Il problema dell'alimentazione elettrica per chi usa la bicicletta, sia nell'uso quotidiano che per viaggi di più giorni, sta diventando sempre più impegnativo. Serve sempre più energia elettrica non solo per illuminare la strada nelle buie ore della notte ma anche per alimentare il sempre crescente numero di dispositivi elettronici a cui non sappiamo più rinunciare. Questo sito vuole essere un primo passo per provare ad orientarsi nella non sempre facile scelta degli strumenti necessari per gestire in modo possibilmente autonomo le proprie necessità.

The electric power supply problem for people who like to cycle either in everyday use and along trips of several days, it's becoming increasingly challenging. More and more electricity is indeed required not only to illuminate the road in the dark hours of the night but also to feed the ever growing number of electronic devices that we can't live without. This site aims to be just a first step in the attempt to orientate the user in the not always easy commitment to choose the most appropriate tools.

Thursday, 17 May 2018

Lighting-up from 3.9W to 5.4W using a common 6V-3W dynohub

Based on some tests performed on a common 6V-3W dynohub (Shimano DH-3D32) span at an equivalent of 20 km/h on a 28” wheel and connected to a variable resistive load, I plotted Power vs Load Resistance getting a maximum of power at about 30 Ohm load.
At this point I tried several filament lamp configurations aimed to get closer as much as possible to the above indicated optimal resistance.
In the WIRING DIAGRAM below all labelled powers and relevant resistances are the nominal ones whereas in the next table all reported numbers are actually measured values.
CONCLUSION: using a 3-ways single pole selector (S1) it seems to be possible to have the following lighting modes:
S-0 - OFF
S-1 - Common Head and Rear Light combination mode (normal mode)
S-2 - Reinforced double front light configuration mode (flood mode)

REMARK: as said above all tests have been performed with very common tungsten filament, it’d be interesting to repeat same test either with alogen filament lamps and led lights.





Thursday, 10 May 2018

USB Chargers

ALL CHARTS AND INFORMATION BELOW BASED ON 
Fahrradzukunft [https://fahrradzukunft.de/]
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LEGEND
- Ladesleistung in die Akku-zellen = battery charging power [W] 
- Fahrgeschwindigkeit = speed [km/h], all data based on SON28 assembled on a 28” wheel
HIGHLIGHTS&CONCLUSIONS: with some models at 20 km/h it seems to be possible to have up to 5.5W transferred power to the internal buffer battery



LEGEND
- Max Dauerhafte USB-Leistung = max permanent power at USB output [W]
- Fahrgeschwindigkeit = speed [km/h], all data based on SON28 assembled on a 28” wheel
HIGHLIGHTS&CONCLUSIONS: with some models at 20 km/h it seems to be possible to have up to 5.0W permanent power at USB output




LEGEND
- Wirkungsgrad Akku zu USB = efficiency power_battery/power_USB [%]
- Entnahmeleistung am - USB-Anschluss = power on USB output [W]
HIGHLIGHTS&CONCLUSIONS: with some models at 3W USB output it seems to be possible to reach up to 84% efficiency ( ??? )


LEGEND
- Fahrgeschwindigkeit = speed [km/h], all data based on SON28 assembled on a 28” wheel
- Electrische Leistung Dynamo = dynamo electrical power [W]
HIGHLIGHTS&CONCLUSIONS: with some models at 20 km/h it seems to be possible to have up to 6.5W transferred power from the dynamo to the charger

Wednesday, 11 April 2018

Dinamo al Mozzo [ Hub Dynamo or Dynohub ]



La dinamo al mozzo è un sistema di generazione di energia elettrica costituto da un corpo cilindrico mantenuto in rotazione dalla ruota tramite i raggi nella cui parte interna e dunque ad esso solidale, vi è il circuito magnetizzante costituito da magneti permanenti. All'interno del corpo cilindrico, fisso sul mozzo e quindi statico rispetto alla ruota, vi è l'avvolgimento d'indotto, in corrente alternata, dal quale tramite i due morsetti d'uscita sarà generalmente possibile prelevare una potenza di 3W alla tensione di 6V a 20km/h.
La dinamo al mozzo è così chiamata perché sostituisce a tutti gli effetti il mozzo della ruota anteriore ed è attualmente il sistema più razionale ed efficiente per produrre energia elettrica mentre si pedala.
Spesso si obietta che da una dinamo al mozzo ne derivi una certa resistenza alla pedalata, difficile tuttavia da quantizzare. In effetti un minimo di resistenza "aggiunta" è inevitabile anche se, soprattutto a bici carica, questa sarà impercettibile.
Comunque, solo per fare un esempio, da dati ufficiali SON, una dinamo SON28 richiede una potenza meccanica in ingresso pari a 5.2W per generare 3.38W in uscita, alla velocità di 20 km/h con luci accese su una ruota 700c/28”.
Per semplificare, per fare 3W ci si dovranno "buttare" dentro 5W circa.
Ora 5W equivalgono a sollevare 100 kg circa (il ciclista più la sua bici) di 5 mm in un secondo, quindi supponendo che si stia andando alla velocità di 20 km/h, in un secondo si saranno percorsi in orizzontale 5.56m. Ne risulta che per produrre 5W sarà come pedalare lungo una salita con  pendenza allo 0.09% … in pratica sarà come andare in pianura !!!


In genere le dinamo al mozzo sono marcate 6V-3W, numeri che per una specifica tecnica piuttosto datata stanno ad indicare che una dinamo montata su una ruota da 28” fatta girare a 20 km/h dovrà generare 6V su una resistenza da 12 Ohm, così producendo 3W.

La frequenza d’uscita per una tipica dinamo da 26-poli sarà circa 34 Hz a  20 km/h e crescerà linearmente con la velocità.
La tensione d’uscita a vuoto, ovvero senza alcun carico collegato, sarà circa 20V a 20 km/h e, esattamente come la frequenza, crescerà linearmente con la velocità.
E’ bene inoltre sottolineare che i 3W a 20 km/h su una resistenza da 12 Ohm sono puramente nominali, una dinamo da 3W a 20 km/h potrà infatti facilmente arrivare a 6W se collegata  per esempio ad una resistenza da 40 Ohm invece che 12 Ohm.
Quindi la “potenza effettivamente disponibile” su una dinamo marcata 6V-3W a 20 km/h sarà il doppio o quasi della potenza indicata in etichetta.
Non tutte le dinamo al mozzo sono uguali e certe differenze di prezzo sono in effetti difficili da apprezzare.
Elettricamente fanno tutte le stesse cose, le differenze sul così detto “attrito aggiunto” direi impercettibili, se si vogliono trovare delle differenze bisogna andarle a vedere un po’ più da vicino e guardare l’isolamento delle parti elettriche, i cuscinetti con associata tenuta meccanica, gli eventuali sistemi anticondensa, la buona progettazione ed esecuzione che dovrà limitare quanto più possibile le inevitabili vibrazioni indotte.



La scelta di una dinamo dovrà essere fatta tenendo conto del diametro della ruota, del numero dei raggi, della predisposizione per freni a disco, ecc. e comporterà il rifacimento della ruota con possibile sostituzione dei raggi.
Qui a sinistra, nell’ordine, tre tipi diversi di dinamo al mozzo:

- dinamo per ruota con freni tradizionali al cerchio
- dinamo per ruota con freni a disco
- dinamo per "roller brake"









UTILIZZO DI UNA DINAMO
Qui sopra una tipica applicazione di una dinamo: la dinamo alimenta il faro anteriore, il fanalino posteriore, il convertitore AC/DC (corrente alternata/corrente continua) per poter alimentare gps, cellulare, ecc.

MA LA DINAMO AL MOZZO E' VERAMENTE UN GENERATORE DI CORRENTE ?
Le dinamo al mozzo sono comunemente viste e fatte passare come tipici generatori di corrente.
Ciò però è solo "parzialmente" vero in quanto ciò dipenderà dall'entità e dalla tipologia del carico applicato, ovvero troverà un qualche riscontro in tal senso fintanto che il carico dovesse rimanere fondamentalmente di tipo resistivo e di bassi valori se confrontato con la componente induttiva dell'impedenza interna del generatore stesso.
Infatti nella suddetta condizione prevarrebbe la reattanza del generatore così che al variare della sua velocità, varierà è vero la tensione ma anche la frequenza, con conseguente stabilizzazione della corrente.
Una attenta analisi della tabella riportata qui sotto potrà essere d'aiuto per meglio comprendere e provare il comportamento descritto.