Динамо-машина (Велогенератор). Виды и особенности. Работа

Как выбрать динамку для велосипеда, ее типы, особенности установки

Содержание

Динамо машина для велосипеда – описание

Динамо машина для велосипеда
Техническое приспособление, вырабатывающее электрический ток, бывает бутылочного, втулочного вида и других конструкций, которые менее популярны, чем первые два.

Бутылочный тип наиболее доступен, а также прост. Его мощность небольшая из всех существующих видов. Приводной ролик крутится из-за соприкосновения к протектору. Это происходит во время езды на велосипеде.

Втулочный аппарат по конструкции – осевая динамо машина. Стоимость его высокая. Установка требует сил и времени, отдельных вложений и является намного сложнее, чем монтаж бутылочного варианта.

Устройство находится в середине втулки колеса. Процесс запускается автоматически при его вращении. Главный недостаток – невозможность выключения.

Отметим! Бутылочная динамка более популярна из-за бюджетной стоимости и простоты установки. Однако, те байкеры, которым по карману втулочный аналог, предпочитают именно его.

Прошлое

Первопроходцем на рынке динамо-втулок стала компания Sturmey-Archer с их Dynohub 1930–1970-х годов. Но Dynohub был тяжелым из-за стального корпуса и был снят с производства в 1980-х годах. Примерно в 2009 году Sturmey-Archer выпустила новые динамо-барабанные втулки с тормозным устройством в алюминиевом корпусе, получившие обозначения X-FDD и XL-FDD.

Динамо-втулка Sturmey-Archer
Динамо-втулка Sturmey-Archer

Настоящее

Shimano предлагает различные динамо-втулки под брендом Nexus, такие как DH-3N70 / DH-3N71, которые по заявлению производителя имеют значительно меньшее сопротивление, чем Nexus NX-30.

SRAM производит динамо-втулку i-Light. Серия D7 совместима, как ободными тормозами, так и с дисковыми, а серия D3 совместима с несколькими типами ободных тормозов. В обзоре 2006 года, проведенном немецкой организацией занимающийся беспристрастным изучением и сравнением товаров и услуг Stiftung Warentest сообщается, что эффективность на скорости 15 км/ч динамо-втулки i-Light серии D1 составила 66%, что на 10% лучше, чем у SON-28.

SR Suntour предлагает серию динамо-втулок DH-CT-630 со встроенной защитой от перенапряжения.

SP Dynamo Systems предлагает около 10 различных моделей динамо-втулок. Они заявляют об очень высокой эффективности и низком весе по сравнению с динамо-втулками конкурентов. Но их заявления никто не проверял.

Помимо известных брендов динамо-втулки производят компании известные только в узких кругах.

Какие существуют альтернативы?

Промышленность сразу уловила тенденцию потребителей, и стала выпускать для современных активных людей дополнительные источники энергии, которые помогают оставаться онлайн, и вести активную социальную жизнь даже вдали от цивилизации.

PowerBank, так часто рекламируемый в повседневной жизни имеет свои преимущества, но только частичные.

К сожалению, это тот же аккумулятор, только повышенной мощности, который также придется заряжать.

Он поможет пару раз зарядить ваш телефон или любой другой гаджет, но вот только после его исчерпания, он будет совершенно бесполезным тяжелым балластом.

А все, кто хоть раз пробовал ездить на большое расстояние знают, как важно возить с собой поменьше ненужных вещей, которые только усложняют велосипедную жизнь.

 

powerbank

Ручная динамо-машина весит столько же, сколько и хороший PoweRbank, но работает только тогда, когда Вы крутите её своими руками.

Согласитесь, в этом мало хорошего, когда нужно каждый день тратить час и больше времени, на монотонное кручение ручки динамо-машины, и слушать её мерное жужжание.

Это не только утомляет физически, это еще и морально сложно принять. Всё это время можно было бы потратить куда более приятно, чем зарядка гаджетов.

ручная динамомашина

Динамо-втулка для велосипедов, пожалуй, самое лучшее решение для велосипедиста.

Дело в том, что в любом случае для движения велосипеда вперед требуется крутить педали. Почему бы небольшую часть энергии вращения не превратить в электрический заряд для гаджетов? Динамо-втулка для зарядки гаджетов, самое гармоничное решение задачи.

динамовтулка

Характеристики

Конструкции динамо-втулок других производителей плюс-минус одинаковы. Поэтому можно спокойно переходить к характеристикам динамо-втулок. И начать стоит с затрат мощности.
На эту тему есть две толковых публикаци:

  • Hub dynamo friction
  • How much does dynamo hub drag really slow you down?

Если не открываются, заходите под европейским впном.

На скорости 20 км/ч сферическая передняя втулка в вакууме требует приложить 0.5 Вт мощности. При этом динамо-втулка, к которой ничего не подключено потребует уже 1-2 Вт. А уж если вы к ней подключите фару, то с учётом механических и прочих потерь, вам понадобится прикладывать уже 7 Вт мощности.
Много это или мало, и как повлияет на время вашего движения, можно прикинуть следующим образом.

Если ехать летом, то светло будет часов этак 19.5, а темно только 4.5. Свет вам нужен только в тёмное время, поэтому, если размазать увеличенные затраты мощности в темноте на все сутки, то получим среднее значение 2.5 Вт.

Ездок на длинные дистанции, который крутит целые сутки, производит стабильно 100 Вт мощности. При этом 2.5 Вт затрат из 100 Вт выделяемой мощности, это 2.5 %. Один процент от часа – это 36 секунд. Со средними затратами в 2.5 % он сам себе привезёт 1 минуту 30 секунд на час. Или 36 минут за сутки.
Если вы адовый гонщик и можете целые сутки выдавать 200 Вт, влияние втулки на время будет меньше. Потому что затраты мощности будут уже не 2.5%, а 1.25%, и за сутки набежит 18 минут.
Вы можете сказать: “Да ты офигел! Тридцать шесть минут за сутки это очень много!”. Оке, не ставьте тогда динамо-втулку. Но сравните затраты мощности на неё с другими затратами у велосипедиста.

Вот, есть источники, в которых утверждают, что замена заводской смазки цепи на смазку неправильного типа может повысить потери аж на 5 Вт. А если брать фиговую цепь с фиговой смазкой, то потери могут быть на 10 Вт больше, чем у самой лучшей цепи на самой хорошей смазке. А в другом источнике утверждают, что уже на скорости 20 км/ч разница потерь на сопротивление покрышек Continental GP3000 и Vittoria Open Corsa, составляет 20 Вт. Ну и, наконец, положение тела и аэродинамическая позиция ездока могут повлиять на потери радикальным образом. Вот, к примеру, измерение потерь на шоссейном велосипеде и на лигераде, из которого следует, что при равной скорости велосипедов 30 км/ч, человек на лигераде тратит на 100 Вт меньше.
И хотя 2 Вт потерь на фоне 10, 20 и 100 Вт выглядят несерьёзно, многие велосипедисты по-прежнему считают, что динамо-втулка будет их адово тормозить. 
Следующим пунктом надо рассмотреть электрические характеристики динамо-втулок. Они зависят от двух параметров: скорости вращения колеса и типа нагрузки, которую вы подсоединяете к втулке. Зависимости эти достаточно сложные для понимания. Поэтому более детально их рассмотрим в статье про конвертеры. Тут и так сложновато. Рассмотрим только особенности динамо-втулок, которые следуют из характеристик.
А для тех, кто всё-таки хочет копнуть поглубже уже сейчас, я предлагаю почитать следующие материалы:

  • The Bicycle-Powered Smartphone Charger (магистерская диссертация с матмоделями, опытным образцом, и остальными прелестями)
  • Dynamo-Powered LED Light Circuits for Bicycles (развернутая статья по схемам питания светодиодов от втулок и их влиянию на характеристики втулки)
  • Neue und exotische Nabendynamos im Test (сравнение втулок разных производителей)
  • SON 28 (характеристики немецкой втулки, в том числе и вольт-амперные)

Из этого последнего материала я взял для слайда выходное напряжение втулки в виде семейства характеристик. На нём видно, что втулка является источником тока. Это значит, что напряжение втулке определяется сопротивлением нагрузки, которую вы подключите.
Чем больше сопротивление и чем меньше вы потребляете тока от втулки, тем выше будет на ней напряжение. В худшем случае, если вы не подключили ни фару, ни конвертер, втулка работает на холостой ход (open circuit). Можно сказать, что к разъёму питания на втулке подключён только воздух. А его сопротивление огромно – Мега Омы. И при протекании даже небольшого тока напряжение становится  большим.
Мало того, что оно большое, так с увеличением скорости оно будет расти дальше. На 15 км/ч напряжение будет уже 22 В. А если разогнаться под полтинник, то напряжение улетит за 100 В.
Даже если у вас к втулке что-то подключено, но вы разогнались на спуске, напряжение тоже может выскочить в район 20 В. При том, что должно быть в разы ниже.

Чем это чревато, и почему я про это рассказываю?

Чревато выходом из строя электроники. Фара или конвертер должны иметь встроенную защиту от повышенного напряжения. Чтобы на больших скоростях не пострадать. Бывает, что некоторые производители такую защиту встраивают уже в саму втулку.
Все ваши электрические соединения должны быть надёжными, и контакт не должен отваливаться. Потому что, как только он это сделает – появится повышенное напряжение. А если потом контакт снова появится, это повышенное напряжение приложится к вашей электронике. Её спасёт защита, но всё равно такой режим работы с дребезгом контакта не очень полезен.
Раз втулка – источник тока, то неё можно запитать не один светодиод в фаре, а штук 6. И соединить светодиоды последовательно, и получить большую мощность. И использовать для этого простенькую схему, без импульсных преобразователей.


И получается довольно круто. Вы можете раскочегарить вашу фару из 6 светодиодов на 12 Вт. Но за это придётся заплатить. Все эти 12 Вт будете обеспечивать вы своими мышцами. Плюс ещё набегут потери. И придётся по факту прикладывать где-нибудь Ватт 18-20.
Ещё момент, что чем больше светодиодов вы соединяете последовательно, тем большую скорость надо развить, для того чтобы их все запитать на полную мощность. Из 6 светодиодов выжать 11 Вт получится только на скорости 30 км/ч. В то время, как из двух выжать 3.5 Вт можно уже на 12 км/ч.

Пожалуй, пора закругляться. Но в конце хотелось бы рассмотреть наиболее интересные и эффективные втулки. И продемонстрировать разброс цен в зависимости от стандарта оси. Цены я брал из интернет-магазина bike-components.de по курсу переводил через гугл, и было это до скачка валют. Поэтому они скорее для примера и сравнения, а не как ценник из магазина. Точную стоимость уточняйте.

Тайваньская контора. Делает хорошие втулки, с вполне доступными ценами. Особенно, если брать на квикрелизах и 9х100 оси. Ещё и на скидку попасть можно. Такая же втулка, но уже со сквозной осью 15х100 будет стоить в 2 раза дороже. А если моднейший буст стандарт с осью 15х110, то и в три раза дороже. 🙂

Немецкая контора Schmidt Maschinenbau делает судя по тестам, самые эффективные втулки. По сравнению с обычной передней втулкой, у SON 28 затраты мощности почти не отличаются. Если вы не питаете ничего от втулки, она почти не будет вас тормозить.
Но и ценник у неё будь здоров. Особенно на модели втулок со сквозными осями 15 мм.
Особняком стоят втулки для фэтбайков. И ценник на них тоже кусается. Особенно, на немецкие.

На этом закончу. В следующей статье можно прочитать про светотехнику: “Светотехника, фары для динамовтулки.”
Поделиться ВКонтакте Автор: Kero Skjegg на 23:21Отправить по электронной почтеНаписать об этом в блогеОпубликовать в TwitterОпубликовать в FacebookПоделиться в Pinterest Ярлыки: байкпакинг, веложелезо, велосипед, велоснаряга, велоэлектроника, статьи

Типы динамо машин, их плюсы и минусы

Существует несколько видов электрогенераторов для велосипеда. Основные типы – бутылочный и втулка. Они чаще всего применяются байкерами для оснащения своего транспорта электричеством и имеют свои достоинства и недостатки.

Бутылочная динамо машина

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:

  • Простота установки и демонтажа;
  • Возможность отключения;
  • Невысокая цена.

В то же время, для бутылочного типа свойственны недостатки, которые в некоторых случаях делают ее установку нежелательной или вообще невозможной. К ним необходимо отнести:

  • Установка влечет появление ассиметричной массы на вилке;
  • Повышенная шумность при работе;
  • Относительно малая выходная мощность;
  • Сопротивление движению;
  • Снижение эффективности при неблагоприятных погодных условиях;
  • Повышение износа покрышки.

Все перечисленные недостатки предопределенны конструктивными особенностями, и без фундаментальных изменений устранить их невозможно.

Положительные и отрицательные качества динамо втулок

Преимуществами динамо втулок являются:

  • бесшумность;
  • отсутствие подвижных частей и трения соответственно. Установленный кольцевидный магнит с многими полюсами вращается вокруг катушки без соприкосновения ротора и статора.
  • нет необходимости в контроле сцепления, герметизации и других сложностях. Погода не влияет на качество светового потока;
  • не изнашивается покрышка;
  • такая втулка включается автоматически, на постоянном приводе.
  • у динамо втулок, в отличие от «бутылок», велосипедная рама не является «землёй», или частью минусовой цепи. Она изолирована. Поэтому может использоваться как «минус» при навеске другого оборудования.

Недостатки динамо втулок следующие:

  • несколько больший вес (за счёт магнитов);
  • постоянное подключение такого устройства к фаре приводит к постоянному включению света при движении (для некоторых велосипедистов это является плюсом, так как повышает их видимость и безопасность);
  • фара больше нагружается и меньше служит;
  • при установке требуется переспицовка колеса, так называемое «динамо колесо». Кроме того, «родные» спицы могут не подойти, так как нужно ставить более короткие. Посмотрите, насколько больше динамо втулка, чем «родная»;
  • динамо втулки генерируют переменный ток, его нужно выпрямлять с помощью диодов.

Как те, так и другие генераторы на высокой скорости движения могут просто сжечь лампы в фарах. Но в современных фарах может быть регулятор напряжения на полупроводниках, лучше использовать именно их.

Если сравнивать бутылочные динамки с втулочными, то втулки лучше светят на низкой скорости, за счёт более низкой частоты переменных токов.

В заключение хочется сказать, что при установке такой системы выработки электроэнергии своими руками, как динамка для велосипеда, проще начать с дешёвого «бутылочного» китайского генератора. Во всяком случае, это позволит вам поработать, немного «подкачать» ноги и сердечно-сосудистую систему за счёт дополнительного сопротивления и сэкономить средства и время, так как при установке динамо-втулки придётся переспицевать колесо.

загрузка…Еще можно почитать на похожие темы: Велосипедные втулки и ось заднего колеса Как установить генератор на велосипед Зарядка для велосипеда

Динамо втулка – конструкция

Динамо втулка – конструкция

Такой вид электрогенератора становится все более популярным. Динамо втулка обладаем своими принципами работы. Также в установке есть особенности, которые желательно учитывать во избежание последующих проблем.

Принцип работы

Если бутылочная динамка подает постоянный ток, то втулка вырабатывает переменное напряжение, у которого не существует полярности. Такое обстоятельство для светодиодной фары приносит проблему. Работать она будет лишь с помощью выпрямительного моста.

Присутствие данного устройства будет обязательным для всех деталей, которые рассчитаны изначально на запитку от источника постоянного тока.

Работа втулки происходит по принципу закона электромагнитной индукции. Эта деталь имеет многополюсной магнит, напоминающий кольцо. Он закреплен в корпусе динамки. Вращается вокруг катушки – так называемого якоря, неподвижность которого обеспечивает соединение с осью.

Особенности установки

Деталь устанавливают на вилку переднего колеса таким образом, чтобы контактный разъем оказался с правой стороны. Если он будет «смотреть» влево от велосипеда, устройство может неправильно выполнять свои функции при движении.

Крепить контактный разъем следует надежно. Дропауты должны обладать достаточной степенью параллельности. Иначе возникает деформация оси генератора, и появится шум благодаря излишнему трению внутри динамки.

В отличие от бутылочного варианта при монтировании втулки, колесо приходится разбирать после съема. Понадобится набор укороченных спиц. Как только колесо окажется разобранным, следует укрепить подготовленными спицами обод на динамке.

Далее нужно как можно ровнее, а также равномернее вмонтировать, последовательно натягивая спицы. После окончательного укрепления обода следует выполнить балансировку. Затем проконтролировать на дисбаланс, а также на биение.

Кому нужна динамо-втулка?

Ответ очевиден.

  • Тем, кто ездит в многодневные маршруты вдали от розеток.
  • Тем, кто задолбался иметь в голове зарубку о необходимости заряжать аккумулятор фары.

Всем остальным она нафиг не сдалась.

Почему не батарейки? Почему не повербанк и фара на аккумуляторах? Почему не солнечная панель?

Повербанк или динамо-втулка?

С павербанком можно прожить несколько дней до появления на пути розетки. Вроде бы все зашибись. Но есть люди, которым умножение сущностей и лишнее барахло не нравится. Счастье в простоте! Если вы используете павербанк, нужно думать о том, как его не потерять, не раздолбать, не промочить и о его подзарядке. Придётся везти зарядное устройство и некоторое количество запасных кабелей. По закону подлости с повербанком, кабелями или разъемами что-то случится. В общем: нет повербанка – нет проблем.

Солнечная батарея или динамо-втулка?

солнечная панель
солнечная панель
Самая популярная на Алиэкспрессе солнечная панель. Вес: 300 г. Цена: 1600-2100 руб.

Солнечные панели – штука не плохая. Но…

  • Гибкие солнечные панели менее эффективны и быстрее деградируют, чем твёрдые, зато легкие и не боятся падений. От вибраций электрические соединения в панелях относительно быстро приходят в негодность.
  • Мощность, которую выдаёт вам панель, близка к номинальной только в солнечный день и при установке панели под правильным углом к солнцу. В пасмурный день мощность около 10% от номинальной.
  • Поскольку панели работают только днем, а фара нужна вам ночью, понадобится аккумулятор. Пользоваться солнечной панелью во время движения на велосипеде затруднительно и малоэффективно.
  • И опять же, солнечная панель – это умножение сущностей требующих вашего внимания, увеличение веса (панель + аккумуляторы) и объема груза. Оно вам надо?

Что касается веса, то тут все просто. Динамо-втулки тяжелее обычных на 200-250 г. Сравнимо с павербанком и легче качественной солнечной панели.

Втулка не занимает места в багаже. Не нужно запасать энергию днём. Не боится вибраций. Динамо-втулка одинаково хорошо работает в любую погоду и в любое время суток. В отношении дождя и грязи динамо-втулка ничем не отличается от обычной. Про розетки можно не думать вообще. Да и про саму втулку тоже.

Обратная сторона счастья

Динамо-втулка и сопротивление

Совершенно естественный вопрос: насколько тяжелее крутить педали при наличии динамо-втулки? Как показывают тесты, снижение скорости при выключенной фаре: примерно -0,1 км/ч, при включенной фаре: от -1,6 км/ч (на скорости 10 км/ч) до -0,36 км/ч (на скорости 50 км/ч). В общем, сопротивление есть, но столь незначительное, что о нем имеет смысл думать.

Проблемки

  • Зарядить смартфон от динамо-втулки напрямую у вас не получится. Нужен конвертер.
  • Большинство фар рассчитаны на питание постоянным током, а не переменным, как выдает динамо-втулка. Велофара нужна особенная. С обычной фарой приходится докупать конвертер для динамо-втулки. Через конвертер можно подключить фару, заряжать павербанк и/или смартфон.
  • Мощность втулки напрямую зависит от скорости. Остановились – фара погасла.
  • В идеале нужен аккумулятор, который будет накапливать энергию и выдавать её, когда втулка работает на маленькой скорости или не работает вовсе. Буферные аккумуляторы часто уже есть в составе конвертеров для динамо втулок. Втулка с конвертером весит на 50% меньше качественной солнечной панели и примерно столько же, сколько повербанк.
  • Что бы не сгореть на высоких скоростях, фара или конвертер должны иметь встроенную защиту от повышенного напряжения. В некоторых втулках такая защита уже стоит.

Эффективность

Улучшения в конструкции и материалах со временем привели к повышению эффективности. Ранние конструкции имели несколько медных обмоток и более тяжелые магниты. В современных конструкциях используются более сильные неодимовые магниты и обмотка с одной медной катушкой.

Вырабатываемый динамо-втулками свет — это надежный источник энергии в большинстве случаев. К динамо-втулке можно подключать, как одну, так и две фары (последовательно). Заявленную мощность эти втулки выдают при скорости около 15 км/ч. В дешевых моделях Shimano ожидаемый срок службы подшипников примерно равен 5000-6000 км.

В случае с электровелосипедами при размышлении о втулках-динамо сразу приходит мысль о создании “вечного двигателя”. Динамо-втулка подзаряжает батарею питающую веломотор и о чудо! Можно ехать бесконечно!
Фигвам! Слабоваты эти генераторы электроэнергии и КПД втулки значительно ниже 100%. Зависимости от розетки можно избежать только с электровелосипедами на солнечной батарее, но там все не особо радужно.

Методика тестирования динамо-втулок

Для тестирования мы выбрали наиболее популярные модели динамо-втулок и бутылочный генератор Lightspin, которые были протестированы в Тюбингене в Германии на тестовом оборудовании фирмы Schmidt Maschinenbau.

Для испытаний были взяты три совершенно новых генератора из стандартного производственного цикла, которые тестировались в течение 15 минут. Затем был произведён замер их сопротивления без нагрузки и с фарой модели E6 фирмы Schmidt (лампочка Philips HPR64 на 3 Вт 6 В). После этих предварительных тестов, лампочки той же модели с более высокой эффективностью/потерями не принимались во внимание как не подходящие, а «лампочки со средними показателями» были протестированы более детально.

Протестированные модели динамо-втулок и бутылочных динамо-машин.

Бутылочная динамо-машина для велосипеда

Dynosys Lightspin (модель 2004 года, снята с производства): бутылочная динамо-машина; стоимость 120,7 долларов; вес 280 г.

Shimano HB-NX32 (2004): динамо-втулка; стоимость 50 долларов; вес 729 г.

Динамо-втулка Shimano DH-3N30

Shimano DH-3N30 (2004): динамо-втулка; стоимость приблизительно 60 долларов; вес 872 г.

Shimano DH-3N70 (2004): динамо-втулка; стоимость 100 долларов; вес 667 г (заменена моделью DH-3N71).

Динамо-втулка для велосипеда Shimano DH-3N71

Shimano DH-3N71 (2005): динамо-втулка, стоимость 90 долларов; вес 675 г.

Велосипедная динамо-втулка Schmidt Maschinenbau SON28

Schmidt Maschinenbau SON28 (2005): динамо-втулка; стоимость 209 долларов; вес 575 г.

Schmidt Maschinenbau SON20 (2005): динамо-втулка, предназначена для велосипедов с маленькими колёсами, но в тесте используется с колёсами 700C; стоимость 209 долларов; вес 575 г.

Мощность динамо-втулок и бутылочной динамо-машины.

Тестирование динамо-втулок

Аппаратура для тестирования динамо-втулок и бутылочных динамо-машин в Schmidt Maschinenbau.

Напряжение отличается только на низких скоростях. Максимальное напряжение на фонарике E6 составляет 6,2 В на Lightspin и 6,8 В на других втулках.

Все протестированные генераторы, кроме SON20, обеспечивали практически полную силу света на скорости 10 км/ч. На низкой скорости модель динамо-втулки Shimano DH3N71 стала победителем, так как производила больше мощности, а значит и более яркий свет. Модель SON20, которую использовали с колесом 700C, для которого она не была сконструирована, вырабатывала наименьшее количество энергии на низкой скорости. На скорости в 20 км/ч все протестированные генераторы выдавали напряжение по крайней мере в 6 вольт, которые требуется для стандартной велофары на её полной яркости.

Потери мощности на динамо-втулках при включенной фаре.

Сопротивление ночью (свет включен). Наиболее эффективна динамо-втулка SON20.

При включённом свете сопротивление большинства генераторов возрастает — за исключением модели Shimano HB-NX32, сопротивление которой становится меньше на высокой скорости при включенном свете.

Модель Shimano DH-3N30 имеет лучшие показатели по сравнению с моделью HBNX32/ Сопротивление меньше при любой скорости — фактически оно даже меньше, чем у более дорогой модели DH-3N71. Модель DH-3N71 не дожила до своей рекламы, так как фирма Shimano заявила о повышении эффективности на 30% и больше (и снижении сопротивления на 70%, при выключенном свете) по сравнению с её предшественницей, которая могла бы с этой втулкой оторваться далеко вперед от модели SON. В противоположность этому новая модель динамо-втулки DH-3N71 имеет немного большее сопротивление при любой скорости, чем её предшественница — модель DH-3N70.

В целом модель SON28 все ещё является самой эффективной динамо-втулкой, но модель динамо-втулки Shimano DH-3N30 не намного отстаёт от неё. На очень высокой скорости она требует меньше энергии. Самое большое преимущество модели SON20 над моделью SON28 проявляется на средней и большой скорости.

Сопротивление динамо-втулок на холостом ходу.

Сопротивление днём (свет выключен) определённо зависит от модели динамо-втулки. Сопротивление Lightspin такое же, как и у обычной передней втулки.

При выключенном свете минимальные потери показала модель Lightspin: когда генератор не соприкасается с колесом, сопротивление создает только передняя втулка. Модель Shimano HB-NX32 создает значительное сопротивление, особенно на высокой скорости, и действительно не подходит для гоночных велосипедов. С другой стороны у модели динамо-втулки DH-3N30 значительное улучшено сопротивление и она может составить конкуренцию более дорогим динамо-втулкам.

Новая модель Shimano DH-3N71 имеет немного более высокое сопротивление, чем её предшественница — модель DH-3N70. На холостом ходу модель SON28 по прежнему создаёт значительно меньшее сопротивление, чем другие динамо-втулки. Как и ожидалось, потери модели SON20 с колесом 700C даже ниже, но ценой более слабого света ночью на низкой скорости.

Подключать к динамо-втулке одну или две фары?

На скорости выше 25 км для питания двух последовательно подключённых фар можно использовать любые динамо-втулки. Многие велосипедисты, любящие велопробеги на длинные дистанции, используют две фары. Если двумя фарами можно обеспечить хорошее освещение, то дополнительный вес и сопротивление не столь важны. Одиночная фара E6 обеспечивала достаточное освещение даже на тандеме во время веломарафона Париж-Брест-Париж на скорости 70 км/ч на незнакомых, требующих напряжения дорогах. Те, кто всё же решил установить две фары, могут извлечь небольшую выгоду от использования динамо-втулки модели SON20, обладающей более низким сопротивлением.

Использование динамо-втулок для колёс малого диаметра с большими колёсами.

Большинство фар велосипеда спроектированы в соответствии с законами Германии, которые требуют обеспечения мощности велофары 0,75 ватт на скорости 5 км/ч и 2,7 ватт на скорости 15 км/ч. Эти законы разработаны для немецких велосипедистов путешествующих на короткие дистанции с низкой скоростью, а не для заядлых гонщиков. Многие велосипедисты редко путешествуют со скоростью ниже, чем 15 км/ч, так что они могут решить, что им не нужно полное освещение на скорости ниже 15 км/час.

При использовании модели SON20 с колесами 700C или 650B вместо колес 20″, для которых она была разработана, уменьшается выходная мощность, но также уменьшается сопротивление. Большое колесо вращается медленнее, чем колесо 20″, для которого и был создан генератор.

Результаты испытаний показали, что таким образом можно сэкономить драгоценную энергию. В течение четырёх лет я использовал модель динамо-втулки SON20 с колёсами 700C и 650B. На очень крутых подъемах свет начинал дрожать. Но на низкой скорости, мне не нужно было так много света, чтобы видеть дорогу. Для тех, кто ездит в черте города на оживлённых дорогах, модель SON28 может быть предпочтительна, так как даже на низкой скорости велосипед остаётся видимым для другого транспорта.

Начиная с конца 2005 года специализированная модель SON-XS (для складных велосипедов с узкими вилками) доступна для стандартного дропаута 100 мм. Хотя эффективность этой модели ниже примерно на 2%, чем у модели SON20, она весит на 179 грамм меньше за SON20, имеющую вес 398 грамм. Тем не менее более узкий фланцевый промежуток (40 мм, вместо 58 у стандартной SON) и ось из алюминиевого сплава (вместо нержавеющей стали) в итоге ослабляют переднее колесо и делают непригодным для жёсткой езды.

Конструктивные особенности динамо втулки

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.

Как выбрать динамо машину для велосипеда?

Как выбрать динамо машину для велосипеда?

Прежде, чем выбрать динамку для велосипеда, рекомендуют обратить внимание на некоторые нюансы.

А именно:

  1. Данный вид электрогенераторов иногда приводит фары в негодность. Чтобы сберечь свой осветительный прибор, лучше сразу поменять фару на ту, которая обладает полупроводниковым регулятором.
  2. Бутылочная динамка во время низкой скорости тускло освещает путь. Любителям спокойной езды на велосипеде такой тип генератора не подойдет.
  3. Динамка в виде втулки хорошо освещает при пониженной скорости байка. Такой факт стал возможен из-за низкочастотности переменного тока. Качество освещения будет становиться лучше при увеличении скорости.
  4. Вместе с динамо втулкой целесообразно будет приобрести выпрямитель. Эта дополнительная деталь увеличит эффективность работы фар.
  5. Мощность осветительного пробора для эффективности должна соответствовать мощности динамо втулки.
  6. Желательно сверить совместимость размеров колес и типа динамки. Иначе владелец велосипеда рискует получить заклин в колесе. При такой проблеме сидящий на байке теряет равновесие.
  7. Требуется обратить внимание на общий вес велосипеда (вместе с багажом). На втулке должна быть прописана допустимая масса. При превышении веса торможение будет недостаточным. Если меньше – торможение может привести к заклину колеса.
  8. Динамка вырабатывает достаточно высокое напряжение. Поэтому нельзя прикасаться к клеммам при езде, или когда колесо в движении. Последствие обычно вызывает поражение током.

Электрогенератор для велосипеда не является предметом первой необходимости в комплектации. Но это устройство очень удобно в современном мире. С его помощью, особенно втулочных моделей, можно не только не беспокоится о передвижении в темное время суток, но и подзаряжать гаджеты и аккумуляторы.

Все-таки большинству байкерам нравится втулочный вариант динамки. И это несмотря на сложность установки и высокую стоимость по сравнению с бутылочным аналогом. Но бюджетный бутылочный генератор также привлекает многих доступной ценой и легкостью монтажа.

Установка динамо втулки

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.

Как сделать велогенератор на 12 вольт для велосипеда – собираем педальную динамо машину своими руками

Я сделал этот фрикционный велогенератор для велосипеда, чтобы питать фонарик и задние лампочки. Идею и много информации для этого проекта педального генератора я нашел в интернете.




Недавно я купил велосипед, для того, чтобы ездить на работу и по городу, и решил, что ради безопасности мне нужна подсветка. Мой передний фонарь питался от двух батареек АА, а задняя лампочка от 2 батареек ААА, в инструкции было сказано, что передний свет будет работать 4 часа, а задний — 20 часов в режиме мигания.

Хотя это и неплохие показатели, но все же требуют некоторого внимания, чтобы батарейки не сели в неподходящий момент. Я купил этот байк за его простоту, единственная скорость означает, что я могу просто сесть и поехать, но постоянная замена батарей становится дорогой и усложняет его использование. Добавив динамку для велосипеда, я могу подпитывать батарейки прямо во время езды.

Шаг 1: Собираем запчасти





Если вы хотите собрать динамо машину своими руками, то вам понадобится несколько вещей. Вот их список:

Электроника:

  1. 1x шаговый двигатель — я достал свой из старого принтера
  2. 8 диодов — я использовал персональную силовую установку использовала 1N4001
  3. 1x Регулятор напряжения — LM317T
  4. 1x Макетная плата с печатная платой
  5. 2х резистора — на 150 Ом и на 220 Ом
  6. 1x радиатор
  7. 1x Разъем для батареи
  8. Цельная проволока
  9. Изоляционная лента

Механические части:

  • 1x держатель для велосипедного отражателя — я снял его с велосипеда, когда подключал свет.
  • Алюминиевая угловая заготовка, вам понадобится кусок длиной примерно 15 см
  • Маленькие гайки и болты — я использовал винты от принтера и некоторые другие б/у детали
  • Маленькое резиновое колесо — прикрепляется к шаговому двигателю и трется о колесо при его вращении.

Инструменты:

  • Дремель — он не совсем необходим, но делает вашу жизнь намного проще
  • Сверла и биты
  • Напильник
  • Отвертки, гаечные ключи
  • Макетная плата для тестирования схемы до того, как вы поставите всё на велосипед.
  • Мультиметр

Шаг 2: Создаём схему

















Давайте сделаем схему динамомашины для велосипеда. Неплохой идеей является проверить все перед тем, как спаять все вместе, поэтому сначала я собрал всю схему на макетной плате без припоя. Я начал с разъема двигателя и диодов. Я распаял разъем от печатной платы принтера. Размещение диодов в такой ориентации изменяет поступающий от двигателя переменный ток, на постоянный ток (выпрямляет его).

Шаговый двигатель имеет две катушки, и вам необходимо убедиться, что каждая катушка подключена к одному набору диодных групп. Чтобы узнать, какие провода от двигателя подключены к одной и той же катушке, вам просто нужно проверить контакт между проводами. Два провода связаны с первой катушкой, и два со второй катушкой.

Как только схема будет собрана на макетной плате без припоя — проверьте ее. Мой мотор вырабатывал до 30 вольт при нормальной езде на велосипеде. Это 24-вольтный шаговый двигатель, так что его эффективность кажется мне разумной.

При установленном регуляторе напряжения выходное напряжение составляло 3,10 вольт. Резисторы контролируют выходное напряжение, и я выбрал варианты на 150 и 220 Ом для получения 3,08 вольт. Проверьте этот калькулятор напряжения LM317, чтобы увидеть, как я рассчитал свои показатели.

Теперь всё нужно спаять на печатной плате. Чтобы сделать аккуратные соединения, я использовал маленький калибровочный припой. Он быстрее нагревается и обеспечивает лучшее соединение.

Шаг 3: Установка мотора






Крепление двигателя было выполнено из алюминиевого уголка и кронштейна отражателя. Чтобы смонтировать двигатель, в алюминии были просверлены отверстия. Затем, чтобы освободить место для колеса, была вырезана одна сторона угла.

Колесо было прикреплено путем наматывания изоленты вокруг вала двигателя до тех пор, пока соединение не будет достаточно плотным, чтобы надеть колесо прямо на изоленту. Этот метод неплохо работает, но в будущем его нужно доработать.

Как только мотор и колесо были присоединены к алюминию, я нашел на раме подходящее место, чтобы все установить. Я прикрепил заготовку к трубке сиденья. Рама моего велосипеда — 61 см, поэтому площадь, на которой установлен генератор, довольно велика по сравнению с велосипедами меньшего размера. Просто найдите на своем велосипеде лучшее место для установки генератора.

После того, как я нашел подходящее место, я сделал отметки под алюминиевый кронштейн с установленным кронштейном отражателя, чтобы его можно было обрезать по нужному размеру. Затем я просверлили отверстия в кронштейне и алюминии, и смонтировал конструкцию на байке.

Я закончил сборку велосипедного генератора на 12 вольт, прикрепив двумя стойками проектную коробку к алюминиевому креплению.

Шаг 4: Подцепляем провода






Динамомашина для велосипеда собрана, теперь все что нужно – просто подключить провода к лампочкам. Я протолкнул концы проводов за клеммами аккумулятора к передней фаре, затем просверлил отверстие в её корпусе, чтобы пропустить провода внутрь. Затем провода были подключены к разъему аккумулятора. В проектной коробке также нужно будет сделать отверстия для проводов.

Пример использования в туризме зарядных устройств

Можно использовать для зарядки навигатора, телефона и фотокамеры много разных устройств. Ручные динамо-машины, солнечные батареи, PowerBank-и и динамо-втулки для велосипедов.

Последнее самое эффективное, но обо всем по порядку.

Ручные динамо-машины отпадают сразу, слишком много времени уходит на бесцельное верчение.

Если бы оно еще было беззвучным, то можно было бы совмещать с созерцанием на природу, слушаньем ручья, птиц, шелеста ветра. Но жужжание перебивает все окружающие звуки, и это морально очень утомляет.

Солнечная батарея достаточно хороша, но она идет в комплекте с PowerBank-ом, это первый минус. Второй, — она достаточно хрупкая, и её нужно размещать на самом верху сумки.

В велотуризме это не всегда идеальное место.

К сожалению, совсем исключить падения велосипеда невозможно, а первое же неудачное падение обязательно повредит солнечную батарею. Что собственно и происходит в велотуризме.

А маленькие, компактные PowerBank-и с солнечной панелью неэффективны, слишком мало можно получить электричества. Да и в пасмурный день КПД такого устройства падает.

Динамо-втулка для велосипедов тоже, к сожалению, не идеальное устройство. У нее есть один маленький недостаток. Примерно от 3 до 5 % энергии кручения уходит на создание электричества.

Если ехать по прямой дороге, или спускаться, то это не имеет значения. А если подниматься в затяжную горку, это может быть неприятным занятием.

Но есть простое и эффективное решение. На время преодоления холма или крутого подъема, временно отключать динамо-втулку.

Работая вхолостую, она не создает дополнительного сопротивления, но для велосипедиста эти 5% позволяют более комфортно преодолеть подъем.

Заряжая гаджеты таким образом, Вы не берёте с собой дополнительный балласт, втулка на колесе продолжает выполнять свою основную функцию, плюс еще и выполняет роль генератора энергии.

Видео. Фара с динамо для велосипеда своими руками

Источники

  • https://veloinsider.ru/ystroistvo/dinamo-mashina-dlya-velosipeda.html
  • https://electropowerbikes.com/dinamo-vtulka-obzor/
  • https://velife.ru/velogadgety/dinamo-vtulka-dlya-zaryadki-gadzhetov-stoit-li-brat.html
  • https://skjegg.blogspot.com/2021/05/dynamo-hubs-for-bikepackers-par2.html
  • https://zen.yandex.ru/media/id/59d1c3b33c50f78942d80972/dinamo-mashina-dlia-velosipeda-5b27eaef92e66100a912cfd8
  • https://VeloFans.ru/vibor/dinamomashina-velosipeda
  • http://velofun.ru/hub/testirovanie-effektivnosti-dinamo-vtulok-dlya-velosipeda.html
  • https://masterclub.online/topic/16668-velogenerator
  • https://velosipedinfo.ru/dinamo-mashina-dlya-velosipeda
[свернуть]
Поделиться:
Нет комментариев
Adblock
detector