Dynamoladdare på cykeln till iPhone

[Klorex]

Hej,

Har satt ihop en dynamoladdare till min iPhone för cykelresan. Har byggt en tidigare för utanpåliggande dynamo men har nu uppgraderat till ett navdynamo. Tidigare använda jag ett mellanled med ett större batteripack som jag sedan laddade telefonen med. Det blir dock ganska stora förluster.

När jag nu kopplar in telefonen direkt får jag ibland felmeddelande "laddning med detta tillbehör stöd inte". Är ganska säker på att det beror på för låg spänning, problemet är dock att telefonen fastnar i detta läge och inte startar laddningen när farten och spänningen höjs.

Om jag får hög fart direkt eller om jag slår på laddaren i fart så uppstår inte problemet utan det fungerar ok. Det är dock igen smidig lösning att slå av och på laddaren hela tiden.

Förenklat Kopplingsschema

Växelström in 0-32v ca 500mA (spänningen blir stabil kring 5-10 vid belastning) -> Likriktarbrygga -> Zener 5.1v 5W -> kondenstorer 2X 3300uF (6,5v). -> Laddström ut på +/- USB. (data - och + är kortslutna för att identifiera den som laddare).

Några idéer om hur jag enkelt ser till att den inte ger för lite spänning? Hade en tanke på att använda en Spänningsregulator 7805 först men tyckte den gav sämre spänning vid tester. Förövrigt så är det inga större problem att jag inte har nytta av laddaren vid låg hastighet då det är ganska sällan det sker under några längre tider, bara vad uppstart/inbromsning.

[Walle]

7805 är en linjär regulator, som dessutom behöver ett par volt "extra" för att fungera. "Mycket" förluster, och den ger aldrig högre spänning ut än inspänning - ca 2.5 V. Dvs den lösningen ger bara 5 V ut så länge inspänningen är större än ca 7.5 V.

En switchad lösning, sk buck-boost, vore bättre.

Edit: även en switchad lösning kommer naturligtvis stänga ner när inspänningen och strömmen blir för liten. För att helt slippa att laddaren slår av och på så behövs ett mellanbatteri.

[xxargs]

Problemet är att telefonen reagerar på den ojämna strömförsörjningen och att det blir för låg ström eller ojämn ström och reagerar på detta - om det hänger sig i mjukvara etc. när strömmen hattar fram och tillbaka med korta mellanrum får du ta med Apple då det är ett mjukvaruproblem och just den delen är nog inte överdrivet välavbuggad.

Att köra med shuntregulator som du har gjort är strömmässigt effektivast (det som kostar är förlusterna i din likriktarbrygga) men hjälper inte i lägen som ger sämre med ström för att du cyklar långsamt/står still då det inte hjälper att köra med en boost-regulator då det helt enkelt inte finns någon energi att plocka ifrån generatorn för att du trampar för sakta (för även om man växlar upp spänningen med en boost-omvandlare så sjunker strömmen eftersom generatorn fortfarande inte kan ger mer än 500 mA trots att det är låg spänning) och vid någon punkt lite under 500 mA laddström och spänningen lägre än 5 Volt så reagerar telefonen. - jämför det med stillastående vindkraftverk som står still men alla vill ändå har strömmen som om det blåste hårt.

Vägen att komma runt detta är att använda mellanlagringsbatteri (med lite mer komplicerad laddningslogik eftersom du skall skaffa fram 5 Volt i alla lägen) och då kan man använda en buck-omvandlare som kan ta generatorns högre spänning vid högre cycklingstakt (om du håller strömmen något under 500 mA även när spänningen varierar dvs. regulatorn skall ha konstantström på sin ingång och inte överstiger mer än 450 mA även om inspänningen är 50 Volt och när man vill minska effektuttaget så drar man mer än 500 mA och spänningen på generatorn sjunker) och den vägen puttar in mer energi när du trampar/rullar fortare och laddar batteriet lite den vägen och batteriet går in senare när du står vid rödlysena

obs denna metod gör att generator kommer att ta ut mer kraft ur benen (ta ut mera Watt) ju fortare du trampar även om momentet kommer vara konstant.

---

Du har noterat att det är mycket förluster med mellanlagring - samma problem har man med hybridbilar där man säger spara energin som bildas när man bromsar - i praktiken är det inte så mycket pga. alla förluster både när det laddas när man bromsar och laddas ur när man accelererar igen, det är mer 'mycket skrik för lite ull sa kärringen som klippte grisen' - men ser bra ut i marknadsföringen...

det är därför som man fortfarande forskar med lösningar baserad på svänghjul etc. för att minska just dessa förluster.

[danei]

Problemet är som jag förstår det att telefonen hänger sig om man försöker ladda den med för låg spänning. Så en funktion som stänger av laddningen när hastigheten blir för låg skulle lösa problemet. Om man gör en OP lösning som mäter på spänningen eller går via frekvensen är en smaksak.

Ska man vara petig så är det ingen dynamo på cykeln.

[danielr112]

Hade också sagt saamma sak. Se till så att du har elektronik som stänger av själva tillförslen till telefonen när det är för lite ström.

[Klorex]

Tack för input.

Vad skulle ni säga är den bästa framkomliga vägen härifrån, använda ett batteripack för USB (har ett på 3500mAh) som mellanled, eller tillbaka till ritbordet?

Sticker om en vecka så det börjar bli lite ont om tid

Tanken är att använda offline maps + gps för navigering samt lyssna på musik från telefonen. Det kommer med andra krävas en del kräm i mobilen. Någon gång då och då kommer jag kunna ladda telefon och batteripack med väggström men inte så ofta.

[xxargs]

Enklaste alternativet är att spänningen inte slås till USB-utgången (via någon FET-trissa) förrän frekvensen på generatorn är över en viss frekvens (vilket motsvarar minst en viss fart och därmed garanterat orka ge tillräcklig ström och spänning med den byggprincip du har idag) och så fort frekvensen är under en viss Hz så stängs utgången abrupt av av igen.

till detta så bör man lägga in en startfördröjning att frekvensen måste över en viss gräns en viss tid (tex 10 sekunder) innan det slår på utgången och så fort frekvensen är under igen så slås det av och kopplas inte på igen för än minst 10 sekunder stabilt över frekvensgränsen. när man fått upp farten igen

detta för att få bort effekter som när du trampar i uppförsbackar och det ligger och pendlar över och under gränsen avseende ström och spänning för att telefonen skall ladda då det är hattande över och under som får telefonen att krascha i laddningen.

skulle du koppla in och ur laddsladden på din telefon i intervall 0.5 - 2 ggr i sekunden med viss slummässig variation så är det stor sannolikhet att din telefons laddning kraschar även där.

[danei]

Går man på frekvens lösningen räcker det med olika frekvenser för in och urkoppling Med en hastighets skillnad på tex. 5km/h så kan det inte bli så snabba i och urkopplingar.

[xxargs]

men man vill också ha säg 10 sekunder vila efter avslag innan strömmen släpps på igen även om strömmen från generatorn återkommer inom 1 sekund. - detta för att telefonen inte skall toka sig. med andra ord handlar det om att bygga hur telefonen beter sig...

[Jimjou]

Tanken är att använda offline maps + gps för navigering samt lyssna på musik från telefonen. Det kommer med andra krävas en del kräm i mobilen. Någon gång då och då kommer jag kunna ladda telefon och batteripack med väggström men inte så ofta.

Tidigare cyklade jag en vecka och laddade upp mina enheter via en omformare kopplad till navgeneratorn.
De enheter jag laddade var en Samsung "Halvsmart" telefon och min Sandisk clip+ Mp3spelare.
Vad jag märkte var att Mp3spelaren som är jätteliten drar så lite ström att den laddades upp även om jag samtidigt lyssnade på musik. Telefonen däremot, tog lååång tid på sig att laddas och laddades ur snabbt.

Jag rekommenderar att du skaffar en strömsnål mp3-spelare för musiklyssning.

[xxargs]

telefoner brukar dessutom ha ofoget att starta upp saker som drar mycket ström när laddningen är inkopplad och då moderna telefoner numera räknar med laddare som kan ge både 1 och tom 2.1 ampere i laddström, så kan 500 mA laddning vara i minsta laget, speciellt om telefonen också används för att spela upp något samtidigt.

[Klorex]

Fet-trissa låter ju intressant. Finns någon enkel byggbeskrivning för en sådan krets månntro?

Är ganska begränsad på elektronikområdet.

Gällande batteriåtgång får det bli lite trail and error. Tar med en liten mp3 som backup. Lyssnar gärna på ljudbok och de blir så bökiga att navigera på enklare mp3 spelare så det är mest därför jag gärna använder telefonen.

[JohnGalt]

Enklast är kanske en (ca) 5V reset-krets (t ex STM6315) som styr en logic level N-ch MOSFET (t ex RFD3055LE). Några kOhm pullup från gate/resetutgången till drivspänningen.
Reset-kretsen håller MOSFETen (=Fet-trissa) avstängd tills spänningen blivit "bra".

[sodjan]

> Tanken är att använda offline maps + gps för navigering...

Cyklar du så fort och behöver göra vägval så ofta att navigeringshjälpmedel
behöver vara påslagna konstant? Har du provat vanliga väg/cykelkartor?
Du skulle sannolikt klara dig lika bra med telefonen helt avstängd...
Dessutom slipper du en konstant broms som ligger på hela tiden.

> ...samt lyssna på musik från telefonen.

Ur trafiksäkerhetssynpunkt är det bättre att helt undvika artificiella ljudkällor.
Dessutom upplever man cykelturen som mer naturlig och "närvarande".

[Klorex]

Tack för alla svar, med tanke på hur mycket annat som måste fixas till måndag så blir det till att ladda ett batteripack som sedan laddar telefonen.

@Sodjan

Jag har använt vanliga kartor tidigare när jag cyklade till Tjeckien och även i Italien. Det man missar är smidigheten och möjligheten att enkelt lägga in många POI på förhand. Det gör att man missar en del sevärdheter och får problem när man vill ändra rutten. På resan till Bulgarien blev det lite blandat, en stor karta för översikt och planering samt telefonen för att hitta intressanta saker på plats.

Det är främst i städer och andra platser med många vägval som man vill ha gps och telefon. Vanliga kartor sällan anpassade för cykel så när du kommer fram till den väg som du trodde skulle ta dig 60mil kan du mötas av hård trafik och minimal väggren. Apparna är bättre, betydligt billigare och enklare helt enkelt.

PS, shit happens: