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#1184480 - 18.01.16 13:55 Das E-Werk "aufbohren"
roland.bike
Mitglied
Themenersteller
abwesend abwesend
Beiträge: 7
Da ich dieses Forum schon mehrfach nützliche Informationen entnehmen könnte, möchte ich auch mal etwas beitragen: Über das "Aufbohren" des E-Werks zwecks Leistungssteigerung und etwas über USB-Pufferakkus.

In Analogie zum Minimallader habe ich habe ich Elkos ins Kabel kurz vor den Wechselstromseintritt beim E-Werk geschaltet und die produzierte Leistung des E-Werks beim Radfahren verfolgt. Gemessen habe ich mit einem "Voltcraft PM-60V/20A" mit eigener Energieversorgung. Das Voltcraft-Gerät war zwischen E-Werk (Standardinstellungen: 4.9V/1.5A) und dem USB-Pufferakku "SIStech Powerbank XL41" (41 Wh, nicht mehr käuflich, schon etwa 2,5 Jahre alt und viel genutzt) geschaltet. Meine Standard-Velostrecke ist etwa 35 km lang, es geht auf und ab, durch Stadt und über Feldwege. Die Geschwindigkeiten liegen zwischen 8 und 30+ km/h mit einem Schnitt im Bereich von 16 bis 17 km/h. (Auf Radreisen mit Gepäck fahre ich nicht schneller.) Stromquelle ist ein Shimano Nabendynamo (DH-3N72) in einem 26'' Laufrad.

Mit dem Voltcraft lässt sich Spannung, Strom und Leistung ablesen und bei verschiedenen Geschwindigkeiten (nach meinem nicht sonderlich genauen Fahrrad-Tacho) betrachten, aber auch die Gesamtleistung über die Tour wird aufaddiert. Der Pufferakku hat eine integrierten Anzeige für die Zellspannung, die normalerweise vor einer Tour im Bereich von 3.7 bis 3.8 V liegt, der Akku also gut halb voll ist. Die Powerbank XL 41 lässt - abweichend von den Herstellerangaben mit 1 A - bis etwa 1,6 A Ladestrom zu.

Ohne Elkos wird der Akku im Mittel mit 0,153 Wh/km (15,3 Wattstunden pro 100 km) geladen. Was macht der angeblich so "intellente" (und teure) Pufferakku mit MPPT beim Laden? Er zieht maximalen Strom aus dem E-Werk bei einer Spannung, die ein Stück oberhalb der Leerlaufspannung der Zelle im Pufferakku liegt. Liegt beispielsweise die Leerlaufspannung des Akkus bei 3,7 V, erfolgt eine Ladung mit etwa 4,2 V bei 0,6 A, was etwa 2,5 W entspricht und bei etwa 16 km/h eintritt. Das ist nicht die optimale Leistung des E-Werks, sondern der maximale Strom bei dieser Geschwindigkeit. Die Ladeleistung ist somit abhängig vom Ladezustand des Akkus. Ist der Akku mit 3,2 V weitgehend leer, liegt die Ladespannung deutlich tiefer und dies bei nur wenig stärkerem Strom, was zu einer geringeren Ladeleistung führt. Ist der Akku 3/4 voll (etwa 3.9 V) ist die Ladeleistung besser. Die Ladespannung steigt erst auf 5 V, wenn der Akku weitgehend voll ist, also seinen den Ladestrom an der Akkuzelle limitiert. MPPT regelt nur einen Innenwiderstand der einen tiefen Spannungseinbruch beim E-Werk durch zu hohen Strom verhindert und sucht nicht den "maximalen Leistungspunkt" zwischen Spannung und Strom.
Ich vermute, dass der äussere Ladestrom dieser Powerbank dem tatsächlichen Ladestrom in die Akkuzelle selbst weitgehend entspricht. Damit lässt sich die tatsächliche gespeicherte Energiemenge abschätzen, da der chemische Umsatz in der Akkuzelle proportional zum Strom (und nicht zur elektrischen Leistung) erfolgt. Bei einer Akkuzelle mit 3,7 Volt Leerlaufspannung (halb voll) und dem obigen Beispiel mit 2,5 Watt Ladeleistung: 3,7 V * 0,6 A = 2,2 W. Der Rest von 0,3 W (12 %) ist nur Abwärme. Mein noch älterer und kleinerer Powertank XL-21 (21 Wh) mit MPPT limitiert seinen Ladestrom - entgegen der Herstellerangaben von 2,1 A - bei max. 0,8 A. Die Powerbank machte mir bei Radtreisen bei tiefem Ladestand Probleme und pufferte nur bei hohem Ladezustand knapp ausreichend. Jetzt ist es mir klar: Bei einer Leerlaufspannung bei leerem Akku bei 3 Volt ist bei max. Ladeleistung (5 V * 0,8 A = 4 W) die Ausbeute jedoch nur 3 V * 0,8 A = 2,4 W (40 % Verlust, der schlechteste Fall). Selbst wenn ich 30 km/h fahren würde, ich komme vermutlich nur auf 2,4 W nutzbare Ladeleistung beim XL-21 an.

Lange Rede, kurzer Sinn: Der Pufferakku muss hohe Ladeströme zulassen (1 A ist Minimum) und Herstellerangaben sind leider oft falsch. Es ist bei jedem verwendeten Akku oder anderen USB-Verbrauchern sinnlos beim E-Werk die Ladespannung auf 5,6 Volt zu schalten. Dies führt eher zu Problemen mit empfindlichen USB-Verbrauchern wegen Überspannungen bei geringen Ladeströmen.
(Eher besser sind 4,2 Volt bei sehr tief entladenen und grossen "intellenten" Akkus (geringerer Innenwiderstand beim Laden mit höheren Strömen), da steht etwas mehr Strom über die Umspannung im E-Werk zur Verfügung. Sehr viele Powerbanks akzeptieren vermutlich jedoch nur Spannungen > 4,5 V und laden unter 4,2 V nicht.)

Das "Aufbohren": Mit zwei 470 uF (25V, Ultra Low ESR, Jianghai, gekauft bei Conrad Electrictric) lässt sich die mittlere Ladeleistung auf 0,191 Wh/km (19,1 Wattstunden pro 100 km) steigern, was etwa 25% besser ist, als ohne Kondensatoren. Die Ladeleistung liegt bei 10 km/h bei 1,4 W, bei 12 bei 2 W, bei 13 bei 2,3 W, bei 15 bei 2,9 W, bei 16 bei 3,1 W, bei 17 bei 3,2 W, bei 20 bei 3,6 W, bei 25 bei etwa 4,3 W.
(Bei einer leeren Powerbank XL-41 lässt sich beim Limit auf 4,2 V am E-Werk ähnliche Werte (0,192 Wh/km) erreichen, obwohl bei Talfahrten die begrenzte Spannung sehr hohe Ladeströme durch steigenden Innenwiderstand des Akkus behindert. (Mein E-Werk sperrt leider schon bei 4,1 V.))
Mit zwei 680 uF (25V, low esr, Yageo) oder einem bipolaren 330 uF (63 V, für HiFi, Intertechnik) liegen die Ladeleistungen bei niedriger Geschwindigkeit (Bergfahrt) günstiger, die Gesamtbilanz (680 uF: 0,18 Wh/km) ist jedoch schwächer; bei 15 km/h werden "nur" etwa 2,7 W erreicht.

Direktes laden eines iPhone 4s: Direktes laden ohne Pufferakku, aber mit Kondensatoren verläuft zuverlässiger, da nur noch selten beim Losfahren das iPhone mit einer Fehlermeldung das Laden abbricht. Hat mein iPhone gerade einen Ladezustand 100% erreicht, konsumiert das iPhone bei voller Beleuchtung des Displays und laufender App "MapOut", die den Weg aufzeichnet, ca. 1,6 Watt, bei "Display aus" 0,7 Watt.
Liegt der Ladezustand z.B. bei 50%, steigt der Ladestrom mit steigender Geschwindigkeit auf 0,5 A an, wobei die Spannung deutlich unter 5 V liegt. Erst in der Nähe von 0.5 A steigt die Spannung auf 5 V (2,5 W), was bei etwa 14-15 km/h geschieht. Dann scheint das iPhone wohl auf höhere Ströme umzuschalten: die Spannung fällt unter 5 V, der Ladestrom steigt dabei mit steigender Geschwindigkeit bis auf 0,8 A an. Liegt die Temperatur im Herbst aber unter 10°C, bleibt der Ladestrom bei 0,5 A kleben. Bei 5 °C bleibt mein iPhone schon bei 5 V und 0,4 A stecken.

Laden mit Pufferakku: Auf einer Tour erst einen Akku laden und nach der Tour mit dem Akku dann einen Verbraucher aufladen führt zu sehr hohen Verlusten, die ich semi-empirisch auf 40% und schlechter schätze. (Lade ich auf meinen leeren Pufferakku 10 Wh und lade danach mit dem Akku mein leeres iPhone 4s (angeblich mit Akku 5,3 Wh) voll, bleibt im Pufferakku kaum noch Restleistung übrig.) Um bei einer Anordnung Dynamo -> E-Werk -> Pufferakku -> iPhone den Puffer nicht unnötig mit 5 W bei einem leeren iPhone zu belasten, hängt hinter dem Pufferakku ein manipuliertes USB-Kabel, das das iPhone auf 2,5 W Lademodus schaltet. Das reicht, um das Handy zu betreiben und auch zu laden. Bisher habe ich nur mit zwei 680 uF-Kondensatoren meine Standard-Velostrecke mit nur 40% geladenem Handy abgeradelt. Bis der Ladezustand etwa 85% erreicht hat, deutet die Spannungsanzeige im Pufferakku darauf hin, das sich der Akku etwas entladen hat. (3,78 V -> 3,74 V). Erst dann beginnt wieder ein Aufladen des Pufferakkus. Wenn es wieder wärmer ist, werde ich mit zwei 470 uF testen und hoffe auf eine ausgeglichene Bilanz. Wenn nicht, kaufe ich mir einen Forumslader . schmunzel

Zusammmenfassung: Dieser Beitrag ist quälend lang geworden. Das System 5V-USB und Akkus/Handys/etc. mit einer mittleren internen Spannung von nur 3,7 V ist ein einziges Energieloch und technische Angaben von Pufferakkus entsprechen dem Standards von VW. Für einem Apfel ohne Ei lässt sich die Leistung vom E-Werk merklich steigern.

MfG-
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#1184522 - 18.01.16 16:00 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: roland.bike]
kosemuckel
Mitglied
anwesend und fröhlich anwesend
Beiträge: 309
Hallo Roland,
ohne viel TamTam von mir erst mal Herzlich Willkommen hier im Forum und vielen Dank für Deinen ersten Beitrag, der sicher einigen im Resultat gefallen wird!

In Antwort auf: roland.bike
Dieser Beitrag ist quälend lang geworden.
Ein bisschen zwinker Macht nix, kann man lesen und es liest sich fundiert.
In Antwort auf: roland.bike
Für einem Apfel ohne Ei lässt sich die Leistung vom E-Werk merklich steigern
Wenn Du den (wahrscheinlich nicht wenigen) Interessierten hierzu eine Bastelanleitung und Einkaufsliste bereitstellst, dann würde es den Beitrag perfekt nach oben abrunden schmunzel

Ich freu mich schon auf weitere Beiträge und Experimente von Dir!
Liebe Grüße,
Bernd
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#1185681 - 24.01.16 13:14 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: kosemuckel]
roland.bike
Mitglied
Themenersteller
abwesend abwesend
Beiträge: 7
Die Bastelanleitung ist recht simpel. Zu Testzwecken habe ich die Wechselpannungsleitung vom Dynamo zum E-Werk durchtrennt und mit Lüsterklemmen versehen. Einer der Leiter (egal welcher) ist mit einem Kabelstück verbunden, der andere trägt die beiden antiseriell angeordneten Kondendatoren. Zur Anordnung/Polung, siehe Minimal-Lader, Bild 3. Für einen Dauereinsatz wäre für die Kondensatoren ein Regenschutz sinnvoll. Die Kondensatoren habe ich bei Conrad Electronic bezogen. mfg


[img]https://www.dropbox.com/s/gh0bsm3cjddcyyl/Kondensatoren-Velo.JPG?dl=0[/img]
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#1185720 - 24.01.16 16:08 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: roland.bike]
Yogibaer
Mitglied
abwesend abwesend
Beiträge: 28
Hi zusammen,

klasse Beitrag aus dem man als Elektriker einiges an Wissen rausziehen kann.

Wem das alles zu kompliziert ist, kauft sich ein Zzing.
Da ist das alles schon drin inkl. Akku. Fahre damit seit 4 Jahren.
Letztes Jahr habe ich einen neuen Akku gebraucht. Den habe ich bei Zzing bestellt
und selber am Gerät ausgetauscht.

Früher habe ich damit mein Samsung S2 geladen, jetzt Samsung S5 mini.

Wenn ich nach 5 - 6 Std, bei ständiger Navigation mit Osmand+ und LCD dauernd an, vom Rad steige ist das Smartphone und der Akku voll.

Tipp: Laden immer so zwischen 60% - 70% Akkustand am Smartphone starten, bei 100% wieder
ausschalten. Dann arbeitet das Zzing am effektivsten.

Eines zeigt der Beitrag aber deutlich und das merkt man auch im täglichen Leben, das laden eines Smartphones über eine Powerbank und/oder über E-Werk oder USB Plug hängt stark vom Ladezustand der Akku's ab.

Gruß

Yogi

Der Weg ist das Ziel.
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#1185919 - 25.01.16 13:06 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: Yogibaer]
derSammy
Mitglied Übernachtungsnetzwerk
abwesend abwesend
Beiträge: 10361
Ähm, hier ging es um Tuningmöglichkeiten für das E-Werk (Danke Roland übrigens, für deine ausführlichen Tests). Letztes hat aber auch ungetunt meines Wissens bessere Ladewerte als das Zzing. Spricht natürlich trotzdem nix gegen den Erwerb des Zzing, aber man muss nich Basteln, um sich ein E-Werk zu holen.

Wer gern basteln will, kann gern die 12V+USB-Version des Forumsladers bauen. Die ist leistungsmäßig auch nicht schlecht, mit den Akkus sehr flexibel und die Bauteile kosten nicht viel.
Komm wir grillen Opa. Satzzeichen können Leben retten.
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#1205970 - 17.04.16 22:16 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
uiop
Mitglied
abwesend abwesend
Beiträge: 13
Ich habe auch das E-Werk als vermeintlich bestes Gerät gekauft. Beim Test am Labornetzgerät mit einem Drahtdrehwiderstand war ich erst mal enttäuscht. Es hat sich herausgestellt, das bei der Einstellung "5V, 1A" keineswegs 5W rausziehen lassen. Schon bevor man überhaupt in die Nähe von 1A kommt, sinkt die Ausgangsspannung deutlich unter 5V. Das Einstellen auf eine höhere Ausgangsspannung bringt auch nicht viel Änderung.
Unten die Tabelle, sie genügt allerdings nicht wissenschaftlichen Ansprüchen, war mehr so ein Quick-and-Dirty rumgemesse. Ich konnte maximal 1.3W erhalten.

In diesem Test kommt das E-Werk aber auf über 2W: http://fahrradzukunft.de/12/steckdose-unterwegs-2/. Laut http://fahrradzukunft.de/1/labortest-nabendynamos/ sind doch mehr als 7V bei einem Nabendynamo eh nicht drin. Wie bekommt man also die 2W? Ich habe das Netzgerät als Spannungsquelle benutzt und dann verschiedene Widerstandswerte durchgemessen, Strom war immer auf 1.5A eingestellt beim E-Werk.

Beim Handy kam Ähnliches raus, habe ich aber nicht aufgeschrieben. Bei dem Android Akku Diagramm sieht man dann auch, dass es kaum geladen wird. Das liegt wohl auch an der Ladeschaltung im Handy nehme ich an, weshalb ja auch ein Pufferakku empfohlen wird.

Habe ich da irgendwas übersehen oder falsch gemacht? Kann es sein, dass es mit dem Dynamo irgendwie besser klappt? Soviel ich weiß, wird das E-Werk auch damit beworben, mit Gleichspannung vom E-Bike Akku zu funktionieren. Der Forumslader benutzt ja die Frequenz der Wechselspannung um den optimalen Arbeitspunkt des Dynamos zu finden, ein anderes Gerät fährt die Kennlinie entlang und sucht den optimalen Arbeitspunkt (habe ich irgendwo mal gelesen, finde ich grad nicht mehr). Wie ist das mit dem E-Werk?

Alles in Allem werde ich wohl um einen Forumslader nicht herumkommen :-).

Einstellung/V Strom_ein Strom_aus Spannung_ein Spannung_aus Leistung_ein Leistung_aus wirkungsgrad Strom_bei_5V Widerstand
5 0,1 0,13 7 4,39 0,7 0,5707 81,53% 0,11414 33,8
5,6 0,2 0,22 7 4,49 1,4 0,9878 70,56% 0,19756 20,4
5,6 0,19 0,29 10 4,65 1,9 1,3485 70,97% 0,2697 16


Noch etwas off-topic:

Bald sollen sich USB-Geräte erst authentifizieren, um Probleme mit mangelhaften Netzteilen oder Angriffe zu verhindern. Das gilt z.B. auch für Netzteile, die nur das Handy laden sollen.
http://www.heise.de/newsticker/meldung/USB-Digitale-Signaturen-schuetzen-vor-bösartigen-oder-schlechten-Geraeten-3173701.html
Das klingt vielleicht erst mal sinnvoll, hat aber einen dicken Haken: Hersteller könnten es einrichten, dass ihre Geräte nur noch mit ihren "zertifizierten" superduper 40€ Netzteilen geladen werden. Das würde den ganzen EU Bestrebungen, "ein Ladegerät für Alles", entgegenstehen. Außerdem werden sich die "bösen Jungs" sicher auch ein gültiges Zertifikat besorgen können.

Ist ein bisschen so wie bei UEFI, Hauptsache man kann die Nutzer weiter einschränken; sicherheitstechnisch hat das nie viel gebracht, wenn man Alles zunagelt.

Zurück zum Thema: Wird der Forumslader irgendwann mit neuen Handys nicht mehr funktionieren?
Grüße Clemens
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#1206014 - 18.04.16 09:29 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
Philueb
Mitglied
abwesend abwesend
Beiträge: 729
In Kuerze: Die max. 7 Volt im zweiten Link entstehen am 12,1 Ohm Widerstand. Unbelastet generieren Nabendynamos ca. 0,8 Volt pro km/h, bei sehr hohen Geschwindigkeiten also 50 und mehr. Das ist der Grund, weshalb z.b. der Forumslader 6W und mehr leisten kann.

VG, Philip
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#1206022 - 18.04.16 10:03 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
derSammy
Mitglied Übernachtungsnetzwerk
abwesend abwesend
Beiträge: 10361
In Antwort auf: uiop
Ich habe auch das E-Werk als vermeintlich bestes Gerät gekauft.

"Bestes" bezüglich welcher Kategorie?

In Antwort auf: uiop

Beim Test am Labornetzgerät mit einem Drahtdrehwiderstand war ich erst mal enttäuscht. Es hat sich herausgestellt, das bei der Einstellung "5V, 1A" keineswegs 5W rausziehen lassen. Schon bevor man überhaupt in die Nähe von 1A kommt, sinkt die Ausgangsspannung deutlich unter 5V. Das Einstellen auf eine höhere Ausgangsspannung bringt auch nicht viel Änderung.

So ganz ist mir dein Testaufbau nicht klar. Du schließt das E-Werk an ein Gleichspannungsnetzgerät an? Irgendwie bekomme ich den Bogen zum Betrieb am Dynamolaufrad nicht hin.

In Antwort auf: uiop

Unten die Tabelle, sie genügt allerdings nicht wissenschaftlichen Ansprüchen, war mehr so ein Quick-and-Dirty rumgemesse. Ich konnte maximal 1.3W erhalten.

In diesem Test kommt das E-Werk aber auf über 2W: http://fahrradzukunft.de/12/steckdose-unterwegs-2/. Laut http://fahrradzukunft.de/1/labortest-nabendynamos/ sind doch mehr als 7V bei einem Nabendynamo eh nicht drin. Wie bekommt man also die 2W?

Wie kommst du auf die 7V? Ein Nabendynamo ist in etwa eine Konstantstromquelle, die Spannung geht dabei lastabhängig mit steigender Geschwindigkeit rauf. Leerlaufspannungen bis in den dreistelligen Voltbereich sind dabei möglich. Kannst ja mal den Selbstversuch starten und die Pole mit befeuchteten Fingern kurz schließen. 6V würdest du nicht spüren, beim Selbstversuch jedoch.... teuflisch
Wenn eine Last am Dynamo hängt, bricht dann die Spannung ein. Allerdings kann man z.B. etwas tricksen und z.B. mittels eines Tuningkondensators die Spannung anheben. Dies, in Kombination mit einer Spannungsverdopplung wird wohl auch im E-Werk eingesetzt.

In Antwort auf: uiop

Strom war immer auf 1.5A eingestellt beim E-Werk.

Soweit ich weiß, ist das lediglich eine Strombegrenzung, zum Schutz der angeschlossenen Elektronik. Wenn die Tretleistung das nicht her gibt, kommt entsprechend weniger raus.

In Antwort auf: uiop

Soviel ich weiß, wird das E-Werk auch damit beworben, mit Gleichspannung vom E-Bike Akku zu funktionieren.

Ach, soll es das? Mir war das bisher neu, für ausgeschlossen halte ich es jedoch nicht. Nur wäre in diesem Fall nicht ein Gleichspannungswandler das sinnvollere Bauteil? Übrigens arbeiten die Elektromofaakkus mit deutlich mehr Spannung als 6V.

In Antwort auf: uiop

Der Forumslader benutzt ja die Frequenz der Wechselspannung um den optimalen Arbeitspunkt des Dynamos zu finden, ein anderes Gerät fährt die Kennlinie entlang und sucht den optimalen Arbeitspunkt (habe ich irgendwo mal gelesen, finde ich grad nicht mehr). Wie ist das mit dem E-Werk?

Dabei geht es doch im Wesentlichen nur um die Wahl des richtigen Tuningkondensators. Beim E-Werk vermute ich, dass da einfach einer verbaut ist. In der Hoffnung, dass der schon immer so halbwegs ok ist.

Sorry, deine Tabelle hab ich übrigens nicht verstanden... traurig

In Antwort auf: uiop

Bald sollen sich USB-Geräte erst authentifizieren, um Probleme mit mangelhaften Netzteilen oder Angriffe zu verhindern. Das gilt z.B. auch für Netzteile, die nur das Handy laden sollen.
http://www.heise.de/newsticker/meldung/USB-Digitale-Signaturen-schuetzen-vor-bösartigen-oder-schlechten-Geraeten-3173701.html

Du meinst diesen Link?
So wie ich es verstanden habe, wird das bestenfalls Bestandteil des USB 3.1-Standards. Das wird wohl noch ne Weile dauern, bis sich das bei Smartphones etabliert. Schon die große Anzahl an Polen bei USB3 ist beim Smartphone wohl eher nicht von Vorteil. Und die EU hat bei den Ladegeräten wohl schon einen Blick drauf, glaube nicht, dass der Standard dann vorrangig nur zu teuren Netzteilen führt.

In Antwort auf: uiop

Ist ein bisschen so wie bei UEFI, Hauptsache man kann die Nutzer weiter einschränken; sicherheitstechnisch hat das nie viel gebracht, wenn man Alles zunagelt.

Das Ding ist aber auch, dass das BIOS ein extrem alter Standard ist und mit Dingen wie SATA kaum klar kommt. Als ich zuletzt einen PC neu aufgesetzt habe, musste ich in der Tat ein Diskettenlaufwerk (sowas gab es mal als Datenträger zwischen Keilschrifttafeln und CDs) anschließen, um durch Drücken von F12 während des Bootens den SATA-Treiber nachladen zu können. Erst danach wurden logischer Weise Laufwerke wie die SSD erkannt. Allein die Vermeidung dieses Umweges wäre mir schon ein neues Boot-System wert. Allerdings muss ich zugeben, mich mit möglichen Nutzereinschränkungen dadurch bisher nicht auseinander gesetzt zu haben.

In Antwort auf: uiop

Zurück zum Thema: Wird der Forumslader irgendwann mit neuen Handys nicht mehr funktionieren?

Das glaube ich nicht, vielleicht gibt es irgendwann mal Probleme mit irgendeinem Superduperschnelllademodus. Weil dessen Wirkungsgrad aber vermutlich eh nicht überragend ist (kann einem an der Steckdose ja egal sein), spielt das für den Ladebetrieb am Rad nicht so die Rolle.
Komm wir grillen Opa. Satzzeichen können Leben retten.

Geändert von derSammy (18.04.16 10:03)
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#1206089 - 18.04.16 14:18 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
uiop
Mitglied
abwesend abwesend
Beiträge: 13
Danke für die schnellen und umfangreichen Antworten.

Zitat:
"Bestes" bezüglich welcher Kategorie?


Ok, "bestes" war hier schlecht formuliert. Ich wollte das E-Werk, weil es flexibel ist (viele verschiedene Spannungen) und weil ich dachte, dass es leistungsmäßig das Beste ist.

Zitat:
So ganz ist mir dein Testaufbau nicht klar. Du schließt das E-Werk an ein Gleichspannungsnetzgerät an? Irgendwie bekomme ich den Bogen zum Betrieb am Dynamolaufrad nicht hin.


Auf der Webseite von Busch & Müller steht: "kann Gleichstrom bis 50 V aufnehmen - Betrieb am E-Bike-Akku möglich" (http://www.bumm.de/produkte/e-werk/e-werk.html). Ich vermute, dass beim E-Werk ein Gleichrichter und dann ein Gleichspannungswandler drinne ist. Deshalb bin ich davon ausgegangen, dass ein Test mit einem Gleichspannungsnetzteil Sinn ergibt. Da kann ich aber auch komplett falsch liegen, kenne mich in Elektronik nicht wirklich gut aus.

Zitat:

Wie kommst du auf die 7V? Ein Nabendynamo ist in etwa eine Konstantstromquelle, die Spannung geht dabei lastabhängig mit steigender Geschwindigkeit rauf. Leerlaufspannungen bis in den dreistelligen Voltbereich sind dabei möglich. Kannst ja mal den Selbstversuch starten und die Pole mit befeuchteten Fingern kurz schließen. 6V würdest du nicht spüren, beim Selbstversuch jedoch.... teuflisch
Wenn eine Last am Dynamo hängt, bricht dann die Spannung ein. Allerdings kann man z.B. etwas tricksen und z.B. mittels eines Tuningkondensators die Spannung anheben. Dies, in Kombination mit einer Spannungsverdopplung wird wohl auch im E-Werk eingesetzt.


Ups, da ist mir wohl ein großer Schnitzer passiert, habe übersehen, dass das mit angeschlossenen Lampen gemessen wurde. Ich habe das aber auch mal mit bis zu 23V probiert, leider das Ergebnis nicht aufgeschrieben, aber an die 1,5 A bin ich auch nicht rangekommen. Ich denke nicht, dass im optimalen (=maximale Leistung) Betrieb die Spannung am Dynamo höher als 23 V ist. Ich bin jetzt noch über den Artikel in der Fahrradzukunft gestolpert: http://fahrradzukunft.de/1/wirkungsweise-fahrradlichtmaschinen/. Ein Modell eines Dynamos ist eine ideale Konstantspannungsquelle mit einem Widerstand und einer Induktivität in Reihe. Laut Bild 5 ist die Lehrlaufspannung bei 20 km/h ca 18 V.

Zitat:
Soweit ich weiß, ist das lediglich eine Strombegrenzung, zum Schutz der angeschlossenen Elektronik. Wenn die Tretleistung das nicht her gibt, kommt entsprechend weniger raus.


Sehe ich auch so, ich habe die Angabe der Vollständigkeit halber dazugeschrieben. Ich war allerdings nicht in der Lage überhaupt an das Limit von 1,5 A ran zu kommen, egal wie ich den Verbraucher (den Widerstand) eingestellt habe. Das E-Werk hätte sich auf jeden so viel Leistung aus dem Netzteil ziehen können wie "es wollte". Das Labornetzteil ist eine fast ideale Konstantspannungsquelle und kann bis zu 6A liefern.

Zitat:
Dabei geht es doch im Wesentlichen nur um die Wahl des richtigen Tuningkondensators. Beim E-Werk vermute ich, dass da einfach einer verbaut ist. In der Hoffnung, dass der schon immer so halbwegs ok ist.


Das mit den Tuningkondensatoren habe ich nicht wirklich verstanden (Wechselstromlehre war schon zu lang her bei mir). Bedeutet das, das man die störende Inneninduktivität des Generators mit einem Kondensator kompensiert?

Die Formatierung der Tabelle ist voll in die Hose gegangen, hier ist sie als Bild:


Meine Messungen waren nicht besonders sorgfältig, der Widerstand war z.b. schlecht einzustellen. Wenn eine Messung am Gleichspannungsnetzteil aussagekräftig ist, würde ich mich nochmal hinsetzen und versuchen eine Kennlinie zusammenzuwursteln.

Welcher Pufferakku ist denn empfehlenswert? (Am liebsten ein konkretes Modell, das einer schon getestet hat)

Der Forumslader war übrigens im "Fernsehen" bei ct uplink (ab Minute 14): ct-uplink
In der dazugehörigen Zeitschrift ist auch in Artikel darüber.

Zitat:
Das Ding ist aber auch, dass das BIOS ein extrem alter Standard ist und mit Dingen wie SATA kaum klar kommt. Als ich zuletzt einen PC neu aufgesetzt habe, musste ich in der Tat ein Diskettenlaufwerk (sowas gab es mal als Datenträger zwischen Keilschrifttafeln und CDs) anschließen, um durch Drücken von F12 während des Bootens den SATA-Treiber nachladen zu können. Erst danach wurden logischer Weise Laufwerke wie die SSD erkannt. Allein die Vermeidung dieses Umweges wäre mir schon ein neues Boot-System wert. Allerdings muss ich zugeben, mich mit möglichen Nutzereinschränkungen dadurch bisher nicht auseinander gesetzt zu haben.


Ja das Bios war veraltet, aber beim neuen "Zeugs" gibt es ein paar Kritikpunkte:
- Es ist schon fast ein eigenes Betriebssystem mit viel Komplexität, was aber kaum geupdated wird, damit sind Sicherheitslücken und Bugs schon vorprogrammiert.
- Es ist unfrei, d.h. außer dem Hersteller weiß niemand so genau was da passiert. Nur Microsoft kann Bootloader signieren und kann damit entscheiden was für ein Betriebssystem laufen darf, soviel ich weiß. Als Linux User und Verschwörungstheoretiker :-) biegen sich da einem schnell die Fußnägel nach oben.

Mir wäre ja Coreboot am liebsten. Das macht nur das, was so ein Bios machen soll und überlässt den Rest dem Betriebssystem.

Zitat:
Das glaube ich nicht, vielleicht gibt es irgendwann mal Probleme mit irgendeinem Superduperschnelllademodus. Weil dessen Wirkungsgrad aber vermutlich eh nicht überragend ist (kann einem an der Steckdose ja egal sein), spielt das für den Ladebetrieb am Rad nicht so die Rolle.


Warten wir ab und hoffen wir das Beste schmunzel
Grüße Clemens
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#1206103 - 18.04.16 15:06 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
derSammy
Mitglied Übernachtungsnetzwerk
abwesend abwesend
Beiträge: 10361
In Antwort auf: uiop

Ups, da ist mir wohl ein großer Schnitzer passiert, habe übersehen, dass das mit angeschlossenen Lampen gemessen wurde. Ich habe das aber auch mal mit bis zu 23V probiert, leider das Ergebnis nicht aufgeschrieben, aber an die 1,5 A bin ich auch nicht rangekommen. Ich denke nicht, dass im optimalen (=maximale Leistung) Betrieb die Spannung am Dynamo höher als 23 V ist. Ich bin jetzt noch über den Artikel in der Fahrradzukunft gestolpert: http://fahrradzukunft.de/1/wirkungsweise-fahrradlichtmaschinen/. Ein Modell eines Dynamos ist eine ideale Konstantspannungsquelle mit einem Widerstand und einer Induktivität in Reihe. Laut Bild 5 ist die Lehrlaufspannung bei 20 km/h ca 18 V.

Achtung: Der Dynamo ist eine Konstantsstromquelle, keine Konstantspannungsquelle. Wenn wir die Angabe 6V/3W mal als bare Münze nehmen, dann liefert der Dynamo 0,5A bei einer geschwindigkeitsabhängigen Spannung. Für deine Tabelle hieße das: Du müsstest das Netzteil schon so hoch drehen, dass der Eingangsstrom bei 0,5A liegt, dann kann man etwa schauen, was hinten bei rum kommt.

Und Leerlaufspannungen bis an den dreistelligen Bereich ran, sind bei sehr hohen Geschwindigkeiten (kleines Laufrad, Passabfahrt) durchaus drin. Hier auch ein Foto aus der Fahrradzukunft, wo man gut sieht, das 25V Spannungsfestigkeit bei der Kondensatorangabe nicht ausreichen.

Das mit den Tuningkondensatoren ist ganz gut in dem von dir verlinkten Artikel beschrieben. In der Tat kann man damit den induktiven Widerstand der Spule kompensieren und kann so dem Kondensator bei gleichem Strom mehr Spannung entlocken. Naturgemäß richtet sich die optimale Kondensatorkapazität nach der Geschwindigkeit, allerdings erzielt ein Tuningkondensator unabhängig von der Geschwindigkeit meist schon einen ganz guten Effekt, wenn man die Leistungsabgabe steigern will.
Komm wir grillen Opa. Satzzeichen können Leben retten.
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#1206161 - 18.04.16 17:49 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
uiop
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Zitat:
Achtung: Der Dynamo ist eine Konstantsstromquelle, keine Konstantspannungsquelle


Der Dynamo kann weder eine Konstantstromquelle noch eine Konstantspannungsquelle sein, sonst müsste die U-I Kennline ja gerade sein. Aber vielleicht reden wir auch aneinander vorbei, der Kurzschlussstrom in Abhängikeit von der Geschwindigkeit ist bei höheren Geschwindigkeiten annähernd konstant. Was ich aber meinte ist die Abhängigkeit der Spannung vom Strom bei unterschiedlichen Lastwiderständen aber bei konstanter Geschwindigkeit.

Ich habe hier noch etwas gefunden: Modellierung eines Nabendynamos

Auf Seite 12 hat er U-I Kennlinien bei bestimmten Geschwindigkeiten angegeben. Damit müsste ich das Netzteil so tunen können, dass ich damit einen Nabendynamo simulieren kann. Vorausgesetzt natürlich, dass sich das E-Werk nicht darum schert, ob Gleichstrom oder Wechselstrom anliegt. Leider hat er einen eher exotischen Billigdynamo getestet (Novatec EDH-1). Bei einem modernen, hochwertigen sollte das aber nicht grundsätzlich anders sein. (Ich habe einen SON28 (alte Version)).

Leider hat er auch nicht noch die Leistungskurve mit eingezeichnet, dann könnte man auch gleich den optimalen Arbeitspunkt ablesen.

Wäre mal ein Wochenendprojekt so ein Rechenmodell für den SON zu basteln, mehr Zeit sollte man haben. zwinker
Grüße Clemens
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Off-topic #1206171 - 18.04.16 18:23 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
Falk
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Unterwegs in Griechenland

Zitat:
Als ich zuletzt einen PC neu aufgesetzt habe, musste ich in der Tat ein Diskettenlaufwerk (sowas gab es mal als Datenträger zwischen Keilschrifttafeln und CDs) anschließen, um durch Drücken von F12 während des Bootens den SATA-Treiber nachladen zu können. Erst danach wurden logischer Weise Laufwerke wie die SSD erkannt.

Das liegt allerdings nicht am BIOS, sondern am vorsintflutlichen Betriebssystem. Betriebssysteme, die halbwegs aktuell sind und damit nicht aus Redmond kommen, bringen die SATA-Treiber selbstverständlich mit. Deine Beschreibung klingt nach dem Zweitschlimmsten, was je von Winzigweich & Co kam, nämlich nach Windows XP. Bei Windows 7 hatten es die Experten aus dem nasskalten Nordwesten der USA schließlich auch geschafft, wenigstens sowas ähnliches wie einen SATA-Treiber mitzuzgeben.
Falk, SchwLAbt
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#1206177 - 18.04.16 18:48 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
derSammy
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In Antwort auf: uiop

Der Dynamo kann weder eine Konstantstromquelle noch eine Konstantspannungsquelle sein, sonst müsste die U-I Kennline ja gerade sein. Aber vielleicht reden wir auch aneinander vorbei, der Kurzschlussstrom in Abhängikeit von der Geschwindigkeit ist bei höheren Geschwindigkeiten annähernd konstant. Was ich aber meinte ist die Abhängigkeit der Spannung vom Strom bei unterschiedlichen Lastwiderständen aber bei konstanter Geschwindigkeit.

Äh, ok. Mir ging es um die Abhängigkeit des Laststroms von der Geschwindigkeit. Die ist nicht nur bei Kurzschluss, sondern auch bei einer Ohmschen Last ab mittleren Geschwindigkeiten von der Geschwindigkeit quasi nicht mehr abhängig.

Das Modell des Nabendynamos sollte erfahrungsgemäß nicht so die Rolle spielen. Die elektrischen Unterschiede sind eher gering.
Komm wir grillen Opa. Satzzeichen können Leben retten.
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#1208204 - 27.04.16 22:51 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: roland.bike]
RedNiq
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Moin, ich bin neu in eurem Forum und finde das Thema Interessant.

Das E-Werk besitze ich auch. Ich bin mit Elektronischem Wissen jetzt nicht so bewandert. Ich besitze Powerbanks und ein Smartphone welches verschiedene Qualcomm "Quick Charge" (9V oder 12V)unterstützen. Ist es problemlos Möglich solche Geräte mit dem E-Werk auf den Einstellungen 9,1V 1,5A zu laden oder denk ich da zu naiv und zerstöre dabei meine Geräte mit?

Kann man beim E-Werk die max "A" Einstellung von 1,5 A auf 2A irgendwie erhöhen?

Wie sieht es na mit dem Forumslader aus? Unterstützt dieser vielleicht auch "Quick Charge"?


Gruß aus Hamburg
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#1208219 - 28.04.16 03:54 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
uiop
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Danke für die Infos, so langsam lichtet sich der Nebel bei mir :-)

Ich habe beim rumsurfen noch eine interessante Quelle gefunden: Hier hat jemand sich eine Theorie für den SON 28 zurechtgebastelt: Theoretische Leistungswerte 28" SON

Das ganze basiert auf einem Artikel von Wullkopf, den er auch zur Verfügung gestellt hat: Ersatzschaltbild
Und die passende Formel dazu: Formel

Ich habe das mal nachprogrammiert und komme auf das gleiche Ergebnis. Stimmt nicht ganz, weil aus seinem Text nicht hervor geht, was er für eine Radgröße benutzt hat (bei den Formeln steht die Drehzahl in den Grafiken die Geschwindigkeit). Ich habe einen Durchmesser von 705 mm angenommen (28" Rad).

Die sonstigen Parameter sind:
L_i = 0.05 #Inneninduktivitaet
R_i = 7.3633 #Innenwiderstand
p = 28 #pohlzahl
I_inf = 0.67 #Kurzschlussstrom

Mit dem Modell habe noch ein paar andere Plots gemacht, interessant ist vor allem der U vs I Plot (der Lastwiderstand R_a ist dabei variabel). Damit kann ich mein Labornetzteil so einstellen, dass es sich wie der Dynamo verhält.

Laut dem Strom vs Geschwindigkeits Diagramm ist der Dynamo nur in etwa eine Konstantstromquelle für relative kleine Lastwiderstände und große Geschwindigkeiten.

Wenn man das Extremwertproblem löst, kann man auch den optimalen Arbeitspunkt bestimmen (steht auch in der Quelle). Rausgekommen ist ein Diagramm mit optimalem Lastwiderstand vs. Geschwindigkeit.

Wenn ich mal wieder Zeit habe, kann ich ja mal das E-Werk mit Handy testen und den Eingangslastwiderstand des E-Werks testen und vergleichen mit dem optimalen.

Die ganze Betrachtung gilt natürlich nur für einen ohmschen Lastwiderstand (keine Tuningkondensatoren). Ich weiß auch nicht, ob das Modell wirklich gut genug ist, aber die Ergebnisse sind zumindest plausibel.

Hier die Plots:
Viel zu groß!!!! Siehe Hinweise an die Beitragschreiber (Treffpunkt)

Plot 1
Plot 2
Plot 3
Plot 3
Plot 4
Plot 5

Hier ist das python script, falls jemand rumprobieren will. Ist ein bisschen unübersichtlich und lang, aber ich mag halt hübsche Plots :-)
Python script

Seh gerade hier sind noch mehr Messwerte:
Son 28" Messwerte
Grüße Clemens

Geändert von Keine Ahnung (28.04.16 11:09)
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#1208220 - 28.04.16 04:08 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: roland.bike]
uiop
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Hi,

Gute Neuigkeiten: In der aktuellen Fahrradzukunft hat Andreas Oehler auch das E-Werk mit verschiedenen Kondensatoren getuned und durchgemessen: Fahrradzukunft Ausgabe 22 (am Ende des Artikels).
In dem Gehäuse ist auch noch soviel Platz, dass er es geschafft hat zwei Kondensatoren darin zu verstauen: E-Werk offen.

Es sind wohl keine anderen Kondensatoren drinne, so dass sich das E-Werk wie ein rein Ohmscher Verbraucher verhält? Dann würde ja das Modell vom Nabendynamo (siehe mein voriger Post) ungefähr hinkommen.

Grüße
Grüße Clemens
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#1208243 - 28.04.16 08:32 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
mgabri
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In Antwort auf: uiop

Es sind wohl keine anderen Kondensatoren drinne, so dass sich das E-Werk wie ein rein Ohmscher Verbraucher verhält?

Obacht, da steckt ein Denkfehler. Durch die Gleichrichterdioden ist das keineswegs ein ohmscher Verbraucher. Du hast dadurch ordentliche Stromspitzen um die Kondensatoren hinter dem Gleichrichter zu laden. Soo einfach ist es nicht, sonst könnte es ja jeder.
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#1208250 - 28.04.16 09:57 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
derSammy
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Mal abgesehen, dass du gerade Grafiken in gigantomanischer Auflösung eingestellt hast (nach Forumsregeln maximal 1000px Breite, bei ner Grafik reicht sicher auch weniger) - Andreas Oehler hat in der Fahrradzukunft einen unipolaren Tuningkondensator sowohl im USB- als auch im E-Werk nachgerüstet. Das ist der hellgraue. Ich weiß gar nicht, wo man an sowas ran kommt, bei den üblichen großen Elektroversendern gibt es typischer Weise eher Elektrolytkondensatoren und da braucht man dann deren zwei, mit doppelter Kapazität. Die beiden schwarzen Kondensatoren in deinem verlinkten Bild gehören zur klassischen E-Werks-Beschaltung.
Was das Bild außerdem vernachlässigt: Die Bummgehäuse sind verschweißt. Es dürfte nicht so einfach sein die zu öffnen und anschließend wieder wasserdicht zu verschließen. Ich hab das mal bei einem Rücklicht von Bumm gemacht. Aber ganz ohne dass man abgeplatzte Teile vom Gehäuse heute noch sieht, ist das nicht zuende gegangen.
Wenn man mit dem Tuningkondensator tricksen will, so scheint es mir deutlich einfacher und zielführender zu sein den Tuningkondensator im Zuleitungskabel einzupassen. Wenn man das mit Heißkleber fixiert und isoliert und in selbstklebenden Schrumpfschlauch einpackt, sollte das recht haltbar werden. Die Zusatzmasse sollte nachher natürlich idealer Weise an einer Stelle sitzen, wo sie sich gut am Rahmen fixieren lässt.
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#1208276 - 28.04.16 11:22 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
Widukind
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In Antwort auf: derSammy
Andreas Oehler hat in der Fahrradzukunft einen unipolaren Tuningkondensator sowohl im USB- als auch im E-Werk nachgerüstet. Das ist der hellgraue. Ich weiß gar nicht, wo man an sowas ran kommt, bei den üblichen großen Elektroversendern gibt es typischer Weise eher Elektrolytkondensatoren und da braucht man dann deren zwei, mit doppelter Kapazität.
Als ich mir 2014 meinen Minimallader gebaut habe, stand ich genau vor diesem Problem. Es gab alle benötigten Bauteile bei einem Elektronikgroßversender (Reichelt), außer eben besagten Bi-Kondensator. Den benötigten bipolaren Kondensator hätte ich bei Segor kriegen können. Die wiederum hätten das ein oder andere Bauteil nicht gehabt, das Reichelt wiederum vorrätig hatte. Eine ausschließliche Bestellung des bipolaren Kondensators schloß sich leider durch die vorgegebene Versandkostenpauschale aus. Und so baute ich den M-Lader eben doch mit zwei polaren Kondensatoren...

Zitat:
Die beiden schwarzen Kondensatoren in deinem verlinkten Bild gehören zur klassischen E-Werks-Beschaltung.
Der untere von den beiden dient wohl der Glättung der pulsierenden Gleichspannung.
Weiß jemand, was mit dem anderen ist?

Zitat:
Was das Bild außerdem vernachlässigt: Die Bummgehäuse sind verschweißt. Es dürfte nicht so einfach sein die zu öffnen und anschließend wieder wasserdicht zu verschließen... ... Wenn man mit dem Tuningkondensator tricksen will, so scheint es mir deutlich einfacher und zielführender zu sein den Tuningkondensator im Zuleitungskabel einzupassen.
Da stehen Aufwand und Ertrag wohl in der Tat in einem gesünderen Verhältnis zueinander.
Still ruht der See, aber die Frösche quaken.

Geändert von Widukind (28.04.16 11:34)
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#1208300 - 28.04.16 12:14 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: Widukind]
Widukind
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In Antwort auf: Widukind
Der untere von den beiden dient wohl der Glättung der pulsierenden Gleichspannung.
Weiß jemand, was mit dem anderen ist?
Huch, ich hatte das Bild auf dem Handy falschrum angeschaut. Also, der "1000er", also der "obere", ist natürlich der glättende Kondesator. schmunzel
Still ruht der See, aber die Frösche quaken.
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#1208310 - 28.04.16 12:46 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
uiop
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Ah ich Blindfisch, habe den kleinen grauen Kondensator glatt übersehen, und nebenbei die Bildunterschrift nicht gelesen. War wohl etwas spät gestern.

Dass da ein Glättungskondesator drinne sein muss hätte ich mir auch denken müssen, aber so ist das halt, wenn man absolut keine Routine mehr hat.

Zitat:
Mal abgesehen, dass du gerade Grafiken in gigantomanischer Auflösung eingestellt hast (nach Forumsregeln maximal 1000px Breite, bei ner Grafik reicht sicher auch weniger)


Tschuldigung, war mir nicht bewusst, war halt die standard Auflösung.

Zitat:
Wenn man mit dem Tuningkondensator tricksen will, so scheint es mir deutlich einfacher und zielführender zu sein den Tuningkondensator im Zuleitungskabel einzupassen. Wenn man das mit Heißkleber fixiert und isoliert und in selbstklebenden Schrumpfschlauch einpackt, sollte das recht haltbar werden. Die Zusatzmasse sollte nachher natürlich idealer Weise an einer Stelle sitzen, wo sie sich gut am Rahmen fixieren lässt.


Das Offnen macht natürlich auch die Garantie kaputt, ich hatte halt gehofft man kann das etwas ansehnlicher gestalten kann; wenn man noch einen Pufferakku hat ist das ein ziemliches Gerödel.

Wie gut das Modell des Nabendynamos von Wullkopf im Zusammenhang mit dem E-Werk passt, könnte man testen, indem man das ganze durchmisst und mit den Werten von Andreas Oehler vergleicht (Irgendwann muss ich halt doch mal wieder die Messgeräte herausholen). Meine grobe Annahme war halt, dass das E-Werk nicht optimiert ist auf den Betrieb mit dem Nabendynamo. Das könnte durchaus der Fall sein, wenn man bedenkt, wieviel noch aus dem E-Werk mit Tuning rauszuholen ist (das ist aber jetzt alles Spekulation). Vielleicht helfen meine wunderschönen Plots ja jemandem, der sich damit auskennt. Wäre halt schön, wenn man zum Testen nicht den Dynamo bemühen müsste und stattdessen ein Modell hätte.

Noch eine Frage an die Profis:
Wie kommt man rechnerisch auf den optimalen Tuningkondensator, wenn die Inneninduktivität bekannt ist? Ist das gleich wie bei der Blindleistungskompensation? Muss der Betrag vom induktiven Scheinwiderstand genauso groß sein wie der Betrag vom kapazitiven Scheinwiderstand? (Natürlich nur in erster Näherung)
Grüße Clemens
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#1208347 - 28.04.16 14:19 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
derSammy
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In Antwort auf: uiop

Wie kommt man rechnerisch auf den optimalen Tuningkondensator, wenn die Inneninduktivität bekannt ist? Ist das gleich wie bei der Blindleistungskompensation? Muss der Betrag vom induktiven Scheinwiderstand genauso groß sein wie der Betrag vom kapazitiven Scheinwiderstand? (Natürlich nur in erster Näherung)

Soweit ich weiß nicht. Sonst würde der Forumslader ja nicht geschwindigkeitsabhängig unterschiedliche Kondensatoren beschalten.
Komm wir grillen Opa. Satzzeichen können Leben retten.
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#1208367 - 28.04.16 15:15 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
Widukind
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In Antwort auf: uiop
Das Offnen macht natürlich auch die Garantie kaputt,
Die Gewährleistungsansprüche verrauchen natürlich auch dann, wenn du außerhalb des Gehäuses einen Kondensator einpflegst. Der "Maschinenraum" des Lader wird nämlich nachfolgend natürlicherweise stärker gefordert. Da wird die "Rechtsabteilung" von Bumm sich dann mit hoher Wahrscheinlichkeit (zu Recht) wohl querstellen.

Zitat:
ich hatte halt gehofft man kann das etwas ansehnlicher gestalten kann; wenn man noch einen Pufferakku hat ist das ein ziemliches Gerödel.
GerödelI wegen des Pufferakkus hast du beim E-Werk - sowohl mit, alsauch ohne Tuningkondensator. zwinker

Ich weiß jetzt nicht, wie lange du noch Garantieansprüche hast; Aber ich meine, daß das E-Werk generell nicht sehr pannenanfällig ist und stabil läuft, was man so liest... Von daher würde ich es ruhig riskieren, einen Tuningkondensator extern anzupflanzen. cool
Still ruht der See, aber die Frösche quaken.
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#1208371 - 28.04.16 15:22 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
Strolch
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In Antwort auf: uiop

Noch eine Frage an die Profis:
Wie kommt man rechnerisch auf den optimalen Tuningkondensator, wenn die Inneninduktivität bekannt ist? Ist das gleich wie bei der Blindleistungskompensation? Muss der Betrag vom induktiven Scheinwiderstand genauso groß sein wie der Betrag vom kapazitiven Scheinwiderstand? (Natürlich nur in erster Näherung)


Vorab: In diesem Gebiet bin ich absolut kein Profi, also bitte nicht schlagen. zwinker


Das ist wirklich eine hochinteressante Frage, die sich mir auch schon mal kurz gestellt hat.
Vor allem auch im Zusammenhang mit den div. Gleichrichtungsmethoden (Delon, Graetz, Mosfet-angesteuert), welche ja auch unterschiedliche Lasten darstellen.

Ich vermute eine von der Frequenz abhängige Leistungsanpassung.
Wenn sich die Freqeunz des Generators ändert, muss sich auch die Last um ein delta C verändern, damit die Leistungsanpassung bestehen bleibt.


Und das mit der Blindleistung ist auch interessant: Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass im Zuleitungskabel und im omega L des Generators keine Scheinleistung hin und her wabert, aber das ist auch nur eine vage Spekulation.
Sprich: Ich habe bisher auch keine Ahnung, würde mich aber an einer Recherche und dem Zusammentragen von Informationen beteiligen und mich auch mal nach langen Jahren wieder etwas in die Materie einlesen.




LG Strolch

Geändert von Strolch (28.04.16 15:24)
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#1208379 - 28.04.16 15:49 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: Strolch]
Strolch
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Noch als kurze Ergänzung. Das hier dürfte ja jeder hier kennen. Klick (Abschnitt: Lastveränderung) Ich muss mich da nochmal einlesen, um zu verstehen, was da genau passiert.
LG Strolch
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#1208391 - 28.04.16 16:19 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: Strolch]
uiop
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Schön, dass sich noch andere Mitstreiter einfinden zwinker

@Sammy: der induktive Widerstand ist proportional zur Frequenz, der kapazitive umgekehrt proportional zur Frequenz. Wenn man Beide gleich setzt, bleibt die Frequenz in der Gleichung erhalten. Dann ist C prop zu 1/(f^2 * L). Aber so einfach wird das wohl nicht sein.

Man kommt wohl nicht umhin dieses Ersatzschaltbild mit einem Kondensator parallel zu R_a auszustatten. Das müsste dann auch noch analytisch durchrechenbar sein. Alternativ halt in spice reinschieben. Das was ich da zusammengeplottet habe, kommt von diesem Ersatzschaltbild (ohne Tuningkondensator parallel zu R_a).

Was dann die Halbleitergeschichte des E-Werks danach macht ist ein ziemliches Mysterium für mich. Ich würde das Einfachstmögliche annehmen (ohmscher Widerstand) und schauen ob das Ergebnis hinkommt.
Grüße Clemens

Geändert von uiop (28.04.16 16:26)
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#1208400 - 28.04.16 16:41 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
derSammy
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In Antwort auf: uiop

@Sammy: der induktive Widerstand ist proportional zur Frequenz, der kapazitive umgekehrt proportional zur Frequenz. Wenn man Beide gleich setzt, bleibt die Frequenz in der Gleichung erhalten. Dann ist C prop zu 1/(f^2 * L). Aber so einfach wird das wohl nicht sein.

Von welcher Formel reden wir? Außerdem ist der Punkt doch, dass die Frequenz nicht die abhängige, sondern die unabhängige Größe in unserem System ist. Schließlich kannst du die Frequenz über die Tretgeschwindigkeit ändern. Und Einflüsse einer direkt proportionalen und einer indirekt proportionalen Abhängigkeit heben sich bestenfalls nur in erster Näherung weg. Sobald die Änderungen einene "kleinen" Bereich überschreiten, kompensieren sich die gegensätzlichen Effekte nicht mehr.
Komm wir grillen Opa. Satzzeichen können Leben retten.

Geändert von derSammy (28.04.16 16:42)
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#1208417 - 28.04.16 17:39 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: uiop]
Strolch
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Noch eine wilde Spekulation am Donnerstagnachmittag. Wenn da Denkfehler drin sind, bitte milde sein. Ist schon sehr lange her, dass ich mich damit befassen musste.


Dass Ganze LCR-Gerödel kann man ja auch als eine Art "Reihenschwingkreis" auffassen, in dem U und I frequenzabhängig in Phase beim Verbraucher ankommen (sollten). Denn von U zu I phasenverschobener Blindleistung kann man sich nix kaufen.

Wie hiess es noch so schön:
Induktivität -> Strom spät und zwar FREQUENZABHÄBGIG.

omega L und omega C bewirken im Zusammenspiel aber immmer nur bei EINER bestimmten Frequnez das U und I in Phase im Verbraucher ankommen und somit Wirkleistung bereitstellen können.

Wenn man jetzt C bezüglich der im Verbraucher eintreffenden relativen Phasenlage von U und I mit der Frequnenz variiert , stellt sich der gewünschte Zustand der Übertragung von Wirkleistung ein.

Es reicht also nicht nur einen ohmschen Arbeitspunkt einzustellen. Das Ganze muss auch noch in Phase sein.

Kann das so hinhauen?

LG Strolch

Geändert von Strolch (28.04.16 17:43)
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#1208430 - 28.04.16 18:19 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: derSammy]
uiop
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Ich hatte in dem langen Posting vermutet, dass der Betrag vom induktiven Scheinwiderstand genauso groß sein wie der Betrag vom kapazitiven Scheinwiderstand. Dann würde mit R_L = omega*L und R_C = 1/(omega C) die 1/w^2 Abhängigkeit ergeben.
Allerdings war das ein Schuss aus der Hüfte direkt in den Ofen. Bei der Blindleistungskompensation müssen natürlich die beiden Blindleistungen gleich groß sein, nicht die Widerstände.
Aber ich werfe das Alles grad durcheinander, war schon eine Weile her.
Grüße Clemens
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#1208438 - 28.04.16 18:33 Re: Das E-Werk "aufbohren" [Re: Strolch]
JensD
Gewerblicher Teilnehmer
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Beiträge: 2364
Das ist keine wilde Spekulation. Serienschwingkreis trifft es genau.

Ich weiss nicht ganz genau worauf Ihr hinauswollt- ich habe das einfach experimentell in vielen Messreihen am selbstgebauten Dynamoprüfstand optimiert. Das praktische Ergebnis der Überlegungen nennt sich Forumslader.

Letztlich muss für maximale Leistung die Arbeitsspannung und die Kapazität zur Frequenz angepasst werden.

Ich habe mich entschieden, die Kapazität mitzuändern (in aktuell 4 Stufen) und die Arbeitsspannung in 2 Stufen.
Der Dynamoharvester hat die Kapazität mit einem festen Kompromiss versehen und die Arbeitsspannung kontinuierlich angepasst. Feste Kapazität ist halt viel einfacher von der Schaltung her...

Ihr werdet beim Nabendynamo (wenn Ihr sinnvollerweise auf ca. 20km/h optimiert) bei einer Serienkapazität um 220µF landen. Der Leistungssteigerungseffekt ist dann auch schön weich...
Die beste Arbeitsspannung bei diesem Tempo liegt um 10-14V, daher die interne Akkuspannung des Forumsladers von 10-12V.

Der erste mir bekannte Einsatz eines Serienschwingkreises bei Ladegeräten war die Standlichtanlage von Wolfgang Bergter (nicht wie von A. Oehler angenommen der Minimallader), ich habe damals für den ersten 12V-Forumslader diese Kapazitätsgrösse übernommen und darauf aufbauend weitergetestet.

Viele Grüße von
Jens.
Permanente Fahrradelektrik: www.forumslader.de

Geändert von JensD (28.04.16 18:35)
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www.bikefreaks.de