воскресенье, 28 февраля 2021 г.

Как выбрать динамо втулку?

Введение

Эта статья для тех, кто хочет втулку, но не может выбрать. Я не скажу, что конкретно покупать, но объясню, на что обращать внимание — это будет в первой половине статьи. Во второй половине расскажу, как я измерял разные втулки, фары и USB преобразователи, и что из этого вышло.

Статья длинная и большинству читателей моего бложика покажется сложной. В один присест осилить тяжело. Тема затрагивает вопросы электроники, светотехники, механики и электротехники, поэтому текст носит технический характер, но я постараюсь свести к минимуму всякую заумь и науку, оставлю только необходимое для понимания. Хорошо бы предварительно почитать серию моих вводных статей по теме: "Втулка, фара и конвертер - всё на булочке с кунжутом. Зачем байкпакеру динамовтулка"; "Динамо-втулка для велосипеда: принцип действия, конструкция, характеристики"; "Светотехника, фары для динамовтулки"; "Преобразователи для динамовтулок".

Я потратил много времени и сил на написание статьи, и рассчитываю, что вы поступите аналогичным образом: перед тем как задать вопрос, постараетесь разобраться самостоятельно. В конце концов, основная цель статьи — рассказать в одном месте всё, что я знаю про динамо тему, и в результате уменьшить количество вопросов в мой адрес. Комментарии к статье проходят премодерацию, воздержитесь от оценки и высказывания личного мнения, придерживайтесь темы, избегайте флуда.

Признательность

Хочу выразить сердечную благодарность и глубокую признательность Роману Важнову, Павлу Шапкину, Вадиму Свищеву, и магазину Планетарки.ру за предоставленные на измерения втулки, фары и преобразователи. Спасибо Дмитрию Кульбацкому за вычитку и рецензию черновика статьи. Спасибо моей горячо любимой супруге за редактуру и расстановку запятых. И спасибо всем, кто интересовался и задавал вопросы.




1. С чего начать?

Вы хотите динамо втулку, но не можете понять, какую именно. О чём нужно подумать? Какие могут быть подводные камни? Предлагаю осознать следующее:

1.1 Всё от всего зависит

Втулка не выдаёт постоянную мощность. Обычно на корпусе втулки написано 3 ватта, но она может дать больше или меньше, зависит от:
  • модели втулки;
  • того, что к втулке подключили;
  • окружности колеса;
  • скорости вращения.
Динамо втулка с нагрузкой — это система, где всё на всё влияет, и нет ничего постоянного. Во время езды меняются: сопротивление вращению, мощность, напряжение, ток, частота тока, световой поток, пульсации светового потока. Начинка фары влияет на поведение втулки, начинка втулки влияет на поведение фары, и всё это вместе определяет, какую мощность вам нужно своими ногами выдать дополнительно, чтобы раскрутить переднее колесо до желаемой скорости. Подставьте вместо фары преобразователь, и снова всё на всё влияет, и все значения другие.

1.2 Выбирать комплект

И это основная проблема. При выборе втулки нужно думать сразу про комплект, а не про одну лишь втулку. Это вроде как логично, ведь динамку покупают, чтобы к ней что-то подключить. Но почему-то при выборе втулки про фару и USB преобразователь не думают. А чтобы выбрать подходящий комплект, нужно понимать, зачем он нужен.

1.3 Для чего?

Самое главное и самое сложное — определить для себя: что, собственно, нужно-то? Зачем вам втулка? Где и как вы будете кататься? Какую задачу хотите с помощью динамо системы решить? Только светить или только заряжать? Если на эти вопросы не ответить, то вместо решения задачи вы будете перебирать варианты наугад, и, скорее всего, останетесь недовольны.

Для себя я выделил три основные области применения динамо систем:
  • коммьютинг, езда по городу;
  • много и быстро без твёрдого покрытия;
  • много и быстро по асфальту.
Много и быстро — многодневные скоростные походы, бреветы, ультрадистанс гонки, всяческий байкпакинг. Сюда не попал классический велотуризм, потому что по классике с заходом солнца турист должен отдыхать. Стало быть, ночью ехать не надо, фара не нужна. А короткие дневные пробеги и низкая скорость движения не позволяют толком ничего зарядить, стало быть, USB преобразователь бесполезен.


Для коммьютинга и езды по городу важно, чтобы фара работала и светилась на низких скоростях, потому что скорость движения по городу может быть маленькая из-за плохой погоды, плотного трафика или из-за пешеходов. При этом не нужна большая мощность втулки и фары, нет задачи хорошо освещать дорогу, для этого есть уличное освещение. На высокой или средней скорости вам всё равно не нужна большая мощность. Главное, чтобы вас было заметно. И чтобы можно было что-то разглядеть на дорожке в тёмном парке, если свернули с асфальта.

Для байкпакинга и грунтов тоже важно, чтобы фара начинала светить как можно раньше. Потому что низкие скорости — вы продираетесь пешком через кусты или ковыряетесь на очень сложной дороге. Света здесь очень много не надо, но всё же его должно хватать, чтобы вы видели дорогу метров на 5-10 вперёд. Света должно быть больше, чем у городского комплекта. Дорогу освещает только фара. Соответственно, уровень мощности фары на низких скоростях должен быть выше. Средняя скорость езды означает, что вы продрались таки через кусты, выкатили на лесную дорожку, и теперь можно чутка притопить. Теперь надо отслеживать состояние дороги и наличие препятствий на большем расстоянии от велосипеда. А ещё нужно отслеживать ветки сверху, что творится по краям дороги. Следовательно, нужно ещё больше мощности, нужно ещё больше света. Но если вы можете поддерживать скорость выше 20 км/ч, то вы уже чешете по хорошему грейдеру или вообще на асфальт выбрались, вам уже не нужно столько света, мощность можно сбавить, чтобы тратить поменьше сил на освещение. Если вы едете со скоростью выше 30 км/ч на внедорожном велосипеде, то скорее всего вы катитесь с горы. И на дорогах без твёрдого покрытия лучше бы вам и не разгоняться больше. Мощность не увеличивается, вы вынуждены притормаживать.

Для езды по асфальту не нужно много света на низких скоростях. Низкая скорость означает, что вы едете против очень сильного ветра или карабкаетесь в крутую гору. Водители должны вас видеть — это да. Но никакого ковырялова среди раздолбленной лесной колеи нет, много света не нужно. Те, кто катает по асфальту, привыкли думать про вес, скорость, аэродинамику. И привыкли минимизировать всякие сопротивления. Поэтому на средних и высоких скоростях уровень мощности фары нужен поменьше, чтобы поменьше тратить сил на освещение. Скажем так, приходится ловить баланс и ехать максимально эффективно при минимально комфортной мощности фары. Но чем больше скорость, тем больше нужна мощность, чтобы светить на большее расстояние. И тут уровень мощности фары начинает расти. На высоких скоростях ограничения нет, потому что на асфальтовом спуске можно катить на большей скорости при равных рисках убраться. Соответственно, больше скорость — нужно больше света. Поскольку вы едете с горы, то свет достаётся нахаляву.

Вот, какая-то такая у меня была логика, когда я рассуждал про применение втулки и фары. Вы вправе не согласиться и придумать свою собственную. Главное — понять, когда сколько света нужно и для чего.

Что же касается USB преобразователей для питания электроники, то тут всё просто: в городе они не нужны, а для всего остального — чем раньше начинает работать и чем больше мощность выдаёт, тем лучше.

2. На что обращать внимание?

2.1 Характеристики, терминология

Электрическая мощность, которую потребляет от втулки фара, косвенно определяет её световой поток. Сколько люменов вылетает наружу. Световой поток фары сам по себе ни о чём не говорит, нужно ещё смотреть, как он распределяется в пространстве и меняется ли распределение на разных скоростях. Профилем мощности фары или преобразователя называется зависимость потребляемой электрической мощности от скорости движения. Надо ещё сказать про затраты механической мощности.

Чтобы разогнать велосипед до желаемой скорости человек должен приложить к педалям механическую мощность. Часть этой мощности теряется в подшипниках, часть — в звеньях цепи, часть тратится чтобы преодолеть сопротивление воздуха, а ещё покрышки сопротивляются, трутся о земную твердь, ещё сама земная твердь сопротивляется, тянет назад когда в гору едешь. Сплошное преодоление, короче. Среди всех этих потерь и затрат какая-то часть мощности человека прикладывается к переднему колесу.


Это затраты механической мощности на вращение динамоколеса. Они же на жаргоне называются "сопротивление колеса" или просто "сопротивление". Подразумевается сопротивление вращению. По-английски эти затраты называются "драг" (drag). На самом деле "дрэг", но мы с вами будем говорить, как нам удобнее. Я бы предложил перевести этот термин словом "волочение", но, боюсь, меня не поддержат. Поэтому просто драг.

Если рассматривать колесо с фарой отдельно от велосипеда, то драг показывает какую механическую мощность нужно приложить к колесу, чтобы раскрутить его до заданной скорости. Эту мощность мы выдаём собственными ножками, поэтому хорошо бы этой мощности пришлось бы выдавать поменьше, а мощность фары при этом получалась бы побольше.

Чтобы понять многоликость электрической мощности и как связан с ней драг втулки, нужно ознакомиться с одной важной физической величиной.

2.2 Коэффициент мощности. Что означает?




Коэффициент мощности, он же Павер Фактор (Power Factor, PF) показывает качество потребления электрической энергии. Источник отдаёт, нагрузка потребляет.

Проще всего рассказать про коэффициент мощности на примере пивной кружки. Вы пришли в барчик, чтобы получить маленечко удовольствия и внедрить мощности.

Мощность вы хотели бы получить активную P, в виде непосредственно пива, и измеряться она должна в ваттах (Вт), как мы привыкли. Эту мощность вы планируете израсходовать на активные дела. Поплясать там, посветить фотончиками на дорогу.

Но вместе с активной мощностью вам в кружку налили ещё бесполезной реактивной мощности Q в виде пены, и измеряется она в непонятных вольт-амперах реактивных (Вар), которые не входят в систему СИ. Пена нам не нужна, на пене не попляшешь. Мы сейчас не будем уподобляться пивным экспертам и говорить, что пена — важная часть процесса питья, содержит аромат, а аромат определяет вкус и ощущения. Это всё туфта, мы простые люди, пиво — в дело, пена — бесполезная хрень, только кружку занимает.

Всё вместе: и пиво, и пена — это полная мощность S. Измеряется она в вольт-амперах (В*А). Только это не просто сумма, а корень из суммы квадратов.

Коэффициент мощности показывает сколько пива в кружке. Сколько полезной мощности, которая преобразуется в свет, мы потребили от источника. В идеальном случае он равен единице, тогда вся кружка под края заполнена пивом, в худшем — нулю, когда всё заполнено пеной.

2.3 Коэффициент мощности. Чем страшен?

Ну, пена. Ну и что? Да ничего, в принципе. Проблема в том, что вы своими ногами обеспечиваете эту полную мощность. И заинтересованы в том, чтобы она по максимуму шла в дело.

Можно проиллюстрировать простым примером. Допустим, у нас есть идеальная динамка, она всю механическую мощность, которую мы к ней приложили, перерабатывает в полную электрическую мощность.

И пусть у нас есть две фары, которые на скорости 20 километров в час потребляют активную мощность 5 Вт. Только №1 потребляет с коэффициентом мощности 1, а №2 потребляет с коэффициентом мощности 0.5.

Чтобы разогнать до 20 км/ч велосипед с фарой №1 нам надо обеспечить полную мощность S=P/PF=5/1=5 ВА. Для этого потребуется приложить 5 механических ватт. Втулка ведь идеально всё перерабатывает. Стало быть драг втулки с включенной фарой будет равен 5 Вт.

Чтобы разогнать до 20 км/ч велосипед с фарой №2 нам надо обеспечить полную мощность S=P/PF=5/0,5=10 ВА. Для этого потребуется приложить 10 механических ватт. Стало быть драг втулки с включенной фарой будет равен 10 Вт.

Разница в 5 Вт. И эти лишние 5 Вт вы вынуждены выдавать своими ногами. А могли бы и не выдавать, если бы коэффициент мощности был близок к единице. При этом обе фары светят одинаково на 20 км/ч.

2.4 Коэффициент мощности. Откуда берётся? 

Что показывает коэффициент мощности более-менее прояснилось, но откуда он вообще берётся? Что за хрень такая? Это, к сожалению, на пивасике уже не объяснишь. Предлагаю самым пытливым вкусить ещё маленечко электротехники.

Коэффициент мощности определяется двумя явлениями: реактивностью цепи и нелинейными искажениями в цепи.

Реактивность проявляется в виде сдвига между напряжением на выходе втулки и током, который от неё потребляется. Эта составляющая численно определяется косинусом угла этого сдвига.



Нелинейные искажения проявляются в виде стрёмной формы тока, который от втулки потребляется. Форма должна быть в виде синуса, как у напряжения на выходе втулки, но почему-то не похожа. Чем сильнее ток по форме отличается от напряжения на выходе втулки, тем хуже. Насколько форма будет стрёмной, определяют кишки фары или преобразователя. Численно отличия определяются коэффициентом нелинейных искажений ТиЭйчДи — THD (Total Harmonic Distortion). Коэффициент этот можно получить, если разложить форму тока в ряд Фурье, а потом воспользоваться страшной формулой, которую не будем тут приводить.

Итого про коэффициент мощности:
  • Коэффициент мощности показывает насколько эффективно фара или преобразователь потребляет от втулки мощность;
  • Коэффициент мощности зависит от сдвига фаз и от искажений. Их определяет и втулка, и фара с преобразователем. Поэтому ещё раз повторюсь: важно рассматривать комплект, а не одну лишь втулку. Но, конечно, если вы решили сильно заморочиться.
  • Коэффициент мощности и активная мощность фары/преобразователя определяют драг.
  • Драг показывает сколько вы должны потратить своих сил, чтобы раскрутить колесо.
2.5 Махинации с коэффициентом мощности

Если вместо фары или преобразователя к втулке подключают резистор, то PF=1. Это идеальный случай. И драг при этом будет минимальный. И этим пользуются многие производители динамоэлектроники. Чтобы не спугнуть страшными цифрами покупателей. Вместо того, чтобы показывать драг реальной фары или преобразователя, они показывают драг с резистором. Резистор потребляет такую же мощность, что и фара. Но потребляет её самым эффективным образом. Драг получается минимальный и не страшный.

Чтобы проиллюстрировать этот момент, я взял весьма приличную фару, измерил, какую мощность она потребляет и какой при этом драг. Какую именно фару я взял — не важно. Важно, что коэффициент мощности у неё меняется от 0.8 до 0.6 в зависимости от скорости. Потом я взял реостат и подобрал такое сопротивление, чтобы на тех же скоростях получить мощность, как у фары. И измерил драг с резистором.


Вот таким нехитрым образом, заменив во время измерений фару на резистор, можно показать что драг в худшем случае будет 11.3 Вт. Неплохо, вроде. А с реальной фарой драг будет все 16 Вт. И вам во время езды придётся прикладывать к колесу на 30% больше мощности, чем заявляет на графике производитель.

Если уж вы решили заморочиться и при выборе обращать внимание на драг, то заморачивайтесь до конца: уточняйте для какой нагрузки приведён график — резистор или настоящая фара.

2.6 Драг на драге и драгом погоняет

А надо ли вообще драг брать в расчёт? Я, к примеру, не могу днём определить, включена у меня фара или нет. Ну, если пытаться по накату определить. А после выключения фары не могу понять, увеличился накат или нет.

Люди склонны винить драг динамовтулки во всех своих неудачах. Мол, сильно тормозит, поэтому на финиш приехал на час позже. Я считаю, что давление в покрышках, тип протектора, встречный ветер, сколько вы поспали и хорошо ли поели — всё это сильнее влияет на результат.

Есть люди, у которых лёгкий велосипед, накатистые покрышки, и катаются эти люди много и быстро в аэродинамичной позиции. Тогда, конечно, игнорировать драг втулки не получится. Или, если вы можете почувствовать разницу в 0.5 Вт при замене педалей, тут тоже закрыть глаза не получится.

Желающим углубиться в вопрос и сравнить в цифрах тяготы раскручивания динамовтулки, предлагаю почитать эту статью. А особенно, её раздел про драг. Там на графике представлены прямые с разным углом наклона, которые сравнивают драг с ездой в горку различной крутизны. Прямые можно получить, если обратиться к школьной программе физики.

2.7 Драг втулки без нагрузки

Ну ладно, чёрт с ним. Мы готовы мириться с драгом ночью, когда работает фара. А вот днём нам бы хотелось ехать максимально эффективно, не тратить свои силы на бесполезное освещение. Мы отключим фару, но хотим знать: сильно ли будет препятствовать вращению колеса динамо втулка, если к ней ничего не подключать?

Да не особо. По сравнению с обычной втулкой динамка будет давать драг на 0.5-2 Вт больше. Ну, с какой "обычной" втулкой сравнивать. Я сравниваю с деоровской. Для иллюстрации, вот как выглядит драг разных динамо втулок, если включать и выключать австралийскую фару kLite Bikepacker Ultra Road.



Внутри динамовтулки есть магнитная система, и даже без нагрузки в ней присутствуют потери. И от них никуда не денешься. Просто надо это принять. Компания Шатер Пресижн (Shutter Precision) когда-то выпускала модель динамо втулки c отключаемой магнитной системой. Можно было повернуть специальную гайку, и втулка превращалась в обыкновенную втулку без дополнительного драга. Модель уже давно не выпускают, потому что никого не волнуют лишние 2 Вт. Но если есть горячее желание приобрести, втулку ещё можно встретить в продаже.

2.8 Выключатель

Если вы захотите ездить днём без света, имейте в виду: не на все фары ставят выключатель. Ну, тупо нет кнопки "вкл/выкл". Чтобы выключить такую фару, придётся отсоединить её от разъёма на втулке. И вряд ли вы захотите часто этим заниматься.

Если обязательно нужна кнопка, можно установить внешнюю. Например, тумблер от австралийской компании kLite. Правда, придётся самостоятельно паять разъём на фаре. Но зато к этому тумблеру можно ещё подключить USB преобразователь, и подключать к втулке то фару, то преобразователь, то всё вообще отключать.

Фото из инстаграм-аккаунта Boost Cycles
2.9 Где теряется мощность

Внутри втулки.

К колесу приложили механическую мощность, часть этой мощности теряется в подшипниках, оставшаяся часть преобразуется в электрическую мощность электромеханическими внутренностями втулки. Преобразование механической мощности в электрическую не то чтобы очень эффективно. Примерно 40% теряется в процессе. Потери выделяются в виде тепла. В итоге, на выходе втулки получаем полную мощность в ВА.

В электронной схеме.

Электронные кишки фары пускают в дело активную мощность, которую они потребляют от втулки. Часть мощности в этих кишках теряется и до светодиодов в итоге доходит процентов на 10-15 меньше.

В оптической системе фары.

Дальше всё, что таки дошло до светодиодов преобразуется в световой поток. В среднем по больнице, современные светодиоды в фарах выдают 150-180 люмен на 1 ватт своей электрической мощности. Часть светового потока поглощается материалом отражателя, линзы и защитного стекла. Часть светового потока остаётся внутри за счёт френелевского отражения. Сформированный световой поток теряет где-то 5-20% пока выходит из фары, и то что осталось мы наблюдаем в виде мощности светового излучения.

2.10 Точки максимальной мощности

Втулка — источник ограниченной мощности. Надо эту мощность уметь у неё забрать. Попытаешься забрать побольше — она взбрыкнёт и отдаст совсем чуть-чуть. Попытаешься забирать мизер — она и выдаст мизер. Кишки фары или преобразователя должны быть умными, они должны постепенно прощупывать втулку, пытаться потребить чуть больше, чуть меньше, и следить, как на это среагировала втулка. Этим своим прощупыванием фара может найти точку, в которой втулка выдаст максимум мощности. Начали крутить быстрее — втулка может выдать ещё больше, значит надо прощупывать её дальше. Такое интеллектуальное поведение нагрузки называется отслеживанием точки максимальной мощности. Когда фара или преобразователь умеют искать максимальную мощность, то становится всё равно, к какой втулке их подключать. Ну, почти. Разные втулки могут выдать разную максимальную мощность. Но всё, что смогут — уйдёт в фару. Можно расслабиться и не подбирать комплект.

К большому сожалению, не существует фар и преобразователей с поиском точки максимальной мощности. По крайней мере, за два года изучения этой темы, я не встретил ни одного образца.


Ну, нет, так нет. Хрен с ним. Но как было бы хорошо-то, а. Особенно для USB преобразователей. Вот, например, я взял втулку Shimano DH-UR700-3D, подключил к ней реостат, и на разных скоростях вручную менял его сопротивление, пока не находил максимум мощности. Отложил это всё на графике в виде зелёной прямой (R-MPPT), а потом измерил какую мощность на тех же скоростях потребляет USB преобразователь Igaro D1 с подключенным к нему смартфоном Xiaomi Redmi 4X, отложил на графике в виде красной кривой (Igaro D1).

Кажется, что особой разницы-то и нет. Но разница существенная. Особенно на низких скоростях. Если вы идёте с велосипедом пешком (5 км/ч), с втулки можно снять 1.5 Вт, а Igaro ничего не снимает. Что такое 1.5 Вт? Это примерно 0.25 А в вашу нагрузку, которую вы воткнули в выходной USB разъём вашего преобразователя. Этого мало для заряда смартфона, но достаточно для павербанка.


На низкой скорости, когда вы крутите против ветра или ковыряетесь на сложной дороге (10 км/ч) с втулки можно было бы снять 2.6 Вт, а Igaro снимает 1.3. Что такое 2.6 Вт? Это около 0.45 А в USB нагрузку. Этого достаточно, чтобы шла устойчивая зарядка смартфона. Можно было бы ехать и заряжать, но увы. Igaro D1 жрёт от втулки всего 1.3 Вт, и этого недостаточно даже для неприхотливого китайского смартфона, он просто не заряжается.

2.11 Характеристики преобразователей

Все хотят заряжать что-то от динамо втулки: экшн камеры, навигаторы, павербанки, смартфоны. Среди всех USB потребителей самый капризный — смартфоны. Если ток заряда меньше 300-500 мА, то смартфон перестаёт заряжаться. И чтобы заряд снова пошёл, приходится переподключать кабель от зарядки.



На какой скорости будет 2.5 Вт?

Выходной ток преобразователя величиной 500 мА примерно соответствует 2.5 Вт мощности, которые преобразователь потребляет от втулки. И нужно смотреть на графике, на какой скорости это происходит. Потому что именно с этой скорости и выше у вас будут стабильно заряжаться смартфоны.

Сколько ватт на скорости 20 км/ч?

Вторая точка, на которую нужно смотреть на графике мощности: что потребляет преобразователь на скорости 20 км/ч. Потому что во время своей ультрадистанс гоночки вы будете сидеть в этой точке большую часть времени. И зная мощность преобразователя можно прикинуть, сколько что будет заряжаться. Как прикинуть написано в статье: All About The Best Dynamo USB Chargers For Bicycle Touring and Bikepacking

2.12 Типы преобразователей, как заряжать смартфон

USB преобразователи можно разделить на три группы:

Работа напрямую. Вход подключаем к втулке, выход подсоединяем к смартфону/павербанку/навигатору. Никаких батарей внутри или снаружи. Самая простая система, самая компактная и самая безотказная. Проблема в том, что на скоростях ниже 10 км/ч смартфон заряжаться не будет. Ток заряда слишком маленький, ниже 300 мА, напряжение на USB выходе слишком сильно падает, и по инициативе смартфона заряд прекращается. Если на этих низких скоростях подоткнуть любой павербанк, то он будет заряжаться, потому что менее капризный. Если ожидается многой медленной езды, лучше держать подключенным павербанк. А вечером от банка заряжать смартфон.



Работа с внешней батареей в буферном режиме. Есть павербанки, которые умеют работать в буферном режиме. Они одновременно заряжаются от USB преобразователя и заряжают смартфон.

Например, народный павербанк Xiaomi 10000 mAh в буферном режиме выдаёт в смартфон 1.5 Вт мощности. Если при этом он потребляет от втулки 3.5 Вт, то разница в 2 Вт идёт на заряд внутренней батареи павербанка. И когда ваша скорость сильно упадёт или вы остановитесь, накопленная в батареях павербанка энергия будет закачиваться в смартфон, его зарядка не остановится.

Не все павербанки умеют работать в буферном режиме, надо проверять. Если вы катаетесь на низких и средних скоростях, вариант с буферной батареей будет самым универсальным. Но, как всегда, больше элементов в системе — больше шансов сломаться. Надо возить в два раза больше запасных USB кабелей, надо уделять всей системе в два раза больше внимания, периодически проверять, как работают преобразователь, банк и смартфон, не отвалился ли кабель.

Производители USB преобразователей для динамо-втулок иногда продают дополнительный батарейный блок к преобразователю, который умеет работать в буферном режиме. Можно использовать его. Такое решение будет, наверное, понадёжнее, но менее универсальным и менее бюджетным.

Работа с внутренней батареей. Это когда производитель запихнул маленькую батарею внутрь USB преобразователя. Она тоже работает в буферном режиме, но есть нюанс. Мощности внутренней батареи надолго не хватит. Она сглаживает провалы в мощности на низких скоростях, но недолго. Если вы долго ковыряетесь, или остановились минут на 5, то батарея разрядится, преобразователь вырубит USB выход, смартфон перестанет заряжаться. Потом вы начнёте крутить, внутренняя батарея зарядится, смартфон начнёт заряжаться.

Такое решение прекрасно своей простотой. Всё работает, смартфон стабильно заряжается сам, не надо за ним следить. Есть крупные минусы: батарея в буферном режиме убивается быстрее, чем при полноценном заряде/разряде; если вы не пользуетесь преобразователем полгода-год, батарея может глубоко разрядиться и преобразователь перестанет работать совсем.

2.13 Обращайте внимание на USB кабель

Заряд электроники по USB очень сильно зависит от сопротивления кабеля. Купите USB тестер. Например, такой. Перед поездкой попробуйте позаряжать ваш смартфон от павербанка с разными кабелями. Возьмите два, с которыми ток заряда оказался максимальным. Обязательно берите запасной кабель. В велопоходе и на гоночках кабели умирают быстрее, чем дома.

2.14 Выключай смартфон, потом заряжай

Включенный смартфон потребляет с выхода USB преобразователя мощность. Часть мощности идёт на заряд батареи, часть мощности идёт на работу самого смартфона. Задача — убрать или минимизировать вторую составляющую. Работающий смартфон будет заряжаться раза в два дольше. А если на нём запущена куча приложений, включён GPS, блютус и две сим-карты, он может никогда не зарядиться от преобразователя. Просто разряд внутренней батареи растянется во времени. По возможности заряжайте смартфон в выключенном состоянии.

Вы можете скачать на смартфон приложение, которое мониторит заряд и разряд батареи. Через него можно подсчитать сколько ватт смартфон потребляет во время работы. Можно поиграться с яркостью экрана, включением/выключением самолётного режима, включением GPS и прочими энергозатратными функциями смартфона. Зная энергопотребления смартфона от батареи, зная ёмкость батареи, и имея графики выходной мощности USB преобразователя, вы можете самостоятельно подсчитать на какой скорости в каком режиме за сколько времени смартфон зарядится.

2.15 Разные стандарты втулок, разные значения

Я исследовал динамо втулки 100х9 мм с квикрелизом или болтами. Связано это с особенностью измерительной установки. Динамо втулки на 100 или 110 мм со сквозной осью 12 и 15 мм могут иметь другие характеристики. Потому что больший диаметр оси вынуждает производителей менять магнитную систему внутри втулки. Это приведёт к отличиям. Но, скорее всего, незначительным.

Втулки для фэтбайков так же будут иметь отличия. Насколько сильные — сложно сказать. Проблема в том, что скорости движения на фэте ниже, чем на обычном велосипеде. Но на этих низких скоростях нужно обеспечивать нормальную мощность. Иначе эти втулки никому нафиг не нужны будут. Производители об этом знают, и меняют магнитную систему в фэт втулках. По крайней мере, в современных моделях на 150 мм.


3. Измерительная установка

Измерить параметр и получить циферки — вообще не проблема. Проблема в том, чтобы понять — насколько им можно верить? Чтобы эту проблему решить, нужно рассмотреть, на какой установке эти циферки получены и с помощью каких приборов.


Измерительная установка сделана из массивной стальной станины. В станину гайками зажимается шток вилки. В вилку крепится измеряемая динамо втулка. Втулка может быть установлена сама по себе, а может быть заспицована в колесо. На место крепления тормозного ротора устанавливается ведомая звезда под велосипедную цепь. В цанговый зажим на станине устанавливается платформа с закрепленным на ней электродвигателем. На валу двигателя стоит ведущая звезда под велосипедную цепь. Соединяем звёзды цепью, регулируем высоту платформы, чтобы натянуть цепь. Подаём питание на движок, он начинает крутить звёзды и втулку.

Электродвигатель подключается к лабораторному источнику постоянного тока большой мощности. Регулируя напряжение на выходе источника можно регулировать обороты втулки. Скорость отслеживается по показаниям велокомпьютера. Магнит датчика устанавливается или на спицы, или на фланец втулки. Компьютер откалиброван под длину окружности 2268 мм, это 622 колесо с 47 покрышкой. Все полученные значения для скоростей именно этого колеса. Для найнеров и плюсов значения будут сдвигаться. Чтобы пересчитать под другое колесо, нужно поделить значение скорости на 2268, и потом умножить на длину окружности вашего колеса с покрышкой в мм. Примерные значения длин окружностей приведены здесь.

Напряжение, которое подаётся на электродвигатель измеряется мультиметром APPA 505, ток — стрелочным амперметром 1 класса точности. Перемножив показания приборов можно подсчитать мощность, которую потребляет двигатель, чтобы раскрутить втулку с нагрузкой до требуемой скорости.

К выходу втулки подключается измеритель электрической мощности GPM-8212, к выходу которого подсоединяется фара или преобразователь. Измеритель электрической мощности позволяет отследить величину напряжения на выходе втулки, величину тока, который потребляется втулкой, а так же коэффициент мощности цепи. Ещё у меня был шунт для подключения осциллографа и исследования формы напряжения и тока в цепи, но осциллограммами и спектральным составом я вас мучить не буду.

Драг втулки измеряется косвенно. Это важный момент. Чтобы измерить драг напрямую, нужно подключить к втулке здоровенный маховик. Килограммов на 30, раскрутить втулку с маховиком электродвигателем до нужной скорости, а потом резко отсоединить от системы двигатель. Накопленная маховиком кинетическая энергия начнёт расходоваться на вращение втулки, скорость вращения начнёт плавно снижаться. Измерив это снижение за известный промежуток времени можно рассчитать затраченную мощность. Это и будет драг. И так его и надо измерять с высокой точностью. Но собрать такую установку очень сложно. И такая точность измерения избыточна, на мой взгляд.

Я измеряю драг по мощности, которую потребляет электромотор в моём стенде. Мне пришлось сначала измерить все потери в системе на разных скоростях. Для этого я воткнул колесо с обычной втулкой Shimano Deore, раскрутил его до разных скоростей, и посмотрел какую мощность жрёт движок. В этой мощности содержатся потери на преобразование электрической мощности в механическую, потери на звёздах и цепи, потери в подшипниках втулки. Впрочем, про подшипники вообще можно забыть. Потому что они нагружены только весом корпуса втулки, ну, иногда ещё весом обода и спиц. А если их учитывать, надо прикладывать вес килограмм в 20 к оси. Но даже в нагруженных подшипниках потери в сравнении с потерями в магнитной системе втулки пренебрежимо малы.

Дальше я подключаю к динамо втулке нагрузку, раскручиваю до нужной скорости и измеряю мощность, которую потребляет движок. Если из этого значения вычесть показания для обычной втулки, то уберутся все потери в установке и останется только механическая мощность, приложенная к втулке. Собсно, это драг и есть. При этом я допускаю, что в области измерений мотор линейно реагирует на нагрузку на валу.

Показания драга сильно зависят от натяжения цепи. С недотянутой и перетянутой цепью разница будет в пределах 3 Вт. По хорошему, надо проводить хотя бы по три измерения и переустанавливать втулку после каждого. И потом результаты усреднять. Но у меня нет столько времени, поэтому я старался сохранять натяжение цепи одинаковым, чтобы минимизировать его влияние.

В целом, с учётом всех погрешностей, способа измерения и влияния натяжения цепи, можно сказать, что драг измерен с точностью 1 Вт. Мощность фар и преобразователей измерена с точностью 0.1 Вт, скорость — с точностью 0.1 км/ч, выходные параметры USB выхода преобразователя измерены с точностью 0.01 В и 0.01 А.

4. Втулки, фары, преобразователи

Ниже представлено с небольшими комментариями всё то, что мне удалось раздобыть и измерить:

Schmidt SON28 — топовая втулка, одна из самых эффективных. Хорошие подшипники, гарантия 5 лет, необслуживаемая. Золотой стандарт байкпакинга, в чём можно убедиться, если посмотреть на велосипеды для Тур Дивайда.

Shutter Precision PD-8 — считается оптимальной втулкой по качеству/характеристикам/цене. Вроде как необслуживаемая, но есть видос про вскрытие и замену подшипников.

Shimano DH-UR700-3D — топовая шимановская втулка серии XT. Появилась в текущем виде пару лет назад. Защита подшипников стала лучше, сопротивление вращению стало меньше. Обслуживаемая, как и все шимановские динамки.

Shimano DH-3D32 — увесистая и недорогая шимановская втулка.

kLite Bikepacker Ultra — моя основная и горячо любимая фара. Мощный и неубиваемый кирпич с двумя типами оптики. Кривая силы света меняется в зависимости от скорости. Подробнее можно почитать тут.


Busch + Müller IQ-X — интеллектуальная фара с отсечкой светового потока. Есть кнопка, есть сенсор освещённости, есть дневной и ночной режимы работы. Я всё измерял в ночном. Вот тут можно почитать как я её расковыривал.

Фото с сайта bike24.com

Supernova E3 Pure 3 — фара со сложной оптической системой и отсечкой светового потока. Видел как она работает в условиях леса, не впечатлился, интересно было посмотреть на характеристики. Кнопки нет, кстати.

Фото с сайта supernova-lights.com
SPANNINGA AXENDO 60 XDAS — фара с непроизносимым названием и отсечкой светового потока. Вроде как тайваньская, сделана очень прилично. Светит хорошо, но узковато для внеасфальтового применения. Подробности можно посмотреть у производителя.

SPANNINGA Nomad — представитель комбинированных динамо фар. Внутри корпуса находятся одновременно фара и USB преобразователь. Обладает весьма гуманной ценой, в отличие от конкурентов Sinewave BeaconBusch + Müller Lumotec IQ2 Luxos U Front Light USB, AXA Luxx 70 Plus USB. На сайте производителя написано, что фара для электровелосипедов, но от динамок она тоже работает. Есть два режима: ночной и дневной. Очень интересная оптическая система. Светодиод расположен вертикально на алюминиевой перемычке и светит в отражатель. Поэтому мощность не особо большая, чтобы светодиод не перегрелся. Измерения проводились в ночном режиме и в режиме USB преобразователя.

Xiaomi Redmi 4X и 10000 mAh Mi Power Bank — использовались в качестве нагрузки USB преобразователей.

kLite USB Charger — преобразователь от австралийской конторы. Предназначен для прямой зарядки смартфонов и прочей электроники. Может работать с павербанком в буферном режиме. Просто работает. Без сюрпризов и головной боли. Залит компаундом — поэтому не боится воды, пыли, ударов. Компаунд улучшает охлаждение кишков, поэтому можно убирать в сумки, не перегреется.

Фото с сайта klite.com.au

Результаты поиска

Все результаты

Busch + Müller USB-Werk — преобразователь с встроенной буферной батареей и неприятным сюрпризом. Два года его не использовал, за это время внутренняя батарея разрядилась практически до 0 В. Из-за глубочайшего разряда преобразователь отказывается включаться и начинать заряжать свою батарею. В результате можно было бы всё это дело выкинуть, потому что извне зарядить батарею не получится. Корпус одноразовый, вскрытия не предполагает. Пришлось его разломать, вытащить батарею и зарядить её от лабораторного источника питания. Причём, батарея состоит из двух ячеек по 3.6 В, каждую ячейку пришлось заряжать отдельно. После этих танцев с бубном преобразователь стал функционировать в нормальном режиме, и удалось снять характеристики. Надолго ли его хватит — большой вопрос. Доверия нет. При вскрытии не увидел никаких уплотнителей, кишки не покрыты изоляционным лаком. Думаю, что негативные отзывы и сообщения в сети о проблемах с герметичностью имеют под собой основания. И есть информация, что какие-то модели не работают при температурах ниже нуля.

Фото с сайта en.bumm.de
Igaro D1 — маленькая свистулька, которая адски греется во время работы. Градусов до 70. Убирать в сумки нельзя, производитель советует крепить снаружи. В остальном — работает без сюрпризов, может заряжать напрямую, может — через буферную батарею.



Вампирчик-Цифра v.7 (вело) — преобразователь с встроенным аккумулятором. Отечественная разработка, давно присутствует на рынке, знакома многим походникам и любителям поиграть с напряжением. Насколько я понял, под велосипедные нужды преобразователь адаптирован недавно.

Фото с сайта mobilpower.ru
В разрезе байкпакинга и ультрадистанса есть несколько проблем:

Слишком сложно.

Я постарался поставить себя на место среднестатистического ультрадистанс ездока в вакууме. Мне лень читать длинную инструкцию и разбираться в функционале. Куча разъёмов, куча кнопок. Зацените масштабы:


Прибор интересный, но для динамо темы явно избыточен. Нужно, чтобы было так: поставил, начал крутить педали — работает. 

Нет буферного режима. 

Когда втыкаешь смартфон, Вампричик бодро отдаёт в него 1.25 А, пошёл уверенный заряд. При этом в смартфон закачивается 6.2 Вт, а от втулки отбирается всегда не более 4 Вт. То есть всегда есть дефицит мощности. И внутренние аккумуляторы всегда разряжаются. Как только дело доходит до 0 % заряда внутренних аккумуляторов, Вампирчик отрубает USB выход и подключенный к нему смартфон. Потом  начинает заряжать внутренние аккумуляторы. Как до 5 % зарядит, снова врубает USB выход, и начинается заряд смартфона током 1.25А, снова дефицит, снова разряжается и отрубает телефон. И такие качели целый день будут. Это циклический режим работы. Это не буферный. Возможно, величина тока USB как-то настраивается, можно избавиться от дефицита мощности, но надо читать инструкцию и разбираться. Я не хочу. Я хочу, чтобы всё работало из коробки.

Можно перепутать вход и выход.

Тут надо рассказать про историю, которая произошла во время измерений. Считаю, что она показательная. Вампирчик по форме представляет из себя большой кусок мыла с кучей разъёмов. Маркировки нет. К втулке подключается через круглый разъём белого цвета с одного края. С другого края стоит такой же разъём, но чёрного цвета. Штекер втыкается и туда, и туда. И не удивительно, что в какой-то момент я перепутал разъёмы, и подключил выход Вампирчика к динамо втулке. И он начал выдавать мощность во втулку. И быстро разрядился. Примерно так же можно затупить если вы спали 4 часа, или если крутили в седле часов 16. Недопустимо у электронного прибора делать вход и выход с одинаковыми разъёмами. Они должны отличаться не только цветом, но и типом. Называйте это защитой от дурака или кодированием с помощью формы — не важно. Всё внимание велосипедиста должно быть сосредоточено на езде. Из-за этого тупняка я запорол часть измерений, и не стал проводить повторные, потому что вознегодовал.

Неоспоримый плюс Вампирчика: это единственный измеренный мной преобразователь, который нормально потребляет от втулки на скоростях ниже 10 км/ч. Даже при ходьбе пешком он будет потреблять около 0.4 Вт и заряжать внутренние аккумуляторы. Поэтому пользоваться им лучше так: сначала заряжаете Вампирчик, а когда он зарядится, подключать к нему смартфон. Иначе будет циклический режим. Впрочем, в нём нет ничего особенно страшного. Ну, может быть аккумуляторам встроенным не очень комфортно будет жить.

5. Результаты измерений

Характеристики втулок:
Холостой ход — это когда к втулке вообще ничего не подключили. Или если к втулке подключена фара, но не светит. Или преобразователь, но выключен. У немецкой втулки SON28 самый низкий драг, что ожидаемо. Даже руками ощущается, что она легче всех вращается. У остальных втулок драг в два раза больше. Максимальный драг у PD-8. Однако разница в драге у шаттера и шиманы сравнима с погрешностью измерения. Интересно, что топовая и бюджетная шиманы на холостом ходу сопротивляются одинаково.

Если к втулке ничего не подключать, напряжение на её выходе будет сильно больше заявленных 6 В. Проблемы могут быть, если контакт фары с втулкой ненадёжный, наблюдается дребезг контакта. На мгновение втулка оказывается без нагрузки, напряжение на выходе сильно возрастает, потом это высокое напряжение прикладывается к фаре. Внутренности фары могут от высокого напряжения сгореть. Но обычно они к таким событиям готовы, внутри есть защита. Читайте документацию на фары. На мой взгляд, большинство современных динамо фар и преобразователей способны без проблем переварить 35 В. Если аппроксимировать прямые в область больших скоростей, можно прикинуть сколько вольт будет на 50 км/ч.


R-MPPT — это какую максимальную мощность на каждой скорости можно снять с втулки при минимальном драге, когда коэффициент мощности равен единице. Как видим, шаттер самый слабенький в этом плане, а лучше всех — икстишная шимана.

Если учесть не только максимальную мощность, но и значение драга при этой мощности, то шаттер начинает выглядеть ещё хуже. Меньше всех даёт, а драг большой. Немецкий SON28 очень даже ничего: не самый топ по мощности, но зато минимальный драг. Шимана много даёт и много тормозит.

Характеристики разных фар:

Австралийская фара выдаёт ломовую мощность, самую большую среди всех фар в этой статье, но за такие показатели приходится платить увеличенным драгом, на пике коэффициент мощности около 0.5.  Профиль мощности чисто под внедорожное и безасфальтовое катание. При этом надо отметить, что с шаттеровской втулкой получается аж под 9 Вт мощности в пике, но этот пик сдвинут в область высоких скоростей. На низких скоростях с шаттером фара светит хуже всего. С шимановской UR700 получается самая хорошая мощность на низких скоростях, но сам по себе пик мощности самый низкий. Бюджетная шимана и немецкий SON28 ведут себя как нечто среднее — и на низких скоростях нормально, и максимум мощности достигается раньше в сравнении с шаттером. При этом драг у них одинаковый почти, что забавно, учитывая разницу в стоимости. Если рассматривать вообще, то SON28 выступает с минимальным драгом во всём диапазоне скоростей, при этом весьма приличную мощность выдаёт.

В варианте Road фара kLite с втулкой PD-8 лучше подойдут для асфальтового каталова на высоких скоростях. Потому что комплект выдаст около 7 Вт на 50 км/ч, и при этом основной световой поток будет сфокусирован далеко вперёд. Среди всех рассмотренных фар это будет самый мощный вариант на высокой скорости. Но на более низких скоростях 25-30 км/ч будет ещё больше мощность и световой поток, и возможно он не нужен будет. А он есть. И драг есть, большой.


С бушимюллеровской фарой шаттер снова самую маленькую мощность даёт на низких скоростях, и минимальный драг. Остальные втулки плотненько рядом идут. У SON28 опять всё очень хорошо, если рассматривать драг во всём диапазоне скоростей. Профиль мощности у фары выглядит как городской, но уровни мощности вполне серьёзные. С такой фарой хорошо, наверное, бреветики будет катать.


Глядя на значения мощностей Суперновы, сложно понять, чем оправдана её популярность. На низких скоростях она светит очень слабо. Особенно с шаттеровской втулкой. Профиль мощности похож на асфальтовый, и с увеличением скорости она начинает мощнее светить, но это всё равно будут значения не больше 6 Вт. Лучше всего эту фару использовать с шимановской UR700 и платить за это самым большим драгом.

Чисто городская фара. Использовать можно с любой втулкой, но, что любопытно, с дешёвой шимановской будет больше мощности давать на низких скоростях.


Номад для серьёзной еды не годится, слишком слабый. Но для городской каталки вполне подойдёт. Что характерно, с SON28 опять минимальный драг получился. На уровне драга других втулок на холостом ходу.

Характеристики USB преобразователей при работе на смартфон:


И снова минимальный драг у SON28 при средних показателях потребляемой мощности. Самый слабый — шаттер. Лучше всего австралийский преобразователь будет работать с шимановской топовой втулочкой UR700.

Да, при этом будет большой драг, но зато с UR700 смартфон начинает заряжаться уже на 10 км/ч. С другими втулками на этой скорости смартфон не заряжается в принципе. С ними стабильный заряд начинается где-то после 14-17 км/ч.


Бушимюллеровский зарядник не в состоянии потребить от втулки больше 4 Вт с указанными втулками. К сожалению, когда я проводил измерения преобразователей со втулкой UR700, BuM USB-Werk не работал, починить его мне удалось много позже (читайте кулстори в разделе 4). Возможно, с топовой шиманой мощща была бы побольше.

Что любопытно, с втулкой 3D32 бушимюллеровский преобразователь заряжает смартфон на 10 км/ч. Небольшим током, правда — 300 мА. Но зато заряжает. И при том — стабильно. С остальными втулками смартфон отказывается на 10 км/ч заряжаться. Даже с моднейшим SON28. В целом, уровень мощности, которая закачивается в смартфон, ниже, чем у kLite.


Igaro очень странно себя ведёт со втулками. Какая-то кракозябра получается. Но в целом, с UR700 максимум мощности и драга. С SON28 минимальные мощность и драг.

На 10 км/ч ни с одной из указанных втулок Igaro D1 не заряжает смартфон. При измерениях в комплекте с UR700 у меня сгорел китайский USB тестер, поэтому профиля мощности нет. Новый тестер купил, но измерить заново работу преобразователя с втулкой уже не было возможности.


В разделе 4 описал проблемы Вампирчика, там же описано почему измерения приведены только для двух втулок. С SON28 сильно меньше драг, но мощность потребляемая от втулки ощутимо ниже. В целом, работать без перебоев Вампирчик будет только с UR700 на скоростях выше 30 км/ч. Это если в него сразу смартфон втыкать. А вот если ехать и заряжать только внутренние аккумуляторы Вампирчика, то на всех скоростях он будет хорошо функционировать. даже на 5 км/ч что то будет потреблять. В целом, по уровню потребляемой мощности сравним с kLite.


Номад вообще не заряжает смартфон на скоростях 15 км/ч и ниже. На 20 км/ч уже идёт устойчивый заряд. На 30 км/ч в смартфон закачивается около 600 мА. И снова, с UR700 преобразователь работает лучше всего. И за эту работу приходится платить самым большим драгом.

У вас уже есть втулка

Если вы стали счастливым обладателем втулки, но ещё не знаете что к ней подключать, следующие графики помогут с выбором. Для втулки UR700 в легенде звёздочкой помечены расчётные значения, а не реально измеренные. Во время измерений у меня сломался прибор для регистрации параметров USB выхода, данные на графике получены на основе измерений других втулок.














6. Заключение

Австралийская фара kLite Bikepacker Ultra оказалась самой мощной на скоростях в районе 15-25 км/ч. На скоростях в области 5-10 км/ч лучше светит немецкая IQ-X, имеет смысл использовать её для города и бреветов по разбитому асфальту в горку. Втулка SON28 имеет самый маленький драг при работе с фарами, при этом выдаёт хорошую мощность. Для байкпакинга и всяческого Тур Дивайда комплект из kLite Bikepacker Ultra и SON28 выглядит оптимальным, что подтверждается сетапами участников из года в год. Шимановская втулка UR700 офигенно работает с USB преобразователями. Если вам нужно только заряжать, то лучше использовать комплект из kLite USB и Shimano DH-UR700. Всё это моё личное мнение, я призываю вас проанализировать результаты измерений самостоятельно и сделать своё собственное умозаключение.

7. Планы на будущее

Этой статьёй я подвожу итог первого этапа исследования динамовтулок, фар и преобразователей. Дальше я хочу заняться измерением светотехнических характеристик фар. В идеале хочу получить фотометрическое тело каждой фары на разных скоростях, оформить эти данные в виде файлов для компьютерного моделирования. Можно будет сравнивать в 3D модели лесной или асфальтовой дороги как распределяется освещённость на разных скоростях. А ещё я хочу разработать свой собственный USB преобразователь. С преобразователями всё пока печально, можно сделать лучше, эффективнее и мощнее. И я знаю как. Надеюсь, на всё это появится время и найдётся возможность. И надо бы доработать измерительную установку: поставить на электромотор редуктор, чтобы мотор работал в номинальном режиме и можно было согласовать обороты вала и колеса. И надо на вал изготовить звезду на большее количество зубьев. Сейчас 28 на втулке и 11 на валу. Мелкие зубья на валу вызывают колебания цепи при вращении. И ещё у этой звезды сейчас центр не совпадает с центром вала немного, что тоже приводит к биениям и неравномерному натяжению цепи при вращении. Звезда большего диаметра на большее число зубьев позволит так же увеличить зазор от цепи до ноги вилки, и цепь перестанет биться и греметь.
Поделиться ВКонтакте

11 комментариев:

  1. К последнему абзацу: перейди на ремень, а шкивы напечатай. ремень обычный, с шагом в 2 мм, как в тех же принтерах.

    ОтветитьУдалить
  2. ого...купил AXA 70 lm USB , работает норм за счет так называемого стояночного света ( не помню как по научному)светит ровно скорость на световой поток почти не влияет.USB зарятку практически не проверял ,только подсоеденил usb кабель крутанул колесо на смартфоне загорелась индексация заряда ,а полных данных пока не получил ни повремени ни по скорости нужной для зарядки.Цена кусается вариантов больше не было

    ОтветитьУдалить
  3. Спасибо за очень интересную статью. Втулки на тесте были новые? Все же подшипники и их состояние могут так или иначе влиять на сопротивление, сужу по тому как крутятся обычные колеса без динамки в моих вилсетах. SP-PD8 явно заточен на скорости от 25 км/ч, а остальные от 20 км/ч. Поэтому былоб интересно увидеть в тесте SONdelux, она тоже заточена на более высокие скорости, а по графику выходного напряжения без нагрузки (единственное что я нашел на сайте производителя) совпадает один в один с SP-PD8. Еще хотелось бы узнать есть ли различия между SP-PD8 и SP-PD8X под 15 мм ось. Идея для USB преобразователя с уклоном под бреветы - подключить его к датчику скорости и сделать возможность настраивать диапазоны скорости и нагрузки, а именно 1. обрубать нагрузку (допустим едем в гору или против ветра до 20 км/ч) 2. средняя нагрузка (по плоскачу 20-30 км/ч) 3. максимальная нагрузка (едем с горки или по ветру от 30 км/ч, по максимуму используем халявные ватты). Ну это наверно актуально только для тех, кто считает каждые ватты и может почувствовать разницу в 2-3 Вт))

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Все втулки были новые, кроме PD-8, ей около 1500 км.

      Удалить
  4. Супер, спасибо за статью.

    ОтветитьУдалить
  5. Отличная статья, вообще ничего подобного нигде не мог найти

    ОтветитьУдалить
  6. Отличная статья! Больше бы таких!

    ОтветитьУдалить
  7. Dear sir,

    I hope you don't mind me writing in English. I used a website translation tool.

    I do not have a bicycle generator but if a vintage bike with a four speed dynohub (FG) were offered to me I would accept it. Many people ask questions about maintaining bicycle dynamos so I have created a set of blogs on maintenance and also a blog on a design exercise to take optimum power from a hub dynamo. I do not expect to develop this commercially but if you want to use any of the ideas you are welcome to do that.

    I was told that a hub-dynamo seems to require increasing effort with bicycle speed. The magnetising and eddy current losses should be very small but I see from one of your links a mention of a capacitor and I can see from the graphs that you link to that the generator's output voltage increases, peaks then levels off as if it were a tuned circuit and the power factor gets poorer with speed (frequency).

    https://blog.andrew-lohmann.me.uk/2020/09/electronics-design-project-bicycle.html

    ОтветитьУдалить