[Neyasit]

Схема близка к завершению.
Блок компараторов

Его реле управляют спросом лишней мощности в фару. В общем-то в нем ничего нового.
Как правильно выбрать реле К1 и К2? Реле на рабочее напряжение 5-6в, две группы переключающих контактов, ток коммуникации не ниже 2А, желательно с током потребления электромагнита в пределах 30мА.
Более желательно установить реле именно на 6в, но найти подходящее будет не простой задачей, потому можно поставить и на 5в.
Еще раз напишу про светодиоды, а то кто то может раньше не читал... Падение напряжения на них должно быть в пределах 1,64-1,7в. Не больше, и не меньше- в этой схеме они работают как стабилитроны.


Блок драйверов. В моем случае их два, так как два светодиода. Микросхемы DA2 и DA3 QX5241. Драйвер рассчитан на блок АКБ из двух последовательных банок.
Номиналы некоторых деталей не указаны не просто так- они будут зависеть от светодиодов и их токов работы. Обратите внимание, что тут только половина контактов выключателей S1 и S2, так как вторая для большей наглядности работы схемы в другом блоке.
Конденсаторы С1 и С4 электролитические, на напряжение не ниже 25в. Можно установить и танталовые, если найдёте на нужный номинал. Остальные стоит взять керамические- они долговечнее обычных электролитов. Напряжение для С3 и С6 не ниже 25в. Диоды Шоттки, на напряжение не ниже 17в(ниже может пробить)я выбрал 90SQ045
Индуктивности должны с запасом выдерживать максимальный ток светодиода, желательно что бы их сопротивление было как можно меньше. Индуктивность... Ее нужно рассчитывать по даташиту. Если совсем лень, то используйте в пределах 20-40мкГн.
Управление яркостью осуществляется за счет резисторов- на схеме это два резистора без номиналов, и они оба играют роль токовых шунтов. Скорее всего, в каждом канале, один постоянно подключённый шунт будет отвечать за минимальную яркость, а второй, который не обозначен на схеме, будет подключаться параллельно этому, меняя его сопротивление в сторону уменьшения, и как итог яркость при его подключении увеличится. Не пытайтесь переключать резисторы отдельно- отключение шунта под питанием может вывести из строя микросхему или светодиод фары! Именно потому я думаю менять сопротивление параллельным включением дополнительных.
У меня это номиналы 0,68Ом впаяный на постоянной основе, и 0,33Ом шунтирующий его. Токи соответственно около 300мА на низком режиме, и около 1А на высоком. Как рассчитать шунт под ваш светодиод? Очень просто- 0,2 делим на ток в амперах, и получаем нужное сопротивление. Ток более 2,5А не советую, есть отзывы что с драйвером начинает происходить полной разнос...

Блок фары. Два мощных светодиода, один отвечает за ближний свет, второй за дальний.
Здесь часть контактов реле, а точнее вторая группа, и одна из групп выключателей питания фары.
Крайне важно не перепутать, как именно подключены контакты реле- ошибка приведёт к повреждению драйвера!

Блок выпрямителя. Таких блока должно быть два, если у вас две велоцаппы.

В скобках помечены обозначения для второго канала.
Спареные кнопки S3 и S4 нажимаються при установке заряжаемого АКБ в отсек. Ток кнопок- не ниже 2А

Здесь нету блока АКБ фары. Я сейчас обдумываю, как его сделать, что бы можно было подзаряжать его... Дело в том, что зарядка по определению не возможна, когда фара включена- мощности сбрасывать некуда банально...

Вместе с тем, можно дозарядить АКБ даже когда уже стемнело- фара будет светить, так как начался сброс лишней мощности в нее. Но это крайний случай, так лучше не делать, ведь яркость фары не будет большой...

Помните, что при схеме на двух светодиодах, мощность каждого из них должна быть не меньше 5Вт, а при использовании только одного- не меньше 10Вт
Иначе они могут выйти из строя при сбросе в них излишков мощности на большой скорости.

UPD: Немного дополнил и поправил неточности

[Neyasit]

Ну и естественно схема на однодиодную фару- куда ж без нее
Главное помните, что для нее нужен светодиод на 6в

Блок драйвера. Напоминаю расчет резистора Rш, он отвечает за яркость. Rш=0,2/I светодиода


Блок фары. При расключении контактов не путайте их расположение- это может привести к повреждению драйвера.

[Neyasit]

Изучая тему велоцапп, я лишь подтвердил то, что знал и так- их наибольшая выработка лежит как правило около 5-6в. Именно там находится так называемое плато наибольшей мощности- то есть точка вольт-амперной характеристики, где ток и напряжение в сумме дают наибольшую мощность.
На самом деле, оно,плато это, есть не только у велоцапп- оно есть и у солнечных батарей. Но нас интересуют сейчас в первую очередь именно велоцаппы.
Из за этого плато, все что выше его не приводит к росту мощности- как ни странно, но итоговое соотношение наоборот падает. Такое же происходит и при обратном эффекте- когда напряжение падает ниже определённого.

Моя схема, используя диапазон питания в активной фазе зарядки около 4в, не особо от плато уходит. А в некоторых режимах и вовсе выходит на него...
Как я уже писал, импульсные преобразователи не способны удерживать напряжение- а значит, сильно уходят с площади этого эффективного режима, из за чего и мощность выработки сильно падает- вместо положенных 3Вт выходит 2-2,5Вт, хотя скорость оптимальна для получения наибольшей мощности.
Именно поэтому я против их применения с велоцаппами, так как они негативно влияют на КПД сами по себе, имеют пониженный КПД при малых входных токах, что еще больше ухудшает картину, и не способны ограничить рост напряжения, которое его продолжает до пределов когда ток начинает становиться совсем маленьким, и это кое как останавливает прирост вольт. Вот только этот прирост может оказаться выше, чем выдерживает преобразователь, и он попросту выходит из строя...
То есть минус надёжность, минус КПД... "Но ведь импульсные схемы имеют более высокий КПД..."- сейчас подумает читатель, и будет прав, но прав отчасти. Да, при ОПРЕДЕЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ, их КПД СУЩЕСТВЕННО ВЫШЕ, но не в данном случае
Можно ли получать эффективно другие напряжения кроме тех, что лежат на плато эффективности? Нет, нельзя... Хотя, всегда есть обходные пути
Один из путей- последовательное соединение двух велоцапп. Оно удваивает напряжение плато, что позволяет заряжать уже напрмер 12в системы- и это первый путь их получения
Второй путь я описывал ранее, но правда для лития и на платах 4056- когда банки заряжаться параллельно, а потом включаются последовательно для получения нужного напряжения. Тот же фокус доступен и здесь- и можно даже найти свинцовые АКБ на нужное напряжение Я скажу больше- от них можно заряжать обычные банки лития через 4056 напрямую, что позволит беречь от потери циклов более дорогие литиевые АКБ
А при необходимости, они отключаются от зарядки, соединяются последовательно и выдают 12в для рации и прочего, что хочет такое напряжение
Но есть тут увы и ложка дёгтя- и скрыт он в том, что гелевые и AGM аккумуляторы как правило имеют мало циклов зарядки... Особенно в режиме циклической работы заряд-разряд. Про вес думаю можно не говорить- это вешание кирпичей банальное
Еще один недостаток- последние 10% от ёмкости они набирают даже хуже, чем литий... Причем намного хуже чем литий- время их набора превышает время набора остальных процентов ёмкости, а это означает только одно- нет смысла заряжать их полностью. И их саморазряд относительно высок- пол года лежания и все, уже половина заряда только осталась... И это хорошо, если половина- некоторые могут разрядиться полностью... Более того, чем дольше такой АКБ незаряжен с разряженого состояния, тем выше риск деградации пластин, который у AGM наступает довольно быстро.
Стала ли схема менее интересной от этого? Нет, не стала Возможность зарядки на минусе ну уж очень привлекательна для тех, кто ездит на веле в минусовую температуру Добавляем сюда то, что они кушают ток довольно охотно и так-же как литий, удерживая напряжение, а при остановке вела литий кормят уже сами- и получаем очень таки привлекательную систему

И да, защита этих АКБ от разряда и перезарядки тоже необходима, а значит требуется подобие платы защиты. Она должна отсекать питание, когда свинец разряжен, и не допускать перезаряд- это классические свинцовые АКБ умеют сбрасывать лишнее напряжение, а эти так не умеют от слова совсем
В общем, проблем хватает, схема может оказаться сложнее чем просто на литии, но в чем то перспективнее

[STALKER_Tipany]

Свинцовые обладают большой емкостью, как уже говорил Неясыть - наплевать свинцу на превышение напряжения. Еще достоинство немного дешевле литиевых.
Но для поездок он очень тяжел.
Да у меня была павер банка на 6В 12А на свинцовом АКБ. и ее хватило на половину похода, но подзаряжаться она не умела.

[Neyasit]

AGM не любят когда превышают, они могут закипеть.
Так что с ними так нельзя
А насчет тяжел- да, это да...
Для такого проекта нужны три АКБ на номинал 4в (есть и такие), и каждый около полкилограмма
Итого полтора только три АКБ, при ёмкости 4А/ч.
Но заряжается зимой. И можно сделать съёмным, на зиму только ставить...
Но потребует уже работу за счет микропроцессоре такой блок- иначе можно перезарядить, ну или наглухо разрядить...
Но для зимы оно того стоит, как и для случая, когда нужна такая батарейка по какой то причине.
И да, именно 3 штуки на номинал 4в оптимально- и зарядка около плато эффективности, и использование в качестве буфера при зарядке лития хорошо будет работать, хотя при разряде ниже чем 4,4в уже не сможет такую роль играть... И да, номинал то формально 4в, но заряженный имеет напряжение побольше
Там не 4в, а 4,6в у заряженого, но можно и почти до 5в зарядить на самом деле для циклической работы- а это около нашего случая кстати.
И в итоге, при необходимости, можно в паралельном режиме их использовать и зарядить что то на 5в с USB, или последовательно как обычный свинец в авто оно по напряжению будет. Не слабый такой бонус
Но вот вес конечно да, надо учитывать.

[Neyasit]

Второй путь- это две последовательно соединённые велоцаппы.
Помните, что главное правило- соединять их ТОЛЬКО после диодных мостов. Это и для параллельного, и для последовательного соединения.
Велоцаппа имеет свою фазу переменного тока, и в двух она совпадать не будет. Плюс еще и частота может быть разная... Потому только после выпрямителя.
И да, конденсаторы должны быть уже на 16в, а значит те Шоттки, что я выбрал для более низковольтной цепи, уже не подойдут- их конденсатор может накопленным зарядом в 16в пробить. Нужны будут другие...
Для зарядки часов за 5 до 85-90%, емкость такого буфера не должна быть больше чем 2,3А/ч, батарейку на 7А/ч за 5 часов зарядить 100% не выйдет, во всяком случае полностью...
Оборвать заряд надо тогда, когда напряжение дойдет до максимального для данного АКБ. Для циклической работы это обычно 14,5в
Но есть одно НО. При одновременной зарядке еще чего то на ходу, рации например, АКБ не может быть в циклической режиме- только в стенд бай... А это значит напряжение 13,8в, больше вызовет перегрев.
Для получения всех остальных напряжений и возможностей, нужен будет уже преобразователь, без него никак.

[Neyasit]

Помните, я писал про аналог носимого лабораторника?
Остались только аккумуляторы и корпус, и он будет готов

Здесь используеться описанный ранее принцип зарядки- в выключенном состоянии каждая плата на 4056 заряжает свой АКБ, во включенном- они соединены последовательно.

Есть еще один момент, на который я хочу обратить внимание.

Плата справа имеет больше металлизации, на которую 4056 отводит тепло. Как итог, она не так сильно греется...
Та что слева, склонна к перегреву, и сбрасывает ток во время зарядки без дополнительного теплоотвода. Хотя с ним уверенно держит ток зарядки в 1А. Китайцы решили сэкономить, и как итог это не самая удачная плата...
В целом, я в любом случае собирался ставить их на металл, потому теплоотвод будет достаточный, так что в моем случае это не проблема. Да и зарядка не выдаст больше 2,1А, так что там не будет тока по 1А на каждый АКБ.
Впрочем, можно подключить 2 зарядки, и тогда тока хватит. Вот тогда металл и будет важен

P.S. докупил некоторые детали для проекта велоцаппы

Светлые блочки по центру- это реле
Причем это механические реле. По размеру совсем мелкие

[Neyasit]

На фото вторая ревизия платы.
И с ней проблемы... У меня закончились резисторы 4,7к и я впаял 1% 4,64к вместо них. Компаратор работает, а вот транзисторы внезапно полетели
Пытаюсь понять в чем дело, там вон всего один сейчас на плате- второй вышел из строя и потому демонтирован... Впаять на его место нечего- уже полетели те 3, что были в запасе...
Возможно попались дефектные... Такое бывает.
На днях куплю новые, и посмотрю как они будут себя вести... Если будет такая же ерунда, то буду искать резисторы на 4,7к и смотреть, как это повлияет.


А это возможная альтернатива драйверу на QX5241.
Имеет более низкий КПД, но будет проще для повторения- эта микра больше в размере, и паять ее легче как итог... Да и внешних цепей у нее меньше

[STALKER_Tipany]

Neyasit сказал:

Если будет такая же ерунда, то буду искать резисторы на 4,7к

Лучше не рисковать, все же сопротивление дешевле транзисторов

[Neyasit]

STALKER_Tipany (09 января 2023 - 14:25) писал:

Лучше не рисковать, все же сопротивление дешевле транзисторов

Ну, резисторы по 20 копеек, транзистор 1,5грн
На самом деле, скорее всего брак- один то остался уверенно работать

Реле, что я купил, кстати, поляризованные. Им есть разница, какая полярность у питания. Если перепутать, не работает
Потому всегда смотрите даташит- иначе будут сюрпризы
Если кому интересно, реле omron g6s-2.

[Neyasit]

Наконец дошли руки до блока реле

Вот такая вот миниатюрная штука вышла.
Выглядит конечно страшненько, но это тестовая схема, так что норм
От нее требуется работать в первую очередь, а красивой быть в последнюю

А так выглядит другая сторона, там распаяна микросхема компаратора, ее обвязка и ключи на транзисторах

Схема делает ровно то, что требовалось. Как только напряжение растет, переключает реле, при этом может сбросить мощность на другой канал зарядки.

Теперь надо подключить светодиоды, и проверить как будет с ними. Но не думаю, что там будут проблемы- реле явно работают, так что все должно быть хорошо

[Neyasit]

Решил все таки вешать на нагрузку сброса 1 светодиод на 6в.
Так коммутация проще, и один источник света остаеться все равно на драйвере- а вот ближний на драйвер вешать, или дальний, пока вопрос... Дальний нужен вроде как реже, но когда нужен- его стабильное свечение более критично, нежели у ближнего, который должен светить недалеко...

Но тут жду мнений- я не уверен, какой именно свет делать в итоге нагрузкой, ближний или дальний...

[STALKER_Tipany]

Как по мне "стабильное свечение" критично для обоих режимов.

[Neyasit]

STALKER_Tipany (19 января 2023 - 08:10) писал:

Как по мне "стабильное свечение" критично для обоих режимов.

Ну, тогда при езде по тёмной не выйдет заряжать АКБ...
Ну или вешать комавраторам свой светодиод, отдельный и независимый, тогда фару тоже можно полностью независимой делать

[Jak Arc Zoreon]

Neyasit сказал:

В общем и целом, что бы круглый год иметь хотя бы 5 ватт для зарядки, надо панелька солнечная ватт на 300

В общем--то пришел к такому же выводу. Вдобавок, СБшки плохо переносят походные условия. Сейчас при строительстве системы я рассчитываю на то что походный вел может кувырнуться кубарем по камням сделав несколько оборотов и в конце еще плюхнуться в реку с полным погружением, и то что такое теоретические не переживет то на нем не очень нужно. СБ, где бы они не были размещены, явное такое не переживут...

Так что генераторы практичнее и компактнее. А применять СБ на марше хоть и соблазнительно, но не практично и не надежно. Адекватный формат СБ это складная версия Ватт на 50-80 для стоянок, пакующаяся на марше в рюкзак в жестком футляре и желательно собранная из гибких аморфных элементов.

На счет велоцапп.

Найти заднюю динамовтулку в продаже шансов крайне мало, но есть другие варианты. Это Цепная и классическая «покрышечная». Причем по моим расчетам частота втулочной и колесной отличаются толи в 20 толи в 40 раз, уже не помню, что по идее может позволить их на один мост зацепить в паралель без опасения установления противофазных режимов, надо будет только после моста наверное полноценный LC-фильтр поставить. Но думаю все равно лучше так не делать.
На счет цепной цаппы вот:


Оно надевается на верхнюю (натянутую) часть цепи и фиксируется на пере. Имеет встроенный накопитель (скорее всего ионистор) и стабилизатор. На выходе 5В DC. Вывод сразу через USB-А с резиновой заглушкой. Мощность пишут что до 2А. Корпус вроде как имеет герметизацию электрической части. По крайней мере от грязи оно сразу умирать не должно. Фактически это готовое решение для зарядки аккумов и повербанков. Благодаря расположению на цепи, генерация не зависит от скорости движения, только от каденса, который и так, при правильном использовании скоростей, почти постоянен при любых условиях. Так что она должна быть одинакова эффективна как на асфальте, так и на грунтах. Но есть один момент, и он в моменте, а точнее в защитном механизме, который этот момент ограничивает, при приложении слишком большого усилия она проскальзывает, но за счет этого перегрузить механику должно быть сложно. Еще один плюс, она монтируется/демонтируется буквально в два жеста менее чем за минуту. Так что перед прям жестью её можно спокойно снять и спрятать. Вопрос только в долговечности, ибо полностью пластиковое и разобрать его у меня не получилось, похоже хорошо проклеено.
На Али эта штука достаточно легко находится. Думаю, как будет плюс её опробовать. Ибо сколько проживет пластик на морозе и какие нагрузки (не)держит мне и так прекрасно известно...

В перспективе, если этой штуке доработать механику и сделать более прочное крепление из каких-нибудь велокомпонентов...

[Neyasit]

Идеи совокупления генератора с цепью на форуме гуляли уже давно...
Тот факт, что есть готовое решение, очень даже неплох
А главное, теперь можно придумывать заднюю опору вела, что бы использовать его для выработки энергии на месте, без нагрузки и в любую погоду...
Насчет включения двух источников переменного тока в одну цепь, для питания,- только через мосты. Переменку напрямую объединять увы нельзя- несовпадение фаз все равно вызовет просадки, а точнее эффект широтно-импульсной модуляции, и в такой ситуации с потерей энергии...
Жаль нельзя увидеть что там внутри- возможно, там литий-ионный конденсатор.
Последний подходит гораздо больше какого-то там ионистора

[Jak Arc Zoreon]

Neyasit сказал:

А главное, теперь можно придумывать заднюю опору вела, что бы использовать его для выработки энергии на месте, без нагрузки и в любую погоду...

Я даже больше скажу, ничего не мешает поставить её задом наперед и крутить педали в обратную сторону.

[Neyasit]

Jak Arc Zoreon (24 января 2023 - 07:50) писал:

Я даже больше скажу, ничего не мешает поставить её задом наперед и крутить педали в обратную сторону.

Ну, так еще проще может быть, только вот крутить в обратную сторону надо еще привыкнуть будет

[Jak Arc Zoreon]

Итого получается, что, если прям упороться, на велосипед можно установить до 6и цапп. Одну, динамовтулку в переднем колесе, одну цепную и 4! прижимных покрышечных. Итого со всего этого добра получится до 25Вт и из них гдето 18-20 полезных, то есть которые будут доходить до потребителей. Но сопротивление качению уже будет заметным. Но вот стоит ли оно того, вопрос. Каждая цаппа обойдется скажем от 1000р. То есть суммарно не меньше 6к. А в такой бюджет уже можно просто мотор-колесо поставить и использовать его в качестве генератора. А внем будет уже не 25Вт и даже не 100. Директдрайвы с штатной рекуперацией обычно начинаются от 500Вт номинала. Но тут вопрос уже будет стаяь не повыщении кпд а в ограничении снимаемой мощности а еще лучще в её гибком регулировании. Плюс проблема перенапряжения, ибо на ХХ, при номинале в 36В, оно вероятно срокойно будет за 100В раскоучиваться. Но такое направление мне сейчас кажется более перспективно для освоения. Недорогое МК без акб и инвертора можно найти примеро в цену двух динамовтулок. Ну и 3+3 Вт против 500, думаю это в коментариях не нуждается.
При этом теоретически возни должнотбыть не так много. Нужно добраться до выводов обмоток, откарячить линии к инвертору и прикорячить туда 3х фазный мост с хорошим фильтром потипо той конструкции что в ПЗУ-5М стоит. Возможно для этого даже разбирать ничего не нужно будет, ибо в большинстве моделей инвертор идет отдельным блоком. Достаточно будет сделать коробочку с таким же разъемом.

[Neyasit]

Мотор колесо при этом имеет одну проблему- вес.
Оно как правило заметно тяжелее даже двух динамовтулок
Но велоцаппа из него бодрая, это факт