Sidebar
This is an old revision of the document!
Table of Contents
DIY Bicycle Dynamo USB Charger
Cilj projekta je razviti sigurnu i jeftinu DIY varijantu USB punjača koji se spaja na dinamo bicikle. Pod sigurnim podrazumijevamo sklop koji je testiran i koji pod normalnim i očekivanim načinima korištenja ne može oštetiti ili uništiti druge uređaje ili ozljediti ljude. Pod jeftinim podrazumijevamo sve ispod cijene ekvivalentnih komercijalnih proizvda. Pod DIY podrazumjevamo način rada koji uključuje aktivan angažman ljudi u ostvarivanju cilja, rad s rukama i rad s drugima – za koji vjerujemo da ima niz pozitivnih učinaka u odnosu na tipično konzumeristički pristup :)
Projekt je rezultat suradnje Zelene akcije i Radione.
Osnovna problematika
Dinamo daje izmjeničnu struju. Napon ovisi o broju okretaja i kreće se u rasponu… 
Također trebamo provjeriti koji sve tipovi dinama postoje i kako izgleda tipični dynamo bike setup. http://www.velorutioncycles.com/dynamo-systems-a-primer/
Primarni zadatak je izmjeničnu struju pretvoriti u istosmjernu (ispravljač), a zatim regulirati napon – ograničiti voltažu na 5V i oscilacije svesti na minimum.
Treba uzeti u ozbir što se događa pri velikim brzinama, ali i koja je minimalna brzina pri kojoj se može dobiti iskoristiva snaga za chargeanje i pri kojoj brzini se dobija puna snaga.
Ispravljač izmenične struje
To se radi Graetz spojem kojeg možemo izraditi s 4 diode ili iskoristiti posebnu komponentu. Za Graetz se još koristi i naziv Bridge Rectifier. Princip rada je slijedeći:
Reguliranje napona
Osnovne dvije varjante ovisno komonentama s kojima se regulira napon:
s linearnim regulatorima tipa LM2940- sa switching regulatorima tipa LM2596
Switching napajanja za ovu primjenu imaju niz benefita. Bolje rade pri većim voltažama i imaju znatno veću efikasnost od linearnih. Osnovna mana im je šum koji može smetati osjetljivoj elektronici. U našem slučaju to nije problem budući da ne napajamo direktno npr. mikrokontroler, a i izlaz ćemo dodatno filtrirati.
Varijante s linearnim regulatorom
Ove varijante vrte se oko iste sheme. Probali smo par varijacija komponenti, ali stvar se u specifikacijama i u praksi pokazala upitnom. Prvi malo većim brzinama prelaze se limiti komponenti i dolazi do zagrijavanja, isključivanja ili pregorjevanja komponenti (regulator se vrlo brzo zagrije do temperatura ~130°C). Pri testiranju smo došli skoro do 30V, ali vrlo vjerojatno to može ići i iznad.
Varijanta sa switching regulatorom
Bolje rješenje bi bile varijante sa switchnig regulatorom tipa LM2596. Rade na drugačijem principu, malo su skuplji, ali nemaju ograničenja ni zagrijavanja kao linearni regulatori.
Osnovno pitanje je da li raditi svoj sklop from-scratch, ili naručiti
Kako prepoznati
Postoji dosta fake regulatora. FAKE LM2596HV https://www.youtube.com/watch?v=JLwJb4MVbls LM2596HV — HV high voltage do 60V inace do 45V Moze ih se detektirati prema vrijednostima ulaznog kondenzatora.
There's a really useful variant of the LM2596 voltage regulator called the LM2596HV which can handle 60 volts on its input. But be careful - some that I bought recently turned out to be fake. At about 50v, the regulator became unstable and died which could very easily destroy whatever you have connected to the output.
TODO
- Probati s običnim zidnim 220V USB punjačem. Postoje neki reporti da ovo funkcionira :)
- Dizajn kućišta i prihvata (3d print?)
Komercijala
Komponente
Bridge Rectifier 1.5A 100V / Graetz
LM2596
Razni linkovi za proučit
