GPS und Handy, Akku laden unterwegs

hejoehi · Spaziergänger Anmeldedatum: 02.09.2007 Beiträge: 8

Hallo zusammen,
ich klinke mich jetzt mal hier ein, da ich mich in den letzten Wochen mit der Thematik, der Versorgung mit elektrischer Energie, für Handy, Navi und Laptop, mit dem Aufladen von Akkus, wenn man unterwegs ist, beschäftigt habe.

Es war mir wichtig, dass ich auch dann noch eine gute „Akku-Ladungsausbeute“ habe, wenn ich Lust zum Trödeln habe, wenn ich etwas langsamer fahren muss, oder längere „Berg-Auf-Strecken“ habe. Ich habe also für diese Art von Outdoor-Aktivitäten ein Akkuladegerät für meinen Nabendynamo entwickelt und möchte Euch dessen technische Daten vorstellen.

Die Grundidee für mein Ladegerät resultierte aus meiner Feststellung, dass sich je nach Drehzahl des Nabendynamos unterschiedliche Konzepte für die Gleichrichtung, für die „günstigste Phasenverschiebung“, den optimalen Umgang mit der Blindleistung und der Leistungsanpassung ergaben, die immer nur in einem bestimmten Drehzahlbereich optimale Ausnutzung boten. Die von mir entwickelte Steuerelektronik (verbraucht selbst nur 6 mA) schaltet diese unterschiedlichen Konzepte je nach Drehzahl ein, aus oder um...

Es soll vorab nicht unerwähnt bleiben, dass in meinem Ladegerät einiges an aktiver Elektronik und Regelungstechnik untergebracht ist, um es bereits bei niedrigeren Geschwindigkeiten zu ermöglichen, 12 V Akkus mit relativ hohen Strömen zu laden und die „Lichtgeschwindigkeit“ (Standartleistung, 3W, bei 6V) des Nabendynamos bereits ab 11.0 km/h (mit 14.3V, 215mA – ca. 3W) zu überbieten.

Das Ladegerät wurde von mir für das Aufladen von 10 in Reihe geschalteten 1.2V/6.3Ah NiMH-Akkus (je nach Ladezustand der Akku-Batterie ca. 12-14.5 Volt) optimiert – es sollte problemlos möglich sein, daran alle Geräte anzuschließen, welche auch in einem PKW an der „Zigarettenanzünder-Steckdose“ angeschlossen werden können!!!

Mit Erfolg und Begeisterung verwende ich daran z. B. ein kleines kommerzielles 12V Ladegerät (konzipiert für Zigarettenanzünder) für meine beiden Nokias - durch dessen Schaltregler liegt der Wirkungsgrad bei 90%... Für alles (USB etc.) was 5V braucht habe ich mir bei Conrad einen 5V/1.5A Schaltregler (die feine Ausgabe des 7805..., Wirkungsgrad bei 85%), der allerdings schlappe Euro 26,-- kostet, besorgt. Er bietet für meine kleinen USB-Festplatten mit Kartenmaterial und mp3-Dateien, fürs GPS und Pocket LOOX die optimale Lösung zur Stromversorgung und Aufladung... Darüber hinaus habe ich noch einen StepUp-Regler (Wirkungsgrad bei 85%) für meinen langsamen, aber kleinen VAIO (Sony-Laptop), den ich aus Gewichtsgründen ohne eigen Akku mit nehme entwickelt... Trotz meistens angeschlossenem Handy und GPS bleiben pro Tag noch etwa 1.5 Betriebsstunden für den Laptop übrig!!! Äh, natürlich nur wenn ich vorher, bei Tage, genügend reingetreten habe...

Die folgenden Ladeströme ergaben sich für die fast volle, oben beschriebene 12V Akku-Batterie (ca. 14 V – etwas unterschiedlich, je nach bereits vorhandener Aufladung und Ladestrom) - die verwendete „Dynamogrundlage“ ist nichts besonderes - Shimano DH-3N30 Nabendynamo in einem 26er Vorderrad:

7.5 km/h 14.2V/100 mA ca. 1.4 W
ab hier reicht es bereits für GPS und Handy
10.5 km/h 14.3V/200 mA ca. 2.8 W
11.0 km/h 14.3V/215 mA ca. 3.0 W
13.5 km/h 14.3V/300 mA ca. 4.2 W
18.0 km/h 14.4V/380 mA ca. 5.3 W
ab hier geht es etwas runter, bis zur nächsten Leistungsanpassung...
22.0 km/h 14.4V/360 mA ca. 5.0 W
28.0 km/h 14.4V/450 mA ca. 6.3 W

Es scheint mir nicht sinnvoll hier einen Schaltplan zu veröffentlichen, da die Details der Steuerelektronik für den Standartbastler etwas schwer zu bewältigen sind und ich meine Zeit und Energie lieber in andere und neue Projekte investiere, als viele Details zu erklären... – trotzdem, falls es zu einem ausreichendem Interesse, mit angemessener finanzieller Begeisterung an meinem Ladegerät käme, könnte ich mich evtl. für einige Einzelanfertigungen, eine kleine Serienanfertigung oder die Vergabe der Serienanfertigung entschließen – das Ladegerät (im Moment noch Labormuster, bzw. das von mir an meinem Fahrrad verwendete Gerät) könnte vorab von Interessenten im Raum Nürnberg besichtigt und getestet werden. Anfragen bitte per PN oder Email: hejoehi@web.de

Johann

mountain man · Verfasst am: 02.09.2007, 13:31 Titel:

Wow, das hört sich ja interessant an, besonders für Technik Liebhaber. Dieses Jahr habe ich schon 2 mehrtägige Radtouren gemacht, da hatte ich auch ein Handy dabei, welches ich auch nur für Notfälle dabei habe. Im Alltag benutze ich kein Handy, außer bei der Arbeit. Vor einer Tour lade ich vorher das Handy auf, das muß mir genügen. Alle Touren, egal ob Trekking, Survival oder Radtouren mache ich möglichst ohne Technik. Ich liebe das Gefühl mit dem Alleinsein mit der Natur, der Umgebung, aber auch das wissen ich bin auf mich allein gestellt. Vielleicht bin ich ein Nostalgiker, aber ich freue mich immer wieder auf den Erfolg,selbst mit Karte und Kompaß mein Ziel erreicht zu haben. Leider hat sich auch im "Outdoorbereich" in dieser Hinsicht viel verändert. Ohne Technik geht fast nichts mehr.
Tom Brown der Tracker, nennt solche Hightech outdoorer Astronauten Leute. Sie wollen in die Natur, aber nur mit der modernster Technik!

Grüße
Ingo

Buschmann · Verfasst am: 02.09.2007, 13:59 Titel:

Hallo Johann,

ja, das finde ich auch sehr interessant. Dafür gibt’s sicher unzählige Einsatzgebiete.

Die Idee ist gut, wobei ich nicht weiß, ob bereits ähnliche Technik auf dem Markt ist.
Für wirtschaftliche Aspekte ist das Medium Internet ausgezeichnet geeignet, dieses Forum erreicht allerdings nur eine Handvoll Interessenten.
Wesentlich mehr Erfolg versprächen Plattformen, auf denen Gleichgesinnte ähnliche Ziele verfolgen.
Ich schicke dir dazu mal eine PN.

Grüße
Buschmann

hejoehi · Verfasst am: 02.09.2007, 17:07 Titel:

Hallo Buschmann,
vielen Dank für Deine Notiz und Deine PN!

Nach kommerziellen Lösungen habe ich schon bevor ich mich an die Arbeit gemacht habe intensiv gesucht, aber dabei nichts gefunden, was meinen Ansprüchen auch nur annähernd entsprochen hätte.

Es gibt in einem anderen Forum ein Projekt, welches sich dort „Forumslader“ nennt. Dieser „Forumslader“ im Radforum war mir natürlich schon bekannt, bevor ich mit meiner eigenen Konstruktion begann. Der Vorteil dieses „Forumsladers“ ist seine relativ einfache Nachbaubarkeit, auch für wenig geübte Elektrobastler. Leider fängt er erst, ab ca. 18-20km/h (26er Rad) an interessante Strommengen an 12V Akkus zu liefern. Daraufhin fand ich zuerst für mich eine Lösung, ähnlich wie sie in Fernsehern in der Hochspannungskaskade zu Einsatz kommen, also durch eine etwas andere Schaltung, höhere Spannungen und Ströme schon bei relativ langsamen Geschwindigkeiten zu erzielen. Dies hatte allerdings den Nachteil, dass damit ab etwa 18 km/h die Leistung bei meiner Konstruktion runterging. Der nächste Schritt war dann einen Regler zu konstruieren, der beide Konzepte und einige weitere Regeldetails vereinigen konnte.

@Ingo,
Für mich ist es ok, dass ich trotz Technik noch zu den Menschen zähle, die exakt mit einem Kompass und einer Karte umgehen können und diese Teile auch trotz PDA zur Navigation dabei haben und nutzen.

Das All-Eins-Sein mit der Natur und der Welt hängt nach meiner Sicht von persönlichen Faktoren ab – es kann wohl eher durch die Arbeit mit der eigenen Persönlichkeit, den eigenen Verhaltensmustern und dem eigenen Bewusstsein, als durch Technik erreicht werden. Allerdings muss Technik dabei auch nicht zwangsläufig störend sein.

Trotzdem, grundsätzlich muss ich Dir beipflichten, dass auch eine Tour ohne Technik ihre ganz besondere Qualität hat – wenn ich auf ein paar Tage zum Klettern oder Bergsteigen gehe ist mein guter alter Thommen (mechanischer-!!!- Schweizer Höhenmesser, verwende ich seit 30 Jahren), die Bussole und eine Papierkarte, die auch mal nass werden darf, das aus meiner Sicht ausreichende Maß an Technik. DigiCam, PDA und Händys bleiben da zu Hause im Trockenen.

Da ich aber auch ganz gerne 8 Wochen Fern-Rad-Touren quer durch Europa mache schätze ich die Möglichkeit, topografische Karten, topographisierte Satellitenfotos, diverse Literatur und vor allem meine üppige Musik-CD-Sammlung (passt alles auf 2 kleine Festplatten) dabei zu haben und zu nutzen. Es würde nämlich schon das benötigte papierene topografische Kartenmaterial den Packsack ganz schön schwer machen und den Drucker 2 Tage lang arbeiten lassen... Um diese nützlichen Aspekte elektroenergetisch zu betreiben esse ich gerne für den Fahrraddynamo ein paar Kalorien mehr und freue mich darüber, dass ich keinen Tropfen Benzin und keine einzige kWh eines Stromunternehmens verbraucht habe, wenn ich wieder zurück bin!

Ich denke, ich konnte soeben deutlich darstellen, dass Outdoor Technik sehr wohl einen Sinn, insbesondere auch mit ökologischen Gesichtspunkten machen kann.

LG, Joe

Buschmann · Verfasst am: 02.09.2007, 17:24 Titel:

Hallo Joe,

dass sich die Technik sehr gut mit Touren, gerade zu Rad, kombinieren lässt, davon bin ich auch überzeugt.
Über deine Fern-Rad-Touren würde sicher nicht nur ich ein wenig mehr erfahren wollen. Vielleicht magst du dazu ein paar Zeilen schreiben?

Würde mich freuen
Buschmann

hejoehi · Verfasst am: 03.09.2007, 11:27 Titel: Die paar Zeilen...

Hallo Buschmann und Interessierte,
leider bin ich kein besonders guter Geschichtenerzähler und habe auch nichts am Hut mit Reisebeschreibungen. Was die Touren betrifft, vermeide ich klassische Strecken, a la Radwanderwege etc. und könnte auch nicht viel über günstige Kneipen und Hotels zwecks Übernachtung an deren Rande schreiben, da ich von den kommerziellen Vergnügungen im allgemeinen Abstand halte. Auch zieht es mich bei meinen Touren wenig in Städte und zu besonderen Sehenswürdigkeiten, weil mich verklärte „How-Nice-Ausrufe“ stören.

Ich nächtige auf meinen Reisen grundsätzlich im Freien, meistens im Wald, vermeide größere Städte und versuche dabei mit so wenig käuflichen Lebensmitteln auszukommen, wie möglich. Bis vor einigen Tagen machte noch die Beschaffung von Batterien einen nicht unwesentlichen Teil meiner Reisekosten aus...

2006 hatte ich erfreulicherweise etwa 8 Wochen Zeit, von der Oberpfalz in die Bretagne an die Atlantikküste und wieder zurück zu radeln – möchte ich allerdings nicht mehr machen, da mir das zu viele Kilometer durch kultiviertes französisches Agrarland waren. Da ist mir zu wenig Abwechslung in der Landschaft – allerdings kommt man da relativ schnell vorwärts...

Eine Tour bereite ich nur punktuell vor – z. B. bei meiner letzten Tour, durch die Pyrenäen im Frühsommer konnte ich in einem LKW bis Barcelona mitgenommen werden - das war Punkt A. Ich musste erst 4 Wochen später in der Nähe von Biarritz, am Atlantik sein, um von Bekannten und deren VW-Bus wieder eingesammelt werden zu können (Punkt B). Die eigentliche Strecke ergab sich für mich erst während der Reise. Von den etwa 650km, die ich in dieser Zeit zurück legte, habe ich das Fahrrad samt Gepäck etwa 150km auf Bergpfaden geschoben.

Als Kartenmaterial verwende ich selbstgemachte topographische Karten für den OziExplorer (GPS-Software für PDA und PC). Basis dafür sind hybride Satelliten- und Straßenkacheln von GoogleMaps, für die ich mir einen Art Downloadmanager, der die Kontrollinstanzen von Google etwas umgehen kann, programmiert habe und die frei zugänglichen NASA-Höhendaten (SRTM90), die nahezu weltweit ein Höhendatennetz mit Messpunkten im 90m Abstand liefern. Ein weiteres von mir entwickeltes Programm generiert daraus transparente Höhenlinienkacheln in einer GoogleMaps kompatibler Größe und Ordnungsstruktur. Ein anderer Teil des Programms überlagert dann die o. g. Satelliten- bzw. Straßenkacheln mit den generierten Höhenlinienkacheln, setzt es zu kalibrierten Bildern, in der Größe von ca. 100Megapixel zusammen, konvertiert und kalibriert sie für den OziExplorer. Ein „Quadrat-Grad“ in der 16er Zoomauflösung von GoogleMaps zu erstellen dauert auf meinem Rechner etwa 10h und läuft weitestgehend automatisiert ab. In dieser Zoomstufe, die noch nicht gar so viel Speicherplatz braucht, in der Forststraßen, Pfade, einzelne Bäume, Häuser, Bäche etc. gerade erkennbar sind liefert das Kartenmaterial vor allem zusammen mit den Höhenlinien ausgezeichnete Möglichkeiten eine Tour detailliert zu planen und deren Schwierigkeiten in etwa abzusehen.

Bis jetzt verwendete ich dabei das GPS aus Energiespargründen nicht kontinuierlich – d. h. ich übertrug die für einen Tag, oder einige Stunden benötigten Punkte, Richtungen, Orte und Höhenlinien mittels Overheadfolien vom PDA-Display auf eine Skizze, verwendete dann meistens die Skizze in Verbindung mit Papierkarten eines größeren Maßstabes zusammen mit Kompass und Höhenmesser und relativierte das Ganze nur bei Unklarheiten mit dem GPS.

So, das war mal so ein Beispiel mit Hintergrund – leider hatte ich in diesem Sommer einen Umzug von der Oberpfalz nach Nürnberg abzuwickeln und kam entsprechend wenig dazu mich mit dem Fahrrad abzusetzen, aber das sollte sich in den nächsten Tagen ändern...

M f G, Joe

Buschmann · Verfasst am: 03.09.2007, 18:18 Titel:

das klingt ja immer spannender! Sehr glücklich

Da wirst du ja wohl kaum mit einem Ottonormalverbraucherrad unterwegs sein, genauso wenig mit einem Rennrad.
Was also fährst du für einen Drahtesel? Auf den Arm nehmen

Grüße
Buschmann

hejoehi · Verfasst am: 04.09.2007, 16:42 Titel:

Rad – nix besonderes. Ein älteres Alu-Mountainbike von Bing, an dem allerdings nur noch der Alurahmen, das Tretlager, die vorderen Kettenblätter und interessanterweise die Hinterradnabe original sind. Ich stehe auch nicht so sehr auf Fahrradtechnik, für die es unterwegs schwieriger ist an Ersatzteile ranzukommen...

M f G, Joe

Buschmann · Verfasst am: 04.09.2007, 17:20 Titel:

Ersatzteile?

Ja, das lag mir auch schon auf der Zunge: Was nimmst du auf die Touren denn so mit, also ersatzteil- und verschleißmäßig?

Grüße
Buschmann

hejoehi · Verfasst am: 04.09.2007, 21:25 Titel: Hauptsache Kreativität

ein paar Speichen für jedes Rad, eine Kette ansonsten das Übliche - Bremsklötzchen, Schalt- und Bremszug.
Am wichtigsten ist ungebundene Kreativität und mechanisches Geschick - das wiegt nix, Sehr glücklich

dazu natürlich etwas Flick- und Werkzeug.

LG, Joe