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21.5.2019
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Grundprinzip und Einsatzzweck der 6V-Version des Rad-Forum-Ladegeräts

Grundprinzip der 6V-Version des Rad-Forum-Ladegeräts

Die 6V-Version ist eine Abwandlung der 12V-Standlichtschaltung von Wolfgang Bergter (www.enhydralutris.de/Fahrrad/, Abschnitt Beleuchtung), die zuvor von JensD gebaut wurde und seit längerem erfolgreich genutzt wird.

Das Prinzip basiert auf der dort umgesetzten spannungsgesteuerten Ladeüberwachung. Das Laden der Akkus wird also nicht wie herkömmlich über den Ladestrom gesteuert, sondern über die an den zu ladenden Akkus anliegende Spannung. Notwendig wird dies, da die Stromversorgung ausschließlich über den Dynamo erfolgen soll.

  • Das Problem dabei ist, dass der Dynamo nur dann eine Leistung zur Verfügung stellt, wenn er bewegt wird. Dabei schwankt die abgegebene Spannung des Dynamos sehr stark in Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit und der anliegenden Last.
  • Damit lässt sich aber keine herkömmliche Ladeelektronik betreiben. Diese erfordert eine konstante Spannung, für die man eine extra Stromversorgung (Akku, Batterie) vorsehen müsste. Dies war hier aber nicht gewünscht, es sollte ein autonomer Betrieb über den Fahrraddynamo gewährleistet werden.
  • Da also keine Ladeelektronik betrieben werden kann, die den Ladestrom überwacht, wurde eine relativ einfache und robuste Spannungsüberwachung für die zu ladenden Akkus nach dem Vorbild der 12V-Standlichtanlage von Wolfgang Bergter realisiert.
  • Eine Strombegrenzung ist dabei nicht notwendig, da der Dynamo eine Konstantstromquelle darstellt. Der abgegebene Strom liegt bei etwas über 500mA und ist in dieser Höhe für NiMh-Akkus nicht nur ungefährlich, sondern sogar sehr gut geeignet.

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Unterschiede zur 12V-Standlichtschaltung von Wolfgang Bergter

Gegenüber der 12V-Standlichtschaltung von Wolfgang Bergter unterscheidet sich die erste Variante des Rad-Forum-Ladegeräts in folgenden grundsätzlichen Punkten:

  • Es ist kein Betrieb einer Standlichtanlage vorgesehen, es sollen ausschließlich Akkus geladen und externe Geräte über den Dynamo akkugepuffert betrieben bzw. geladen werden.
  • Die meisten Anwendungsfälle zur Verwendung von Akkus beschränken sich auf 4 oder 2 Akkus. Die Akkus sollten leicht entnehmbar sein. Daher wurde die nutzbare Spannung auf etwa 6V für 4 NiMh-Akkus beschränkt.
  • Durch diese Restriktionen konnte der Aufbau der Schaltung sehr stark reduziert werden. Damit sinken erheblich die technischen und fachlichen Anforderungen, um die Schaltung nachzubauen. Eine sehr wesentliche Zielstellung, die im Rahmen dieses Projekts mit verfolgt wurde.

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Einsatzzweck und Anwendungsmöglichkeiten der 6V-Version des Rad-Forum-Ladegeräts

Das Einsatzspektrum des hier vorgestellten Standard-Modells deckt verschiedene Anwendungsmöglichkeiten ab:

  • Laden von Akkus

    • Es können standardmäßig 4 AA- (Mignon-) Akkus geladen und extern genutzt werden (z.B. in Taschenlampen, Radios, MP3-Player etc.).
    • Beim Laden der Akkus wird fast die gesamte Leistung des Dynamos in Anspruch genommen, so dass dann am Ladegerät angeschlossenen Geräte nicht mehr ausreichend mit Strom versorgt werden können.

  • 6V-Gleichspannungsausgang ohne Akkus

    • Über eine Ausgangsbuchse (3,5 mm) kann eine geglättete und geregelte Gleichspannung in Höhe von fast 6V für den Betrieb von verschiedenen Endgeräten entnommen werden.
    • Beispiele dafür sind GPS-Geräte, PDAs und Handys, die einen Eingang in diesem Spannungsbereich oder eine interne Ladespannungsreglung besitzen (was sehr oft der Fall ist, aber bitte überprüfen!).

  • 6V- Gleichspannungsausgang bei geladenen Akkus

    • Sind die Akkus eingelegt und relativ voll geladen, wird der parallel geschaltete 6V-Ausgang zusätzlich durch die Akkus gepuffert (z.B. bei Spannungsabfall durch geringe Fahrtgeschwindigkeit oder Anhalten).
    • Anwendungen wie vorher…

  • Zusätzlicher Ausgang mit höherer Spannung (ca. 9-20V)

    • Eine weitere Ausgangsbuchse (2,5 mm) liefert zusätzlich eine geglättete, aber ungeregelte und ungepufferte, Gleichspannung (im Bereich von ca. 9V bis ca. 20V, je nach Fahrtgeschwindigkeit, Verbraucherlast und Ladezustand der Akkus).
    • Damit können Geräte genutzt werden, für die ein handelsüblicher Autoladeadapter (Kfz-Zigarettenanzünderanschluss) verfügbar ist.

Das Standard-Modell funktioniert an allen gängigen Dynamotypen sowie zusammen mit den weit verbreiteten AA-/ Mignon-Akkus verschiedener Hersteller (mehr dazu im Folgenden).

Hinweis: Bitte die Nutzungsbedingungen und -hinweise beachten!

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