Konversi dan Menstabilkan tegangan keluaran dari hub dinamo

Pendahuluan - Saya tidak tahu banyak tentang elektronik: P

Saya telah memesan hub dinamo Shimano untuk sepeda saya. Saya telah melakukan sedikit pekerjaan rumah dan inilah temuan saya tentang hal itu:

1. Output dari dinamo yang disebutkan di atas adalah AC 6 volt.

2. Tegangan keluaran dinamo tidak stabil, bervariasi tergantung pada kecepatan dinamo.

3. Ada kemungkinan bahwa lampu akan meledak;) Alasannya adalah karena output tegangan tidak stabil.

Berdasarkan hal di atas saya punya beberapa pertanyaan.

1. Apakah ada rangkaian sederhana yang mengubah output AC ke DC? Saya telah membaca tentang beberapa penyearah jembatan, tetapi ingin benar-benar yakin tentang itu. Juga apa ukuran sirkuit, seberapa mudah itu tersedia dan seberapa andal itu?

2. Hal terpenting yang ingin saya ketahui, bagaimana saya membangun sirkuit sehingga keluaran AC berfluktuasi 6 volt dari dinamo dapat dikonversi menjadi output DC stabil 5 volt (biaya USB)? Apakah sudah ada? Berapa biaya sirkuit seperti itu atau seberapa mudah saya bisa membangun dari awal?

3. Saya telah membaca di suatu tempat bahwa memasang perangkat ke sumber input yang tidak distabilkan (dalam hal ini output 5 volt dari dinamo ke iPhone saya) akan mematikan perangkat. Jadi, jika saya tidak dapat mencapai dalam membangun (atau membeli) sirkuit titik 2 yang disebutkan di atas, dapatkah saya menggunakan output 5 volt untuk mengisi baterai perantara seperti charger solar Lithium Ion untuk iPhone dan baterai isi ulang AAA melalui charger USB dan gunakan ini untuk mengisi daya gadget saya?

Jangan gunakan penyearah jembatan. Ini tidak efisien, karena Anda memerlukan dua tetes dioda secara seri, dan itu tidak memungkinkan Anda untuk menggunakan frame sebagai ground untuk lampu DC (seperti, lampu sepeda LED modern). Sebagai gantinya, pertimbangkan pengganda tegangan

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

'Regulator' dapat berupa regulator saat ini, atau hanya Zener yang diikuti oleh resistor batas. Beberapa LED secara seri dapat menggunakan voltase 'ekstra' yang disediakan. Akurasi, seperti efisiensi, kurang penting dalam aplikasi ini.

Saya telah menggunakan baterai asam timbal bersegel 6V sebagai 'pengatur'; pengisian daya yang berlebihan tampaknya tidak menjadi masalah, dan IC regulator putus sekolah yang rendah dapat memastikan bahwa output ke lampu adalah 6V yang stabil.

Mengisi daya dari sumber '5V' dimungkinkan, tetapi tergantung pada hal-hal seperti itu kurang memuaskan; generator memiliki semua daya yang Anda butuhkan.

Apakah ada rangkaian sederhana yang mengubah output AC ke DC? Juga apa ukuran sirkuit, seberapa mudah itu tersedia dan seberapa andal itu?

Penyearah jembatan, seperti yang Anda sebutkan. Ini kecil, dan mudah ditemukan, dan cukup andal jika dioperasikan dalam spesifikasi. Setiap distributor elektronik akan memilikinya. Karena mereka sedikit lebih dari susunan empat dioda tertentu, itu juga tidak sulit untuk membuatnya.

Bagaimana cara membangun sirkuit untuk mengubah output AC 6 volt yang fluktuatif dari dinamo menjadi output DC stabil 5 volt (dikenakan biaya USB)?

Ada beberapa cara, tetapi karena daya listrik ini datang dari Anda, Anda mungkin ingin menjadi efisien, dan kecil, dan ringan. Itu mungkin berarti catu daya mode yang diaktifkan . Ini bukan sirkuit sederhana untuk dibangun, tetapi seperti pjc50 menyebutkan dalam komentar, ada produk komersial yang sudah melakukannya .

Saya telah membaca di suatu tempat bahwa memasang perangkat ke sumber input yang tidak distabilkan (dalam hal ini output 5 volt dari dinamo ke iPhone saya) akan mematikan perangkat.

Benar sekali. Jika perangkat Anda tidak dirancang untuk menjalankan tegangan yang dipasok oleh hub ini, maka kemungkinan besar akan rusak olehnya. Baterai juga memerlukan catu daya khusus untuk mengisi dayanya. Tegangan suplai harus lebih besar dari tegangan baterai, tetapi tidak banyak, jika tidak mereka biasanya rusak. Spesifikasinya sedikit berbeda di antara desain baterai, tetapi asumsi yang aman bahwa menghubungkan baterai apa pun secara langsung ke dinamo ini akan menghasilkan hal-hal buruk.

Saran saya: karena jelas dari pertanyaan Anda bahwa Anda memiliki sedikit pengetahuan di bidang teknik listrik, dan apa yang ingin Anda capai bukanlah hal sepele, tetaplah pada produk komersial yang dirancang untuk bekerja dengan hub itu.

Saya memiliki dua dinamo ini (sebenarnya Schmidts, bukan Shimanos, tetapi secara elektris sama), dan telah membangun banyak lampu led.

Saya menemukan konfigurasi yang sekaligus mudah dibuat, aman, efisien, dan murah. Telah diuji secara intensif dalam penggunaan sehari-hari.

Pertama-tama, ada satu hal penting yang harus diperhatikan, dari pertanyaan Anda: Anda menginginkan output yang kompatibel dengan USB. Ini bisa menjadi masalah, karena perangkat elektronik membutuhkan output yang stabil. Misalkan, misalnya, Anda ingin mengisi daya ponsel Anda saat mengendarai: ketika Anda menghentikan sepeda, itu akan "mematikan" pengisian daya. Ketika Anda mulai bergerak lagi, itu akan "menghidupkan" pengisian daya (dan mungkin telepon akan berbunyi bip dan menghidupkan layar).

Jadi dalam hal ini, Anda akan memerlukan rangkaian yang lebih canggih, kemungkinan besar termasuk baterai. Saya belum pernah melakukannya. Phill Frost sudah menjelaskannya secara terperinci.

Sekarang jika Anda hanya menginginkan rangkaian PENCAHAYAAN, maka pengaturan saya saat ini bekerja sangat baik dan terdiri dari:

• Regulator: Satu dioda Zener 5W / 6.8V ;
• Filter / Stabilizer: Satu kapasitor elektrolit 16V 6800uF ;
• Penyearah: Empat dioda penyearah dirakit sebagai jembatan;

Dengan ini, saya mendapatkan output yang cukup stabil (di atas 5 mil per jam) dan diatur dengan tajam 6.8V. The 6.8V bukan 6V diperlukan sehingga saya dapat mentransfer dua led putih secara seri, yang tidak akan bekerja karena penurunan tegangan mereka masing-masing sedikit di atas 3V.

Karena output dari dinamo-dinamo ini nominalnya 6V / 3W, menggunakan 6.8V / 5W menjaga voltase tetap terkontrol dan kehilangan sangat sedikit arus: sebagian besar energinya terkuras oleh LED yang Anda pasang.

Dan karena saat ini terbatas pada 3W (0,5A), Anda tidak akan meledakkan Zener 5W bahkan jika Anda menjalankan sistem tanpa ada perangkat yang terpasang (hanya percikan kecil dari setiap siklus gelombang yang sebenarnya di atas 6V, karena saya telah memeriksa dengan osiloskop teman).

Anda dapat memiliki skema SVG di sini:

https://gist.github.com/heltonbiker/6784ebdb864f61ff33ffa340dc9d294b

Dan hal terakhir (jelek tapi mengejutkan kasar dan tahan cuaca) ada di bawah ini. Perhatikan bahwa hanya dioda dan kapasitor yang Anda inginkan, tetapi saya memasang LED pada papan yang sama karena preferensi pribadi untuk proyek ini.

Saya akan menyarankan penyearah jembatan penuh, diikuti oleh kapasitor dan sirkuit step-down (buck) DC-DC yang sudah jadi. Anda dapat menemukan banyak yang berukuran sekitar 20x35x10mm besar dan masing-masing harganya sekitar 2-5 dolar, termasuk pengiriman dari Hong-Kong.

Keuntungan dari regulator uang ini adalah bahwa mereka mengambil dari sumber hanya energi yang mereka butuhkan, membuang sedikit panas, dan karena itu "beban" pada kaki Anda serendah yang Anda bisa dapatkan.

Solusi lain yang melibatkan resistor (seperti regulator Zener, atau regulator linier) akan kurang efisien.

Solusi berbeda yang tercantum di sini dijelaskan dalam jawaban untuk pertanyaan " Bagaimana mengkonversi 6V AC ke 5V DC? ": Versi teknis dari pertanyaan ini.

Saya baru saja membangun regulator di sepanjang jalur ini:

KBPC104 2A 200v Bridge Rectifier 470uF 100 v elektrolit berbasis LM2596 buck converter dari e-bay

Sepertinya mulai mengisi segera bahkan dengan rotasi roda yang sangat lambat dan saya dapat mendengar dari hub bahwa roda sudah terisi penuh. Hub saya adalah SON-delux sehingga penting bahwa saya bisa mendapatkan output dengan kecepatan rendah, terutama karena saya akan naik di pegunungan di mana kadang-kadang saya akan naik sangat lambat.

Juga, baterai 22000 cache saya langsung mengenali voltase dan mulai mengisi daya.

Regulator saya sebelumnya menggunakan LM317 dan baterai cache tidak akan mengenali bahwa itu sedang mengisi mungkin karena tegangan meningkat terlalu lambat.

Saya pikir ini adalah sirkuit yang bagus. Juga bagian-bagiannya sangat murah.

Saya mencoba pengisi daya Velo yang dapat memasok hingga 1,5A tetapi saya menemukan bahwa roda harus berputar sangat cepat untuk mendapatkan unit untuk menghidupkan output. Saya mengembalikannya.