Prąd w rowerze, czyli jak skutecznie zasilać GPS, telefon, itp.

Technikalia Dodaj komentarz

Takie czasy. Nasze rowery zaczynają być wyposażane w różny sprzęt elektroniczny: telefon, GPS, itp. Na krótkich trasach w zasadzie nie ma problemu. Kłopot zaczął się gdy trasy stały się całodniowe, 100-200km w ciągu dnia. 8-12 godzin bez dostępu do prądu w gniazdku.

Jeżdżąc po bezdrożach, sygnał GSM jest zazwyczaj bardzo słaby, więc telefon pracuje z maksymalną mocą nadajnika, żeby utrzymać łączność z BTS-ami (stacjami bazowymi). Niestety ma to znamienny wpływ na pobór prądu z baterii telefonu. Jeśli w warunkach miejskich w pełni naładowana bateria wytrzymuje spokojnie ponad 24h, tak w trasie zdarzały się przypadki na poziomie kilku godzin, zależy po jakim zadupiu jeździłem – niska gęstość stacji bazowych (BTS). Im więcej aplikacji pracuje w czasie jazdy na telefonie tym większy pobór prądu.

Standardowe aplikacje uruchomione w czasie jazdy w smartfonie HTC HD2:

  1. telefon GSM,
  2. program śledzenia pozycji na trasie. Program łączy się z internetem przez GPRS/UMTS co 30 sekund,
  3. program nawigacji GPS Garmin XT.

Praktycznie w takiej konfiguracji, baterii HTC wystarcza na 4-5 godzin, krótko mówiąc pełna dyskwalifikacja na dłuższe trasy. Jeśli zdarzy się w czasie jazdy kilka rozmów przez telefon, czas pracy na wewnętrznej baterii kurczy się jeszcze bardziej i tym szybciej im słabszy sygnał GSM.

Drugie urządzenie to smartfon MIO A701, służący do zapisu wszystkich parametrów trasy na podstawie danych GPS: kompletna ścieżka, wysokości, prędkości itp. – uruchomiony program SmartRunner. Na wewnętrznej baterii ok. 5 godzin.

Rozwiązaniem w przypadku HTC może być druga naładowana bateria i jej wymiana na trasie. W przypadku MIO A701, jeśli chcemy mieć jeden ciągły track z trasy, wymiana baterii w czasie trasy nie wchodzi w grę.

Najprostszym rozwiązaniem jest dodatkowy duży akumulator. Poszukałem w sieci. Najlepiej nadają się do tego aku żelowe. Są lekkie, tanie i bezpiecznie, na dodatek bezobsługowe, naładowanie do pełna trwa kilka godzin. Wersja 4.5Ah/6V doskonale zdaje egzamin. Niestety nie można bezpośrednio podłączyć takiego aku do telefonów zasilanych przez USB. Napięcie na zaciskach aku zmienia się w czasie pracy z ok. 7V do ok. 5V. Zasilanie USB musi być stabilizowane na poziomie 5-5.25V. Wykorzystałem do tego BateryPack do którego standardowo wkłada się 4 paluszki, a na wyjściu USB daje właśnie wymagane 5V.

Wykorzystałem/przerobiłem stabilizator, aby współpracował z akumulatorem. Prosty rozdzielacz USB i mamy zasilane oba urządzenia przez 7-8 godzin. Przez dwa sezony 2011/12 taki układ zdawał egzamin, jednak w przypadku wyjazdów kilkudniowych, bez możliwości doładowywania aku, znowu pojawił się problem braku prądu.

Technologia się rozwija, w na początku 2013 roku zacząłem się zastanawiać nad zastosowaniem prądnicy w rowerze. Oczywiście prądnice starego typu (butelkowe), które uruchamiane są przez tarcie głowicy o oponę, nie wchodziły w grę. Pozostawały tylko prądnice wbudowane w piastę. Większość takich rozwiązań dedykowana jest do rowerów miejskich, ma toporną konstrukcję i są niestety bardzo ciężkie – ważą ok. 1kg.

Poszukiwania trwały, do czasu aż trafiłem w sieci na prądnicę Shimano Hub Dynamo DH-T780 DEORE XT. Znawcom branży rowerowej nie trzeba reklamować jakości serii DEORE – najwyższa półka.

Piasta dynamo DH T780

Piasta dynamo DH T780

Piasta waży tylko 483 gramy i nominalnie daje 6V/3W prądu zmiennego, co pozwala na pobór prądu na poziomie 500mA. Taki prąd „za darmo”, w czasie jazdy to duża gratka, dla spragnionych smartfonów i GPS-ów :) Mankamentem jest niestety cena: 80-100 EUR. Sprowadziłem z Niemiec, bo w Polsce były dostępne tylko wersje srebrne, a ja mam cały osprzęt w rowerze czarny.

Dynamo zaplecione do obręczy, rower odpowiednio okablowany. Byłem bardzo ciekawy, jak to się sprawuje w trasie. Podłączony woltomierz pokazał ciekawe rzeczy.  6V pojawiło się już przy prędkości 6km/h i każdy kolejny kilometr/h więcej, generował 1V więcej. Przy 25km/h było 24V, przy 30km/h – 28V. Rozpędzając się do 40km/h uzyskałem 33V na wyjściu. Testy były przeprowadzane na nieobciążonym dynamie.

Oczywiście prąd zmienny. Więc trzeba go przerobić do potrzeb USB (5V – prąd stały). Jako, że napięcie na wyjściu zmienia się od 0V do nawet 50V, potrzebny jest pewny prostownik/stabilizator. Zastosowanie badziewia może skończyć się uszkodzeniem naszej elektroniki. Jeśli ktoś lubi się pobawić można zaprojektować układ który sobie poradzi z taką rozpiętością napięć wejściowych, uzyskanie dużej sprawności takiego układu wymaga jednak sporej wiedzy elektronicznej. Robiłem rożne układy, ale niestety te proste miały mała sprawność, co w potocznym rozumieniu przetłumaczyć można, że większość prądu zamieniały na ciepło… ;) zamiast dostarczać do mojego sprzętu.

Jest jednak profesjonalne rozwiązanie, na dodatek dedykowane dla rowerzystów :) niestety kosztowne, ale cóż – coś za coś. Urządzenie nazywa się Busch + Müller E-WERK The Mobile Energy Supply Marvel. Koszt 90-140 EUR.

Stabilizator E-WERK

Stabilizator E-WERK

Ale naprawdę warto :)

Urządzenie jest lekkie – 53 gramy, małe – wielkości dwóch pudełek od zapałek, regulowane napięcie wyjściowe do 13.3V, regulowany ogranicznik prądu wyjściowego do 1.5A, bardzo wysoka sprawność – przy 30km/h pobiera tylko 0.03W. Na dodatek doskonale radzi sobie z ogromnym zakresem napięć wejściowych 0-50V, co całkowicie rozwiązuje problem. Wraz ze stabilizatorem otrzymujemy cały zestaw okablowania, który powinien  wystarczyć nawet najbardziej wymagającym rowerzystom :)

Stabilizator E-WERK - osprzęt dostarczany przez producenta

Stabilizator E-WERK – osprzęt dostarczany przez producenta

Pozostaje jeszcze jedna, rzecz na którą należy zwrócić uwagę. W czasie jazdy urządzenie dostarcza stabilne napięcie USB 5V do urządzeń i ładuje je. W przypadku zatrzymania, dynamo przestaje pracować, urządzenia przestają być ładowane. Jeśli często się zatrzymujemy napięcie będzie się pojawiać i znikać. Podobną sytuację można uzyskać regularnie wkładając i wyciągając stacjonarną ładowarkę z kontaktu 230V. Niestety przetwornice w telefonach/GPS-ach zle znoszą na dłuższą metę tego typu sytuacje.

Producent E-WERK pomyślał i o tym konstruując akumulator buforowy o pojemności 1500mAh. No niestety cena też nie jest niska: 40-80 EUR. Ale całkowicie zabezpiecza to cenne sprzęty przed udarami/przerwami elektrycznymi. Akumulator buforowy w czasie kiedy dynamo nie pracuje dostarcza prąd do urządzeń, jak byśmy jechali. W czasie jazdy aku jest doładowywane. Wewnątrz akumulatora jest dodatkowy układ stabilizujący napięcie wyjściowe. Aku włącza się pomiędzy E-WERK , a telefonem/GPS.

Akumulator buforowy 1500mAh

Akumulator buforowy 1500mAh

Podsumowanie

Prądnica (80-100 EUR), stabilizator E-WERK (90-140 EUR), akumulator buforowy (40-80 EUR), to w przeliczeniu na złotówki to ok. 800-1000PLN. Z pewnością do dużo pieniędzy, jak za prąd w rowerze, ale radocha z „własnego” prądu ;) , niezależności od źródeł zasilania na długich wyprawach, nieoceniona.

Odpowiedzi: 4 do wpisu “Prąd w rowerze, czyli jak skutecznie zasilać GPS, telefon, itp.”

  1. Sławek napisał(a):

    Mam Garmina Montane 650.Po podłaczeniu do ładowarki sieciowej nie znika z ekranu mapa , po podłaczeniu do powerbanku lub dynama z ładowarką ( z allegro , ok. 100 zł ) ekran z mapą znika , pojawia się ikona ładowania przez usb. Pytanie – od czego to zalezy i czy w/w zestaw da mi obraz mapy podczas ładowania ( ładowanie będzie w tle ) ?
    Pozdr.
    Sławek

  2. admin napisał(a):

    Albo ładowarka sieciowa, albo powerbank (nie pamietam) ma zwarte fabrycznie dwa srodkowe piny danych (jest tylko zasilanie: +5V i masa) i stad ta różnica. Z ładowaniem z dynama to radzę uważać, jeśli nie stosujesz akumulatora buforowego, np Powerbanku Soshine, który zasila nawigację, a sam jest doładowywany, lub jakiegokolwiek innego bufora. Brak bufor grozi przebiciem elektrycznym stabilizatora i uszkodzeniem telefonu. Na dynamie w zależności od producenta przy predkościach powyżej 30km/h, np na zjazdach potrafi wyindukować sie ponad 40-50V napięcia zmiennego, a jesli jest kiepski stabilizator to zazwyczaj następuje tzw przebicie i całe napięcie idzie na telefon/nawigację. Znam takich kilka przypadków.
    Używam tego:
    http://www.idealo.de/preisvergleich/OffersOfProduct/3080666_-xt-dh-t780-shimano.html

    oraz tego stabilizatora
    http://www.starbike.com/en/busch-and-mueller-e-werk/

    a jako bufora
    http://www.mhunt.pl/obudowa-powerbank-soshine-e3-2x-usb-na-4-x-18650

    + 4 aku panasonica 3400mAh

    Zestaw działa perfekcyjnie, jeżdziłem na nim trasy powyżej 300km/doba. Zasila smartfona Galaxy S5 Duos

  3. admin napisał(a):

    Oczywiście w soshine trzeba pamiętać o zwarciu, na obu portach, wyjściowych pinów danych jeśli chce się uzyskać prądy większe, 0.5-0.8A.

  4. Sławek napisał(a):

    Wielkie dzięki, będę próbował wg wskazówek.

Zostaw odpowiedź

WP Theme & Iconki autorstwa N.Design Studio, tłumaczenie: Szablony Wordpress
Wpisy RSS Komentarze RSS Zaloguj się