Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Фара для велосипеда с динамо генератором

Введение.

Несколько слов о мощных светодиодах и люменах.

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:

  • электронную схему — чем больше она выдаёт мощность, тем лучше;
  • светодиоды — чем больше люменов на ватт, тем лучше;
  • оптику, отражатели, линзы — их эффективность должна стремится к 100%.

Схема 1 — самая простая схема питания светодиодной фары.

НаименованиеЗначениеАльтернативное значение
D11N40071N5818
D21N40071N5818
D31N40071N5818
D41N40071N5818
LED1Белый 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:

Схема 2 — уменьшаем мерцание на низкой скорости.

НаименованиеЗначениеАльтернативное значение
D11N40071N5818
D21N40071N5818
D31N40071N5818
D41N40071N5818
C11,000 .. 10,000uF @ min.4V
LED1Белый 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.

Для чего он нужен?

Пожалуй, ни для кого не секрет, что велосипед движется за счет усилий ног, вращающих педали, которые, в свою очередь, приводят в движение колеса. Следовательно, это устройство нужно не для того, чтобы сдвинуть железного коня с места. У генератора в этом случае есть другое назначение. С его помощью работают лампы на фарах, освещающих дорогу.

Это очень удобно, поскольку позволяет обеспечивать энергией фары без зарядного и дополнительного источника энергии. Устройство просто позволяет использовать часть энергии, вырабатываемой велосипедистом во время движения, для того, чтобы поддерживать горение лампы в фарах.

Выпрямитель для динамо-втулок.

«Выпрямитель» — это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Самым простым видом выпрямителя яляется «диод», представляющий собой однонаправленный клапан в электричестве. Диод, подключенный последовательно с источником переменного тока, пропускает ток только половину времени, когда переменный ток течёт в совместимом направлении. При использовании одного диода не используется половина электричества, что приводит к пульсирующему постоянному току.

Существует простая схема выпрямителя с использованием четырёх диодов, которая называется «мостовой выпрямитель». Она эффективно переключает полярность во время каждого цикла и преобразует переменный ток в постоянный с незначительными потерями. Можно спаять четыре диода вместе в правильной конфигурации, но сейчас проще купить «двухполупериодный мостовой выпрямитель». Учитывая, что динамо-втулка работает на низких напряжениях, при использовании кремниевых диодов возникают значительные потери — 1.4 В. При использовании германиевых диодов они составляют только 0.4 В. Наша более продвинутая схема питания от динамо позволяет значительно уменьшить потери, но она достаточно сложна и под силу только электронным хакерам.

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.

Механические конструкции фар и фонариков.

Самодельный велосипедный задний светодиодный фонарь.

Универсальная конструкция заднего диодного фонаря, собранная своими руками Дешёвая мигалка на велосипед Очень надёжный, с защитой от воды Собран из доступных компонентов

Схема самодельного светодиодного фонарика на литий-ионных аккумуляторах (устройство)

Самодельный аккумуляторный фонарь 1.5 Вт на светодиодах Универсальный яркий карманный фонарик для различных применений, собранный своими руками Лёгкий литий-ионный аккумулятор, хорошо работающий при низких температурах

Собираем мощную галогеновую фару сами

Максимальное количество галогенового света за малые деньги Собрана из доступных компонентов, можно собрать за полдня

Динамо-втулка как электродвигатель

Динамо-втулка, или втулочный генератор, – обычная велосипедная втулка со встроенным магнитным механизмом. При вращении образуются вихревые токи, на выходе из втулки механическая энергия преобразуется в ток с заданной силой, напряжением и мощностью. На велосипедных динамо-машинах напряжение достигает 6В, а мощность – 1.8-2 Вт.

Изобретение запатентовано английской компанией Sturmey Archer. В наши дни производство активно поддерживают и другие фирмы-производители – Shimano и Schmidt.

Особенности конструкции втулки-генератора:

  • неподвижный якорь (обмотка) на оси;
  • зафиксированный и вращающийся вместе с втулкой кольцевой магнит;
  • клеммы и двойные провода;
  • высокая масса.


Динамка Shimano AlfineDH-S701 Втулочный источник электричества не использует в качестве заземления велосипедную раму и вместе с лампами изолируется от нее. В двухполупериодовом выпрямителе цепь переменного тока (на выходе) и постоянного тока (к фаре) полностью отделены друг от друга.

Динамо-втулки тяжелые, правда, более легкие магниты редкоземельных металлов и алюминиевая оболочка позволили немного снизить их массу. В работе устройство имеет невысокое сопротивление раскручиванию, а при возрастании угловой скорости усиливается частота тока. Этот эффект сглаживает усиление напряжения и позволяет генератору работать в широких диапазонах скоростей.

Фары, которыми оснащается втулочный генератор, имеют встроенный стабилизатор тока. При подключении другой фары в цепь устанавливается отдельный выпрямитель, чтобы не спалить электроприбор. Яркость фары зависит от ее требований к источнику энергии и, собственно, выходного напряжения втулки. Чем больше несоответствия в меньшую сторону (фара мощнее), тем свет будет тусклее. В противоположной ситуации источник света работать не будет.

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.

Виды велосипедных генераторов, их особенности, плюсы и минусы

Динамо-втулка

Динамо-втулка – это улучшенная магнитом обычная втулка. Ее механика заключается в образовании вихревых токов. На выходе энергия становится током, соответствующим велосипеду по силе, напряжению и мощности. Для сравнения в автомобиле энергия мощностью 6 Ватт, а для велосипеда – не больше 2.

  • Динамо-втулка популярна из-за простоты и небольшого размера.
  • Она закрепляется на втулку, а не колесо и не создает лишнее трения. Ток передается прямо к фаре.
  • Из недостатков этого типа выделяют замедленную скорость переднего колеса и тяжесть велосипеда. Вес исправляется легким магнитом.

При вращении педалей ток поступает волнообразно, с ускорением или замедлением. Поэтому в фарах при втулочном генераторе установлен стабилизатор.

Если фара другая, то будет необходим выпрямитель для стабилизации. Яркость освещения зависит от мощности выхода втулки. Чем мощнее фара и менее мощный выход, тем более тусклый свет.

Конструкция состоит из компонентов:

  • Якорь, который обматывает ось,
  • Кольцевой магнит, закрепленный на втулку,
  • Двойные проводы с клеммами.

Бутылочный велогенератор

Бутылочный электрогенератор имеет такое название из-за внешнего сходства с бутылкой. Он прикрепляется на колесо, регулируется в сторону увеличения или уменьшения мощности. При его смещении он легко выключается.

  • Цена на генераторы такого типа недорогие.
  • Почти не влияют на вес байка.
  • Но от него затираются покрышки колеса.
  • На сильной скорости работу сопровождает характерный шум.
  • А в дождливое время энергия вырабатывается плохо.

Бутылочный электрогенератор подойдет для недолгих поездок по городу в хорошую погоду.

Бесконтактный велосипедный генератор

Бесконтактный генератор – это самая дорогая конструкция из всех аналогов. Это оправдывается почти полным отсутствием недостатков. Принцип работы заключается в накоплении энергии от вращений колеса через магнитное поле.

Электрогенератор располагается близко к колесу, в которое встроена динамо-втулка. Таким образом нет трения или сопротивления движению, как в других конструкциях. Электрогенератор крепится парой спереди и сзади.

Весь принцип похожий на работу фонариков. У электрогенератора прямой мост передачи тока от выхода втулки к фаре. Получается, что фара работает, как самостоятельный механизм. У такого прибора нет стабилизатора, поэтому при низкой езде свет должен был бы тускнеть.

Но этот недостаток возместили накоплением энергии во время поездки. Таким образом, фара может гореть даже в условиях полной остановки велосипеда.

Плюсы прибора:

  • Отсутствие трения, затирания, контакта с компонентами велосипеда,
  • Низкий вес,
  • Система сохранения энергии для работы фар во время остановок.
  • Из минусов характерна высокая стоимость.

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

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.

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.

Стильные образы с шарфом на сезон Осень/Зима 2020-2021

Датчик мощности.

Хороший вольтметр достаточно важная часть генератора. Он нужен для оценки результата затрачиваемых сил и для демонстрации аудитории. Генератор может работать и без него, но всё же нужно как-то оценивать свои результаты. Подходят только аналоговые вольтметры, так как цифровые не подходят для измерения постоянно меняющегося напряжения. По этой причине в автомобильных спидометрах и датчиках по прежнему используются аналоговые приборы. Мы используем аналоговый вольтметр со смещённым нулём, который может показывать только напряжение больше 12 вольт. Если напряжение опустилось ниже 12 вольт, то это может произойти только при неисправном аккумуляторе. У вольтметра со смещённым нулём при запуске генератора резко дёргается стрелка — это смотрится достаточно эффектно. Обычно я использую схему, основанную на самом дешёвом измерительном приборе из каталога Maplin, но вы можете купить более серьёзные измерительные приборы.

Схема измерительного прибора довольно простая. Опорный диод не проводит ток ниже 11 В, то есть можно сказать, что он вычитает 11 В напряжения. С помощью резистора мы превратили вольтметр с диапазоном измерения 0 – 4 вольт в измерительный прибор с диапазоном от 11 до 15 вольт. У вольтметров, установленных на наших генераторах, в действительности даже ещё более узкий диапазон, с опорным диодом на 12 В и диапазоном 2,5 В. В схему управляющего модуля добавили дополнительный резистор и переключатель на три позиции, распределив сопротивление между аккумулятором и генератором и тем самым мы адаптировав генератор для людей с любой физической форме. Если требуется минимизировать потери энергии в цепочке резисторов, то можно добавить переключатель, замыкающий все резисторы, что позволит людям в хорошей физической форме быстрее заряжать аккумулятор.

Читайте продолжение, в котором будут даны инструкции по правильной эксплуатации генератора.

Динамо-машина

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:

  1. Бутылочная динамо-машина. Она представляет собой небольшой электрогенератор, который крепится на боковой стенке покрышки переднего колеса велосипеда. Такие динамо-машины достаточно удобны, имеют небольшую стоимость и их можно достаточно просто установить своими руками. Недостатки подобного устройства состоят в дополнительном шуме и повышенном сопротивлении при использовании. К тому же, так как принцип работы такой динамо-машины заключается в непосредственном трении о стенку шины велосипеда, то в таком случае это будет способствовать скорому износу покрышки.
  2. Динамо-втулка. Она представляет собой динамо-машину, которая внедрена в систему втулки колеса велосипеда. Динамо-втулки считаются довольно надёжным источником энергии, практически не требующим обслуживания, поэтому такие втулки весьма популярны среди любителей велотуризма. К тому же они теперь зачастую идут в оригинальной комплектации туристического 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.

https://youtube.com/watch?v=hUeuNW9uGRQ

Облако тегов:

динамо на велосипед своими руками

Другие компоненты (динамо-машины для велосипеда, аккумуляторы)

Как сделать портативное зарядное устройство своими руками

На базе ёмкого, лёгкого и компактного литий-ионного аккумулятора
Зарядка любых гаджетов с USB портом
Может заряжаться от энергии солнца

Электрические характеристики бутылочных динамо-машин для велосипеда.

Основы применения динамо-машин — электрических генераторов переменного тока
Типы динамо-машин и их характеристики

Электрические характеристики велосипедных динамо-втулок

Динамо втулка — обязательный компонент для велосипеда туриста
Их преимущества и недостатки
Отличительные особенности

Выбор аккумулятора для велосипедного фонарика.

Обзор характеристик распространённых аккумуляторов
Какие аккумуляторы лучше покупать для велосипедного фонаря
Как правильно выбрать аккумуляторную батарею идеально подходящую для вашего применение.

Маленький и лёгкий педальный генератор

Вращая педали, вырабатываем электричество динамо-машиной для зарядки аккумуляторов телефона, GPS-навигатора и т. д.
0.6-6 Вт электрической мощности

Самодельная бесконтактная динамо-машина

Как с помощью нескольких старых катушек и магнитов из жесткого диска своими руками собрать бесконтактную динамо-машину, питающую заднюю мигалку и переднюю фару

Педальный генератор высокой мощности

Схема питания аккумуляторов и различного оборудования с помощью втулочного мотора
Вело мотор-генераторы с электрической мощностью 50-200 Вт

Как сделать электрический генератор своими руками

Как с затратой минимума услий из старого велосипеда и автомобильного генратора своими руками сделать мощный велогенератор

Что потребуется для сборки мощного самодельного генератора

Для сборки мощного самодельного генератора нам потребуются старый шоссейный велосипед, генератор переменного тока для автомобильного двигателя, свинцово-кислотный аккумулятор, ремень зубчастого типа, кресло и несколько электронных компонентов для электрической сехмы.

Применение электрогенератора

А где можно применить велосипедный электрогенератор в нашей обычной жизни? Можно, например, заряжать телефон занимаясь спортом по утрам. Ну и правда, почему бы не тренироваться и экономить электроэнергию в то же время? Замерьте, сколько времени потребуется, чтобы зарядить свой сотовый. Попробуйте запомнить время и пытаться побить его в будущем. Можно совместить, так сказать приятное с полезным — посмотрите, сможете ли вы генерировать столько энергии, сколько потребляет блендер. Тогда вы сможете приготовить себе спортивный коктейль.

Если у вас есть технически смелый ребёнок, то почему бы ему не заняться воплощением этой идеи в жизнь просто ради опыта. Включите свою фантазию и может вам придут в голову ещё какие-то забавные идеи.

Не исключено, что вы захотите воплотить свои задумки в жизнь. Что для этого понадобиться?

  • Велосипед. Для этих целей отлично подойдёт старый, давно не используемый или валяющийся без дела.
  • Двигатель на 12V постоянного тока.
  • Клиновой ремень, для соединения заднего колеса с двигателем.
  • Брус для подставки 100*50 мм.
  • Диод.
  • Аккумулятор 12V.
  • Инвертор, преобразующий постоянный ток 12V в переменный 220V.

Если вы не планируете подключать к этому устройству ничего, кроме лампочки постоянного тока, то без последних трёх пунктов можно обойтись. А для подключения других электроприборов они понадобятся. Причиной этого является неравномерное напряжение, которое будет поступать из генератора (электродвигателя).

Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы

Познакомимся с другим источником энергии — бутылочным, или «шинным» преобразователем.

Бутылочный электрогенератор — закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство — обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.

Преимущества «бутылок»:

  • возможность отключить за ненадобностью — достаточно отодвинуть ролик вбок;
  • легко установить на любой тип велосипеда;
  • недорогие в сравнении с втулочными генераторами.

К слабым сторонам относятся:

  • весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
  • низкая эффективность в мокрую погоду — ролик проскальзывает по покрышке;
  • шум, высокое трение на скоростях;
  • износ боковин покрышек;
  • долго регулировать наклон и положение.

Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла — каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.

Измерения.

Максимальная мощность динамо-машин.

Установка: Динамо-машина, удвоитель напряжения Гриначера с двумя 1N5818 и двумя 1000uF, нагрузка 100 – 250 мА, спидометр подсоединённый к динамо-машине.

Методика: Запускаем динамо-машину на 15 км/час. Измеряем напряжение параллельно нагрузке по току 100, 130, 160, 190, 220, 250 мА. Повторяем на 40 км/час. Повторяем для каждой динамо-машины. Зная напряжение и ток подсчитываем мощность. Строим график мощности и тока.

Результаты: AXA HR выдаёт максимальную мощность при токе 200 мА (после удвоителя напряжения), B&M Dymotec6 при 180 мА, дешёвая динамо-машина при 160 мА. Вне зависимости от скорости у AXA HR самая высокая мощность, а у дешёвой динамо-машины самая низкая.

Выводы: Максимальная мощность достигается при определённом токе, она мало зависит от скорости, а преимущественно зависит от самой динамо-машины. Короче говоря: Динамо-машина — это источник тока.

Мощность и скорость Dymotec6.

Кривые для других моделей аналогичны кривой для Busch&Müller Dymotec6 с той только разницей, что мощность будет немного больше или меньше.

Установка: Dymotec6, удвоитель напряжения Гриначера с двумя 1N5818 и двумя 1000uF, нагрузка на 180 мА, спидометр.

Методика: Запускаем динамо-машину на 4, 5, 7, 9, 12, 15, 19, 24, 31, 40, 50 км/час и измеряем напряжение параллельно нагрузке. Подсчитываем для каждой скорости мощность = измеренное напряжение × 180 мА тока и строим график.

Вывод: С хорошо подобранной нагрузкой на средней скорости Dymotec6 выдаёт 2.7 Вт, на высокой скорости 5 Вт и на очень высокой скорости 6 Вт. Данные показатели достигаются без изменения динамо-машины.Вопрос: Почему не перегорает лампочка в стандартной фаре на 3 Вт подключённой к Dymotec6 на скорости 50 км/час?Ответ: Потому что на такой скорости нагрузка подобрана неправильно (ток тоже большой) и лампочка не потребляет максимальную мощность.Вопрос: Где теряется энергия, если нагрузка не потребляет максимально возможную мощность?Ответ: Она не пропадает. Просто динамо-машина вращается с меньшим усилием. Попробуйте на полной скорости замкнуть выходы динамо-машины — ток сильно упадёт.

Производительность Dymotec6 при разной температуре.

Во время работы динамо-машины возрастает её температура. Мы тестировали B+M Dymotec6 на скорости 50 км/час при температуре 23º C. Подключены схема удвоителя Гриначера (два 1N5818 и два 1000uF) и нагрузка 180 мА. Измерялась выделяемая на нагрузке мощность. Эксперимент производился на стационарной платформе, поэтому динамо-машина не охлаждалась. Приблизительно через 20 минут её мощность снижается с 100% до 80%. Через 10 минут наблюдается ещё некоторое падение мощности. Через 30 минут температура корпуса составила 89º C. Внутри наверное ещё жарче.

Далее прикрутили обычный 80 миллиметровый компьютерный кулер для имитации охлаждения, которое возникает при движении на велосипеде. Мощность начала расти и в итоге достигла 89% от начального значения. Температура остановилась приблизительно на 40º C.

Для этого эксперимента была выбрана Dymotec6, так как в ней среди всех протестированных динамо-машин наилучшая механика. С ней ничего не случилось в течении двух часов при производстве 5 Вт энергии на скорости 50 км/час. Многие динамо-машины не выдерживают такую нагрузку. Из-за высокой внутренней температуры страдают подшипники, которые быстро изнашиваются. Если при вращении магнит приходит в соприкосновение со статором, то из-за трения резко увеличивается внутренняя температура, что приводит к оплавлению корпуса и заклиниванию ротора. На нашей установке это приведёт только к отсоединению мотора от динамо-машины, тогда как на реальном велосипеде переднее колесо может внезапно развалится вследствие разрушения валом ротора покрышки, обода или спиц. Поэтому лучше никогда не покупайте дешёвые динамо-машины.

Итоги тестирования динамо-втулок и бутылочной динамо-машины.

Вырабатываемый динамо-втулками свет — это надежный источник энергии в большинстве случаев

Дополнительное сопротивление было нами измерено и несомненно его важность переоценена. Оно имеет самое большое значение (в процентном отношении выходной мощности) на низкой скорости

На высокой скорости и на подъемах дополнительное сопротивление по сравнению с общей мощностью требуемой для движения велосипеда становится незначительным.

Если вы не ограничены в деньгах, то модель динамо-втулки SON28 является лучшим выбором для большинства велосипедистов. Она совмещает высокую эффективность и качественную конструкцию. С 2002 года модели динамо-втулок SON содержат уплотнитель компенсации давления, который препятствует появлению проблем с велосипедом в дождливую холодную погоду. Без специального уплотнителя при охлаждении относительно большой внутренний объем воздуха динамо-втулки сжимается и тем самым способствует проникновению влаги.

Динамо-втулка Shimano DH-3N71 неплохой выбор, но по сравнению с её предшественницей DH-3N70 у неё немного хуже производительность. Обе модели значительно тяжелее и менее эффективны, чем динамо-втулки SON. Более дешёвая модель DH-3N30 предлагает лучшую производительность, но весит на 200 грамм больше, потому что имеет подшипники и уплотнитель более низкого качества, так что более высокая цена динамо-втулки фирмы Shimano вполне оправдана. Ожидаемый срок службы конусов подшипника в недорогих динамо-втулках фирмы Shimano моделей (HB-NX32, DH-3N30) равен примерно 5000 км. Это говорит, что модель DH-3N30 предлагает удивительно хорошую производительность за свою цену.

Если бы не проблемы проскальзывания в сырую погоду, Lightspin могла бы послужить хорошей альтернативой динамо-втулкам. Её небольшой вес (даже включая вес крепления на передней втулке) и отсутствие сопротивления в дневное время привлекают велосипедистов, редко совершающих поездки в тёмное время суток. Когда включается свет на велосипеде, то сопротивление Lightspin возрастает до значения, превышающее значение у модели SON28 и современных динамо-втулок фирмы Shimano. Сложно добиться и поддерживать правильное крепление бутылочных генераторов, так что при её эксплуатации сопротивление может очень сильно варьировать.

Для велосипедистов, участвующих в различного рода соревнованиях, использование модели SON20 или удивительно легкой SON-XS с ободом больших размеров уменьшает сопротивление как в дневное, так и в ночное время. Особенно на скоростях от 25 до 35 км/ч. К их недостаткам можно отнести уменьшение светового потока на низкой скорости.

СкоростьПолная мощность, развиваемая велосипедистомСтандартная герметичная передняя втулкаSON28 (свет выключен)Снижение скорости (свет выключен)SON28 (свет включен)Снижение скорости (свет включен)
10 км/час15 Вт0,1 Вт+0,2 Вт (+1,3%)-0,1 км/час+3,3 Вт (+22%)-1,6 км/час
20 км/час50 Вт0,2 Вт+0,7 Вт (+1,4%)-0,1 км/час+5,3 Вт (+12%)-1,1 км/час
30 км/час130 Вт0,3 Вт+1,3 Вт (+1,0%)-0,1 км/час+6,7 Вт (+5,2%)-0,7 км/час
50 км/час500 Вт0,5 Вт+2,7 Вт (+0,5%)-0,1 км/час+9,0 Вт (+1,8%)-0,36 км/час

Насколько сложнее крутить педали на велосипеде с динамо-втулкой? В сравнении с велосипедом без динамо-втулки, таблица показывает требуемую дополнительную мощность поддержания той же скорости, а также снижение скорости при той же мощности — на ровной дороге. Только включение ночного сопротивления (свет включён) на низкой и средней скоростях замедлит велосипедиста значительно. На высоких скоростях, добавленное сопротивление (свет включен) менее значимо. На подъёмах, сопротивление динамо-втулки в процентном отношении от общего сопротивления даже меньше. Например, подъём на 5% склон на 10 км/час требует около 140 Вт. В этом случае 3,3 Вт потребляемые SON28 (свет включен) замедляет велосипедиста всего на 0,2 км/час.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации