | 120VAC 2A | 120VAC 2A |
| LED1 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED2 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED3 | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED | Мощный LED |
| LED4 | Не нужен | Мощный LED | Не нужен | Мощный LED | Мощный LED |
| LED5 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
| LED6 | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Не нужен | Мощный LED |
В схеме 10 исключены два из четырёх конденсаторов, но вместо них добавлены сложные переключатели. Теперь не нужны большие конденсаторы в компактной схеме. Как и в схеме 9 для выключения света может использоваться переключатель с изолированной центральной позицией.
Если вы хотите серьёзно взяться за концепцию умножения напряжения, посмотрите мой черновик комбинированного удвоителя/учетверителя/мостового выпрямителя.
В схемах 8-10 можно высокая мощность достигается до тех пор, пока поддерживается допустимая яркость на низкой скорости путём переключением с мостового выпрямителя на удвоитель напряжения. Требуется непосредственное постоянное участие велосипедиста. Некоторым это даже нравится, так как на высокой скорости можно переключать фару на маленькую яркость. Несмотря на это большинство велосипедистов хотят как можно больше света, не заморачиваясья с режимами во время езды. Поэтому требуется автоматический переключатель. Есть два способа его реализации:
Схема 12 обеспечивает автоматическое переключение между двумя режимами. Она состоит из трёх основных частей:
Силовой каскад переключается между мостовым выпрямителем и удвоителем напряжения также как и в схеме 8. Из-за специфических требований переключателей на канальных полевых униполярных МОП-транзисторах это не в точности такая же схема, но она работает также и с тем же результатом. Цепь светодиодов увеличивает устойчивость напряжения для переключателя IC1 и при превышении максимально допустимого уровня напряжения схема автоматического шунтирования выхода источника питания замыкается, таким образом защищая схему от случайного отключения светодиодов. Переключатель IC1 содержит преобразователь частота-напряжение (f2V) и компаратор. На вход блока f2V подаётся переменный сигнал из динамо-машины. Переключение частоты устанавливается резистором R15. Выходной транзистор IC1 контролирует ток базы канальных полевых униполярных МОП-транзисторов Q3 и Q4 также как индикатор LD11. Q5 незначительно изменяет опорное напряжение компаратора для индуцирования гистерезиса. Это нужно чтобы избежать нестабильности возле точки коммутации.
Схема 12 обеспечивает такие же кривые мощности как схема 8. Она может питать от 3 до 8 мощных светодиодов в цепи, совместима с бутылочными динамо-машинами и динамо-втулками.
Учитывая сложность схемы, я сделал простую печатную плату для неё. Она оптимизирована под ручную сборку, не нужно использовать устройство монтажа. Механически помещается в 1.125″ рулевую трубу с вынесенными за пределы платы регулирующими конденсаторами C1-C4 (сначала помещаются внутрь трубы). Сглаживающий конденсатор C5 предназначен для установки в блок фары.
Для получения дополнительной информации скачайте CAD файлы (в формате CadSoft Eagle) и полную техническую документацию.
Есть ещё два варианта схемы 12, также считывающие частоту динамо-втулки для переключения режимов удвоителя напряжения и мостового. Они разработаны с целью избежать скачка тока, происходящего в схеме 12 при переключении из одного режима на другой. Схемы существуют только на бумаге, они ещё не собраны, не в каждом компоненте я уверен или ещё непонятно какие использовать. Я могу предложить две отличных идеи управления канальным полевым униполярным МОП-транзистором, когда его истоковый потенциал постоянно чередуется с подмодулирующим потенциалом (переключение переменной нагрузки).
Альтернативный вариант №1 автоматического выбора режимов удвоителя напряжения/мостовой выпрямитель. Не тестировался. Компоненты не определены. Рассчитан на профессионалов.
Альтернативный вариант №2 автоматического выбора режимов удвоителя напряжения/мостовой выпрямитель. Не тестировался, компоненты не определены. Рассчитан на профессионалов.
Давайте рассмотрим раннюю конструкцию с другой реализацией автоматического выбора режима (только для бутылочных динамо-машин).
В отличие от схемы 12, эта схема измеряет не частоту (скорость), а ток идущий через светодиоды:
Стандартный двойной операционный усилитель используется для измерения тока светодиодов. Вторая часть двойного операционного усилителя выполняет роль стабилизатора с малым падением напряжения заднего фонаря (опционально).
Переменным резистором 470R устанавливается оптимальный проходящий ток, который точно ниже порога, когда ток двойного операционного усилителя остаётся постоянным несмотря увеличение скорости. Теоретически это выравнивание происходит во время нахождения динамо-машины на рабочей температуре (она даёт немного меньше тока по сравнению с более низкой температурой). В точке перехода схема периодически чередует оба режима. При её правильном выборе в этой точке оба режима дают одинаковое количество энергии и их смена проходит плавно.
Силовой каскад 13-ой схемы в отличие от схемы 12 использует удвоитель напряжения Вилларда, а не Гриначера. Наряду c уменьшением числа компонентов и упрощением схемы возрастает мерцание на низкой скорости. С бутылочными динамо-машинами (схема 13 как раз и разработана для них) мерцание не составляет проблемы, но для динамо-втулок она всё-таки неприемлема. Сейчас преимущественно распространены динамо-втулки и данная схема мало кому пригодится.
Но если вы заинтересовались схемой — можете её собрать.
Фото конструкции:
Принципиальная схема в хорошем качестве:
Схема размещения компонентов:
Печатная плата — скачать.
Она оптимизирована под ручную сборку, нет необходимости использовать устройство монтажа. В этой версии C07 припаян прямо к штырьку IC1. Компоненты выбраны для трёх белых светодиодов фары и 4 красных светодиодов заднего фонаря, которые питаются от генератора Dymotec6.
Механическая сторона вопроса: фара с одним светодиодом, фара с тремя светодиодами и задний фонарь. Все они собраны из распространённых деталей.
velofun.ru
Для начала уясним, что же такое динамо-машина, она же динамка? Это устройство, в котором вращение одной из частей оного превращается с помощью механизма в электрический ток. Вращение передает колесо велосипеда, а соприкасаются колесо и головка динамки в специальных местах покрышки колеса велосипеда. Тоесть на каждой стороне покрышки велосипеда имеется ребристая полоска, которая обеспечивает наилучший контакт с головкой динамо-машины, которая имеет аналогичную характерную ребристость.
Второй момент, динамо-машина советского образца и ее аналоги современно производства — бюджетный вариант. Поэтому вопрос о том, что же дешевле, аккумуляторы с остальным нужным оборудованием, соврмеенными светодиодами, микросхемами или же динамо-машина, подсоединенная напрямую к фаре, в которой стоит лампочка накаливания отпадает сам собой — динамка с фарой дешевле раз в пять или десять.
Естественно, что оба решения имеют особенности, минусы и плюсы. О них дальше.
Динамо-машина (динамка)
Я такую динамку купил с рук (ествественно б/у-шную), созданную как минимум 25 лет назад, ну потому что она родом из СССР. И она исправно работает по ныне, хотя видимо хранилась не очень аккуратно.
Цена вопроса: 20 грн.
Крепление к стойке переднего колеса взял от заднего отражателя. Прикрепил. Фару я нашел на даче, а она дейсвительно большого размера и родом тоже из СССР. Крепление для фары — пластиковая толстая пластина с двумя отверствиями, а закреплена фара в месте крепления руля, так чтобы крепление видно небыло.
Купил лампочку на 3 вольта, китайскую. Цена вопроса: 2.50 грн.
Пришлось изготовить крепление под лампочку внутри фары из резиновой прокладки. К лампочке подвел два провода не сильно толстых. Провода засунул в изоляционный шнур от тросика переключателья передач (который пришлось упростить из-за последствий небольшого ДТП), а конец проводов подсоединил к динамке. На вид все вышло красиво и «как с завода». Все-таки решение с изоляционным шнуром тросика удачно.
В итоге я остался доволен, а все обошлось мне в несколько часов роботы и 22 грн 50 коп.
Минусы динамо-машины для велосипеда
Чтобы включить фонарь нужно прижать динамку к колесу, но это дело 10 секунд, а дальше она будет держатся в нужном положении пока не отодвинешь.
Динамо-машина во время работы издает характерный звук, похож на звук от машинки на радиоуправлении. Говорят, что во время дождя эффективность ее уменьшается. Также динамка греется (что ни на что не влияет). Динамка затрудняет ход велосипеда, ехать становится труднее. Например, с динамкой на колесе после проворота колеса рукой, колесо не будет дальше крутится по энерции — динамка дает неплохое сопротивление.
Плюсы динамо-машины для велосипеда
Едешь — генирирушешь энергию — работает фара, а светит она прилично, но не отлично 😉
Нет нужды покупать или заряжать батарейки, тратится на что-то еще, опасатся за возможность сломать дорогую конструкцию. Такая работа — выпрямление рук, практика. Пойти и купить в магазине фонарь на батарейках — сильно просто и не интересно, а также затратно.
Внешний вид — как плюс так и минус, это зависит от ваших личных предпочтений и внешего вида самого велосипеда.
Динамка была протестирована мною зимою, и результат положительный.
Главные плюсы — простота и экономия, экологичность данного решения, а также «прокачка» ног еще больше (ехать то труднее 😉
На последок о динамке — мой старенький велосипед в профиль.
Фонарь на батарейках.
Досаточно распостраненное решение в наше время. Стоит только пойти в магазин и купить фонарь с любыми желанными показателями, но обязательно с креплением под руль. Больше сказать о нем нечего, кроме как перейти к обзору минусов и плюсов.
Минусы фонаря на батарейках
Стоимость высокая, аналогичный по световым показателям динамке фонарь на батарейках стоит от 200 грн. Это еще без учета аккумуляторных батареек, которые в цене (2 шт) 150 грн (самые дешевые).
Дорогой ремонт.
Плюсы фонаря на батарейках
Беззаботность в установке. Крепление на руль по времени занимает до 1 минуты. Фонарь можно легко снять с крепления и взять с собой в поход или ночную прогулку — фонрь универсален. Никаких проводов, а вся конструкция в маленьком корпусе. По идее светодиоды мало потербляют энергии, а значит мало греются и их хватает на долгое время работы.
Заключение. Выводы.
Если вы имеете достаточно денег на хороший фонарь или же не хотите заморачиватся альтернативными источниками освещения на велосипеде — фонарь на батарейках — ваш выбор.
Если у вас недорогой велосипед, денег тратить на фонарь не хочется, если у вас есть динамо-машина или чешуться руки — вперед и с песней, и ничего зазорного в этом нет. Я лично только приветствую людей, у которых руки прямые и есть жилка энтузиаста.
kodabra.com
Бутылочная динамо-машина.
Напряжение: 6-12V[1],
Мощность: 3W
Первым номером у нас идет самая обыкновенная бутылочная динамо-машина. Простой и доступный, но не самый мощный генератор.
Бутылочная динамо-машина или динамо-машина, работающая на боковой стенке покрышки, представляет собой маленький электрический динамо генератор для велосипеда, который используется для питания велосипедных фар или зарядки аккумуляторов электронных устройств, включая мобильные телефоны и GPS-приёмники.
Название они получили за своё сходство с бутылкой. Эти динамо-генераторы также называют боковыми динамо, так как их ролик работает на боковой стенке покрышки велосипеда. Во время езды на велосипеде покрышка вращает ролик динамо-машины, которые и вращает электрический генератор
Данный генератор может быть установлен как на заднее колесо, так и на переднее. В последнем случае конструкция может иметь встроенный фонарь (также встречаются устройства с задним фонарем). В конструкции, как правило, предусмотрена защелка-фиксатор, для «отключения» генератора, если это необходимо.
От себя добавлю, что динамо-машина с резиновым роликом, как оказалось, шумит значительно меньше, чем с металлическим, и у нее лучше сцепление с влажной покрышкой.
Динамо-втулка.
Напряжение: 6V
Мощность: 2.4 — 3W
Динамо-втулка — осевая динамо-машина. Внешне устройства бывают довольно разнообразны.
Не самый доступный вариант как по цене, так и по сложности установки. При покупке следует обратить внимание на количество спиц (32\36) и способ крепления (ось\эксцентрик) того колеса, на которое предполагается установка. В отличие от бутылочных машин, данный агрегат не боится осадков: ролик «бутылочки» может проскальзывать по мокрой резине. Во втулке проскальзывать нечему, но и выключить ее не представляется возможным.
Цепная динамо-машина.
Напряжение: 5V
Заявленная емкость встроенной АКБ: 1000 mAh
Тип батареи: литий-полимерный аккумулятор
Цепная динамо-машина — достаточно экзотический вид генераторов. Встречаются модификации. В устройстве предусмотрен USB контакт, предполагается зарядка, как минимум, телефонов. Но остается открытым вопрос, каким образом данное устройство крепится на мультискоростные велотрансмиссии, и каков срок его службы, ведь велосипедная цепь способна довольно быстро привести в негодность контактирующие с ней пластиковые детали.
BikeCharge light & USB Power Generator.
Напряжение: 5V
Мощность: 3W
Заявленная емкость встроенной АКБ: 700mAh
Тип батареи: литий-ионный аккумулятор
В данной конструкции воплощена уже озвученная выше и далеко не новая идея соединения динамо-машины и фонаря. Особенность данной конструкции в том, что она крепится на торец втулки, а рабочее колесо, с которого на генератор подается крутящий момент, фиксируется прямо на спицах. Конструкция снабжена как передним, так и задним фонарем (хотя лично с моей точки зрения задний фонарь лучше сзади располагать), и, благодаря современному USB интерфейсу, позволяет поддерживать работоспособность GPS-навигатора или смартфона. В комплекте имеется пульт-«манетка» для управления лампой (вкл\выкл).
SunUp.
Напряжение: 6-12V
Мощность: 8W
Аналогичная предыдущей, но бесфарная конструкция на заднее колесо. В комплекте, как правило, присутствует АКБ, передний и задний фонари, и блок питания\маршрутизатор, с помощью которого можно перенаправить энергию на фонари или к порту USB.
Очевидный, но не фатальный недостаток: SunUp непригодна к использованию на колесах с дисковым тормозом.
Magtenlight.
Крайне любопытная конструкция бесконтактной динамо-машины. По сути дела роль ротора выполняет колесо, на которое крепится «обруч» из 28-ми попеременно-полюсных магнитов, а статором служит, надо полагать, обычная индукционная катушка со встроенным АКБ.
Конкретных сведений о системе обнаружить не удалось, но производители утверждают, что скорости 15 км\ч достаточно для нормальной работы лампы в 100 люмен (CREE Q4 white LED). Теоретически, это недалеко от истины.
Плюсы этой системы:
— отсутствие какого-либо трения, и, как следствие, полная бесшумность в работе;
— срок эксплуатации ограничен лишь качеством встроенной АКБ (что, впрочем исправимо).
К недостаткам можно отнести разве что резерв АКБ — всего 4 минуты, но при наличии кое-каких деталей, познаний в радиотехнике и прямых рук, это несложно исправить.
Magnic Light.
«Все с детства знают что то-то и то-то невозможно,но всегда найдется невежда который этого не знает.Он-то и делает открытие.»
А.Эйнштейн
Динамо-машина будущего. Выглядит настолько фантастично, что верится с трудом. Для ее работы не требуется ни контакта с колесом, ни каких-либо магнитов. Принцип действия совершенно неясен и, надо полагать, представляет собой секрет производителя. Может быть это все — просто чья-то шутка, но видеодемонстрация, тем не менее, впечатляет.
На этом все, спасибо за внимание.
dave-7447.livejournal.com