Готового устройства у нас нет, но в этой статье мы расскажем, как на базе модулей Мастер Кит можно создать бортовую сеть для велосипеда.
В качестве источника берем обычный велосипедный генератор «бутылочного» типа, например, такой, как более универсальный:
Для минимальной бортовой сети нам понадобится три модуля. Это BM037, PW810 и NT800.
BM037 представляет из себя импульсный понижающий DC/DC преобразователь. В схеме он будет использоваться в качестве выпрямителя для преобразования переменного напряжения простого велосипедного генератора, «бутылочного» типа, в постоянное напряжение. При необходимости, вместо данного модуля можно использовать диодный выпрямитель с электролитическим конденсатором большой емкости.
PW810 представляет из себя импульсный универсальный DC/DC преобразователь. Модуль способен как уменьшать, так и повышать входное напряжение. Так как генератор при движении имеет нестабильное выходное напряжение, оно сильно зависит от скорости движения, с помощью этого преобразователя мы получим стабильное напряжение бортовой сети.
При использовании двух этих устройств мы сможем получить стабильное выходное напряжение от 5В до 12В. Необходимое напряжение устанавливается с помощью регулятора на модуле PW810. Но при таком включении при остановки в бортовой сети будет пропадать вырабатываемое напряжение генератором. Что бы этого не происходило необходимо дополнить схему аккумулятором NT800. Такое включение позволит пользовать бортовой сетью при остановках и увеличит мощность системы, что позволит подключать большее количество устройств. А в процессе движения на велосипеде будет происходить процесс зарядки аккумулятора.
Кроме того, в статье написано: Вместо NT800 можно использовать любой имеющийся у вас под рукой аккумулятор с рабочим напряжением 3,7В, 6В или 12В.
Схему подключения модулей можно увидеть на рисунке:
Она получилась не сложной. Ее сможет повторить любой человек, даже незнакомый с электроникой. Настройка схемы тоже не вызывает ни какой сложности. Подключите лабораторный источник питания вместо генератора или раскрутите колесо, на котором установлен генератор. Теперь, с помощью регулятора напряжения на модуле BM037 необходимо ограничить максимальное выходное напряжение до 26В. С помощью регулятора напряжения на модуле PW810 необходимо выставить выходное напряжение используемого аккумулятора, в нашем случае 13,8В. Теперь выведите кабель с аккумулятора на необходимые розетки, например типа автомобильного прикуривателя, и используйте любые любимые гаджеты не переживая, что они разрядятся в самый неподходящий момент.
Если вам необходимо иметь в бортовой сети не стандартное напряжение, ниже 12В, например 5В или 2,4В. Для этого можно подключить к клеммам аккумулятора понижающий DC/DC преобразователь PW841:
Данный преобразователь оснащен двумя дисплеями верхний для отображения выходного напряжения, нижний для отображения потребляемого тока. Это позволит вам контролировать состояние и потребляемый ток подключенных устройств.
При желании, аккумулятор можно оснастить модулем контроля заряда MP606:
Модуль подключается параллельно клеммам аккумулятора. Несмотря на то, что модуль имеет очень низкое энергопотребление, всего 10 мА, при длительных стоянках рекомендуется предусмотреть его отключение. Данный модуль так же может пригодиться в любой другой технике, где используется аккумулятор, например скутер, автомобиль и т.п.
Тогда финальный вариант будет выглядеть согласно схеме:
Комментарии (40)
Zolg
21.04.2016 14:15+13свинцовая батарея ???
бутылочная динамо-машина ???
это шутка такая?
на вес всей этой ботвы можно литиевых аккумуляторов на несколько дней реального использования навесить.
grayich
21.04.2016 14:17+2Какие нынче вообще генераторы есть для велов? бутылочная динамо-машина всё-таки очень древняя штука, наверняка есть современные варианты получше, без контакта с покрышкой.
Zolg
21.04.2016 14:21+2есть втулки со встроенным генератором
google (hub dynamo)
Gumanoid
21.04.2016 17:41Недавно тестировали такую втулку, выдаёт 3 Вт. Напряжение переменное, поэтому ещё есть потери на преобразовании в постоянное и стабилизации. Но при подключении нагрузки колесо заметно тяжелее крутить рукой, не знаю насколько это будет заметно при езде.
Фото испытаний
masterkit
21.04.2016 14:23Свинцовая, потому, что есть в наличии, на ней отрабатывалась работоспособность решения. Кроме того, в статье написано: Вместо NT800 можно использовать любой имеющийся у вас под рукой аккумулятор с рабочим напряжением 3,7В, 6В или 12В.
Вместо бутылочного можно использовать любой электрогенератор, например, в колесной втулке, но он не в любой велосипед устанавливается. Бутылочный в этом плане более универсален, поэтому именно он взят для примера.
RomanStrlcpy
21.04.2016 16:23+2Раньше на советские велики (а другие были?? я помню только каму, десну, салют и школьник) ставили покрышки, у которых была дорожка, по которой катилось колесо генератора. На современных покрышках я такого не припомню, и гложат меня сомнения по поводу применимости данного вида генератора на таких покрышках.
Rumlin
21.04.2016 15:33Этот вес лучше заменить повербанком на те же 7Ач. Хватит на неделю велопохода для смартфона. Фары и фонари же имеют свои батареи.
kapuletti
21.04.2016 15:43Странная у вас концепция бизнеса. Товары для гиков, которые сами знают где все это приобрести и собрать. Еще и неплохая такая накрутка ценовая.
Аккумулятор убил. Это 2 кг свинца на раме.
chelaxe
21.04.2016 15:57Почему 2 кг? там в описании написано 600 грамм
kapuletti
21.04.2016 16:08+1Да, но один хрен — дофига! У меня задний светодиодный габарит с 2 ААА батарейками работает почти весь сезон летний без замены батареек. А на переднюю фару хватает 2s2p сборки лития, весит около 180гр (с чехлами и проводом). Вся эта затея с генератором очень глупая, на мой взгляд. Лишнее сопротивление накату, потери на преобразованиях. Лучше эту силу потратить на накат, а не в обмотки генератора.
u010602
21.04.2016 17:47Соглашусь что свинец возить это не рационально. С другой стороны генератор который можно отключать, выглядит хорошим запасным вариантом. Но опять же это для тех кому не сильно важна спортивная составляющая велопрогулок.
Ну и если начинать гиковать на эту тему, то сразу в голову приходит идея электро-велосипеда, но не такого который едет как мопед, а который движется по ровной дороге в «накате» в 10-100 раз дольше чем обычно за счет небольшого моторчика и литиевых акб.
Тогда можно и бортовую сеть делать, и не только с фарами, а и с бортовым компьютером, жпсом, креплением телефона, их зарядкой и возможностью заряжать повербанк на ходу если нужно. Можно еще и ручки с седлом сделать с подогревом.
Заряжать такой литий нужно будет правильно, не давая ему работать в буферном режиме, и при этом отбирать максимум доступной энергии из динамо машины, а то что не хватает добавлять из лития. Переходить в режим заряда только когда остается 50% и менее в акб.
talovd
21.04.2016 18:49Для тру-автонома вместо внешней динамки реально лучше использовать динамо втулку, Shimano такие делают, до 3Вт (на 6В правда).
Для городского катания — элементы 18650 или повербанк использовать проще.
Сам использую литий авиамодельный на 12В, и понижающий DC-DC с USB-выходом, днём можно зарядить телефон, а ночью светит народная фара с USB.
TheRaven
22.04.2016 18:59Посоветуйте, пожалуйста, аккум который вы упомянули и зарядное устройство к нему.
В данный момент катаюсь с АКБ DT12012 + светодиодная лента (48 диодов 5050) + фонарь с своим литиевым аккумом.
Хочется переделать всё в единую систему на 5В для универсальности и повышения автономки.
USB-фара уже едет с Али, DC-DC преобразователи имеются, бортовую подсветку буду паять с нуля.
Большой вопрос вызывает светодиодная подсветка т.к., если я все верно понимаю, у меня будет 48*3*20мА = 2,88А тока только на нее.Zolg
22.04.2016 19:22+1> Хочется переделать всё в единую систему на 5В для повышения автономки.
добавлением лишнего преобразователя вам очень врядли удастся повысить КПД.
основной потребитель (фару) лучше питать напрямую от аккумулятора, 5V DC-DC использовать только там, где без него не обойтись (зарядка гаджетов)
> Большой вопрос вызывает светодиодная подсветка
лента какая именно?TheRaven
22.04.2016 19:49Лента зеленая 60 диодов на метр, типоразмер 5050, 12 вольт. Чтобы исключить повышающий преобразователь хочу перепаять светодиоды на питание от 5 вольт. Ради теста подключил ее через повышающий DC-DC к повербанку — тестер показывает 3.5А по 5-и вольтовой линии, что неприемлемо.
Какие могут быть варианты запитки вообще? Штук десять 18650 ||-но + повышающий до 5в DC-DC? Или готовая сборка лития на 12в + понижающий до 5в DC-DC?Zolg
22.04.2016 20:55Увы, закон Джоуля-Ленца неумолим: понижаете напряжение, сохраняя мощность => повышается ток.
Переделать 12V ленту на 5v усилия могут потребоваться титанические: лента это параллельно соединенные цепочки из нескольких диодов + балластный резистор.
Проще купить новую. Ленты, кстати, бывают токовые (для запитки нужен драйвер, но нет балластных резисторов, что резко повышает кпд)
Оба варианта запитки не самые удачные, ну глупо делать промежуточное преобразование на 5v там, где оно совершенно необязательно.TheRaven
22.04.2016 21:39Про устройство ленты в курсе. Все заводские, что встречал в интернетах, на 5 вольт — RGB. Что за токовые ленты? Можно ссылку для примера?
А какие варианты подключения к литию без DC-DC? Банки же по 3.7 вольта.Rumlin
23.04.2016 07:59Аккумуляторы заряжаются током, а не напряжением. Потому их подключить надо к сети с любым напряжением через зарядную схему, ограничивающую ток и прекращающую зарядку при достижении необходимого напряжения на аккумуляторе.
Zolg
25.04.2016 12:02ну вот, например, правда белая:
http://ledpremium.ru/catalog/ledstrip_constant/
если не удастся найти цветную, то токовую ленту можно сделать из «обычной», закоротив балластные резисторы (и это на порядок проще, чем перекорячивать 12V ленту на 5V)
> А какие варианты подключения к литию без DC-DC? Банки же по 3.7 вольта.
подключения к литию чего?
Основной потребитель на велосипеде это светодиод в фаре.
Светодиоду для работы нужен драйвер, питающий его постоянным *током*. Импульсному драйверу входное напряжение безразлично (в определенном диапазоне, указываемом в документации). Нет ни малейшего смысла его предварительно преобразовывать/стабилизировать: это будут только лишние потери.
Единственное что — напряжение одиночной (или нескольких параллельных) банок лития не очень удобно для питания современных мощных диодов (нужен либо buck-boost драйвер, либо придется жертвовать частью емкости батареи) поэтому для велосипеда стоит использовать 2sNp батарею (большая часть велофар на как раз на такие батареи и рассчитана)
TheRaven
25.04.2016 15:07Посмотрел, почитал, не мой случай — маловероятно что в природе есть токовый драйвер применимый в «автономке», думаю они все на сетевое напряжение рассчитаны.
Подключения к литию потребителя, сферического в вакууме. Конкретно у меня это лента, а может быть телефон, а может USB-фара и т.д.
У вас есть _конкретные_ рекомендации для моей хотелки?
YouHim
21.04.2016 19:51+2От поста веет ностальгией по детству… А почему фара не вписывается в общую концепцию? У нас в моде были вот такие http://io.ua/31655775p
jar_ohty
21.04.2016 20:18Кроме того, в статье написано: Вместо NT800 можно использовать любой имеющийся у вас под рукой аккумулятор с рабочим напряжением 3,7В, 6В или 12В.
Если не хотите человеческих жертв, уберите отсюда 3,7 В. А то ведь кто-нибудь подобной приблудой и правда решит заряжать литий-ион.masterkit
22.04.2016 13:26Максимальный ток генератора не позволит нагреть батарею, зато ускорит ее заряд. Тем более, в процессе заряда ток будет уменьшаться, что положительно скажется на емкости АКБ.
jar_ohty
22.04.2016 16:05Нагреть батарею никакого генератора не нужно, в ней самой уйма энергии. Дело даже не в превышении тока, а в том, что литий-ионные аккумуляторы очень критичны к точному соблюдению алгоритма зарядки и несоблюдение его может привести не просто к выходу из строя или сокращению срока службы и потере емкости, а к взрывам и пожарам.
SinsI
21.04.2016 22:47А нет ли таких же устройств для велотренажёров? А то нелепость какая-то — ты крутишь маховик, генерируя кучу тепла, но при этом — изволь включать это всё в розетку!
SlimShaggy
22.04.2016 08:18На днях смотрел видео про велотренажер на МКС — там как раз автономное питание от педалей)
Seven-ov
22.04.2016 11:24-1Хоть и сама идея архаична и бессмысленна есть одна схемотехническая проблема:
Не вижу в схеме защиты по току генератора. повышающий DC-DC стабилизатор PW810 потребляет до 3 ампер, велосипедный генератор на 6 ватт загнется.masterkit
22.04.2016 13:18PW810 расcчтитан на рабочий ток до 3А, а не потребляет данный ток.
Seven-ov
22.04.2016 13:40Разряженный свинцовый аккумулятор будет потребляя столько тока, сколько ему дадут, удерживая напряжение ниже 12 вольт. Стабилизатор, пытаясь удержать 12 вольт будет вытягивать все возможное из генератора (не выходя за свои 3 ампера) просаживая напряжение до минимальных значений, при том ток будет чуть ли не короткого замыкания.
Ну и привет привет обмоткам сразу!
akhkmed
22.04.2016 13:01Только BM037 судя по схеме не испульсный, а аналоговый на основе LM317, умощнённой транзистором кт818.
Будет греться и энергию расходовать. Лучше поставить простой диодный мост + конденсатор.masterkit
22.04.2016 13:23Если не будете утюг включать, то и нагрева заметного не будет. Линейный стабилизатор от импульсного отличается, по большому счету, только кпд, импульсный меньше греется при больших токах. А на холостом ходе они потребляют почти одинаково, в районе 12мА.
Zolg
22.04.2016 15:17Вы правы — для велогенератора КПД совершенно неважный фактор. Примерно как и вес.
kin63camapa
26.04.2016 08:01долго эксперементировал и остановился на том что бортовая сеть должна быть 3,7/5v Чистые 12v нигде не используются, в той же «сове» драйвер понижает до 3,5, телефон от 5v заряжается, gps маячек тоже
unnk2004
На али все примерно 3,5 раза дешевле. Вместо аккумулятора NT800 за те же деньги можно взять литиевые АКБ с емкостью в 2,5 раза большей.
zxosa
свинцовая менее капризна к заряжающему току, в отличие от лития.
kapuletti
Это что еще значит? Поясните.
Zolg
А есть ли смысл в заряжающем токе?
Суровых ребят, катающих многодневки вдали от розеток, в расчет не берем: они сами знают, что им нужно (и определенно это не описанное в статье убожество).
Один аккумулятор 18650 это примерно 9 ватт*часов. Весит он около 50 грамм. Т.е. дюжина 18650 (108 ватт*ч) весит столько же, сколько один свинцовый NT800 (16 ватт*ч).
Т.е на вес свинцового аккумулятора можно взять с собой лития емкостью с него + 16 часов работы динамы на полную мощность (на самом деле — значительно больше: два DC-DC преобразователя — не лучший зарядный контроллер)