Aktiv leuchtender Speichenreflektor ohne Batterien

[MerlinTheWizzard]

Hallo,

ich weiß nicht, ob ich hier überhaupt richtig bin, ich habe eine Idee, ich würde gerne einen Speichenreflektor für Fahrräder bauen, der keine Batterien braucht, aber dennoch aktiv (LED) leuchtet.
Ich kenne mich zwar ganz gut aus, würde aber bei dem einen oder anderen etwas Hilfe brauchen, hat jemand Lust mit mir an diesem Projekt zu arbeiten oder mir dabei mit Know-How zu helfen?

Es gibt schon ein Konzept und ich habe auch schon Versuchsaufbauten und Berechnungen gemacht, aber noch keinen Prototypen. Das ganze sollte mit Hilfe einer oder mehrerer Spule(n) (am Reflektor) und einem oder auch zwei starken Magneten an der Gabel funktionieren.

Aber hier bräuchte ich Hilfe beim Spulendesign und auch bei der Auswahl der Magneten. Ein Kondensator speichert den Strom, bis der Reflektor erneut beim Magneten vorbei kommt.
Dadurch würde die LED permanent leuchten (so die Theorie) und es entsteht ein durchgehender Ring um den Effekt noch zu verstärken, kann man auch mehrere Reflektoren pro Rad verwenden.
Ich weiß, es gibt solche Reflektoren schon, aber die laufen alle mit Batterie und das möchte ich eben ändern.
So könnte das dann aussehen:

35250 35251 35252

Was haltet ihr von der Idee, ich das umsetzbar, man müsste noch testen, wie viel man aus der Induktion raus bekommt (ist ja nur ein kurzer Impuls) und welchen Kondensator man am besten verwendet u.s.w. und ab welcher Geschwindigkeit das dann funktioniert, gibt sicher einiges zu tun.

Ich denke man kann das sicher irgendwie vorher berechnen, Magnetfeld Stärke, Geschwindigkeit und Dauer, Anzahl der Wicklungen u.s.w., ist sicher sehr kompliziert, aber ich denke man kann es sicher rechnen / simulieren, oder einfach bauen und experimentieren, aber ich wüsste halt gerne vorher ob es überhaupt machbar ist.....

Grüße aus Wien
Andreas

[Defiant]

Ich kann fachlich nicht dazu beitragen und möchte dich nur bitten deinen Bauwunsch zu überdenken. Ich wurde erst gestern Abend von einem entgegenkommendem Radfahrer so geblendet, dass ich eine Vollbremsung einlegen musste. Und zumindest in meiner Stadt im Norden ist die Lichtverschmutzung soweit gestiegen, dass man nicht noch mehr Licht haben möchte. Natürlich könnte ich technisch auch aufrüsten und zurückblenden, aber das will ich nicht und die Diskussion darüber auch nicht führen.

[MerlinTheWizzard]

...meiner Stadt im Norden ist die Lichtverschmutzung soweit gestiegen, dass man nicht noch mehr Licht haben möchte...

Es geht hier nur um ein schwaches Licht, das seitlich abgestrahlt wird, nicht um einen 1000W Scheinwerfer der andere blendet......

[Gnom67]

Hallo!

Lustige Idee... Und sicher nicht so einfach... sonst gäbe es das wahrscheinlich schon.

Ein 28"-Reifen hat nen Umfang von 1,1 m. Bei 15 Km/h kommt man da auf 3,8 Umdrehungen pro Sekunde.
Das ist nicht so arg viel, wenn die Spule da knapp vier mal pro Sekunde durch kommt.

Da wäre es sicher erst mal interessant, ein paar Experimente zu machen, um rauszukriegen, wie viel Spannung und Strom man da realistisch erreichen kann.
Für eine funzelnde Low-Current-LED würden vielleicht 2,5 mA genügen - das entspräche bei 2 Volt ungefähr 5 mW. Zum Vergleich, ein Fahrraddynamo hat 3 Watt - der "Generator" müsste also nur 1/600 der Leistung eines Fahrraddynamos haben. Das ist vielleicht gar nicht so unrealistisch. (Allerdings bräuchte man ja mindestens 2 LEDs - rechts und links.)
Es gibt auch LEDs, die bei 20 mA tausendmal heller sind als die Low current LEDs bei 2 mA - wenn man die mit PWM ansteuert, wirds wesentlich sparsamer.
Statt einer oder zwei Spulen könnte man auch mehrere Spulen machen, die in einer kreisförmigen Bahn angeordnet sind. Aber sicher kann man die nicht so einfach parallel schalten.
Ebenso könnte man statt eines Magneten auch eine Reihe von gegenpoligen Magneten anordnen.
Auf jeden Fall brauchst du noch einen Gleichrichter und eine Elektronik, die den Strom durch die LEDs steuert.
Wenn das Rad auch an der Ampel mal ne Minute steht und die LEDs sollen weiter leuchten, wird es mit einem Kondensator schon knapp, da brauchst du schon einen rechten Oschi. Vielleicht wäre es auch da interessanter, einen Akku einzusetzen. Eine Akku-Knopfzelle LIR2032 hätte mehr als genug Kapazität.

Wäre es nicht einfacher, den Dynamo im Vorderrad anzuzapfen (sowas müsste ja inzwischen eigentlich fast jedes Fahrrad haben). Fürs Hinterrad hilft das allerdings auch nicht.
Man könnte dort einen kleinen Dynamo bauen, der an der Radachse angebracht wird und die LEDs speist... so ne Art Speichendynamo (https://de.wikipedia.org/wiki/Speichendynamo) - aber das klingt auch aufwändig.

Wenn ich mir die "Batterielösung" vorstelle... eine Litium-Akku-Knopfzelle mit 3V und 150 mAh könnte eine LED bei 10 mA 15 Stunden lang, bei weniger Strom noch viel länger leuchten lassen. Es wäre sicher weniger aufwändig, ein kleines Ladegerät an den Dynamo zu hängen und dort zwei Knopfzellen zu laden, während die anderen beiden die LEDs versorgen. Sind die beiden Leuchten-Akkus leer, kann man einfach tauschen. Der Raddynamo mit 6V und 3 Watt könnte die Zellen in recht kurzer Zeit wieder aufladen. Aber schon klar, dann fährt man ohne Licht, weil man zu faul ist, die Akkus zu tauschen. Außerdem muss man die LED immer ein- und ausschalten, wenn man losfährt (naja, das könnte man noch elektronisch lösen).

[MerlinTheWizzard]

Hi,

Ja ich werde sicher mal ein paar Experimente machen, ich bräuchte ein wenig Hilfe beim Spulen Design, welche da effizient sind, Flachspule, oder eher so etwas wie einen Ringkern, mit oder ohne Eisenkern u.s.w. ich kenne mich da einfach zu wenig aus, klar könnte ich alles durch Experimente heraus bekommen, aber es wäre nett, wenn mir jemand da helfen könnte, damit ich nicht jedes nur erdenkliche Möglichkeit testen muss.

[Moppi]

Was überhaupt unklar ist: wo soll denn die Spule hin?
So wie das aussieht, soll die Spule in den Reflektor rein. Dann müsste das eine sehr flache Spule sein, mit nicht so vielen Windungen. Und die wird dann mit einem Abstand von vielleicht 3cm an einem Magneten vorbeigezogen, der möglichst nicht stören soll und daher auch nicht groß sein kann. Vielleicht so groß, wie ein Magnet den man so für Magnettafeln nimmt, um Blätter anzuheften.
Wenn ich an Spulen von dynamischen Kopfhörern denke (da gibt es auch Große und Kleine, ich würde an die Großen denken), könnte das vielleicht etwa passend sein, nicht der Durchmesser, aber der verwendete Kupferdraht und die Zahl der Wicklungen. Würde diese Induktion ausreichen, um dauerhaft eine LED zu betreiben, die den Reflektor hell beleuchtet?

Dafür gibt es Radnabendynamos, die LEDs auch schwach leuchten lassen können, wenn das Rad nur langsam geschoben wird.
Vielleicht können wir in einen Nabendynamo reinschauen, sehen, wie groß die Spule ist und evtl. ein wenig rechnen (https://www.lehrerfreund.de/technik/1s/fahrraddynamo/3326).

Die größten Hindernisse sind wohl: die Spulengröße, die Größe des Magneten, die Entfernung Magnet zu Spule.

MfG

[Gnom67]

Naja, ein paar Experimente sind wahrscheinlich zielführender als langes Rechnen mit großen Unsicherheiten.
Vermutlich wird die Energieausbeute eher schmal sein. Die Fläche der Spule ist klein, die Anzahl der Wicklungen ist begrenzt, der Abstand zu den Magneten ist relativ groß und damit ist das Magnetfeld relativ schwach. Ich würd mal anfangen mit einer Spule und einem darüber bewegten Permanentmagneten (an einem Rad oder sowas - also halbwegs entsprechend der Anordnung am Fahrrach - nur der Handhabbarkeit wegen genau umgekehrt - also Spule fest, Magnet bewegt.
Mit einem Gleichrichter oder zunächst mal einfach einer Diode könntest du einen Kondensator laden und dann die Ladung bestimmen. Ich fürchte aber, das wird ziemlich ernüchternd werden.

[Holomino]

Statt eines Dauermagneten könnte man auch eine aktive Spule am Rahmen anbauen (durch den Dynamo versorgt). Das wäre dann (im einfachen Fall) ein Royer-Konverter.
Der Unterschied/Vorteil zum Permanentmagneten: Royers laufen mit höheren Frequenzen (>100kHz) und schubsen so gleich mehrfach Strom in den Empfänger (Kondensator), während die beiden Spulen aneinander vorbeilaufen.
Nachteil allerdings: Die verbrauchen auch im Leerlauf Strom (wenn die Empfängerspule sich nicht vor der Senderspule befindet).

[Gnom67]

Nachteil allerdings: Die verbrauchen auch im Leerlauf Strom (wenn die Empfängerspule sich nicht vor der Senderspule befindet).

Das könnte man doch umgehen, indem man sie nur kurz anschaltet, wenn die Spule vorbei kommt...
Andererseits reden wir hier von Energiemengen, die sich beim Treten wohl kaum bemerkbar machen.

[Holomino]

Wenn, siehste es an der restlichen Beleuchtung. Die wird dann dunkler.

[Holomino]

Andere Frage:
Wenn ich eine LED mit Konstantstrom (http://gsc-elektronic.net/elektronik/experimente/led/led_erw/led_erw.html) aus einem Kondensator versorgen will, benötige ich für die Zeit t und den Strom I bei einer Entsaftung von UMax zu UMin eine Kapazität von C=I*t/(UMax-UMin).

Also beispielsweise eingesetzt:
I=5mA
UMax = 10V
UMin=3V
t= 1s

C=0,005A*1s/7V= 715µF

Da wäre man dann mit 1000µF auf jeden Fall dabei!?

[oberallgeier]

.. Wenn ich eine LED mit Konstantstrom aus einem Kondensator versorgen will .. wäre man dann mit 1000µF auf jeden Fall dabei!?Na ja, aber bei jedem Kreuzungstop oder so geht das Licht dann ziemlich sicher aus. Das wäre ja schade.

Die Idee an sich finde ich ziemlich gut!

[White_Fox]

Wie wäre es, wenn du anstelle einzelner Reflektoren eine Art von Platinenring baust? Dort könntest du z.B. alle 10° rund ums Rad eine LED anbringen und könntest eine konstante Spannungsversorgung realisieren.

Als Platine stelle ich mir etwas in der Art von Flexplatinen vor. Die Spule realisierst du mit Leiterbahnen, die du im Zickzack verlegst. Dazuwischen den Rest, LEDs, Kondensatoren, und einen Gleichrichter.

Edit: Die Frage wäre nur, ob man damit genug Leistung für ein paar LEDs bekommt...