Как сделать динамо лампу

Самодельный динамо-фонарь

Был бесхозный шаговый двигатель. Чтобы просто так он не валялся, сделал своими руками фонарь.

Донором фары послужил светодиодный фонарик, разбираем его:

Из этой кучи нам нужно следующее:

Теперь нужно отпилить резьбу колпачка фары от тела фонаря:

Для последующего закрепления фары на корпусе самодельного фонаря в трёх точках нарезал резьбу:

Корпус фонаря вырезал из крышки компьютерного блока питания:

Теперь выгибаем и примеряем с шаговиком:

Для закрепления шестерен редуктора к корпусу припаяны 2 болта:

На винты прикручиваем посадочное место для фары:

Ведущая шестерня редуктора скреплена с ручкой про помощи пайки:

Устанавливаем шестерни на корпус:

Создание корпуса и редуктора завершено, теперь настало время заняться электронной начинкой. Изначально за основу хотел взять нижеприведённую схему (из интернета), но после некоторых контрольных замеров значительно её упростил по следующим причинам:

Смонтированная схема в корпусе. Как и написано выше, имеет только запараллеленые диодные мосты и конденсатор:

Прикрываем всё это дело крышечкой:

Видео:

32 ответа к “Самодельный динамо-фонарь”

Классно!вот думаю замутить динамо-зарядку для фонаря как в «Метро2033»

В фонаре обнаружился косяк — шестерни редуктора сделаны из разных материалов, и более твёрдая «съедает» более мягкую. Чтобы этого не произошло, шестерни должны быть сделаны из одного материала. Замену изношенной шестерне найти не удалось, по этому делал редуктор заново:

Всякие ГОСТЫ советуют вроде, что б из того же, но немножко одна деталь была мягче другой. Тонкостей не помню уже. Да и менять одну всего придется)

По науке так и делают. Мягче та деталь, которая проще и соответственно дешевле. Изнашивается она, а не вторая более дорогостоящая деталь, работающая в паре с ней.

Ещё разность применяется на случей клина, чтобы сломалась одна деталь а не весь механизм.

Тоже давно начал делать динамо машину, и вот недавно доделал, в целом получилась довольно не плохая, со своим функциями справляется, вставил в нее вольтметр, 6к емкости, аккум с резервным питанием и usb, если кому интересно посмотреть на это чудовище, вот ссылка http://www.youtube.com/watch?v=cllmob7EtVA

У редуктора передаточное число слабовато, быстро ручку крутить неудобно. Вольтметр вообще там лишний, тем более аналоговый. Присутствует много изоленты, и это не внушает доверия к конструкции в целом.

Какой удалось получить ток?

Вот такой у меня получился динамо-фонарь. Неудобство составляет в том, что две руки заняты. Ваша вторая работа динамо-фонарь типа «жучок» решает эту проблему. Будет возможность постараюсь такой сделать, так же написать статью на мозгочинах. Ссылка на демонстрационное видео тут

Прикольный фонарь! Ценно когда в комментариях выкладывают примеры своих работ по теме!

Классная штука получилась, еще можно приделать выход н а UBS от питания, таким образом получив еще и карманную динамо зарядное устройство 🙂

Можно, но только не с этим шаговиком и редуктором. Почему — указано в статье. Что бы более-менее быстро зарядить какой либо девайс, выходной ток генератора в среднем должен составлять 300-400 мА а лучше 500 мА и более. А для этого нужен шаговый двигатель больших размеров.

Но можно же поставить не шаговый двигатель, а полноценный генератор и плюс к нему преобразователь на 4.5 вольт и тогда будет все в порядке.
P.S. Это просто идея по модернизации фонарика и не больше

Отличный фонарь! Я почти сделал такой же. Шаговый двигатель, правда поменьше и круглый от принтера. Выпрямитель для электрогенератора сделан из 8-ми диодов КД213А (под рукой не было диодов Шоттки), конденсатор К50-24 10000 мкФ. Узел с электронной частью громоздкий, но думаю его уменьшить за счет использования диодных мостов как у вас. Ручка для вращения генератора еще не сделана, но прокручивать шестеренкой вала шаговика довольно нелегко. Прокручивая кое как шестеренку, пик напряжения на обычном светодиоде около 5 В. Корпус еще не сделан. Удручает то, что сейчас все шестеренки делают из пластика. Подумываю сделать по весне для велосипеда такой генератор, но пластиковые шестерни наверняка долго не прослужат. Видел статью, там для велосипеда вал шаговика модернизировали (разбирали шаговик на вал крепили мини-колесо) и генератор работал без шестерен.

Можно обойтись и без шестерён. К ступице велосипедного колеса (или к спицам) прикрепить фанерный кружок, на который по краю надета разрезанная мягкая трубка. Шестерня движка будет напрямую прижиматься к этой трубке.

Хорошая идея, но на сколько примерно хватит шагового двигателя в таком режиме работы? Для фонаря лучше не придумаешь использовать шаговый двигатель, там обороты небольшие как и продолжительность работы фонаря, но вот для использования в качества источника питания для велосипеда…

Что именно ты подразумеваешь под «режим работы»? На долговечность шаговика влияет множество факторов, и отклонение их от рекомендуемых условий эксплуатации приведёт к преждевременному износу и выходу из строя.
Но с использованием на велосипеде на первое место становятся несколько факторов, и вполне разрешимых.
1) Нужно защитить шаговик от ударов, вызванных как и при падении во время движения, как и удары от простого падения с подножки. Для решения этой проблемы следует расположить двигатель так, чтоб он не сильно выступал за раму, либо усилить защитой.
2) Повышенная влажность. Следует промазать стыки вала с корпусом пластичной смазкой, в идеале использовать сальники. Естественно всё это дело периодически чистить и просушивать. Остальные щели заделать герметиком. Если пренебрегать этими правилами, коррозия быстро убьёт двигатель.
3) И наконец — большие обороты. В принципе они не страшны, если регулярно смазывать маслом втулки. Даже при малых оборотах без смазки втулки будут разбиты.
Вторым этап по решению этой проблемы — подбор передаточного числа. Размер фанерного кружка следует подобрать таким образом, что бы при средней скорости движения обороты двигателя были не слишком малы, но и не слишком высоки.
И самое главное — сделать так, что бы двигатель был откидным. В нужный момент двигатель из откинутого положения передвигается в положение контакта. Реализовать это просто при помощи растяжной пружины и оси, на которой двигатель будет сидеть.

Спасибо большое за исчерпывающий ответ — это именно то, что я хотел спросить! Я использую батарейки, удобно, когда стоишь на одном месте и имеешь возможность обозначить себя на дороге. В качестве эксперимента ближе к весне сделаю девушке на велосипед динамо из шагового двигателя.

Источник

Электронные схемы светодиодных фар для динамо-машин

Фары на светодиодах исключительно надёжны, светят намного ярче в сравнении со стандартными велосипедными фарами. В этой статье поэтапно описаны все способы подключения фар на светодиодах к динамо-машинам, даны различные варианты схем драйверов светодиодных фар, которые могут быть собраны своими руками в домашних условиях.

Введение.

Несколько слов о мощных светодиодах и люменах.

В приведённых схемах используются только мощные светодиоды, которые выпускаются такими производителями как Philips-Lumileds, Cree, Seoul Semiconductor. Мощные светодиоды быстро усовершенствуются. Новые модели мощных светодиодов, которые ещё шесть месяцев назад были наиболее совершенными светодиодами, сейчас выглядят тусклыми. Скоро на рынке может появится в свою очередь ещё более яркое поколение светодиодов. Поэтому нельзя порекомендовать конкретную модель светодиодов. Электронные схемы не зависят от типа используемых светодиодов при условии, что у них типичное прямое напряжение белого светодиода.

Чтобы рассчитать светоотдачу схем, представленных на этой странице, необходимо только знать мощность светодиодов. В спецификации светодиода указано сколько люменов на ватт он даёт.

Схема 1 — самая простая схема питания светодиодной фары.

Динамо, мостовой выпрямитель и один мощный светодиод — это всё что нужно для светодиодной фары с питанием от динамо-машины!

Как она работает.
Переменный ток из динамо-генератора проходит двухполупериодный выпрямитель и питает один мощный светодиод фары. Ток светодиода жестко ограничен динамо-генератором до 500..600 мА. Можете убедится сами, что светодиод будет светить. Диоды Шоттки (1N5818) сводят к минимуму потери в цепи. Эта схема работает как для бутылочных динамо-машин так и для динамо-втулок. Она выдаёт чуть более 1.5 Вт мощности.

Вышеприведённая схема имеет одну проблему — мерцание света на низких скоростях, особенно если питание поступает от динамо-втулки. С этим недостатком можно легко справится:

Схема 2 — уменьшаем мерцание на низкой скорости.

Сглаживающий конденсатор снижает мерцание на низкой скорости и даёт небольшую прибавку яркости. Чем больше ёмкость конденсатора C1, тем меньше мерцание. C1 требует не менее 4 В, а ёмкость не ограничена. Поэтому единственными небольшими ограничительными факторами остаются только стоимость и размер конденсатора. Схемы работают как с динамо-втулками так и с бутылочными динамо-машинами. Для более эффективного снижения мерцания динамо-втулкам требуется более крупный конденсатор.

Несколько советов:
Конденсатор C1 может быть установлен внутри корпуса фары, где должен правильно присоединён к светодиоду. В случае отсоединения светодиода от схемы, конденсатор заряжается до достаточно высокого напряжения (до 100 В при быстрой езде). Это не только опасно для жизни, но и переподключение светодиода вызывает запредельный ток, который может даже испортить светодиод. Это справедливо для большинства схем на этой странице.

Схема с задним фонарём.

Если вы используете задний фонарь на аккумуляторах, то можете пропустить этот раздел.

Схема 3 — добавляем задний фонарь.

Светодиод заднего фонаря устанавливается на место одного из выпрямительных диодов и поэтому он работает в половину тока по сравнению со светодиодной фарой. Напряжение на красных светодиодах составляет половину напряжения белых светодиодов. Мощность заднего фонаря составляет 25% мощности фары. В качестве альтернативы мощному светодиоду можно испльзовать несколько маломощных светодиодов подключенных параллельно (к примеру 15 Osram LS T676). Светодиод заднего фонаря должен выдерживать 5 В обратного напряжения. Задний фонарь выключается с помощью шунтирования его выпрямительным диодом.

Схема 4 — альтернативный вариант подключения заднего фонаря.

В отличии от схемы 3, где мощность заднего фонаря составляет 25% от мощности фары, при данном способе подключения он регулируется резистором R1. Задний фонарь можно отрегулировать под низкий ток, чтобы достаточно было всего несколько SMD-светодиодов.

В этой схеме есть интересная особенность: задний фонарь подключён непосредственно к клеммам динамо-машины, так что кабель велосипедной фары может оставаться присоединённым к динамо-машине.

Недостаток этой схемы заключатся в необходимости определения значение резистора, снижении яркости заднего фонаря и возможности его повреждения в случае отключения фары.

Для вышеприведённой схемы значение R1 равно примерно 47 Ом. Реальное значение зависит от используемых светодиодов. Схему легко собрать: необходимо измерять ток заднего фонаря, корректируя значение R1 в зависимости от тока светодиодов. Обратное напряжение светодиодов некритично в данной схеме. Для выключения заднего фонаря необходимо просто отсоединить его.

Повышаем «напряжение».

Схема 5 и 6 — увеличиваем мощность на средней скорости с помощью регулирующего конденсатора.

Схема 2 для сравнения.

Cхемы 2 и 5 отличаются конденсатором C2, который находится между динамо-машиной и выпрямителем. Как это повлияло на мощность светодиодов в зависимости от скорости при различных значениях C2 можно увидеть на данном графике:

Несмотря на отсутствие ощутимой разницы на очень низкой и очень высокой скорости, на средней скорости мы всё же получаем дополнительную мощность. К сожалению эта прибавка достигается дорогой ценой: C2 должен быть не поляризированным и его значение весьма критично. С обычной бутылочной динамо-машиной конденсатор C2 на 220uF справляется отлично, а вот для работы с динамо-втулкой его ёмкость должна достигать чудовищных 1500uF. Требуемый неполяризованный конденсатор тяжёло найти, он очень большой и дорогой. Схема 6 позволяет обойти эти трудности, используя два стандартных поляризованных конденсатора. Они дают двойную ёмкость и подходят конденсаторы со сверхнизким эквивалентным последовательным сопротивлением, которые используются в многорежимных блоках питания. Резистор R1 некритичен, зависит только от C2 и C3.

Повышаем мощность за счёт увеличение количества светодиодов.

Схема 7 — установка нескольких светодиодов.

Динамо-машина является более менее стабильным источником постоянного тока, поэтому при подключении последовательно двух светодиодов общая выходная мощность системы приблизительно удваивается. Почему б не соединить три, четыре или ещё больше светодиодов последовательно? Для получения дополнительной мощности нужно установить регулирующие конденсаторы из схемы 6.

В зависимости от количества светодиодов и типа динамо-машины очень различаются и используемые компоненты:

При получении данных значений использованы бутылочная динамо-машина Busch & Muller Dymotec6 (8 магнитных полюсов) и динамо-втулка Shimano DH-3D71 (28 магнитных полюсов). Вероятно различные динамо-машины одного типа будут работать аналогично. Проверьте содержит ли ВАША динамо-машина опорный диод, предназначенный для ограничения выходного напряжения при использовании с электрическими лампочками. Его нужно удалить.

Теперь посмотрим на кривые мощности. Поражает, что 3-ваттная динамо-втулка обеспечивает более 10 Вт мощности в цепи светодиодов! Конечно это не даётся просто так — получая больше мощности, прилагается и больше усилий на педалирование.

Обратите внимание: на кривых с большой отдаваемой мощностью требуется прилагать больше усилий, а на маленькой скорости фара почти не светит. Например, система из шести светодиодов вообще не даёт света на скорости 8 км/ч. Поэтому такая схема для многих не приемлема. Почему б не решить эту проблему, перейдя к другой кривой на маленькой скорости? Читайте далее.

Схемы с большой мощностью и хорошей производительностью на низкой скорости.

Схема 8 — добавляем удвоитель напряжения.

Первое решение нуждается в сложном переключении и неработоспособно при отключении хоть одного светодиода. Второе решение лучше первого, несложно в построении, но требует дополнительных светодиодов и оптики. Третье решение недорогое и простое, независимо от режима работают все светодиоды. Его и будем рассматривать далее.

Немного изменённая схема 7. Справа удвоитель напряжения Гриначера. Ниже представлена схема 8, включающая обе схемы. Два режима чередуем обычным переключателем.

Эта схема (без R1, C2, C3) пользуется популярностью в компьютерных блоках питания. Основное её предназначение — выбор режима 115/230 В.

Режимы не перекрывают друг друга и следовательно гарантируют хорошую производительность на низкой скорости. Схема 7 обоснована! Далее приведён список компонентов для различных конфигураций схемы 8.

Рассмотрим кривые производительности. Нижняя кривая каждого цвета показывает мощность светодиодов в режиме удвоителя напряжения. Обратите внимание, что этот режим работает лучше только на низкой скорости, а выше определённой скорости выигрывает режим мостового выпрямителя. Второй график показывает момент, когда необходимо переключаться на другой режим.

Давайте рассмотрим ещё один интересный вариант схемы 8:

Схема 9 — вариант схемы 8.

Схема выше имеет практически такую же мощность и почти те же самые компоненты что и схема 8. Главное отличие в переключателе: он не только выбирает режим низкой скорости (удвоитель) и режим высокой скорости (мостовой выпрямитель), но имеет положение ВЫКЛЮЧЕНО, которое используется при подаче питания от динамо-втулки. SW1 — это переключатель 1P2T с изолированным центральным положением. Эти переключатели широко доступны.

Другая особенность схемы 9 — задний фонарь. В отличие от схемы 8 светодиод 1 красный.

Схема 10 — ещё один вариант схемы 8.

В схеме 10 исключены два из четырёх конденсаторов, но вместо них добавлены сложные переключатели. Теперь не нужны большие конденсаторы в компактной схеме. Как и в схеме 9 для выключения света может использоваться переключатель с изолированной центральной позицией.

Схема 11 — учетверитель напряжения.

Если вы хотите серьёзно взяться за концепцию умножения напряжения, посмотрите мой черновик комбинированного удвоителя/учетверителя/мостового выпрямителя.

Автоматический выбор режима.

В схемах 8-10 можно высокая мощность достигается до тех пор, пока поддерживается допустимая яркость на низкой скорости путём переключением с мостового выпрямителя на удвоитель напряжения. Требуется непосредственное постоянное участие велосипедиста. Некоторым это даже нравится, так как на высокой скорости можно переключать фару на маленькую яркость. Несмотря на это большинство велосипедистов хотят как можно больше света, не заморачиваясья с режимами во время езды. Поэтому требуется автоматический переключатель. Есть два способа его реализации:

Схема 12 — автоматический выбор режима.

Схема 12 обеспечивает автоматическое переключение между двумя режимами. Она состоит из трёх основных частей:

Силовой каскад переключается между мостовым выпрямителем и удвоителем напряжения также как и в схеме 8. Из-за специфических требований переключателей на канальных полевых униполярных МОП-транзисторах это не в точности такая же схема, но она работает также и с тем же результатом. Цепь светодиодов увеличивает устойчивость напряжения для переключателя IC1 и при превышении максимально допустимого уровня напряжения схема автоматического шунтирования выхода источника питания замыкается, таким образом защищая схему от случайного отключения светодиодов. Переключатель IC1 содержит преобразователь частота-напряжение (f2V) и компаратор. На вход блока f2V подаётся переменный сигнал из динамо-машины. Переключение частоты устанавливается резистором R15. Выходной транзистор IC1 контролирует ток базы канальных полевых униполярных МОП-транзисторов Q3 и Q4 также как индикатор LD11. Q5 незначительно изменяет опорное напряжение компаратора для индуцирования гистерезиса. Это нужно чтобы избежать нестабильности возле точки коммутации.

Схема 12 обеспечивает такие же кривые мощности как схема 8. Она может питать от 3 до 8 мощных светодиодов в цепи, совместима с бутылочными динамо-машинами и динамо-втулками.

Учитывая сложность схемы, я сделал простую печатную плату для неё. Она оптимизирована под ручную сборку, не нужно использовать устройство монтажа. Механически помещается в 1.125″ рулевую трубу с вынесенными за пределы платы регулирующими конденсаторами C1-C4 (сначала помещаются внутрь трубы). Сглаживающий конденсатор C5 предназначен для установки в блок фары.

Для получения дополнительной информации скачайте CAD файлы (в формате CadSoft Eagle) и полную техническую документацию.

Есть ещё два варианта схемы 12, также считывающие частоту динамо-втулки для переключения режимов удвоителя напряжения и мостового. Они разработаны с целью избежать скачка тока, происходящего в схеме 12 при переключении из одного режима на другой. Схемы существуют только на бумаге, они ещё не собраны, не в каждом компоненте я уверен или ещё непонятно какие использовать. Я могу предложить две отличных идеи управления канальным полевым униполярным МОП-транзистором, когда его истоковый потенциал постоянно чередуется с подмодулирующим потенциалом (переключение переменной нагрузки).

Альтернативный вариант №1 автоматического выбора режимов удвоителя напряжения/мостовой выпрямитель. Не тестировался. Компоненты не определены. Рассчитан на профессионалов.

Альтернативный вариант №2 автоматического выбора режимов удвоителя напряжения/мостовой выпрямитель. Не тестировался, компоненты не определены. Рассчитан на профессионалов.

Давайте рассмотрим раннюю конструкцию с другой реализацией автоматического выбора режима (только для бутылочных динамо-машин).

Схема 13 — альтернативный подход к автоматическому выбору режима.

В отличие от схемы 12, эта схема измеряет не частоту (скорость), а ток идущий через светодиоды:

Стандартный двойной операционный усилитель используется для измерения тока светодиодов. Вторая часть двойного операционного усилителя выполняет роль стабилизатора с малым падением напряжения заднего фонаря (опционально).

Переменным резистором 470R устанавливается оптимальный проходящий ток, который точно ниже порога, когда ток двойного операционного усилителя остаётся постоянным несмотря увеличение скорости. Теоретически это выравнивание происходит во время нахождения динамо-машины на рабочей температуре (она даёт немного меньше тока по сравнению с более низкой температурой). В точке перехода схема периодически чередует оба режима. При её правильном выборе в этой точке оба режима дают одинаковое количество энергии и их смена проходит плавно.

Силовой каскад 13-ой схемы в отличие от схемы 12 использует удвоитель напряжения Вилларда, а не Гриначера. Наряду c уменьшением числа компонентов и упрощением схемы возрастает мерцание на низкой скорости. С бутылочными динамо-машинами (схема 13 как раз и разработана для них) мерцание не составляет проблемы, но для динамо-втулок она всё-таки неприемлема. Сейчас преимущественно распространены динамо-втулки и данная схема мало кому пригодится.

Но если вы заинтересовались схемой — можете её собрать.

Принципиальная схема в хорошем качестве:

Схема размещения компонентов:

Она оптимизирована под ручную сборку, нет необходимости использовать устройство монтажа. В этой версии C07 припаян прямо к штырьку IC1. Компоненты выбраны для трёх белых светодиодов фары и 4 красных светодиодов заднего фонаря, которые питаются от генератора Dymotec6.

Механическая сторона вопроса: фара с одним светодиодом, фара с тремя светодиодами и задний фонарь. Все они собраны из распространённых деталей.

Источник