Динамо-втулка (обзор)
Динамо-втулка, или генераторная втулка — представляет собой небольшой электрический генератор встроенный во втулке колеса велосипеда, которое обычно используется для электропитания передней и задней фары. Часто динамо-втулки на самом деле не динамо, которое создает постоянный ток, а маломощный магнето, которое создает переменный ток. Большинство современных динамо-втулок до 3 W при 6 V, хотя некоторые из них развивают мощность до 6 W при 12 V.
Прошлое
Первопроходцем на рынке динамо-втулок стала компания Sturmey-Archer с их Dynohub 1930–1970-х годов. Но Dynohub был тяжелым из-за стального корпуса и был снят с производства в 1980-х годах. Примерно в 2009 году Sturmey-Archer выпустила новые динамо-барабанные втулки с тормозным устройством в алюминиевом корпусе, получившие обозначения X-FDD и XL-FDD.
Настоящее
Shimano предлагает различные динамо-втулки под брендом Nexus, такие как DH-3N70 / DH-3N71, которые по заявлению производителя имеют значительно меньшее сопротивление, чем Nexus NX-30.
SRAM производит динамо-втулку i-Light. Серия D7 совместима, как ободными тормозами, так и с дисковыми, а серия D3 совместима с несколькими типами ободных тормозов. В обзоре 2006 года, проведенном немецкой организацией занимающийся беспристрастным изучением и сравнением товаров и услуг Stiftung Warentest сообщается, что эффективность на скорости 15 км/ч динамо-втулки i-Light серии D1 составила 66%, что на 10% лучше, чем у SON-28.
SR Suntour предлагает серию динамо-втулок DH-CT-630 со встроенной защитой от перенапряжения.
SP Dynamo Systems предлагает около 10 различных моделей динамо-втулок. Они заявляют об очень высокой эффективности и низком весе по сравнению с динамо-втулками конкурентов. Но их заявления никто не проверял.
Помимо известных брендов динамо-втулки производят компании известные только в узких кругах.
Эффективность
Улучшения в конструкции и материалах со временем привели к повышению эффективности. Ранние конструкции имели несколько медных обмоток и более тяжелые магниты. В современных конструкциях используются более сильные неодимовые магниты и обмотка с одной медной катушкой.
Вырабатываемый динамо-втулками свет — это надежный источник энергии в большинстве случаев. К динамо-втулке можно подключать, как одну, так и две фары (последовательно). Заявленную мощность эти втулки выдают при скорости около 15 км/ч. В дешевых моделях Shimano ожидаемый срок службы подшипников примерно равен 5000-6000 км.
В случае с электровелосипедами при размышлении о втулках-динамо сразу приходит мысль о создании «вечного двигателя». Динамо-втулка подзаряжает батарею питающую веломотор и о чудо! Можно ехать бесконечно! 🙂
Фигвам! Слабоваты эти генераторы электроэнергии и КПД втулки значительно ниже 100%. Зависимости от розетки можно избежать только с электровелосипедами на солнечной батарее, но там все не особо радужно.
Кому нужна динамо-втулка?
Всем остальным она нафиг не сдалась.
Очевидные вопросы. Почему не повербанк и фара на аккумуляторах? Почему не солнечная панель?
Повербанк или динамо-втулка?
С павербанком можно прожить несколько дней до появления на пути розетки. Вроде бы все зашибись. Но есть люди, которым умножение сущностей и лишнее барахло не нравится. Счастье в простоте! Если вы используете павербанк, нужно думать о том, как его не потерять, не раздолбать, не промочить и о его подзарядке. Придётся везти зарядное устройство и некоторое количество запасных кабелей. По закону подлости с повербанком, кабелями или разъемами что-то случится. В общем: нет повербанка — нет проблем.
Солнечная батарея или динамо-втулка?
Солнечные панели — штука не плохая. Но…
Что касается веса, то тут все просто. Динамо-втулки тяжелее обычных на 200-250 г. Сравнимо с павербанком и легче качественной солнечной панели.
Втулка не занимает места в багаже. Не нужно запасать энергию днём. Не боится вибраций. Динамо-втулка одинаково хорошо работает в любую погоду и в любое время суток. В отношении дождя и грязи динамо-втулка ничем не отличается от обычной. Про розетки можно не думать вообще. Да и про саму втулку тоже.
Обратная сторона счастья
Динамо-втулка и сопротивление
Проблемки
Где купить динамо-втулку?
При выборе динамо-втулки нужно думать о том, какую фару вы будете использовать и какой конвертер. При этом необходимо понимать, зачем вам этот комплект нужен. Тут вам поможет обширная статья: Как выбрать динамо втулку?
Цена бюджетных динамо-втулок не высока, их можно приобретать в отечественных интернет-магазинах. Разница в цене с Алиэкспрессом, если и есть, то не велика. К сожалению к нам возят в основном только продукцию Shimano.
Продвинутые люди покупают крутые динамо-втулки в интернет-магазине bike-components.de.
Эффективные динамо-втулки
Надёжные и эффективные динамо втулки дорогие и их цена сильно зависит от стандарта оси.
Shutter Precision — тайваньская компания производящая втулки с хорошими характеристиками по доступным ценам.
Schmidt Maschinenbau — немецкая компания известная тем, что делает самые эффективные динамо-втулки (судя по тестам). В том числе для фэтбайков. Цена на втулки этой компании не гуманная.
Фары для динамо-втулок
Через конвертер вы можете подключать обычные фары с Алиэкспресса. Обзор тут: Фара для электровелосипеда и электросамоката.
Если этот путь не подходит, то придется выбирать одну из фар разработанных для использования с динамо-втулками. Вот несколько вариантов: SON Edelux II (не слепит встречных), Busch+Muller Lumotec IQ-X (не слепит встречных), Supernova E3 Triple 2 (без отсечки верхней части светового потока), Sinewave Cycles Beacon (без отсечки, с конвертером с USB выходом и возможностью подключения заднего фонаря), K-Lite Bikepacker PRO V2 (с модулем позволяющем фаре работать во время остановок), kLite Bikepacker Ultra (очень мощная на 15-25 км/ч).
Конвертеры
Конвертер (преобразователь) преобразует переменный ток в постоянный. Практичнее и удобнее купить конвертер со буферной батареей (с ней фара работает во время остановок). Варианты: Busch+Muller USB-Werk, Sinewave Cycles Revolution.
Миниатюрные варианты (без буферной батареи) разработаны для установки в крышку якоря штока. Варианты: Supernova The Plug III, Sinewave Cycles Reactor.
Что почитать?
Текст: Дмитрий Константинов
Фотографии от производителей
Добавить комментарий Отменить ответ
Динамо-втулка это практически идеал для беззаботного пользования велосипедом.
И особенно для людей не понимающих в технике. Например для родителей, ставишь им такой комплект и не нужно заботиться, что они забудут включить свет с нехорошими последствиями для их здоровья.
Не нужно думать о батарейках в заднем фонаре, о том, что необходимо включать его и фару вечером. Просто садишься и едешь.
Учитывая то, что современные фары и задние фонари для динамо-втулок оснащены ионисторами запасающими энергию, то они продолжают работать ещё минут 5-10 после остановки велосипеда.
Более того, фирменные фары автоматически (по датчику освещённости) переключаются между дневными ходовыми огнями и основным светом. Очень удобно.
Но не стоит подключать задние фонари напрямую к динамо втулке, в них нет стабилизатора. И вы либо убьёте ионистор (в лучшем случае) либо сам диод. Фонари подключаются к специальным стабилизированным контактам фары.
Предлагаю тему для статьи: Провоз аккумуляторов в самолёте, какие можно, какой мощности, в багаже или ручной клади, какие авиалинии, история вопроса, ситуация по вопросу в РФ и за рубежом, что пишут люди на форумах и тд
Возможно и напишу. Тема интересная.
Я считаю, что прогресс в этом деле давно и мёртво застрял на уровне технических решений середины 20-го века. Тот производитель, который предложит генератор-динамо в виде диска, сделанный на редкоземельных магнитах, размещаемый так же, как тормозной диск (с другой стороны) или даже выполненный зацело с тормозным диском, что не потребует переспицовки колеса, с возможностью изменения отбираемой от движения мощности от 3 до 15 Вт, объединённого с блоком зарядки аккумулятора 18650 с импульсным преобразователем с КПД 70-80 процентов, тот докажет мне, что техническая мысль все ещё жива, и, быть может, завоюет нишу на рынке. Вот бы достучаться до неравнодушных инженеров!
Про добавочный вес в 250 г это немного звиздёж. Только втулки shutter Precision последнего поколения вписываются в этот лимит, и только модели под эксцентрик. Втулки под оси тяжелее минимум на 300г. Втулки для фэта вообще тяжелее обычных минимум на 400г. Вместе со всей обвязкой (буфер, диодный мост, преобразователь-стабилизатор, провода) получим минимум 500г. (в случае дорожного велосипеда с ободными тормозами и втулкой под эксцентрик конечно добавочный вес будет меньше, но дорожный велосипед наименее интересен для установки динамо, т.к. он как правило не ездит настолько далеко от электричества).
Полкило батареек, павербанков или просто банок 18650 это 70-100 ватт-часов. Дальше надо считать, сколько ватт-часов получится снять со втулки за поездку, да и вообще смотреть, нужно ли вам больше 100ватт-часов электричества. В случае типичного похода на фэтбайке необходимо около 50 ходовых часов для снятия со втулки 100 ватт-часов, это соответствует походу около 10 дней (в случае обычного велосипедиста, а не ультрарандоннера-бреветчика, который впрочем вряд ли заинтересуется походом на фэтбайках). С учетом того, что втулка поджирает еще и ватты велосипедиста (которые в противном случае можно было бы потратить на перевозку большего количества батареек), имеет смысл она только при походе от двух недель.
Часто ли у обычного велосипедиста случается велопоход больше двух недель? Думаю, что почти никогда. Эта штука только для ультрарандоннеров-кругосветчиков и задротов. Остальным она не выгодна чисто физически. И это еще даже не обсуждалась стоимость владения 🙂
Впрочем, человек это такая зверушка, которой свойственно поступать нерационально, поэтому производители динамо-втулок все-таки вряд ли разорятся.
Все верно. Дорого, не практично. Но покупали и покупать будут. )
Велосипедные динамо-втулки: принцип работы и подключения, плюсы и минусы.
Для получения электрической энергии в велопоходе можно выделить несколько способов:
Каждый из них обладает своими плюсами и минусами. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, плюсы, минусы и другие нюансы, связанные с динамо втулками и их использованием.
Кому нужны динамо втулки
Они наиболее подходят для велотуристов, предпочитающих многодневные велосипедные походы, в которых не всегда может быть возможность «встретить» розетку и зарядить аккумуляторы.
Использование таких втулок для поездок в городских условиях или однодневных поездках не совсем рационально с экономической точки зрения. Всё-таки их цена значительно дороже обычных, а подзарядить смартфон, аккумуляторы на GoPro, передних и задних фонарях можно и дома от обычной розетки.
Мне могут возразить, что в длительный поход можно взять с собой повербанк (Power Bank) или небольшую солнечную батарею. Согласен, можно. И не отрицаю такой возможности.
Но! Power Bank не решит проблему получения электричества, а только отложит на некоторое время поиск розетки. Что касается солнечных батарей, то они наиболее эффективны, когда солнечные лучи падают на них под определенным углом, получить который в реальной поездке не так просто. То есть во время движения они работают не всегда эффективно. Да и солнышко ведь то же не всегда ярко светит и тучки по небу ходят. К тому же их площадь, для получения нужного количества энергии должна быть достаточно большой.
Второй момент состоит в том, что повербанк, а так же солнечные батареи нужно с собой тащить в велопоходе. А их вес может даже превышать тот дополнительный вес, который дает динамо втулка, по сравнению с обычной.
Можно надеяться на подзарядку аккумуляторов в придорожных кафешках и заправках. Но, во-первых, на это нужно тратить время – сидеть, ждать пока они смогут зарядиться. А во-вторых, розетки там должны быть доступны. Часто заезжая на заправку обнаруживается, что все доступные розетки уже заняты другими автомобилистами или путешественниками.
Если Вы катите не очень длительные велопоходы, то вполне возможно, что проще взять с собой дополнительные аккумуляторы на все гаджеты.
Так что вопросы целесообразности приобретения динамо втулки каждый путешественник решает самостоятельно исходя из целей и финансовых возможностей.
Кто производит и какие бывают динамо втулки
Производят их многие производители: Shimano (обозначаются индексом “DH”), Sram, Shutter Precision (Тайвань), SR SunTour (Тайвань), Hangyi, Schmidt Maschinenbau (Германия), Supernova и т.д.
Есть модели под V-brake, дисковые и роллерные тормоза, с креплением на гайках или эксцентриках.
Фланцы динамо втулок рассчитаны для крепления разного количество спиц: 28, 32, 36 штук. Так что перед покупкой обязательно нужно сверить количество спиц на ободе и на приобретаемой втулке.
Не забудьте, что диаметр фланцев динамо втулок больше, чем у обычных. Так что, если Вы планируете использовать свой старый обод, то при переспицовке колеса нужно будет подобрать спицы меньшей длины. Или покупайте сразу новое колесо с уже установленной «динамкой».
Часто задают вопросы типа «А сильно ли динамо втулка влияет на накат колеса и тяжелее ли становится крутить педали?»
На это можно ответить так: старые типы действительно оказывали дополнительное сопротивление качению. В современных моделях оно сильно снижено.
В интернете есть много статей с результатами исследований по сопротивлению качению с нагрузкой и без неё с графиками и цифрами. Мы их здесь анализировать не будем – кому интересно можно почитать. В целом колесо на обычной втулке будет крутиться чуть легче, но «динамка» ставится не для скоростных гонок, а для получения электричества. При реальной поездке, потеря мощности велосипедиста при педалировании, на работу динамо втулки будут незаметны. Зато электричество будет «практически даром».
Кстати, есть модели, оснащенные переключателями с холостого хода на режим генерации. В выключенном состоянии такая динамовтулка превращается в обычную.
Обратите внимание, что обычно, при установке колеса с «динамкой» на вилку переднего колеса, контактный разъем должен быть с правой стороны, если другого не сказано в инструкции.
Принцип работы динамо втулки
С научной точки зрения принцип работы динамо-втулки объясняется законом электромагнитной индукции Фарадея.
Для нас же основную идею можно сформулировать так: если рамку из провода вращать в магнитном поле или наоборот, магнитное поле вращать вокруг рамки, то в проводе, из которого сделана рамка, наводится электродвижущая сила. Если к этому проводу подключить нагрузку, например, фонарь, то по этому проводу потечет электрический ток. Вот на этом принципе и основана работа динамо-втулки.
Более наглядно этот принцип показан на рисунке ниже.
Отличие принципа работы динамо-втулки от того, что показан на рисунке состоит только в том, что на рисунке рамка вращается внутри магнита, а в динамо-втулке наоборот – магниты вращаются вокруг рамки.
В «динамке» не 2,а больше полюсов, например, 26, 36 и т.п. Это дает то, что за один оборот колеса происходит не одна смена тока в катушках индуктивности с минуса на плюс, а сразу 13, 18 и т.д.
Как подключать динамо втулку к нагрузке и для чего нужен преобразователь (конвертер)
Подключать смартфон или повербанк напрямую к втулке для зарядки нельзя.
Потому что динамо-втулка вырабатывает переменный ток, притом очень нестабильный как по частоте, так и по силе тока, а заряжать смартфон или аккумулятор нужно постоянным током.
Для решения этой задачи между динамо втулкой и аккумулятором ставится специальный выпрямитель-стабилизатор.
Попробуем пояснить всю эту схему на рисунке:
Итак. На первом графике показан ток, генерируемый динамо втулкой – переменный синусоидальный ток. Он имеет разную силу и частоту, так как втулка крутится велосипедистом неравномерно. Та часть, что находится выше пунктирной линии, имеет положительную величину, а ниже её – отрицательную. Это значит, что ток в это время течёт в обратную сторону.
Из втулки ток попадает в преобразователь (конвертор), в котором выпрямляется и стабилизируется.
На втором графике линии тока всегда выше пунктирной линии. Таким образом, после выпрямления ток будет течь всегда в одну сторону, но по-прежнему будет меняться по величине.
Чтобы получить стабильное напряжение, как на третьем графике, используют импульсный стабилизатор, который встроен в тот же преобразователь. Суть его работы в том, что он убирает все синусоиды и генерирует ток стабильного заданного напряжения. Для зарядки смартфона или повербанка ток должен иметь 5V напряжения и силу тока не менее 500 мА, который и получается после стабилизатора.
И вот только этот стабилизированный и выпрямленный ток можно подавать на смартфоны или другие электронные приборы.
С велосипедными фонарями немного проще. Есть специальные фонари для динамо втулок, которые можно подключать к ним напрямую, но большинство моделей работают всё же от аккумуляторов. Поэтому при их покупке нужно смотреть, какие аккумуляторы и как заряжаются. Если это только пальчиковые типа AA или ААА, то заряжать их нужно зарядкой от 220V или искать специальную зарядку для заряда от USB и возить её с собой.
Только имейте в виду, что если фонарь подключается напрямую к втулке, то и горит он только тогда, когда крутится колесо. Есть фонари с небольшой встроенной батареей, которая может обеспечить несколько минут работы фонаря при остановке велосипеда.
Фонарь же с аккумулятором горит тогда, когда заряжен аккумулятор. Нужно – включили, не нужно – выключили.
Есть современные, более дорогие модели динамок, в которых преобразователь уже встроен. Это конечно удобно, не нужно искать и покупать конвертер, но необходимо внимательно читать их описания при покупке или уточнять у продавцов так ли это на самом деле.
И еще. Что бы не сгореть на высоких оборотах, когда втулка генерирует высокое напряжение, конвертер, или подключенная напрямую фара, должны иметь встроенную защиту от высокого напряжения. На некоторых моделях втулок такая защита уже есть встроенная.
Немного про выбор PowerBank’а для динамо втулок в велопоходах.
Выбирать пауэрбанк для работы с динамо втулкой желательно такой, чтобы он мог одновременно заряжаться сам и отдавать энергию подключенному к нему устройству. Для этого у него должна быть специальная микросхема контроллера.
То есть пока вы днем в походе крутите педали, повербанк все время заряжается. Но, если нужно в это же время подзарядить смартфон, то Вы просто подключаете его к этому же повербанку и едете дальше.
Так могут работать только пауэрбанки с так называемой «сквозной зарядкой». Их еще обозначают как «ИБП» или источник бесперебойного питания. По-английски эта функция пишется как «pass-through charging». Наличие подобной возможности должно быть указано в описании в инструкции, на коробке устройства и на сайте производителя.
Логика их работы будет состоять в следующем. Если мощность тока на входе в повербанк больше, чем на выходе, например, велосипедист едет очень быстро под горку и одновременно заряжает аккумулятор фонаря, то повербанк будет необходимый заряд отдавать фонарю, а остатки отправлять себе на подзарядку.
Если наоборот, мощности на входе не хватает, то он будет сам разряжаться для увеличения выходной мощности и заряда подключенных устройств, например смартфона. При этом если заряд его собственной батареи окажется на нуле, выходы отключатся, чтобы повербанк мог сначала сам зарядиться. Если в это время к нему будет подключено устройство, оно не будет получать энергию, пока выход не активируется.
Динамо машина для велосипеда: типы, советы при выборе, особенности установки
Динамка для велосипеда – электрогенератор, вырабатывающий энергию во время движения транспорта. Соответственно, крепится к колесу. Устройства бывают нескольких видов, но все они являются удобным дополнением, создающим комфортное передвижение в темное время суток.
Любой велосипедист может выбрать по вкусу необходимую динамку, многие из которых можно приобрести по доступной цене и установить самостоятельно.
Динамо машина для велосипеда – описание
Техническое приспособление, вырабатывающее электрический ток, бывает бутылочного, втулочного вида и других конструкций, которые менее популярны, чем первые два.
Бутылочный тип наиболее доступен, а также прост. Его мощность небольшая из всех существующих видов. Приводной ролик крутится из-за соприкосновения к протектору. Это происходит во время езды на велосипеде.
Втулочный аппарат по конструкции – осевая динамо машина. Стоимость его высокая. Установка требует сил и времени, отдельных вложений и является намного сложнее, чем монтаж бутылочного варианта.
Устройство находится в середине втулки колеса. Процесс запускается автоматически при его вращении. Главный недостаток – невозможность выключения.
Типы динамо машин, их плюсы и минусы
Существует несколько видов электрогенераторов для велосипеда. Основные типы – бутылочный и втулка. Они чаще всего применяются байкерами для оснащения своего транспорта электричеством и имеют свои достоинства и недостатки.
Бутылочная динамо машина
Бутылочный вариант имеет не слишком много плюсов по сравнению с втулочным аналогом, а минусов достаточно. Но все же многие приобретают именно эту модель.
Достоинства:
Недостатки:
Динамо втулка
У динамки втулочного типа масса плюсов. Поэтому если есть финансовая возможность, все же целесообразнее приобрести данную модель.
Достоинства:
Недостатки:
Динамо втулка – конструкция
Такой вид электрогенератора становится все более популярным. Динамо втулка обладаем своими принципами работы. Также в установке есть особенности, которые желательно учитывать во избежание последующих проблем.
Принцип работы
Если бутылочная динамка подает постоянный ток, то втулка вырабатывает переменное напряжение, у которого не существует полярности. Такое обстоятельство для светодиодной фары приносит проблему. Работать она будет лишь с помощью выпрямительного моста.
Присутствие данного устройства будет обязательным для всех деталей, которые рассчитаны изначально на запитку от источника постоянного тока.
Работа втулки происходит по принципу закона электромагнитной индукции. Эта деталь имеет многополюсной магнит, напоминающий кольцо. Он закреплен в корпусе динамки. Вращается вокруг катушки – так называемого якоря, неподвижность которого обеспечивает соединение с осью.
Особенности установки
Деталь устанавливают на вилку переднего колеса таким образом, чтобы контактный разъем оказался с правой стороны. Если он будет «смотреть» влево от велосипеда, устройство может неправильно выполнять свои функции при движении.
Крепить контактный разъем следует надежно. Дропауты должны обладать достаточной степенью параллельности. Иначе возникает деформация оси генератора, и появится шум благодаря излишнему трению внутри динамки.
В отличие от бутылочного варианта при монтировании втулки, колесо приходится разбирать после съема. Понадобится набор укороченных спиц. Как только колесо окажется разобранным, следует укрепить подготовленными спицами обод на динамке.
Далее нужно как можно ровнее, а также равномернее вмонтировать, последовательно натягивая спицы. После окончательного укрепления обода следует выполнить балансировку. Затем проконтролировать на дисбаланс, а также на биение.
Как выбрать динамо машину для велосипеда?
Прежде, чем выбрать динамку для велосипеда, рекомендуют обратить внимание на некоторые нюансы.
А именно:
Электрогенератор для велосипеда не является предметом первой необходимости в комплектации. Но это устройство очень удобно в современном мире. С его помощью, особенно втулочных моделей, можно не только не беспокоится о передвижении в темное время суток, но и подзаряжать гаджеты и аккумуляторы.
Все-таки большинству байкерам нравится втулочный вариант динамки. И это несмотря на сложность установки и высокую стоимость по сравнению с бутылочным аналогом. Но бюджетный бутылочный генератор также привлекает многих доступной ценой и легкостью монтажа.
