Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Освещение для велосипеда имеет жизненно важное значение. Даже если ездить по месту, в сумерках это ощущается очень хорошо:
1. Надо осветить дорогу. Развивать хорошую скорость в сумерках мешает страх. У велосипеда всего три точки опоры, и все - динамические. Поэтому самое малое незамеченное препятствие может лишить вас способности передвижения очень надолго. А вот с хорошим светом ночью можно топить те же 30...40 км/ч, что и днём.
2. Надо обозначить велосипед на проезжей части дороги. Тут даже объяснять нечего: безопасность превыше всего, а эти вечерние серые велопривидения, возникающие на пути - как они, ..., достали, хрустики.

Свет нужен, с этим понятно. А как его добыть?
1. Из аккумулятора. Приехал домой, устал - не устал, а сразу аккум снимай и ставь на зарядку. Собираясь в дорогу, не забудь установить его на велосипед снова. И так каждый раз.
2. Возобновляемые ветро- и солнечные генераторы отбрасываем за фантастичностью. :)
3. "Динамка"! Вот ответ. Ну, или втулка-генератор. Выпрямил переменку, сгладил, подал на автомобильный адаптер 12....24 / 5 В, и проблемы решены.

Нет. Тут проблемы только начинаются. У автомобиля напряжение бортовой сети стабильно за счёт ООС по выходному напряжению в генераторе и подключенного к нему аккумулятора. А вот в динамо-генераторе велосипеда этой ООС нет. Переменное напряжение на выходе динамо зависит от скорости по эмпирической формуле 1 : 1: 1 км/ч скорости - 1 В выходного переменного напряжения. При вполне доступной скорости 50 км/ч выходное напряжение динамо живо спалит любой 28-вольтовый автомобильный адаптер. А вот преобразователей в 5 В со входным напряжением выше 40 В практически нету даже на Алиэкспрессе.

Были бредложения тупо шунтировать мост после генератора мощным стабилитроном. Конечно, при стариковском стиле езды со скоростью до 20 км/ч даже и стабилитрон не нужен, но вот стоит легонько притопить, и стабилитрон выгорает с лёгкостью неимоверной.

Выход только один: разработать переходной стабилизатор, и собирать его надо самому, без китайса.
Поэтому была разработана, собрана и проверена тремями годами беспроблемной эксплуатации вот такая схемка:

1572607570504.png

Что мы тут имеем?
Слева направо: динамка V1 с выходным напряжением до 50 В переменки частотой 100 Гц.
Мост Д2-Д5.
Сглаживающий конденсатор С3 - упс, о нём позже, пока отброшен.
Ключевой исполнитель М1, подключает к мосту нагрузку.
Т1-Т3 - схема управления ключом М1 c ООС по выходному напряжению через делитель R2 27к / R1 1к.
Конденсатор С2 33н.

Как это всё работает?
В момент t0 напряжения на выходе моста нет. С его появлением по R6 1 МОм и R3 56 кОм на вход составного транзистора Т2Т3 поступает отпирающее напряжение и нижний выв. R4 1к8 подключается к общему. Напряжение на выходе делителя R4 1к8 / R5 1к открывает М1, динамка через мост заряжает С1 1м и подаёт ток в нагрузку R7.

Так это всё и происходит до того момента, пока напряжения на выходе не становится достаточно, чтобы отпереть Т1 через делитель R2 27к / R1 1к. Как только Т1 входит в активный режим, начинает работать ПОС через С1 33н и ТТ-Т3 превращается в асимметричный мультивибратор.
Это сделано для уменьшения рассеиваемой М1 мощности:

1572608231978.png

Видно широкий первоначальный бросок тока зарядки выходного С1 и узкие импульсы во время штатной работы. Момент включения М1 не синхронизирован с частотой генератора и может прийтись на любой момент периода входного напряжения - поэтому импульсы тока неодинаковые.
Благодаря скорости моментов срабатывания и малой продолжительности открытого состояния М1 рассеивает не более 4 Вт мощности:

1572609321755.png

что для него - пыль под Солнцем.

На самом деле, симуляция стартует с напряжением динамо-генератора 50 В, что равносильно включению его на полной скорости. На деле, скорость 50 км/ч развивается на протяжении не более 5% дальности маршрута, и полевик рассеивает ещё меньше, т.к. большую часть времени работает на малых напряжениях.

Если установить С3 для сглаживания выходного напряжения моста, картинка токовых импульсов М1 становится куда менее стохастичной:

1572609673273.png

но рассеиваемая М1 мощность возрастает почти вдвое - в 1,7 раза.

Выходное напряжение при таком ключевом режиме регулировки, конечно, нестабильно:

1572609882448.png

И мотается от 18 до 22 В.

Но это уже проблемы ООС по выходному напряжению второй ступени стабилизации, которым служит автомобильное зарядное устройство 5 В 2 А для телефонов. Этот зарядное подключено к батарее аккумуляторов, в которую включены всякие отработавшие аккумы от старых смартов со штатными контроллерами заряда. Для оперативности съёма/замены батареи её подключение к сети веломашины производится через разъёмы от 9 В батарей типа "Крона" (опасны замыканием контактов при подключении и, вообще, малонадёжны) или коаксиальных разъёмов.

Практика показывает, что с хорошим головным светом со светодиодом 1 А (BMW X7, как и все авто на трассе - отдыхает), при зарядке аккума в течение 50% длины маршрута конечное напряжение батареи практически не отличается от начального.
 

Вложения

Rus2000

Rus2000

I=U/R

Репутация:

У велогенератора и ЭДС, и частота зависят от скорости вращения.
Не вникал, насколько это критично, но гену было бы точнее описать примерно так:
1572611890064.png

1 и 10 - коэфф-ты для напряжения и частоты гены.
Rser = внутреннее сопротивление гены, можно его и в явном виде нарисовать на схеме...
 
Последнее редактирование:
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Я просимулил два крайних случая: 12 км/ч - это медленней, чем прогулочные 20 км/ч - а заряжать-то аккум всё одно надо, и 50 км/ч. Все остальные - между ними. Практически, аккум заряжается, даже, если вести велосипед пешком. Ток зарядки, конечно, падает миллиампер до 50...100.
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Сбрось эти директивы, я посимулю?
 
Rus2000

Rus2000

I=U/R

Репутация:

Это в один пакет директив:
.step param Velosity list 0 5 10 25 50
.param Vout=({Velosity}*1)
.param Fout=({Velosity}*10)

Коэф-ты для напряжения и частоты нужно измерить и проставить.
Список скоростей можно менять на любой удобный. Главное, чтоб было хотя бы два элемента в списке.
Для одной скорости пошаговый анализ надо выключить и явно задать скорость:
;.step param Velosity list 0 5 10 25 50
.param Velosity=12

Это для гены:
SINE(0 {Vout} {Fout})
 
wakh

wakh

Вахтанг, Москва

Репутация:

Были бредложения тупо шунтировать мост после генератора мощным стабилитроном. Конечно, при стариковском стиле езды со скоростью до 20 км/ч даже и стабилитрон не нужен, но вот стоит легонько притопить, и стабилитрон выгорает с лёгкостью неимоверной.
Ну кто так включает стабилитрон!
Разумеется это - бредложение.
Есть другой нормальный выход: самовосстанавливающийся предохранитель, например, на ток 1А.
Он при нормальной температуре имеет сопротивление 1-2 Ом, а при нагреве его сопротивление повышается до 500 Ом и более.
При токе через него 1,5А, он за 0,5 с быстро нагревается и фактически разрывает цепь нагрузки. При снижении тока он остывает и опять становится резистором в 1 Ом.
И овцы Целы, и волки сыты.
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Ну кто так включает стабилитрон!
Разумеется это - бредложение.
Есть другой нормальный выход: самовосстанавливающийся предохранитель, например, на ток 1А.
Он при нормальной температуре имеет сопротивление 1-2 Ом, а при нагреве его сопротивление повышается до 500 Ом и более.
При токе через него 1,5А, он за 0,5 с быстро нагревается и фактически разрывает цепь нагрузки. При снижении тока он остывает и опять становится резистором в 1 Ом.
И овцы Целы, и волки сыты.
Кстати, да. Нормальное решение.
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

11.JPG

Скорость велосипеда - 0,0 км/ч. :)
Текущая.
А максимальная - ну, это я с горки вчера вечером скатился. Было 53 км/ч.
Другое дело, что я скатился с горы на высокой скорости благодаря хорошему свету. Позавчера добавил ещё две фары, итого - на 1,6 светодиодных ампер.

Но максимальная скорость - это такое. Раз в году скатился быстро - и ходи, хвастайся. А вот эта цифра подороже стоит:

21.JPG

Это - AVS. Средняя путевая. :)
Чтобы получить такое значение, надо переть 30...35 км/ч долго-долго.
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Это очень большая скорость для велосипеда - 53 км/ч. Но от 57,3 я вообще... удивился.
 
wakh

wakh

Вахтанг, Москва

Репутация:

Я тоже удивился.
Может ты на машине при этом ехал? :)

11.JPG
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Не. С начала лета 45 - 47 км/ч, затем росла стабильно до 53. Но не 57. Это всё горка и немного педали, честно скажу. Но, цуко, было весело. :)
 
wakh

wakh

Вахтанг, Москва

Репутация:

Почитал - рекорд с горы по льду 222 км\ч.
Рекорд по прямой 2004 г. 51,13 км\ч. Средняя скорость - 40 км\ч.
В то же время, по прямой с обтекателем - 213 км\ч.
Так, что, в твоем случае, все возможно.

 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Почему-то все смотрят на максимум. Максимум скорости - дело дурное, метров триста проехал - и осталось навсегда. Вот средняя скорость - гораздо более показательная величина. На неё надо трудиться, не покладая ног.
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Почитал - рекорд с горы по льду 222 км\ч.
Рекорд по прямой 2004 г. 51,13 км\ч. Средняя скорость - 40 км\ч.
Льда пока не было. :)
Вот 40 км/ч - это сила. Надо мотаться стабильно 50, даже 60, чтобы вышло 40.
По опыту, если держать на машине максимум 90 км/ч 1000 км, средняя выходит 50 км/ч. Если доводить до 100...110, средняя - 60...65. Если топить 160 км/ч, на отрезке 250 км выходит сотня средней.

Эмпирически, средняя - 60% максимальной.
 
Phantomas

Phantomas

VIP

Репутация:

У нас в лесу комары очень помогают увеличивать среднюю скорость. Рекомендую!
Репелленты не помогают. Только скорость. Голодные они.
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

У нас в лесу комары очень помогают увеличивать среднюю скорость. Рекомендую!
Репелленты не помогают. Только скорость. Голодные они.
Нету у нас лесов. Голодная степь. Комары доставали только на Чёрном море. Спасались репеллентом "Ого": эффективный, 2 доллара/банка.
 
Сверху Снизу