USB-oplader op fiets bouwen

[kwee]

Sinds kort ben ik in het bezit van een HTC telefoon met GPS die ik als navigatie op mijn fiets wil gaan gebruiken. Aangezien dit redelijk veel van de batterij vraagt ben ik aan het kijken naar een oplossing om via USB deze telefoon op te laden.

Na rondzoeken op internet zit ik er nu aan te denken om de volgende opstelling te maken. Ik weet alleen niet zeker of dit wel goed genoeg is.

Ik heb op dit moment een axa HR dynamo op mijn fiet zitten. Voor zover ik heb kunnen uitzoeken, is deze dynamo op ongeveer 6 volt begrensd met behulp van zenerdiodes. Ik weet alleen niet hoe nauwkeurig dit is.

Nu zit ik te denken om met behulp van een bruggelijkrichter 50V-1.5A (W005G), (zie ook http://www.coditronix.nl/...p=45&g=650&v=342688&a=480), die als ik het goed begrijp een spanningsval creert van 1 volt, direct een USB bus van stroom te voorzien. Hierachter wil ik dan nog een condensator zetten, om de uitgangsspanning te stabiliseren, maar ik heb geen idee hoe groot die moet zijn. Nu is mijn tweede vraag of dit al genoeg is. Ik wil het graag zo simpel en klein mogelijk houden, maar vergeet ik nog iets belangrijk?

Kan ik bijvoorbeeld beter ook een extra zener diode aan de uitgang aansluiten om te voorkomen dat de spanning ooit boven de 5.1 volt uit komt, of is dat onnodig?

Hopelijk kunnen jullie mij helpen, dan zal ik laten weten hoe het is afgelopen.

[SA007]

Niet doen, dat is gegarandeerd funest voor je HTC.

De spanning zal namelijk voornamelijk onder die 5V liggen, wat die dingen ook niet fijn vinden om dat (bijna) continue te hebben.

Tenzij je een buck/boost convertor met 5V stabilisatie en browout detectie erop gaat bouwen zou ik er niet aan beginnen met een paar simpele diodes.

[Verwijderd]

Kan je niet op een of andere manier de transformator van je telefoon aanpassen voor je dynamo? Dan hoef je zelf niet meer te pielen met een wisselspanning-gelijkspanning omzetter

[kwee]

SA007 schreef op maandag 12 mei 2008 @ 14:43:
Niet doen, dat is gegarandeerd funest voor je HTC.

De spanning zal namelijk voornamelijk onder die 5V liggen, wat die dingen ook niet fijn vinden om dat (bijna) continue te hebben.

Tenzij je een buck/boost convertor met 5V stabilisatie en browout detectie erop gaat bouwen zou ik er niet aan beginnen met een paar simpele diodes.

Het is niet de bedoeling om mijn telefoon kapot te maken...

Voorkomt de gelijkrichter eigenlijk niet dat de telefoon stroom aan de rest van het systeem gaat leveren? Voor mijn gevoel zullen namelijk de diodes in de brug voorkomen dat de stroom vanuit de telefoon naar de dynamo gaat lopen, waardoor de spanning na een keertje boven de 5 volt te zijn gekomen, niet (snel) meer terug zou mogen zakken. Het kan ook goed zijn dat mijn beeldvorming niet klopt, en dan hoor graag waarom dit niet zou kloppen.

[SA007]

Punt is dat elke keer dat je afremd de spanning over je dynamo inzakt, dat is geen continue 6V ofzo.

En elke keer dat je afremt gaat het oplaadcircuit van je telefoon over de zeik, want die is helemaal niet gebouwd om daamee om te gaan.

[jdm8]

Is het niet mogelijk om er een soort mini UPS tussen te zetten? (elektro n00b hiero )

[kwee]

Zou een grote condensator dat oplossen? (ik denk aan die lampjes die blijven branden als je even stil staat.

[Comgenie]

Er zijn van die USB batterijen te koop. Opladen via adapter/usb, en output gewoon usb.. Denk dat je die het best er tussen kan zetten zodat het iig safe is voor je mobiel. Zoals jdm8 ook zegt, een soort mini UPS .
Deze heb ik zelf

[ Voor 18% gewijzigd door Comgenie op 12-05-2008 15:11 ]

[Verwijderd]

Het idee is leuk maar ik zou er van afzien. Het probleem bij zoiets designen is niet alleen de schakeling zelf, maar ook wat je telefoon precies kan hebben. Aangezien je nooit precies weet wat je tel wel of niet kan hebben is het ook lastiger om een geschikte schakeling te maken. De enige manier om echt veilig te zijn is door echt een hele veilige + precieze schakeling te maken maar dat is ook weer extra complex. Zelf heb redelijk verstand van dit soort dingen maar ik zou het zelf niet aandurven om mijn $$$ kostende telefoon of gps aan een zelfbouw ding te hangen.Maar dat is ook een pricipieel iets, ook al gaat het vaak goed... 1 keer heb je pech en dan kost het je flink geld.

offtopic:
Zelf heb ik eens een 12v->220v gebruikt voor mijn elektrische tandenborstel. Ik dacht omdat die converter geschikt was voor notebooks (aldus de verpakking) zal een simpel ding als een tandenborstel er wel niet stuk door gaan. Dat was dus een dure vergissing

[ Voor 16% gewijzigd door Verwijderd op 12-05-2008 15:14 ]

[Emiel1984]

Waarom niet een accu op je fiets bouwen(of in een bakje onder je zadel). Dan doe je net als bij een auto de accu als backup gebruiken als de dynamo even niet zijn werk goed genoeg doet. Om de status van de accu in de gaten te houden kan je een simpel accu-monitor schakeling bouwen (met leds op het stuur voor de visuele weergave van de accu status).

edit: beetje uitgewerkt:

1. Schakeling stabilisatie voor opladen accu
2. Schakeling stabilisatie voor opladen\werken met telefoon.
3. Schakeling welke overschakelt op accu als de dynamo-output onder de x.X volt komt en terugschakelt naar de dynamo als de schakeling een X tijd stabiel op x.X volt is gebleven.


Ik denk dat het aanschaffen van een 2e en mischien zelfs 3e accu voor je pda makkelijker is. De niet officiele accu's kosten volgens mij niet meer dan de losse accu die in bovenstaand voorbeeld staat.

[ Voor 22% gewijzigd door Emiel1984 op 12-05-2008 15:18 ]

[kwee]

SA007 schreef op maandag 12 mei 2008 @ 15:01:
Punt is dat elke keer dat je afremd de spanning over je dynamo inzakt, dat is geen continue 6V ofzo.

En elke keer dat je afremt gaat het oplaadcircuit van je telefoon over de zeik, want die is helemaal niet gebouwd om daamee om te gaan.

Vergeef het me als ik het niet meteen snap, ik ben namelijk geen expert op het gebied van electro. Ik zal daarom even proberen uit te leggen wat ik verwacht dat er gebeurt. Ik stel me namelijk voor dat wanneer de dynamo geen 6 volt meer levert, de diodes in de brug ervoor zorgen dat er wel een spanningsverschil van tussen de uitgangen blijven bestaan. In mijn voorstelling kan de spanning dan niet "weg" doordat de diode die richting heeft geblokkeerd. De spanning dan zal hoogstens zakken tot de spanning die standaard op de 2 pinnen van de voeding van de telefoon staat.

Ik kan het fout hebben, maar waar het dus op neer komt is eigenlijk of de telefoon kapot gaat wanneer ik een spanningsbrug zonder bron aansluit tussen de +5V en de 0V van de USB aansluiting. Ik zie dit dus als 2x2diodes parallel die allemaal proberen de electriciteit "te blokkeren", en weet niet of dit een probleem is, maar wil graag leren waarom dit wel een probleem zou zijn.

[kwee]

Verwijderd schreef op maandag 12 mei 2008 @ 15:10:
Het idee is leuk maar ik zou er van afzien. Het probleem bij zoiets designen is niet alleen de schakeling zelf, maar ook wat je telefoon precies kan hebben. Aangezien je nooit precies weet wat je tel wel of niet kan hebben is het ook lastiger om een geschikte schakeling te maken. De enige manier om echt veilig te zijn is door echt een hele veilige + precieze schakeling te maken maar dat is ook weer extra complex. Zelf heb redelijk verstand van dit soort dingen maar ik zou het zelf niet aandurven om mijn $$$ kostende telefoon of gps aan een zelfbouw ding te hangen.Maar dat is ook een pricipieel iets, ook al gaat het vaak goed... 1 keer heb je pech en dan kost het je flink geld.

offtopic:
Zelf heb ik eens een 12v->220v gebruikt voor mijn elektrische tandenborstel. Ik dacht omdat die converter geschikt was voor notebooks (aldus de verpakking) zal een simpel ding als een tandenborstel er wel niet stuk door gaan. Dat was dus een dure vergissing

Ik heb het ook nog nooit eerder durven proberen, maar aangezien ik denk dat de USB aansluiting aan de USB-specificaties (4.75V-5.25V) moet voldoen, wil ik het toch een keer proberen.

offtopic: Een tandenborstel laadt vaak op met inductie, en dan kan het gebruik van een betaalbare 12v-220v inverter (vaak geen echte sinus) wel problemen opleveren, denk ik.

[Verwijderd]

kwee schreef op maandag 12 mei 2008 @ 15:27:
[...]


Ik heb het ook nog nooit eerder durven proberen, maar aangezien ik denk dat de USB aansluiting aan de USB-specificaties (4.75V-5.25V) moet voldoen, wil ik het toch een keer proberen.

offtopic: Een tandenborstel laadt vaak op met inductie, en dan kan het gebruik van een betaalbare 12v-220v inverter (vaak geen echte sinus) wel problemen opleveren, denk ik.

Ik denk als je het gaat proberen dan moet je rekening houden met de kans dat je je HTC stuk maakt, als je dat onoverkomelijk is dan lijkt het met niet verstandig om verder te gaan.

OT
de borstel werd idd opgeladen door inductie en ik dacht als er in die borstel gewoon een nette schakeling zit die de spanning wat stabiliseert dan zal het wel los lopen. Ik bedoel een accu is niet bepaald hoogwaardige electronica. En daarnaast was het een vrij dure converter (goedkope hadden ze niet meer, heb je soms tijdens zomervakanties). Ik weet dat sommige van die dingen een microcontroller gebruiken om een nette sinus te maken en dit was niet zo eentje. Maar zolang je niet zelf weet wat er in apparaat x zit weet je ook niet wat het kan hebben.

De telefoon is ontworpen voor een oplader. Ik kan me voorstellen als er een ontwerper bezig is geweest die tot de laatste cent wil besparen op de onderdelen dat er een oplaad schakeling in zit die niet gedimensioneerd is om om te gaan met veel grote wisselingen in de spanning/stroom. Zolang je niet 4 uur achtereen een regelmatige snelheid hebt van pakweg 15km/u zal de de stroom flink wisselen en zal de oplaadschakeling alle onregelmatigheden er uit moeten halen. Maar wat de telefoon wel of niet kan hebben weeet je pas als die stuk is dus tot die tijd is het koffiedik kijken.

EDIT
Als ik het zou aandurven zou ik een schakeling maken met 2 accu's de ene word opgeladen door de fiets en de andere zit verbonden met je HTC. Dit lijkt me relatief veilig omdat je dynamo nooit in verbinding komt met je HTC en ook kun je dan een tijdje vooruit als je even niet fietst. Als accu kan je dan een aantal in serie geschakelde penlites nemen die je ergens op je fiets verstopt (frame, zadelpen, stuur oid?). Dan heb je voor weinig geld een betrouwbare schakeling die je flink wat extra capactiteit levert met weinig gevaar voor je HTC.

(met leds op het stuur voor de visuele weergave van de accu status).

Ik zie beelden voor me van nightrider ledjes op de fiets (ik zou dat niet zo gauw doen iig)

[ Voor 15% gewijzigd door Verwijderd op 12-05-2008 15:55 ]

[jdm8]

Emiel1984 schreef op maandag 12 mei 2008 @ 15:13:
Waarom niet een accu op je fiets bouwen(of in een bakje onder je zadel). Dan doe je net als bij een auto de accu als backup gebruiken als de dynamo even niet zijn werk goed genoeg doet. Om de status van de accu in de gaten te houden kan je een simpel accu-monitor schakeling bouwen (met leds op het stuur voor de visuele weergave van de accu status).

edit: beetje uitgewerkt:

1. Schakeling stabilisatie voor opladen accu
2. Schakeling stabilisatie voor opladen\werken met telefoon.
3. Schakeling welke overschakelt op accu als de dynamo-output onder de x.X volt komt en terugschakelt naar de dynamo als de schakeling een X tijd stabiel op x.X volt is gebleven.


Ik denk dat het aanschaffen van een 2e en mischien zelfs 3e accu voor je pda makkelijker is. De niet officiele accu's kosten volgens mij niet meer dan de losse accu die in bovenstaand voorbeeld staat.

Ja dat zei ik Wat jij nu uitlegt is eigelij keen (stand by) ups. Wat beter is voor een stabiele stroom is dat de accu continu opgeladen wordt en de stroom weer vanuit de accu naar de telefoon gaat. Dus niet met schakelingen ivm. reactietijd ed.

[kwee]

Verwijderd schreef op maandag 12 mei 2008 @ 15:42:
[...]
EDIT ALS ik het zou aandurven zou ik een schakeling maken met 2 accu's de ene word opgeladen door de fiets en de andere zit verbonden met je HTC. Dit lijkt me relatief veilig omdat je dynamo nooit in verbinding komt met je HTC en ook kun je dan een tijdje vooruit als je even niet fietst

Dat ga ik denk ik dan als eerste proberen, en dan meteen alles nameten. Of als ik zo snel iets kan vinden, even gaan zoeken naar brown-out protectie.

[kwee]

Ik heb nog even zitten denken over de aansluiting. Hierbij heb ik geprobeerd om een brown-out detectie te bedenken. Het resultaat staat in het plaatje hieronder. Ik heb geen idee van de mooiste manier van schema's maken, maar ik hoop dat het een beetje duidelijk is.

Zou dit wel gaan of denk ik nog steeds te simpel na? Anders geeft ik het toch maar op...



Het idee is nu om de "min"-pool van de USB aansluiting te blokkeren met een transistor, tot dat er minimaal 4.8 volt ter beschikking is. Hierna zou de transistor "open" moeten gaan om meteen een 4.8 volt spanning op de USB aansluiting te zetten.

[mace]

Kan je niet iets fixen met een 7805 ofzo?

[kwee]

Ik weet niet of er wel genoeg spanningsverschil is. Ik zoek het even na. Zal het zo even laten weten.

Edit: Volgens mij moet die minimaal 7 volt input hebben...

[ Voor 23% gewijzigd door kwee op 14-05-2008 22:25 ]

[Infant]

Hoi, gelukkig heeft iemand dit al eens gedaan...

Ik weet niet hoe jouw dynamo werkt, maar die van mij maakt wisselspanning van 6V AC. Dat wil je inderdaad eerst gelijkrichten wat ruwweg pieken van 8 Volt maakt.

Vervolgens hang je er een stevige Elco achter. Maar als je dan geen stroom trekt kan dat nergens heen, en gaat vrolijk je elco in lopen, waarna de spanning stijgt.

Als je Dynamo ongeveer 500mA levert, heb je dus ongeveer 4 Watt aan vermogen. Jouw HTC trekt 2.5 Watt at most als ie oplaad, net als mij Sony Ericsson. Er blijft dus 1.5 Watt over die je niet gebruikt, die wordt gelukkig door de 7805 weg gerookt.

Maar als je niks oplaad, stookt je 7805 niks weg, en heb je dus 4 Watt aan vermogen wat je zener gaat opeten. Dat moet hij dus eigenlijk wel aan kunnen, of je moet het zaakje voor de gelijkrichter los koppelen dmv een knopje. De 1N5349 is 12V 5Watt.... dat moet goed zijn.

[bobo1on1]

Misschien wat stom gedacht, maar de elektronica uit zo'n ding kun je vast ook wel gebruiken: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.3669

[debbes]

In de januari editie van c't stond er een artikel over. Met uitgebreide informatie, schema, pcb print enz.
Heb het hier liggen, maar met (c) enzo mag dit (denk ik) hier niet zomaar gepost worden...

Ze maken ook gebruik van accu's en de pcb kan in de buis verwerkt worden.

http://www.fnl.nl/ct/oude-nummers/nummer/toon/ct-nummer-20080102/terug-naar/overzicht/
http://www.heise.de/kiosk/archiv/ct/2007/23/190

[kwee]

Dat is wel interessant! Die hebben we volgens mij hier gewoon op de TU in de bieb staan. Daar ga ik maar even naar kijken.

Edit: Ook de lokale openbare bibliotheek blijkt hem te hebben. (Blijkt toch weer dat het makkelijk is om niet alleen via internet aan informatie te kunnen komen, ook al denk ik daar niet vaak meer aan...)

[ Voor 46% gewijzigd door kwee op 19-05-2008 22:14 ]

[mux]

Misschien volledig nutteloos om dit nu al te posten, maar in de vakantie ga ik m'n tweede concept-ligfiets bouwen met uiteraard minstens vijftien processoren (die ook daadwerkelijk werken) aan boord. Daarvoor ga ik een wat minder subtiele voeding bouwen; er moet een vrij zware elektromotor, hoopjes 12, 5 en 3.3V meuk worden gebouwd dus ik heb Maxim lief aangekeken en een paar buck/boostcontrollers gesampled die ik eens ga uitproberen samen met een attiny13 en dedicated (zeer snelle) PWM controller.

Dus als je iets zwaarders dan enkel een lampie of usb-oplader op je fiets gaat klussen moet je over een maand oid bij mij zijn

[RemcoDelft]

mace schreef op woensdag 14 mei 2008 @ 22:21:
Kan je niet iets fixen met een 7805 ofzo?

Precies mijn idee, hoewel de ingangsspanning van 6V dan waarschijnlijk net te laag is...

[Verwijderd]

Zoiets heet een regulateur.
http://www.lynxmotion.com...oductID=467&CategoryID=48

[mace]

Verwijderd schreef op zaterdag 24 mei 2008 @ 00:36:
Zoiets heet een regulateur.
http://www.lynxmotion.com...oductID=467&CategoryID=48

zoiets kan je zelf goedkoper in elkaar knutselen.

[Verwijderd]

mace schreef op zaterdag 24 mei 2008 @ 01:18:
[...]

zoiets kan je zelf goedkoper in elkaar knutselen.

$19,95 is €12,64, moet je eerst een geschikt ontwerp zoeken, onderdelen kopen bij de elektroboer, solderen, testen en hopen dat 't werkt. Ik denk dat je er een halve dag mee zoet bent.

[Phalox]

6V AC != 6V DC .. de spanning stijgt met iets van een factor 1.2 of 1.3 .. Dus, 7 tot 10 V
Daaarnaast daalt ook de stroomsterkte die hij kan leveren. Een spanningsregelaar mag dus geen problemen vormen, en dan ben je normaal ook van die schomelingen verlost :-)

[Erasmo]

In de kampioen stond ooit eens een stukje over iemand die dat had gedaan, hij had alles verwerkt in een bidon

[Verwijderd]

Je kunt een low-drop regulator gebruiken.

Die heeft maar <1 volt spanningsval nodig. Dus als de ingangsspanning tot 6 Volt daalt heb je nog steeds stabiel 5 Volt. Voorbeeld: http://doc.chipfind.ru/lineardimensions/lnd111750.htm Je lokale hobby-elektronicawinkel (dus niet je hifi- en wasmachinewinkel!) heeft zulke dingen (5 Volt spanningsregelaar met lage spanningsval van maximaal 1 volt) waarschijnlijk wel liggen. 2~3 euro.

Dus een bruggelijkrichter aan je dynamo; daarachter een elko en een 100nF MKT-condensatortje; een 5 Volt/ 600mA low drop spanningsregelaar; weer een 100nF MKT condensatortje, en dan je USB-aansluiting. Kostprijs totaal 5 euro.

Mocht je hogere spanningen willen hebben (voor je 12 Volt GPS) dan kun je i.p.v. een regulator een DC-DC-converter nemen. Bijv. http://www.conrad.nl/goto/?product=152525
Zoiets is ook zelf te knutselen: spanningsverdubbelaar, en dan een lowdrop 12 Volt reglaar, hoewel je dan op het randje zit... http://www.mikrocontroller.net/topic/98555 Om te laden moet je dan harder gaan fietsen.
Hier nog een zelfbouw verdubbelaar: http://www.aaroncake.net/Circuits/6-12conv.asp

[ Voor 4% gewijzigd door Verwijderd op 29-06-2008 12:57 ]

[mux]

Dat was al geopperd met de 7805, maar het punt was dat TS geen constant hogere spanning kon garanderen. De enige manier om dit betrouwbaar te krijgen is door een variable-input-fixed-output dc/dc converter aan een bruggelijkrichter te hangen en daarachter een 7805 en/of 7812

[mace]

Maxim maakt vast wel wat leuks, en dan kan je er een LM1086-5 achter hangen ofzo.