Как работает динамо-втулка для велосипеда. Какие бывают конструкции динамо-втулок. Какие характеристики у динамо-втулок и как они влияют на езду. На что обратить внимание при выборе динамо-втулки.
Принцип действия динамо-втулки
Работа динамо-втулки основана на законе электромагнитной индукции Фарадея. Суть его в следующем:
- Необходимо магнитное поле и рамка из провода в этом поле
- При движении поля или рамки в проводе наводится электродвижущая сила
- Если подключить нагрузку (фару, конвертер), потечет электрический ток
В динамо-втулке множество пар магнитных полюсов расположены на вращающемся корпусе, а неподвижная обмотка — на оси. При вращении колеса магнитное поле движется относительно обмотки, генерируя переменный ток.
Конструкция современных динамо-втулок
Основные элементы конструкции динамо-втулки:
- Корпус с магнитами (вращающаяся часть)
- Ось с обмоткой (неподвижная часть)
- Магнитопровод для концентрации магнитного поля
- Подшипники
- Электрические контакты
Существует два основных типа конструкции:
- С отдельными магнитами на корпусе (Schmidt Maschinenbau)
- С магнитным диском (Shutter Precision)
Обе конструкции обеспечивают высокую эффективность и надежность работы динамо-втулки.
Ключевые характеристики динамо-втулок
Основные параметры, на которые стоит обратить внимание при выборе динамо-втулки:
- Мощность (обычно 3 Вт при 15 км/ч)
- КПД (70-80% у лучших моделей)
- Дополнительное сопротивление (1-2 Вт на скорости 20 км/ч)
- Вес (400-700 г)
- Надежность и ресурс
Важно понимать, что характеристики зависят от скорости движения и подключенной нагрузки.
Влияние динамо-втулки на скорость и энергозатраты велосипедиста
Использование динамо-втулки приводит к дополнительным энергозатратам велосипедиста. Однако их влияние часто преувеличивают:
- На скорости 20 км/ч дополнительные потери составляют 1-2 Вт без нагрузки и около 7 Вт с включенной фарой
- При равномерной езде в течение суток это эквивалентно замедлению на 18-36 минут
- Для сравнения: неправильная смазка цепи может давать потери до 5-10 Вт
- Разница между разными моделями покрышек — до 20 Вт на скорости 20 км/ч
Таким образом, влияние динамо-втулки на скорость движения относительно небольшое, особенно с учетом удобства постоянного освещения.
Электрические характеристики динамо-втулок
Основные электрические параметры динамо-втулок:
- Выходное напряжение (зависит от скорости и нагрузки)
- Выходной ток (обычно до 500 мА)
- Частота переменного тока (зависит от скорости)
Важные особенности:
- Динамо-втулка является источником тока
- Напряжение определяется сопротивлением нагрузки
- На холостом ходу напряжение может превышать 100 В на высокой скорости
Эти характеристики необходимо учитывать при выборе фар и зарядных устройств для работы с динамо-втулкой.
Выбор динамо-втулки: на что обратить внимание
При выборе динамо-втулки рекомендуется учитывать следующие факторы:
- Совместимость с вилкой и тормозами велосипеда
- Планируемые нагрузки (только освещение или зарядка устройств)
- Условия эксплуатации (город, шоссе, бездорожье)
- Вес и аэродинамика (для спортивного использования)
- Надежность и ремонтопригодность
- Стоимость втулки и совместимого оборудования
Оптимальный выбор зависит от конкретных потребностей велосипедиста и особенностей использования велосипеда.
Преимущества и недостатки динамо-втулок
Динамо-втулки имеют ряд достоинств и ограничений:
Преимущества:
- Постоянный источник энергии, не требующий зарядки
- Высокая надежность и долговечность
- Независимость от внешних источников питания
- Экологичность
Недостатки:
- Дополнительное сопротивление при движении
- Более высокая стоимость по сравнению с обычными втулками
- Необходимость использования специальных фар и зарядных устройств
- Дополнительный вес (200-300 г по сравнению с обычной втулкой)
При правильном подборе оборудования преимущества динамо-втулок обычно перевешивают их недостатки для большинства велосипедистов.
Заключение: перспективы развития динамо-втулок
Динамо-втулки продолжают совершенствоваться, основные направления развития:
- Повышение КПД и снижение сопротивления
- Уменьшение веса
- Интеграция с электронными системами велосипеда
- Расширение функциональности (например, рекуперативное торможение)
С развитием электротранспорта и ростом популярности велосипедов ожидается дальнейшее распространение динамо-втулок как удобного и экологичного источника энергии для велосипедного оборудования.
Тестирование эффективности динамо-втулок для велосипеда
Динамо-втулки стали популярны в 1940-х годах. Стандартные бутылочные генераторы, работающие от соприкосновения с протектором шины или ободом, страдают от значительных потерь энергии из-за трения между динамо-машиной и колесом. Кроме того они ненадёжны в сырую погоду, так как бутылочная динамо-машина постоянно соскальзывает с колеса. Динамо-втулка предлагает простой и надёжный способ генерировать энергию для фонарей велосипеда.
Динамо-втулка SON-XS.
Но только в последние годы стали доступны эффективные динамо-втулки. В настоящее время самые популярные динамо-втулки изготавливаются в Германии фирмой Schmidt Maschinenbau и в Сингапуре фирмой Shimano. В то же время вместе с усовершенствованием динамо-втулок благодаря современным технологиям снизились потери бутылочных динамо-машин. Сообщалось, что бутылочная динамо-машина Lightspin более эффективна за динамо-втулки, также учитывая, что в выключенном состоянии отсутствует сопротивление. Тем не менее, осталась проблема соскальзывания роликов с мокрых покрышек.
Методика тестирования динамо-втулок.
Для тестирования мы выбрали наиболее популярные модели динамо-втулок и бутылочный генератор Lightspin, которые были протестированы в Тюбингене в Германии на тестовом оборудовании фирмы Schmidt Maschinenbau.
Для испытаний были взяты три совершенно новых генератора из стандартного производственного цикла, которые тестировались в течение 15 минут. Затем был произведён замер их сопротивления без нагрузки и с фарой модели E6 фирмы Schmidt (лампочка Philips HPR64 на 3 Вт 6 В). После этих предварительных тестов, лампочки той же модели с более высокой эффективностью/потерями не принимались во внимание как не подходящие, а «лампочки со средними показателями» были протестированы более детально.
Протестированные модели динамо-втулок и бутылочных динамо-машин.
Dynosys Lightspin (модель 2004 года, снята с производства): бутылочная динамо-машина; стоимость 120,7 долларов; вес 280 г.
Shimano HB-NX32 (2004): динамо-втулка; стоимость 50 долларов; вес 729 г.
Shimano DH-3N30 (2004): динамо-втулка; стоимость приблизительно 60 долларов; вес 872 г.
Shimano DH-3N70 (2004): динамо-втулка; стоимость 100 долларов; вес 667 г (заменена моделью DH-3N71).
Shimano DH-3N71 (2005): динамо-втулка, стоимость 90 долларов; вес 675 г.
Schmidt Maschinenbau SON28 (2005): динамо-втулка; стоимость 209 долларов; вес 575 г.
Schmidt Maschinenbau SON20 (2005): динамо-втулка, предназначена для велосипедов с маленькими колёсами, но в тесте используется с колёсами 700C; стоимость 209 долларов; вес 575 г.
Мощность динамо-втулок и бутылочной динамо-машины.
Аппаратура для тестирования динамо-втулок и бутылочных динамо-машин в Schmidt Maschinenbau.
Напряжение отличается только на низких скоростях. Максимальное напряжение на фонарике E6 составляет 6,2 В на Lightspin и 6,8 В на других втулках.
Все протестированные генераторы, кроме SON20, обеспечивали практически полную силу света на скорости 10 км/ч. На низкой скорости модель динамо-втулки Shimano Dh4N71 стала победителем, так как производила больше мощности, а значит и более яркий свет. Модель SON20, которую использовали с колесом 700C, для которого она не была сконструирована, вырабатывала наименьшее количество энергии на низкой скорости. На скорости в 20 км/ч все протестированные генераторы выдавали напряжение по крайней мере в 6 вольт, которые требуется для стандартной велофары на её полной яркости.
Потери мощности на динамо-втулках при включенной фаре.
Сопротивление ночью (свет включен). Наиболее эффективна динамо-втулка SON20.
При включённом свете сопротивление большинства генераторов возрастает — за исключением модели Shimano HB-NX32, сопротивление которой становится меньше на высокой скорости при включенном свете.
Модель Shimano DH-3N30 имеет лучшие показатели по сравнению с моделью HBNX32/ Сопротивление меньше при любой скорости — фактически оно даже меньше, чем у более дорогой модели DH-3N71. Модель DH-3N71 не дожила до своей рекламы, так как фирма Shimano заявила о повышении эффективности на 30% и больше (и снижении сопротивления на 70%, при выключенном свете) по сравнению с её предшественницей, которая могла бы с этой втулкой оторваться далеко вперед от модели SON. В противоположность этому новая модель динамо-втулки DH-3N71 имеет немного большее сопротивление при любой скорости, чем её предшественница — модель DH-3N70.
В целом модель SON28 все ещё является самой эффективной динамо-втулкой, но модель динамо-втулки Shimano DH-3N30 не намного отстаёт от неё. На очень высокой скорости она требует меньше энергии. Самое большое преимущество модели SON20 над моделью SON28 проявляется на средней и большой скорости.
Сопротивление динамо-втулок на холостом ходу.
Сопротивление днём (свет выключен) определённо зависит от модели динамо-втулки. Сопротивление Lightspin такое же, как и у обычной передней втулки.
При выключенном свете минимальные потери показала модель Lightspin: когда генератор не соприкасается с колесом, сопротивление создает только передняя втулка. Модель Shimano HB-NX32 создает значительное сопротивление, особенно на высокой скорости, и действительно не подходит для гоночных велосипедов. С другой стороны у модели динамо-втулки DH-3N30 значительное улучшено сопротивление и она может составить конкуренцию более дорогим динамо-втулкам.
Новая модель Shimano DH-3N71 имеет немного более высокое сопротивление, чем её предшественница — модель DH-3N70. На холостом ходу модель SON28 по прежнему создаёт значительно меньшее сопротивление, чем другие динамо-втулки. Как и ожидалось, потери модели SON20 с колесом 700C даже ниже, но ценой более слабого света ночью на низкой скорости.
Подключать к динамо-втулке одну или две фары?
На скорости выше 25 км для питания двух последовательно подключённых фар можно использовать любые динамо-втулки. Многие велосипедисты, любящие велопробеги на длинные дистанции, используют две фары. Если двумя фарами можно обеспечить хорошее освещение, то дополнительный вес и сопротивление не столь важны. Одиночная фара E6 обеспечивала достаточное освещение даже на тандеме во время веломарафона Париж-Брест-Париж на скорости 70 км/ч на незнакомых, требующих напряжения дорогах. Те, кто всё же решил установить две фары, могут извлечь небольшую выгоду от использования динамо-втулки модели SON20, обладающей более низким сопротивлением.
Использование динамо-втулок для колёс малого диаметра с большими колёсами.
Большинство фар велосипеда спроектированы в соответствии с законами Германии, которые требуют обеспечения мощности велофары 0,75 ватт на скорости 5 км/ч и 2,7 ватт на скорости 15 км/ч. Эти законы разработаны для немецких велосипедистов путешествующих на короткие дистанции с низкой скоростью, а не для заядлых гонщиков. Многие велосипедисты редко путешествуют со скоростью ниже, чем 15 км/ч, так что они могут решить, что им не нужно полное освещение на скорости ниже 15 км/час.
При использовании модели SON20 с колесами 700C или 650B вместо колес 20″, для которых она была разработана, уменьшается выходная мощность, но также уменьшается сопротивление. Большое колесо вращается медленнее, чем колесо 20″, для которого и был создан генератор.
Результаты испытаний показали, что таким образом можно сэкономить драгоценную энергию. В течение четырёх лет я использовал модель динамо-втулки SON20 с колёсами 700C и 650B. На очень крутых подъемах свет начинал дрожать. Но на низкой скорости, мне не нужно было так много света, чтобы видеть дорогу. Для тех, кто ездит в черте города на оживлённых дорогах, модель SON28 может быть предпочтительна, так как даже на низкой скорости велосипед остаётся видимым для другого транспорта.
Начиная с конца 2005 года специализированная модель SON-XS (для складных велосипедов с узкими вилками) доступна для стандартного дропаута 100 мм. Хотя эффективность этой модели ниже примерно на 2%, чем у модели SON20, она весит на 179 грамм меньше за SON20, имеющую вес 398 грамм. Тем не менее более узкий фланцевый промежуток (40 мм, вместо 58 у стандартной SON) и ось из алюминиевого сплава (вместо нержавеющей стали) в итоге ослабляют переднее колесо и делают непригодным для жёсткой езды.
Итоги тестирования динамо-втулок и бутылочной динамо-машины.
Вырабатываемый динамо-втулками свет — это надежный источник энергии в большинстве случаев. Дополнительное сопротивление было нами измерено и несомненно его важность переоценена. Оно имеет самое большое значение (в процентном отношении выходной мощности) на низкой скорости. На высокой скорости и на подъемах дополнительное сопротивление по сравнению с общей мощностью требуемой для движения велосипеда становится незначительным.
Если вы не ограничены в деньгах, то модель динамо-втулки SON28 является лучшим выбором для большинства велосипедистов. Она совмещает высокую эффективность и качественную конструкцию. С 2002 года модели динамо-втулок SON содержат уплотнитель компенсации давления, который препятствует появлению проблем с велосипедом в дождливую холодную погоду. Без специального уплотнителя при охлаждении относительно большой внутренний объем воздуха динамо-втулки сжимается и тем самым способствует проникновению влаги.
Динамо-втулка Shimano DH-3N71 неплохой выбор, но по сравнению с её предшественницей DH-3N70 у неё немного хуже производительность. Обе модели значительно тяжелее и менее эффективны, чем динамо-втулки SON. Более дешёвая модель DH-3N30 предлагает лучшую производительность, но весит на 200 грамм больше, потому что имеет подшипники и уплотнитель более низкого качества, так что более высокая цена динамо-втулки фирмы Shimano вполне оправдана. Ожидаемый срок службы конусов подшипника в недорогих динамо-втулках фирмы Shimano моделей (HB-NX32, DH-3N30) равен примерно 5000 км. Это говорит, что модель DH-3N30 предлагает удивительно хорошую производительность за свою цену.
Если бы не проблемы проскальзывания в сырую погоду, Lightspin могла бы послужить хорошей альтернативой динамо-втулкам. Её небольшой вес (даже включая вес крепления на передней втулке) и отсутствие сопротивления в дневное время привлекают велосипедистов, редко совершающих поездки в тёмное время суток. Когда включается свет на велосипеде, то сопротивление Lightspin возрастает до значения, превышающее значение у модели SON28 и современных динамо-втулок фирмы Shimano. Сложно добиться и поддерживать правильное крепление бутылочных генераторов, так что при её эксплуатации сопротивление может очень сильно варьировать.
Для велосипедистов, участвующих в различного рода соревнованиях, использование модели SON20 или удивительно легкой SON-XS с ободом больших размеров уменьшает сопротивление как в дневное, так и в ночное время. Особенно на скоростях от 25 до 35 км/ч. К их недостаткам можно отнести уменьшение светового потока на низкой скорости.
| Скорость | Полная мощность, развиваемая велосипедистом | Стандартная герметичная передняя втулка | SON28 (свет выключен) | Снижение скорости (свет выключен) | SON28 (свет включен) | Снижение скорости (свет включен) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 км/час | 15 Вт | 0,1 Вт | +0,2 Вт (+1,3%) | -0,1 км/час | +3,3 Вт (+22%) | -1,6 км/час |
| 20 км/час | 50 Вт | 0,2 Вт | +0,7 Вт (+1,4%) | -0,1 км/час | +5,3 Вт (+12%) | -1,1 км/час |
| 30 км/час | 130 Вт | 0,3 Вт | +1,3 Вт (+1,0%) | -0,1 км/час | +6,7 Вт (+5,2%) | -0,7 км/час |
| 50 км/час | 500 Вт | 0,5 Вт | +2,7 Вт (+0,5%) | -0,1 км/час | +9,0 Вт (+1,8%) | -0,36 км/час |
Насколько сложнее крутить педали на велосипеде с динамо-втулкой? В сравнении с велосипедом без динамо-втулки, таблица показывает требуемую дополнительную мощность поддержания той же скорости, а также снижение скорости при той же мощности — на ровной дороге. Только включение ночного сопротивления (свет включён) на низкой и средней скоростях замедлит велосипедиста значительно. На высоких скоростях, добавленное сопротивление (свет включен) менее значимо. На подъёмах, сопротивление динамо-втулки в процентном отношении от общего сопротивления даже меньше. Например, подъём на 5% склон на 10 км/час требует около 140 Вт. В этом случае 3,3 Вт потребляемые SON28 (свет включен) замедляет велосипедиста всего на 0,2 км/час.
Get in woods!: Динамо-втулка для велосипеда: принцип действия, конструкция, характеристики.
Принцип действия
Работа динамо-втулки объясняется законом электромагнитной индукции Фарадея. Сводится он к следующему: у вас должно быть (а) магнитное поле и (б) рамка из провода в этом магнитном поле. Теперь, если двигать поле или саму рамку, то в проводе, из которого сделана рамка, наводится электродвижущая сила. Если к проводу теперь подключить нагрузку: резистор, лампочку, фару, конвертер, то потечёт ток, и всё начнёт светиться и работать.Для иллюстрации закона электромагнитной индукции я взял готовый рисунок. Он не про динамо-втулку, а про другой генератор. Но для понимания принципа действия подходит хорошо. Здесь есть постоянный магнит с двумя полюсами N и S. Между полюсами проходят невидимые линии магнитного поля. И прямо в эти линии поля запихали прямоугольную рамку «Armature» из электрического провода. На концах рамки приделаны два металлических кольца «Slip ring». Графитовые щётки «Brush» скользят по кольцам, когда рамку начинают вращать в магнитном поле. Щётки и кольца обеспечивают протекание тока через рамку и резистор нагрузки «Load».
Со стороны магнитного полюса рамка будет выглядеть неодинаково, как будто у неё меняется площадь, если её вращать. Эта переменная площадь называется «площадь проекции контура рамки на поверхность, перпендикулярную линиям магнитного поля». Ну, или просто «площадь проекции». Во время вращения рамка будет подставляться линиям магнитного поля разными сторонами. От площади проекции зависит величина тока. От того, какой стороной повернётся рамка, зависит направление тока.
Если сделать много оборотов рамки в магнитном поле, потечёт переменный ток. Переменный — это не просто больше или меньше, а ещё и меняющий направление. И магическим образом все эти изменения описываются формулой синуса. Ток оказывается синусоидальным.
Линии магнитного поля направлены от одного полюса к другому. Вращаем рамку. Если мы посмотрим на рамку когда она перпендикулярна линиям магнитного поля, площадь рамки будет максимальна, ток тоже. Вращаем дальше, площадь проекции становится меньше, ток меньше. В момент, когда рамка параллельна линиям магнитного поля ток в ней нулевой. Вращаем дальше — ток меняет направление. Вращаем дальше площадь проекции увеличивается, увеличивается величина тока. И так далее.
Лучше один раз увидеть. 🙂
Некоторые из вас помнят, что у переменного тока есть такой параметр, как частота. Это как часто ток меняет своё направление. Сколько раз в секунду. Измеряется эта частота в Герцах.
В рассмотренном случае у нас два полюса магнита и за один оборот рамки на 360 градусов ток сменит направление один раз. Если мы провернём рамку на 360 градусов за 1 с, получим частоту нашего тока 1 Гц. Если за 1 секунду сделаем 2 полных оборота на 360 градусов, то получим 2 Гц. Если сделаем 10 оборотов, то 10 Гц. И так далее. Чем быстрее крутим рамку, тем выше частота. Это один из ключевых моментов работы динамо-втулки. Частота переменного тока, который она выдаёт, будет зависеть от вашей скорости и от того, сколько оборотов колесо делает в секунду.
Поэтому в велосипедных генераторных втулках стремятся увеличить количество полюсов. Если добавить к нашему примеру ещё одну пару полюсов, частота увеличится в два раза.
Увеличение пар полюсов позволяет решить ещё одну проблему. При вращении в магнитном поле по проводнику протекает ток. Этот ток создаёт вокруг себя ещё одно магнитное поле. Это появившееся магнитное поле по правилу Ленца препятствует вращению, которое его вызывает. Ну, нет ничего бесплатного. Возникающий ток и магнитное поле вокруг провода вас постараются притормозить. Если пара полюсов только одна, то это препятствие вращению будет проявляться в виде рывка и будет проявляться вибрациями втулки при езде. Поэтому полюсов делают много, вращение более равномерное, вибраций нет. К тому же, много пар позволяет расположить магниты ближе, плотность магнитного поля будет выше, можно получить больше мощность втулки.
Конструкция
В реальных динамо-втулках пар полюсов просто дофига. Вот, например одна из топовых втулок компании Schmidt Maschinenbau.И все эти магниты со своими полюсами расположены на корпусе втулки. Проводник, через который проходят линии магнитного поля, расположен на оси. Ось втулки неподвижна и закреплена в велосипедной вилке. Соответственно, неподвижна и рамка электрического проводника. А вращается в этой системе только корпус втулки, к которому через фланцы и спицы приделан обод с покрышкой. Вот, собственно, основное отличие от рассмотренного выше принципа электромагнитной индукции. Там вращали проводник, а тут вращают магнитное поле. Результат одинаковый. Зато неподвижный проводник на оси втулки позволяет получить более простую и надёжную конструкцию втулки, которая не требует обслуживания и замены щёток.
На слайде заметны треугольные блестящие фиговины, а рамку проводника не видно. Чо за дела?
А это потому, что в своей конструкции немцы использовали когтеобразный магнитопровод. Зачем он вообще нужен и почему напоминает когти?Магнитопровод, как можно догадаться из названия, проводит магнитное поле. И делает он это гораздо лучше, чем воздух. Магниты расположены на корпусе втулки, а рамка проводника — это медный провод, намотанный на бобину. Как катушка ниток. И сидит она на оси втулки. На слайде изображена половина этой катушки и магниты. Линии магнитного поля проходят от одного полюса к другому, и нужно их как-то пропустить через центр катушки. А до него далеко. Магнитопровод как раз позволяет сконцентрировать и замкнуть через себя линии магнитного поля, и пропустить их вдоль оси втулки через катушку с обмоткой. За счёт множества когтей делается это для всех пар полюсов одновременно. И ещё такая форма должна снижать рывки и вибрации при вращении, насколько я понимаю.
Другая топовая втулка немного отличается конструкцией, её выпускает тайваньская компания Shutter Precision.
Здесь магнитопровод напоминает цветочек. Обмотка проглядывает, и не нужно никаких чертежей, чтобы её найти. Но я рекомендую таки на чертёж взглянуть. Его можно найти в патенте на втулку. Номер патента указан на слайде.
Основное конструктивное отличие: магниты собраны в магнитный диск «32», а не закреплены по отдельности, как у немцев. Магнитный диск тоже состоит из множества пар полюсов и механически связан с корпусом втулки. Т.е. тут тоже вращается магнитное поле, а не проводник. Проводник в виде катушки «31» сидит неподвижно на оси «21».
Любопытно, что в патенте описана конструкция динамо-втулки с выключателем, которую одно время продавала контора Velo Orange. На корпусе этой втулки был сделан механический переключатель. Во включенном положении магнитный диск прижимался к корпусу втулки, и магнитное поле вращалось, ток генерировался. В выключенном положении, магнитный диск не прижимался к корпусу втулки и не вращался, ничего не генерировалось. Втулка становилась самой обыкновенной. Зачем это сделали? Видимо, чтобы по максимуму снизить потери во втулке, если она не используется. Потому что, даже если вы не питаете от динамо-втулки фару или конвертер, на её вращение потребуется потратить мощности чуть больше, чем на вращение обычной втулки.На этом слайде видно, как расположены магнитные полюса на диске и как магнитопровод помогает линиям магнитного поля замкнуться через обмотку катушки на оси втулки.
Куча «лепестков» магнитопровода позволяет замкнуть линии магнитного поля всех пар полюсов одновременно. Так же, как и во втулке SON, при вращении к одним и тем же лепесткам магнитопровода будут подходить соседние пары полюсов — то N-S, то S-N. При этом будет меняться направление протекания тока. Частота тут тоже будет высокая.
Характеристики
Конструкции динамо-втулок других производителей плюс-минус одинаковы. Поэтому можно спокойно переходить к характеристикам динамо-втулок. И начать стоит с затрат мощности.На эту тему есть две толковых публикаци:
Если не открываются, заходите под европейским впном.
На скорости 20 км/ч сферическая передняя втулка в вакууме требует приложить 0.5 Вт мощности. При этом динамо-втулка, к которой ничего не подключено потребует уже 1-2 Вт. А уж если вы к ней подключите фару, то с учётом механических и прочих потерь, вам понадобится прикладывать уже 7 Вт мощности.
Много это или мало, и как повлияет на время вашего движения, можно прикинуть следующим образом.
Если ехать летом, то светло будет часов этак 19.5, а темно только 4.5. Свет вам нужен только в тёмное время, поэтому, если размазать увеличенные затраты мощности в темноте на все сутки, то получим среднее значение 2.5 Вт. Ездок на длинные дистанции, который крутит целые сутки, производит стабильно 100 Вт мощности. При этом 2.5 Вт затрат из 100 Вт выделяемой мощности, это 2.5 %. Один процент от часа — это 36 секунд. Со средними затратами в 2.5 % он сам себе привезёт 1 минуту 30 секунд на час. Или 36 минут за сутки.
Если вы адовый гонщик и можете целые сутки выдавать 200 Вт, влияние втулки на время будет меньше. Потому что затраты мощности будут уже не 2.5%, а 1.25%, и за сутки набежит 18 минут.
Вы можете сказать: «Да ты офигел! Тридцать шесть минут за сутки это очень много!». Оке, не ставьте тогда динамо-втулку. Но сравните затраты мощности на неё с другими затратами у велосипедиста.
Вот, есть источники, в которых утверждают, что замена заводской смазки цепи на смазку неправильного типа может повысить потери аж на 5 Вт. А если брать фиговую цепь с фиговой смазкой, то потери могут быть на 10 Вт больше, чем у самой лучшей цепи на самой хорошей смазке. А в другом источнике утверждают, что уже на скорости 20 км/ч разница потерь на сопротивление покрышек Continental GP3000 и Vittoria Open Corsa, составляет 20 Вт. Ну и, наконец, положение тела и аэродинамическая позиция ездока могут повлиять на потери радикальным образом. Вот, к примеру, измерение потерь на шоссейном велосипеде и на лигераде, из которого следует, что при равной скорости велосипедов 30 км/ч, человек на лигераде тратит на 100 Вт меньше.
И хотя 2 Вт потерь на фоне 10, 20 и 100 Вт выглядят несерьёзно, многие велосипедисты по-прежнему считают, что динамо-втулка будет их адово тормозить.
Следующим пунктом надо рассмотреть электрические характеристики динамо-втулок. Они зависят от двух параметров: скорости вращения колеса и типа нагрузки, которую вы подсоединяете к втулке. Зависимости эти достаточно сложные для понимания. Поэтому более детально их рассмотрим в статье про конвертеры. Тут и так сложновато. Рассмотрим только особенности динамо-втулок, которые следуют из характеристик.
А для тех, кто всё-таки хочет копнуть поглубже уже сейчас, я предлагаю почитать следующие материалы:
- The Bicycle-Powered Smartphone Charger (магистерская диссертация с матмоделями, опытным образцом, и остальными прелестями)
- Dynamo-Powered LED Light Circuits for Bicycles (развернутая статья по схемам питания светодиодов от втулок и их влиянию на характеристики втулки)
- Neue und exotische Nabendynamos im Test (сравнение втулок разных производителей)
- SON 28 (характеристики немецкой втулки, в том числе и вольт-амперные)
Чем больше сопротивление и чем меньше вы потребляете тока от втулки, тем выше будет на ней напряжение. В худшем случае, если вы не подключили ни фару, ни конвертер, втулка работает на холостой ход (open circuit). Можно сказать, что к разъёму питания на втулке подключён только воздух. А его сопротивление огромно — Мега Омы. И при протекании даже небольшого тока напряжение становится большим.
Мало того, что оно большое, так с увеличением скорости оно будет расти дальше. На 15 км/ч напряжение будет уже 22 В. А если разогнаться под полтинник, то напряжение улетит за 100 В.
Даже если у вас к втулке что-то подключено, но вы разогнались на спуске, напряжение тоже может выскочить в район 20 В. При том, что должно быть в разы ниже.
Чем это чревато, и почему я про это рассказываю?
Чревато выходом из строя электроники. Фара или конвертер должны иметь встроенную защиту от повышенного напряжения. Чтобы на больших скоростях не пострадать. Бывает, что некоторые производители такую защиту встраивают уже в саму втулку.
Все ваши электрические соединения должны быть надёжными, и контакт не должен отваливаться. Потому что, как только он это сделает — появится повышенное напряжение. А если потом контакт снова появится, это повышенное напряжение приложится к вашей электронике. Её спасёт защита, но всё равно такой режим работы с дребезгом контакта не очень полезен.
Раз втулка — источник тока, то неё можно запитать не один светодиод в фаре, а штук 6. И соединить светодиоды последовательно, и получить большую мощность. И использовать для этого простенькую схему, без импульсных преобразователей.
И получается довольно круто. Вы можете раскочегарить вашу фару из 6 светодиодов на 12 Вт. Но за это придётся заплатить. Все эти 12 Вт будете обеспечивать вы своими мышцами. Плюс ещё набегут потери. И придётся по факту прикладывать где-нибудь Ватт 18-20.
Ещё момент, что чем больше светодиодов вы соединяете последовательно, тем большую скорость надо развить, для того чтобы их все запитать на полную мощность. Из 6 светодиодов выжать 11 Вт получится только на скорости 30 км/ч. В то время, как из двух выжать 3.5 Вт можно уже на 12 км/ч.
Пожалуй, пора закругляться. Но в конце хотелось бы рассмотреть наиболее интересные и эффективные втулки. И продемонстрировать разброс цен в зависимости от стандарта оси. Цены я брал из интернет-магазина bike-components.de по курсу переводил через гугл, и было это до скачка валют. Поэтому они скорее для примера и сравнения, а не как ценник из магазина. Точную стоимость уточняйте.
Тайваньская контора. Делает хорошие втулки, с вполне доступными ценами. Особенно, если брать на квикрелизах и 9х100 оси. Ещё и на скидку попасть можно. Такая же втулка, но уже со сквозной осью 15х100 будет стоить в 2 раза дороже. А если моднейший буст стандарт с осью 15х110, то и в три раза дороже. 🙂
Немецкая контора Schmidt Maschinenbau делает судя по тестам, самые эффективные втулки. По сравнению с обычной передней втулкой, у SON 28 затраты мощности почти не отличаются. Если вы не питаете ничего от втулки, она почти не будет вас тормозить.
Но и ценник у неё будь здоров. Особенно на модели втулок со сквозными осями 15 мм.
Особняком стоят втулки для фэтбайков. И ценник на них тоже кусается. Особенно, на немецкие.
На этом закончу. В следующей статье можно прочитать про светотехнику: «Светотехника, фары для динамовтулки.»
Get in woods!: Как выбрать динамо втулку?
Эта статья для тех, кто хочет втулку, но не может выбрать. Я не скажу, что конкретно покупать, но объясню, на что обращать внимание — это будет в первой половине статьи. Во второй половине расскажу, как я измерял разные втулки, фары и USB преобразователи, и что из этого вышло.
Я потратил много времени и сил на написание статьи, и рассчитываю, что вы поступите аналогичным образом: перед тем как задать вопрос, постараетесь разобраться самостоятельно. В конце концов, основная цель статьи — рассказать в одном месте всё, что я знаю про динамо тему, и в результате уменьшить количество вопросов в мой адрес. Комментарии к статье проходят премодерацию, воздержитесь от оценки и высказывания личного мнения, придерживайтесь темы, избегайте флуда.
- модели втулки;
- того, что к втулке подключили;
- окружности колеса;
- скорости вращения.
1.2 Выбирать комплект
И это основная проблема. При выборе втулки нужно думать сразу про комплект, а не про одну лишь втулку. Это вроде как логично, ведь динамку покупают, чтобы к ней что-то подключить. Но почему-то при выборе втулки про фару и USB преобразователь не думают. А чтобы выбрать подходящий комплект, нужно понимать, зачем он нужен.
1.3 Для чего?
Самое главное и самое сложное — определить для себя: что, собственно, нужно-то? Зачем вам втулка? Где и как вы будете кататься? Какую задачу хотите с помощью динамо системы решить? Только светить или только заряжать? Если на эти вопросы не ответить, то вместо решения задачи вы будете перебирать варианты наугад, и, скорее всего, останетесь недовольны.
Для себя я выделил три основные области применения динамо систем:
- коммьютинг, езда по городу;
- много и быстро без твёрдого покрытия;
- много и быстро по асфальту.
Для коммьютинга и езды по городу важно, чтобы фара работала и светилась на низких скоростях, потому что скорость движения по городу может быть маленькая из-за плохой погоды, плотного трафика или из-за пешеходов. При этом не нужна большая мощность втулки и фары, нет задачи хорошо освещать дорогу, для этого есть уличное освещение. На высокой или средней скорости вам всё равно не нужна большая мощность. Главное, чтобы вас было заметно. И чтобы можно было что-то разглядеть на дорожке в тёмном парке, если свернули с асфальта.
Для байкпакинга и грунтов тоже важно, чтобы фара начинала светить как можно раньше. Потому что низкие скорости — вы продираетесь пешком через кусты или ковыряетесь на очень сложной дороге. Света здесь очень много не надо, но всё же его должно хватать, чтобы вы видели дорогу метров на 5-10 вперёд. Света должно быть больше, чем у городского комплекта. Дорогу освещает только фара. Соответственно, уровень мощности фары на низких скоростях должен быть выше. Средняя скорость езды означает, что вы продрались таки через кусты, выкатили на лесную дорожку, и теперь можно чутка притопить. Теперь надо отслеживать состояние дороги и наличие препятствий на большем расстоянии от велосипеда. А ещё нужно отслеживать ветки сверху, что творится по краям дороги. Следовательно, нужно ещё больше мощности, нужно ещё больше света. Но если вы можете поддерживать скорость выше 20 км/ч, то вы уже чешете по хорошему грейдеру или вообще на асфальт выбрались, вам уже не нужно столько света, мощность можно сбавить, чтобы тратить поменьше сил на освещение. Если вы едете со скоростью выше 30 км/ч на внедорожном велосипеде, то скорее всего вы катитесь с горы. И на дорогах без твёрдого покрытия лучше бы вам и не разгоняться больше. Мощность не увеличивается, вы вынуждены притормаживать.
Для езды по асфальту не нужно много света на низких скоростях. Низкая скорость означает, что вы едете против очень сильного ветра или карабкаетесь в крутую гору. Водители должны вас видеть — это да. Но никакого ковырялова среди раздолбленной лесной колеи нет, много света не нужно. Те, кто катает по асфальту, привыкли думать про вес, скорость, аэродинамику. И привыкли минимизировать всякие сопротивления. Поэтому на средних и высоких скоростях уровень мощности фары нужен поменьше, чтобы поменьше тратить сил на освещение. Скажем так, приходится ловить баланс и ехать максимально эффективно при минимально комфортной мощности фары. Но чем больше скорость, тем больше нужна мощность, чтобы светить на большее расстояние. И тут уровень мощности фары начинает расти. На высоких скоростях ограничения нет, потому что на асфальтовом спуске можно катить на большей скорости при равных рисках убраться. Соответственно, больше скорость — нужно больше света. Поскольку вы едете с горы, то свет достаётся нахаляву.
Вот, какая-то такая у меня была логика, когда я рассуждал про применение втулки и фары. Вы вправе не согласиться и придумать свою собственную. Главное — понять, когда сколько света нужно и для чего.
Что же касается USB преобразователей для питания электроники, то тут всё просто: в городе они не нужны, а для всего остального — чем раньше начинает работать и чем больше мощность выдаёт, тем лучше.
2. На что обращать внимание?
2.1 Характеристики, терминология
Электрическая мощность, которую потребляет от втулки фара, косвенно определяет её световой поток. Сколько люменов вылетает наружу. Световой поток фары сам по себе ни о чём не говорит, нужно ещё смотреть, как он распределяется в пространстве и меняется ли распределение на разных скоростях. Профилем мощности фары или преобразователя называется зависимость потребляемой электрической мощности от скорости движения. Надо ещё сказать про затраты механической мощности.
Чтобы разогнать велосипед до желаемой скорости человек должен приложить к педалям механическую мощность. Часть этой мощности теряется в подшипниках, часть — в звеньях цепи, часть тратится чтобы преодолеть сопротивление воздуха, а ещё покрышки сопротивляются, трутся о земную твердь, ещё сама земная твердь сопротивляется, тянет назад когда в гору едешь. Сплошное преодоление, короче. Среди всех этих потерь и затрат какая-то часть мощности человека прикладывается к переднему колесу.
Это затраты механической мощности на вращение динамоколеса. Они же на жаргоне называются «сопротивление колеса» или просто «сопротивление». Подразумевается сопротивление вращению. По-английски эти затраты называются «драг» (drag). На самом деле «дрэг», но мы с вами будем говорить, как нам удобнее. Я бы предложил перевести этот термин словом «волочение», но, боюсь, меня не поддержат. Поэтому просто драг.
Если рассматривать колесо с фарой отдельно от велосипеда, то драг показывает какую механическую мощность нужно приложить к колесу, чтобы раскрутить его до заданной скорости. Эту мощность мы выдаём собственными ножками, поэтому хорошо бы этой мощности пришлось бы выдавать поменьше, а мощность фары при этом получалась бы побольше.
Чтобы понять многоликость электрической мощности и как связан с ней драг втулки, нужно ознакомиться с одной важной физической величиной.
2.2 Коэффициент мощности. Что означает?
Коэффициент мощности, он же Павер Фактор (Power Factor, PF) показывает качество потребления электрической энергии. Источник отдаёт, нагрузка потребляет.
Проще всего рассказать про коэффициент мощности на примере пивной кружки. Вы пришли в барчик, чтобы получить маленечко удовольствия и внедрить мощности.
Мощность вы хотели бы получить активную P, в виде непосредственно пива, и измеряться она должна в ваттах (Вт), как мы привыкли. Эту мощность вы планируете израсходовать на активные дела. Поплясать там, посветить фотончиками на дорогу.
Но вместе с активной мощностью вам в кружку налили ещё бесполезной реактивной мощности Q в виде пены, и измеряется она в непонятных вольт-амперах реактивных (Вар), которые не входят в систему СИ. Пена нам не нужна, на пене не попляшешь. Мы сейчас не будем уподобляться пивным экспертам и говорить, что пена — важная часть процесса питья, содержит аромат, а аромат определяет вкус и ощущения. Это всё туфта, мы простые люди, пиво — в дело, пена — бесполезная хрень, только кружку занимает.
Всё вместе: и пиво, и пена — это полная мощность S. Измеряется она в вольт-амперах (В*А). Только это не просто сумма, а корень из суммы квадратов.
Коэффициент мощности показывает сколько пива в кружке. Сколько полезной мощности, которая преобразуется в свет, мы потребили от источника. В идеальном случае он равен единице, тогда вся кружка под края заполнена пивом, в худшем — нулю, когда всё заполнено пеной.
2.3 Коэффициент мощности. Чем страшен?
Ну, пена. Ну и что? Да ничего, в принципе. Проблема в том, что вы своими ногами обеспечиваете эту полную мощность. И заинтересованы в том, чтобы она по максимуму шла в дело.
Можно проиллюстрировать простым примером. Допустим, у нас есть идеальная динамка, она всю механическую мощность, которую мы к ней приложили, перерабатывает в полную электрическую мощность.
И пусть у нас есть две фары, которые на скорости 20 километров в час потребляют активную мощность 5 Вт. Только №1 потребляет с коэффициентом мощности 1, а №2 потребляет с коэффициентом мощности 0.5.
Чтобы разогнать до 20 км/ч велосипед с фарой №1 нам надо обеспечить полную мощность S=P/PF=5/1=5 ВА. Для этого потребуется приложить 5 механических ватт. Втулка ведь идеально всё перерабатывает. Стало быть драг втулки с включенной фарой будет равен 5 Вт.
Чтобы разогнать до 20 км/ч велосипед с фарой №2 нам надо обеспечить полную мощность S=P/PF=5/0,5=10 ВА. Для этого потребуется приложить 10 механических ватт. Стало быть драг втулки с включенной фарой будет равен 10 Вт.
Разница в 5 Вт. И эти лишние 5 Вт вы вынуждены выдавать своими ногами. А могли бы и не выдавать, если бы коэффициент мощности был близок к единице. При этом обе фары светят одинаково на 20 км/ч.
2.4 Коэффициент мощности. Откуда берётся?
Что показывает коэффициент мощности более-менее прояснилось, но откуда он вообще берётся? Что за хрень такая? Это, к сожалению, на пивасике уже не объяснишь. Предлагаю самым пытливым вкусить ещё маленечко электротехники.
Коэффициент мощности определяется двумя явлениями: реактивностью цепи и нелинейными искажениями в цепи.
Реактивность проявляется в виде сдвига между напряжением на выходе втулки и током, который от неё потребляется. Эта составляющая численно определяется косинусом угла этого сдвига.
Нелинейные искажения проявляются в виде стрёмной формы тока, который от втулки потребляется. Форма должна быть в виде синуса, как у напряжения на выходе втулки, но почему-то не похожа. Чем сильнее ток по форме отличается от напряжения на выходе втулки, тем хуже. Насколько форма будет стрёмной, определяют кишки фары или преобразователя. Численно отличия определяются коэффициентом нелинейных искажений ТиЭйчДи — THD (Total Harmonic Distortion). Коэффициент этот можно получить, если разложить форму тока в ряд Фурье, а потом воспользоваться страшной формулой, которую не будем тут приводить.
- Коэффициент мощности показывает насколько эффективно фара или преобразователь потребляет от втулки мощность;
- Коэффициент мощности зависит от сдвига фаз и от искажений. Их определяет и втулка, и фара с преобразователем. Поэтому ещё раз повторюсь: важно рассматривать комплект, а не одну лишь втулку. Но, конечно, если вы решили сильно заморочиться.
- Коэффициент мощности и активная мощность фары/преобразователя определяют драг.
- Драг показывает сколько вы должны потратить своих сил, чтобы раскрутить колесо.
2.5 Махинации с коэффициентом мощности
Если вместо фары или преобразователя к втулке подключают резистор, то PF=1. Это идеальный случай. И драг при этом будет минимальный. И этим пользуются многие производители динамоэлектроники. Чтобы не спугнуть страшными цифрами покупателей. Вместо того, чтобы показывать драг реальной фары или преобразователя, они показывают драг с резистором. Резистор потребляет такую же мощность, что и фара. Но потребляет её самым эффективным образом. Драг получается минимальный и не страшный.Чтобы проиллюстрировать этот момент, я взял весьма приличную фару, измерил, какую мощность она потребляет и какой при этом драг. Какую именно фару я взял — не важно. Важно, что коэффициент мощности у неё меняется от 0.8 до 0.6 в зависимости от скорости. Потом я взял реостат и подобрал такое сопротивление, чтобы на тех же скоростях получить мощность, как у фары. И измерил драг с резистором.
Вот таким нехитрым образом, заменив во время измерений фару на резистор, можно показать что драг в худшем случае будет 11.3 Вт. Неплохо, вроде. А с реальной фарой драг будет все 16 Вт. И вам во время езды придётся прикладывать к колесу на 30% больше мощности, чем заявляет на графике производитель.
Если уж вы решили заморочиться и при выборе обращать внимание на драг, то заморачивайтесь до конца: уточняйте для какой нагрузки приведён график — резистор или настоящая фара.
2.6 Драг на драге и драгом погоняет
А надо ли вообще драг брать в расчёт? Я, к примеру, не могу днём определить, включена у меня фара или нет. Ну, если пытаться по накату определить. А после выключения фары не могу понять, увеличился накат или нет.
Люди склонны винить драг динамовтулки во всех своих неудачах. Мол, сильно тормозит, поэтому на финиш приехал на час позже. Я считаю, что давление в покрышках, тип протектора, встречный ветер, сколько вы поспали и хорошо ли поели — всё это сильнее влияет на результат.
Есть люди, у которых лёгкий велосипед, накатистые покрышки, и катаются эти люди много и быстро в аэродинамичной позиции. Тогда, конечно, игнорировать драг втулки не получится. Или, если вы можете почувствовать разницу в 0.5 Вт при замене педалей, тут тоже закрыть глаза не получится.
Желающим углубиться в вопрос и сравнить в цифрах тяготы раскручивания динамовтулки, предлагаю почитать эту статью. А особенно, её раздел про драг. Там на графике представлены прямые с разным углом наклона, которые сравнивают драг с ездой в горку различной крутизны. Прямые можно получить, если обратиться к школьной программе физики.
Ну ладно, чёрт с ним. Мы готовы мириться с драгом ночью, когда работает фара. А вот днём нам бы хотелось ехать максимально эффективно, не тратить свои силы на бесполезное освещение. Мы отключим фару, но хотим знать: сильно ли будет препятствовать вращению колеса динамо втулка, если к ней ничего не подключать?
Да не особо. По сравнению с обычной втулкой динамка будет давать драг на 0.5-2 Вт больше. Ну, с какой «обычной» втулкой сравнивать. Я сравниваю с деоровской. Для иллюстрации, вот как выглядит драг разных динамо втулок, если включать и выключать австралийскую фару kLite Bikepacker Ultra Road.
Внутри динамовтулки есть магнитная система, и даже без нагрузки в ней присутствуют потери. И от них никуда не денешься. Просто надо это принять. Компания Шатер Пресижн (Shutter Precision) когда-то выпускала модель динамо втулки c отключаемой магнитной системой. Можно было повернуть специальную гайку, и втулка превращалась в обыкновенную втулку без дополнительного драга. Модель уже давно не выпускают, потому что никого не волнуют лишние 2 Вт. Но если есть горячее желание приобрести, втулку ещё можно встретить в продаже.
2.8 Выключатель
Если вы захотите ездить днём без света, имейте в виду: не на все фары ставят выключатель. Ну, тупо нет кнопки «вкл/выкл». Чтобы выключить такую фару, придётся отсоединить её от разъёма на втулке. И вряд ли вы захотите часто этим заниматься.
Если обязательно нужна кнопка, можно установить внешнюю. Например, тумблер от австралийской компании kLite. Правда, придётся самостоятельно паять разъём на фаре. Но зато к этому тумблеру можно ещё подключить USB преобразователь, и подключать к втулке то фару, то преобразователь, то всё вообще отключать.
2.9 Где теряется мощностьВнутри втулки.
К колесу приложили механическую мощность, часть этой мощности теряется в подшипниках, оставшаяся часть преобразуется в электрическую мощность электромеханическими внутренностями втулки. Преобразование механической мощности в электрическую не то чтобы очень эффективно. Примерно 40% теряется в процессе. Потери выделяются в виде тепла. В итоге, на выходе втулки получаем полную мощность в ВА.
В электронной схеме.
Электронные кишки фары пускают в дело активную мощность, которую они потребляют от втулки. Часть мощности в этих кишках теряется и до светодиодов в итоге доходит процентов на 10-15 меньше.
В оптической системе фары.
Дальше всё, что таки дошло до светодиодов преобразуется в световой поток. В среднем по больнице, современные светодиоды в фарах выдают 150-180 люмен на 1 ватт своей электрической мощности. Часть светового потока поглощается материалом отражателя, линзы и защитного стекла. Часть светового потока остаётся внутри за счёт френелевского отражения. Сформированный световой поток теряет где-то 5-20% пока выходит из фары, и то что осталось мы наблюдаем в виде мощности светового излучения.
2.10 Точки максимальной мощности
Втулка — источник ограниченной мощности. Надо эту мощность уметь у неё забрать. Попытаешься забрать побольше — она взбрыкнёт и отдаст совсем чуть-чуть. Попытаешься забирать мизер — она и выдаст мизер. Кишки фары или преобразователя должны быть умными, они должны постепенно прощупывать втулку, пытаться потребить чуть больше, чуть меньше, и следить, как на это среагировала втулка. Этим своим прощупыванием фара может найти точку, в которой втулка выдаст максимум мощности. Начали крутить быстрее — втулка может выдать ещё больше, значит надо прощупывать её дальше. Такое интеллектуальное поведение нагрузки называется отслеживанием точки максимальной мощности. Когда фара или преобразователь умеют искать максимальную мощность, то становится всё равно, к какой втулке их подключать. Ну, почти. Разные втулки могут выдать разную максимальную мощность. Но всё, что смогут — уйдёт в фару. Можно расслабиться и не подбирать комплект.
К большому сожалению, не существует фар и преобразователей с поиском точки максимальной мощности. По крайней мере, за два года изучения этой темы, я не встретил ни одного образца.
Ну, нет, так нет. Хрен с ним. Но как было бы хорошо-то, а. Особенно для USB преобразователей. Вот, например, я взял втулку Shimano DH-UR700-3D, подключил к ней реостат, и на разных скоростях вручную менял его сопротивление, пока не находил максимум мощности. Отложил это всё на графике в виде зелёной прямой (R-MPPT), а потом измерил какую мощность на тех же скоростях потребляет USB преобразователь Igaro D1 с подключенным к нему смартфоном Xiaomi Redmi 4X, отложил на графике в виде красной кривой (Igaro D1). Кажется, что особой разницы-то и нет. Но разница существенная. Особенно на низких скоростях. Если вы идёте с велосипедом пешком (5 км/ч), с втулки можно снять 1.5 Вт, а Igaro ничего не снимает. Что такое 1.5 Вт? Это примерно 0.25 А в вашу нагрузку, которую вы воткнули в выходной USB разъём вашего преобразователя. Этого мало для заряда смартфона, но достаточно для павербанка.На низкой скорости, когда вы крутите против ветра или ковыряетесь на сложной дороге (10 км/ч) с втулки можно было бы снять 2.6 Вт, а Igaro снимает 1.3. Что такое 2.6 Вт? Это около 0.45 А в USB нагрузку. Этого достаточно, чтобы шла устойчивая зарядка смартфона. Можно было бы ехать и заряжать, но увы. Igaro D1 жрёт от втулки всего 1.3 Вт, и этого недостаточно даже для неприхотливого китайского смартфона, он просто не заряжается.
2.11 Характеристики преобразователей
Все хотят заряжать что-то от динамо втулки: экшн камеры, навигаторы, павербанки, смартфоны. Среди всех USB потребителей самый капризный — смартфоны. Если ток заряда меньше 300-500 мА, то смартфон перестаёт заряжаться. И чтобы заряд снова пошёл, приходится переподключать кабель от зарядки.
На какой скорости будет 2.5 Вт?
Выходной ток преобразователя величиной 500 мА примерно соответствует 2.5 Вт мощности, которые преобразователь потребляет от втулки. И нужно смотреть на графике, на какой скорости это происходит. Потому что именно с этой скорости и выше у вас будут стабильно заряжаться смартфоны.
Сколько ватт на скорости 20 км/ч?
Вторая точка, на которую нужно смотреть на графике мощности: что потребляет преобразователь на скорости 20 км/ч. Потому что во время своей ультрадистанс гоночки вы будете сидеть в этой точке большую часть времени. И зная мощность преобразователя можно прикинуть, сколько что будет заряжаться. Как прикинуть написано в статье: All About The Best Dynamo USB Chargers For Bicycle Touring and Bikepacking
2.12 Типы преобразователей, как заряжать смартфон
USB преобразователи можно разделить на три группы:
Работа напрямую. Вход подключаем к втулке, выход подсоединяем к смартфону/павербанку/навигатору. Никаких батарей внутри или снаружи. Самая простая система, самая компактная и самая безотказная. Проблема в том, что на скоростях ниже 10 км/ч смартфон заряжаться не будет. Ток заряда слишком маленький, ниже 300 мА, напряжение на USB выходе слишком сильно падает, и по инициативе смартфона заряд прекращается. Если на этих низких скоростях подоткнуть любой павербанк, то он будет заряжаться, потому что менее капризный. Если ожидается многой медленной езды, лучше держать подключенным павербанк. А вечером от банка заряжать смартфон.
Работа с внешней батареей в буферном режиме. Есть павербанки, которые умеют работать в буферном режиме. Они одновременно заряжаются от USB преобразователя и заряжают смартфон.
Например, народный павербанк Xiaomi 10000 mAh в буферном режиме выдаёт в смартфон 1.5 Вт мощности. Если при этом он потребляет от втулки 3.5 Вт, то разница в 2 Вт идёт на заряд внутренней батареи павербанка. И когда ваша скорость сильно упадёт или вы остановитесь, накопленная в батареях павербанка энергия будет закачиваться в смартфон, его зарядка не остановится.Не все павербанки умеют работать в буферном режиме, надо проверять. Если вы катаетесь на низких и средних скоростях, вариант с буферной батареей будет самым универсальным. Но, как всегда, больше элементов в системе — больше шансов сломаться. Надо возить в два раза больше запасных USB кабелей, надо уделять всей системе в два раза больше внимания, периодически проверять, как работают преобразователь, банк и смартфон, не отвалился ли кабель.
Производители USB преобразователей для динамо-втулок иногда продают дополнительный батарейный блок к преобразователю, который умеет работать в буферном режиме. Можно использовать его. Такое решение будет, наверное, понадёжнее, но менее универсальным и менее бюджетным.
Работа с внутренней батареей. Это когда производитель запихнул маленькую батарею внутрь USB преобразователя. Она тоже работает в буферном режиме, но есть нюанс. Мощности внутренней батареи надолго не хватит. Она сглаживает провалы в мощности на низких скоростях, но недолго. Если вы долго ковыряетесь, или остановились минут на 5, то батарея разрядится, преобразователь вырубит USB выход, смартфон перестанет заряжаться. Потом вы начнёте крутить, внутренняя батарея зарядится, смартфон начнёт заряжаться.
Такое решение прекрасно своей простотой. Всё работает, смартфон стабильно заряжается сам, не надо за ним следить. Есть крупные минусы: батарея в буферном режиме убивается быстрее, чем при полноценном заряде/разряде; если вы не пользуетесь преобразователем полгода-год, батарея может глубоко разрядиться и преобразователь перестанет работать совсем.2.13 Обращайте внимание на USB кабель
Заряд электроники по USB очень сильно зависит от сопротивления кабеля. Купите USB тестер. Например, такой. Перед поездкой попробуйте позаряжать ваш смартфон от павербанка с разными кабелями. Возьмите два, с которыми ток заряда оказался максимальным. Обязательно берите запасной кабель. В велопоходе и на гоночках кабели умирают быстрее, чем дома.
2.14 Выключай смартфон, потом заряжай
Включенный смартфон потребляет с выхода USB преобразователя мощность. Часть мощности идёт на заряд батареи, часть мощности идёт на работу самого смартфона. Задача — убрать или минимизировать вторую составляющую. Работающий смартфон будет заряжаться раза в два дольше. А если на нём запущена куча приложений, включён GPS, блютус и две сим-карты, он может никогда не зарядиться от преобразователя. Просто разряд внутренней батареи растянется во времени. По возможности заряжайте смартфон в выключенном состоянии.
Вы можете скачать на смартфон приложение, которое мониторит заряд и разряд батареи. Через него можно подсчитать сколько ватт смартфон потребляет во время работы. Можно поиграться с яркостью экрана, включением/выключением самолётного режима, включением GPS и прочими энергозатратными функциями смартфона. Зная энергопотребления смартфона от батареи, зная ёмкость батареи, и имея графики выходной мощности USB преобразователя, вы можете самостоятельно подсчитать на какой скорости в каком режиме за сколько времени смартфон зарядится.
2.15 Разные стандарты втулок, разные значения
Я исследовал динамо втулки 100х9 мм с квикрелизом или болтами. Связано это с особенностью измерительной установки. Динамо втулки на 100 или 110 мм со сквозной осью 12 и 15 мм могут иметь другие характеристики. Потому что больший диаметр оси вынуждает производителей менять магнитную систему внутри втулки. Это приведёт к отличиям. Но, скорее всего, незначительным.
Втулки для фэтбайков так же будут иметь отличия. Насколько сильные — сложно сказать. Проблема в том, что скорости движения на фэте ниже, чем на обычном велосипеде. Но на этих низких скоростях нужно обеспечивать нормальную мощность. Иначе эти втулки никому нафиг не нужны будут. Производители об этом знают, и меняют магнитную систему в фэт втулках. По крайней мере, в современных моделях на 150 мм.
3. Измерительная установка
Измерить параметр и получить циферки — вообще не проблема. Проблема в том, чтобы понять — насколько им можно верить? Чтобы эту проблему решить, нужно рассмотреть, на какой установке эти циферки получены и с помощью каких приборов.
Измерительная установка сделана из массивной стальной станины. В станину гайками зажимается шток вилки. В вилку крепится измеряемая динамо втулка. Втулка может быть установлена сама по себе, а может быть заспицована в колесо. На место крепления тормозного ротора устанавливается ведомая звезда под велосипедную цепь. В цанговый зажим на станине устанавливается платформа с закрепленным на ней электродвигателем. На валу двигателя стоит ведущая звезда под велосипедную цепь. Соединяем звёзды цепью, регулируем высоту платформы, чтобы натянуть цепь. Подаём питание на движок, он начинает крутить звёзды и втулку.
Электродвигатель подключается к лабораторному источнику постоянного тока большой мощности. Регулируя напряжение на выходе источника можно регулировать обороты втулки. Скорость отслеживается по показаниям велокомпьютера. Магнит датчика устанавливается или на спицы, или на фланец втулки. Компьютер откалиброван под длину окружности 2268 мм, это 622 колесо с 47 покрышкой. Все полученные значения для скоростей именно этого колеса. Для найнеров и плюсов значения будут сдвигаться. Чтобы пересчитать под другое колесо, нужно поделить значение скорости на 2268, и потом умножить на длину окружности вашего колеса с покрышкой в мм. Примерные значения длин окружностей приведены здесь.
Напряжение, которое подаётся на электродвигатель измеряется мультиметром APPA 505, ток — стрелочным амперметром 1 класса точности. Перемножив показания приборов можно подсчитать мощность, которую потребляет двигатель, чтобы раскрутить втулку с нагрузкой до требуемой скорости.
К выходу втулки подключается измеритель электрической мощности GPM-8212, к выходу которого подсоединяется фара или преобразователь. Измеритель электрической мощности позволяет отследить величину напряжения на выходе втулки, величину тока, который потребляется втулкой, а так же коэффициент мощности цепи. Ещё у меня был шунт для подключения осциллографа и исследования формы напряжения и тока в цепи, но осциллограммами и спектральным составом я вас мучить не буду.
Драг втулки измеряется косвенно. Это важный момент. Чтобы измерить драг напрямую, нужно подключить к втулке здоровенный маховик. Килограммов на 30, раскрутить втулку с маховиком электродвигателем до нужной скорости, а потом резко отсоединить от системы двигатель. Накопленная маховиком кинетическая энергия начнёт расходоваться на вращение втулки, скорость вращения начнёт плавно снижаться. Измерив это снижение за известный промежуток времени можно рассчитать затраченную мощность. Это и будет драг. И так его и надо измерять с высокой точностью. Но собрать такую установку очень сложно. И такая точность измерения избыточна, на мой взгляд.Я измеряю драг по мощности, которую потребляет электромотор в моём стенде. Мне пришлось сначала измерить все потери в системе на разных скоростях. Для этого я воткнул колесо с обычной втулкой Shimano Deore, раскрутил его до разных скоростей, и посмотрел какую мощность жрёт движок. В этой мощности содержатся потери на преобразование электрической мощности в механическую, потери на звёздах и цепи, потери в подшипниках втулки. Впрочем, про подшипники вообще можно забыть. Потому что они нагружены только весом корпуса втулки, ну, иногда ещё весом обода и спиц. А если их учитывать, надо прикладывать вес килограмм в 20 к оси. Но даже в нагруженных подшипниках потери в сравнении с потерями в магнитной системе втулки пренебрежимо малы.
Дальше я подключаю к динамо втулке нагрузку, раскручиваю до нужной скорости и измеряю мощность, которую потребляет движок. Если из этого значения вычесть показания для обычной втулки, то уберутся все потери в установке и останется только механическая мощность, приложенная к втулке. Собсно, это драг и есть. При этом я допускаю, что в области измерений мотор линейно реагирует на нагрузку на валу.
Показания драга сильно зависят от натяжения цепи. С недотянутой и перетянутой цепью разница будет в пределах 3 Вт. По хорошему, надо проводить хотя бы по три измерения и переустанавливать втулку после каждого. И потом результаты усреднять. Но у меня нет столько времени, поэтому я старался сохранять натяжение цепи одинаковым, чтобы минимизировать его влияние.
В целом, с учётом всех погрешностей, способа измерения и влияния натяжения цепи, можно сказать, что драг измерен с точностью 1 Вт. Мощность фар и преобразователей измерена с точностью 0.1 Вт, скорость — с точностью 0.1 км/ч, выходные параметры USB выхода преобразователя измерены с точностью 0.01 В и 0.01 А.
4. Втулки, фары, преобразователиНиже представлено с небольшими комментариями всё то, что мне удалось раздобыть и измерить:
Schmidt SON28 — топовая втулка, одна из самых эффективных. Хорошие подшипники, гарантия 5 лет, необслуживаемая. Золотой стандарт байкпакинга, в чём можно убедиться, если посмотреть на велосипеды для Тур Дивайда.
Shutter Precision PD-8 — считается оптимальной втулкой по качеству/характеристикам/цене. Вроде как необслуживаемая, но есть видос про вскрытие и замену подшипников.
Shimano DH-UR700-3D — топовая шимановская втулка серии XT. Появилась в текущем виде пару лет назад. Защита подшипников стала лучше, сопротивление вращению стало меньше. Обслуживаемая, как и все шимановские динамки.
Shimano DH-3D32 — увесистая и недорогая шимановская втулка.
— преобразователь с встроенным аккумулятором. Отечественная разработка, давно присутствует на рынке, знакома многим походникам и любителям поиграть с напряжением. Насколько я понял, под велосипедные нужды преобразователь адаптирован недавно.
В разрезе байкпакинга и ультрадистанса есть несколько проблем:
Можно перепутать вход и выход.
Тут надо рассказать про историю, которая произошла во время измерений. Считаю, что она показательная. Вампирчик по форме представляет из себя большой кусок мыла с кучей разъёмов. Маркировки нет. К втулке подключается через круглый разъём белого цвета с одного края. С другого края стоит такой же разъём, но чёрного цвета. Штекер втыкается и туда, и туда. И не удивительно, что в какой-то момент я перепутал разъёмы, и подключил выход Вампирчика к динамо втулке. И он начал выдавать мощность во втулку. И быстро разрядился. Примерно так же можно затупить если вы спали 4 часа, или если крутили в седле часов 16. Недопустимо у электронного прибора делать вход и выход с одинаковыми разъёмами. Они должны отличаться не только цветом, но и типом. Называйте это защитой от дурака или кодированием с помощью формы — не важно. Всё внимание велосипедиста должно быть сосредоточено на езде. Из-за этого тупняка я запорол часть измерений, и не стал проводить повторные, потому что вознегодовал.Неоспоримый плюс Вампирчика: это единственный измеренный мной преобразователь, который нормально потребляет от втулки на скоростях ниже 10 км/ч. Даже при ходьбе пешком он будет потреблять около 0.4 Вт и заряжать внутренние аккумуляторы. Поэтому пользоваться им лучше так: сначала заряжаете Вампирчик, а когда он зарядится, подключать к нему смартфон. Иначе будет циклический режим. Впрочем, в нём нет ничего особенно страшного. Ну, может быть аккумуляторам встроенным не очень комфортно будет жить.
5. Результаты измерений
Характеристики втулок:
Холостой ход — это когда к втулке вообще ничего не подключили. Или если к втулке подключена фара, но не светит. Или преобразователь, но выключен. У немецкой втулки SON28 самый низкий драг, что ожидаемо. Даже руками ощущается, что она легче всех вращается. У остальных втулок драг в два раза больше. Максимальный драг у PD-8. Однако разница в драге у шаттера и шиманы сравнима с погрешностью измерения. Интересно, что топовая и бюджетная шиманы на холостом ходу сопротивляются одинаково. Если к втулке ничего не подключать, напряжение на её выходе будет сильно больше заявленных 6 В. Проблемы могут быть, если контакт фары с втулкой ненадёжный, наблюдается дребезг контакта. На мгновение втулка оказывается без нагрузки, напряжение на выходе сильно возрастает, потом это высокое напряжение прикладывается к фаре. Внутренности фары могут от высокого напряжения сгореть. Но обычно они к таким событиям готовы, внутри есть защита. Читайте документацию на фары. На мой взгляд, большинство современных динамо фар и преобразователей способны без проблем переварить 35 В. Если аппроксимировать прямые в область больших скоростей, можно прикинуть сколько вольт будет на 50 км/ч.
R-MPPT — это какую максимальную мощность на каждой скорости можно снять с втулки при минимальном драге, когда коэффициент мощности равен единице. Как видим, шаттер самый слабенький в этом плане, а лучше всех — икстишная шимана. Если учесть не только максимальную мощность, но и значение драга при этой мощности, то шаттер начинает выглядеть ещё хуже. Меньше всех даёт, а драг большой. Немецкий SON28 очень даже ничего: не самый топ по мощности, но зато минимальный драг. Шимана много даёт и много тормозит.
Характеристики разных фар:
Австралийская фара выдаёт ломовую мощность, самую большую среди всех фар в этой статье, но за такие показатели приходится платить увеличенным драгом, на пике коэффициент мощности около 0.5. Профиль мощности чисто под внедорожное и безасфальтовое катание. При этом надо отметить, что с шаттеровской втулкой получается аж под 9 Вт мощности в пике, но этот пик сдвинут в область высоких скоростей. На низких скоростях с шаттером фара светит хуже всего. С шимановской UR700 получается самая хорошая мощность на низких скоростях, но сам по себе пик мощности самый низкий. Бюджетная шимана и немецкий SON28 ведут себя как нечто среднее — и на низких скоростях нормально, и максимум мощности достигается раньше в сравнении с шаттером. При этом драг у них одинаковый почти, что забавно, учитывая разницу в стоимости. Если рассматривать вообще, то SON28 выступает с минимальным драгом во всём диапазоне скоростей, при этом весьма приличную мощность выдаёт.В варианте Road фара kLite с втулкой PD-8 лучше подойдут для асфальтового каталова на высоких скоростях. Потому что комплект выдаст около 7 Вт на 50 км/ч, и при этом основной световой поток будет сфокусирован далеко вперёд. Среди всех рассмотренных фар это будет самый мощный вариант на высокой скорости. Но на более низких скоростях 25-30 км/ч будет ещё больше мощность и световой поток, и возможно он не нужен будет. А он есть. И драг есть, большой.
С бушимюллеровской фарой шаттер снова самую маленькую мощность даёт на низких скоростях, и минимальный драг. Остальные втулки плотненько рядом идут. У SON28 опять всё очень хорошо, если рассматривать драг во всём диапазоне скоростей. Профиль мощности у фары выглядит как городской, но уровни мощности вполне серьёзные. С такой фарой хорошо, наверное, бреветики будет катать.
Глядя на значения мощностей Суперновы, сложно понять, чем оправдана её популярность. На низких скоростях она светит очень слабо. Особенно с шаттеровской втулкой. Профиль мощности похож на асфальтовый, и с увеличением скорости она начинает мощнее светить, но это всё равно будут значения не больше 6 Вт. Лучше всего эту фару использовать с шимановской UR700 и платить за это самым большим драгом.
Чисто городская фара. Использовать можно с любой втулкой, но, что любопытно, с дешёвой шимановской будет больше мощности давать на низких скоростях.
Номад для серьёзной еды не годится, слишком слабый. Но для городской каталки вполне подойдёт. Что характерно, с SON28 опять минимальный драг получился. На уровне драга других втулок на холостом ходу.Характеристики USB преобразователей при работе на смартфон:
И снова минимальный драг у SON28 при средних показателях потребляемой мощности. Самый слабый — шаттер. Лучше всего австралийский преобразователь будет работать с шимановской топовой втулочкой UR700.
Да, при этом будет большой драг, но зато с UR700 смартфон начинает заряжаться уже на 10 км/ч. С другими втулками на этой скорости смартфон не заряжается в принципе. С ними стабильный заряд начинается где-то после 14-17 км/ч.
Бушимюллеровский зарядник не в состоянии потребить от втулки больше 4 Вт с указанными втулками. К сожалению, когда я проводил измерения преобразователей со втулкой UR700, BuM USB-Werk не работал, починить его мне удалось много позже (читайте кулстори в разделе 4). Возможно, с топовой шиманой мощща была бы побольше.
Что любопытно, с втулкой 3D32 бушимюллеровский преобразователь заряжает смартфон на 10 км/ч. Небольшим током, правда — 300 мА. Но зато заряжает. И при том — стабильно. С остальными втулками смартфон отказывается на 10 км/ч заряжаться. Даже с моднейшим SON28. В целом, уровень мощности, которая закачивается в смартфон, ниже, чем у kLite.
Igaro очень странно себя ведёт со втулками. Какая-то кракозябра получается. Но в целом, с UR700 максимум мощности и драга. С SON28 минимальные мощность и драг.
На 10 км/ч ни с одной из указанных втулок Igaro D1 не заряжает смартфон. При измерениях в комплекте с UR700 у меня сгорел китайский USB тестер, поэтому профиля мощности нет. Новый тестер купил, но измерить заново работу преобразователя с втулкой уже не было возможности.
В разделе 4 описал проблемы Вампирчика, там же описано почему измерения приведены только для двух втулок. С SON28 сильно меньше драг, но мощность потребляемая от втулки ощутимо ниже. В целом, работать без перебоев Вампирчик будет только с UR700 на скоростях выше 30 км/ч. Это если в него сразу смартфон втыкать. А вот если ехать и заряжать только внутренние аккумуляторы Вампирчика, то на всех скоростях он будет хорошо функционировать. даже на 5 км/ч что то будет потреблять. В целом, по уровню потребляемой мощности сравним с kLite.
Номад вообще не заряжает смартфон на скоростях 15 км/ч и ниже. На 20 км/ч уже идёт устойчивый заряд. На 30 км/ч в смартфон закачивается около 600 мА. И снова, с UR700 преобразователь работает лучше всего. И за эту работу приходится платить самым большим драгом.
У вас уже есть втулка
Если вы стали счастливым обладателем втулки, но ещё не знаете что к ней подключать, следующие графики помогут с выбором. Для втулки UR700 в легенде звёздочкой помечены расчётные значения, а не реально измеренные. Во время измерений у меня сломался прибор для регистрации параметров USB выхода, данные на графике получены на основе измерений других втулок.
6. Заключение
Австралийская фара kLite Bikepacker Ultra оказалась самой мощной на скоростях в районе 15-25 км/ч. На скоростях в области 5-10 км/ч лучше светит немецкая IQ-X, имеет смысл использовать её для города и бреветов по разбитому асфальту в горку. Втулка SON28 имеет самый маленький драг при работе с фарами, при этом выдаёт хорошую мощность. Для байкпакинга и всяческого Тур Дивайда комплект из kLite Bikepacker Ultra и SON28 выглядит оптимальным, что подтверждается сетапами участников из года в год. Шимановская втулка UR700 офигенно работает с USB преобразователями. Если вам нужно только заряжать, то лучше использовать комплект из kLite USB и Shimano DH-UR700. Всё это моё личное мнение, я призываю вас проанализировать результаты измерений самостоятельно и сделать своё собственное умозаключение.
7. Планы на будущее
Этой статьёй я подвожу итог первого этапа исследования динамовтулок, фар и преобразователей. Дальше я хочу заняться измерением светотехнических характеристик фар. В идеале хочу получить фотометрическое тело каждой фары на разных скоростях, оформить эти данные в виде файлов для компьютерного моделирования. Можно будет сравнивать в 3D модели лесной или асфальтовой дороги как распределяется освещённость на разных скоростях. А ещё я хочу разработать свой собственный USB преобразователь. С преобразователями всё пока печально, можно сделать лучше, эффективнее и мощнее. И я знаю как. Надеюсь, на всё это появится время и найдётся возможность. И надо бы доработать измерительную установку: поставить на электромотор редуктор, чтобы мотор работал в номинальном режиме и можно было согласовать обороты вала и колеса. И надо на вал изготовить звезду на большее количество зубьев. Сейчас 28 на втулке и 11 на валу. Мелкие зубья на валу вызывают колебания цепи при вращении. И ещё у этой звезды сейчас центр не совпадает с центром вала немного, что тоже приводит к биениям и неравномерному натяжению цепи при вращении. Звезда большего диаметра на большее число зубьев позволит так же увеличить зазор от цепи до ноги вилки, и цепь перестанет биться и греметь.
Динамо-втулки велосипедные, принцип работы и подключения, плюсы и минусы
Для получения электрической энергии в велопоходе можно выделить несколько способов:
- Динамо втулки (их ещё называют «динамки»).
- «Бутылочные» генераторы, работающие от соприкосновения с протектором шины или ободом.
- Солнечные батареи.
- Power Bank, запасные батареи и аккумуляторы. Но это больше средства накопления и сохранения энергии, а не генерации.
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.
На мой взгляд, в длительный велопоход по местам, не очень «оснащенным» свободными розетками или доступом к электричеству, лучше всего брать велосипед с «динамкой» и дополнительно один-два повербанка. Их нужно всегда подзаряжать во время поездки, чтобы иметь дополнительный «страховочный» запас энергии, который можно использовать, например, вечером на привале для зарядки нужных гаджетов .
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.
Почему?
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.
Дополнитель на эту тему можно еще почитать:
- Планетарные втулки. Принцип работы, плюсы и минусы
- Как выбрать передний фонарь на велосипед и для чего он нужен.
- Нюансы выбора заднего фонаря на велосипед.
Динамо втулка для велосипеда — Сайт для велосипедистов
Динамо втулка для велосипеда — это генератор электричества, который встроен в специальную втулку. Впервые динамо втулку разработали в Англии, в компании Sturmey Archer. Сейчас динамо втулки также производят компании Shimano и Schmidt, цены на которые колеблются от 50 до 300 долларов.
Мощность у классической динамо втулки составляет 1,8 Вт, напряжение 6 В. Есть динамо втулки с мощностью 2,4 Вт и 3 Вт. Для эффективного использования, фара по мощности должна подходить к втулке. Например, при применении фары 2,4 Вт с задним фонарём 0,6 Вт на велосипеде с классической динамо втулкой 1, 8 Вт, фара светит тускло.
Благодаря постоянному усовершенствованию технологии изготовления магнитов, динамо втулка для велосипеда становятся все меньше, легче и мощнее.
Параллельно намного более эффективно стали светить источники света с галогеновыми лампами или светодиодами, поэтому современные динамо машины производят во много раз больше света, чем старые классические динамо втулки.
Небольшим недостатком динамо втулок является довольно тяжёлый вес из-за использования магнитов и алюминиевых корпусов. Преимуществ намного больше — они совершенно не шумят, при отсутствии движущихся частей у них практически отсутствует механическое трение.
Работают втулки за счёт многополюсного кольцевого магнита, который находится внутри увеличенного корпуса втулки и вращается вокруг неподвижного якоря (катушки), прикреплённого неподвижно к оси. У динамо втулки низкое сопротивление вращению.
Использование фар с динамо втулками
Динамо втулка является генератором переменного тока. Также, как и с другими велогенераторми, на большой скорости лампа фары может сгореть, исключение составляют современные фары, с установленным полупроводниковым регулятором напряжения.
По сравнению с бутылочным динамо генератором, динамо втулка для велосипеда производит света больше на низких скоростях из-за того, что у нее ниже частота переменного тока.
При каждой амплитуде синусоиды лампа на разогрев имеет намного больше времени. На малых скоростях фара, которая питается от динамо втулки пульсирует, а фара, которая питается от бутылочного генератора тускло светит.
Когда скорость велосипеда возрастает, то возрастает и частота тока велогенератора. Это мешает возрастать напряжению, из-за того, что при росте частоты индуктивность обмотки якоря пропускает переменный ток с меньшей эффективностью.
Такое явление позволяет использовать генераторы в широком спектре скоростей. Однако, все таки необходимо позаботиться о регуляторе напряжения, чтобы сберечь лампы от сгорания.
Еще статьи на эту тему:
Характеристики источников света. Различные производители по разному указывают в описании “яркость” своих фонарей или фар. Одни в люксах, а другие в люменах. От этого трудно сравнивать между собой фонари по их техническим характеристикам…
Светодиоды пришли, и победили. Все знают слово светодиод. При его произнесении у обывателя возникают ассоциации с маленькой красной, белой или другого цвета светящейся точкой, которая символизирует, что работает какая-то функция или прибор включен. Но светодиоды бывают разные…
Бесконтактный генератор электричества для велосипеда. При движении обода колеса велосипеда, относительно магнита, на границе токопроводящего материала, из которого сделан обод возникают вихревые индукционные токи…
Велосипедная фара. Чтобы велосипедная фара в полной мере выполняла функции, которые на неё возлагаются, к ней предъявляются определённые требования…
Светодиодная подсветка колес велосипеда. Конечно, купить элитные велокомпоненты или профессионально покрасить раму не всем по карману. А приобрести систему светодиодной подсветки колес велосипеда очень доступное удовольствие для всех…
Как выбрать динамку для велосипеда, ее типы, 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.
Отметим! Бутылочная динамка более популярна из-за бюджетной стоимости и простоты установки. Однако, те байкеры, которым по карману втулочный аналог, предпочитают именно его.
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:
- Несложная установка на велосипед по сравнению с динамо втулкой.
- Низкая стоимость.
- Возможность отключения.
Недостатки:
- Весит данное устройство сравнительно немало.
- Во время движения велосипеда постоянно присутствует шум.
- Низкая мощность лампочки и, как следствие, тусклое освещение.
- Сопротивление движению.
- Зависимость эффективности работы от попадания влаги.
- Существует возможность смещения с постоянного места закрепления. Тогда динамка может попасть между спицами.
- Вынужденная необходимость часто проверять состояние устройства.
Динамо втулка
У динамки втулочного типа масса плюсов. Поэтому если есть финансовая возможность, все же целесообразнее приобрести данную модель.
Достоинства:
- Бесшумность во время работы.
- Трение сведено к минимуму. Нет в наличии подвижных частей.
- Не нужно постоянно контролировать герметизацию, а также сцепление.
- Влага, погодные условия, попадание грязи на эффективность работы и яркость фары не повлияют.
- Автоматическое включение.
- Втулка не нуждается в заземлении. Устройство изолировано. Это дает возможность воспользоваться свободным «минусом» другому оборудованию.
Недостатки:
- Во время монтажа возникает необходимость в переспицовке колеса. Иногда требуется ставить «неродные» спицы, более короткие.
- Переменный ток, который вырабатывают втулочные динамки, нуждается в выпрямлении. В этом им помогают диоды.
- Постоянная работа фары при движении велосипеда приводит к перегрузкам. Данный факт приводит к уменьшению срока службы осветительного прибора.
- Невозможность самостоятельного отключения.
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:
- Данный вид электрогенераторов иногда приводит фары в негодность. Чтобы сберечь свой осветительный прибор, лучше сразу поменять фару на ту, которая обладает полупроводниковым регулятором.
- Бутылочная динамка во время низкой скорости тускло освещает путь. Любителям спокойной езды на велосипеде такой тип генератора не подойдет.
- Динамка в виде втулки хорошо освещает при пониженной скорости байка. Такой факт стал возможен из-за низкочастотности переменного тока. Качество освещения будет становиться лучше при увеличении скорости.
- Вместе с динамо втулкой целесообразно будет приобрести выпрямитель. Эта дополнительная деталь увеличит эффективность работы фар.
- Мощность осветительного пробора для эффективности должна соответствовать мощности динамо втулки.
- Желательно сверить совместимость размеров колес и типа динамки. Иначе владелец велосипеда рискует получить заклин в колесе. При такой проблеме сидящий на байке теряет равновесие.
- Требуется обратить внимание на общий вес велосипеда (вместе с багажом). На втулке должна быть прописана допустимая масса. При превышении веса торможение будет недостаточным. Если меньше – торможение может привести к заклину колеса.
- Динамка вырабатывает достаточно высокое напряжение. Поэтому нельзя прикасаться к клеммам при езде, или когда колесо в движении. Последствие обычно вызывает поражение током.
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.
Динамо машина (Велогенератор). Виды и особенности. Работа
Генератором электрической энергии называется устройство, преобразующее химическую, механическую или тепловую энергию в электрический ток. Таким генератором, использующимся на велосипедах для питания задних фонарей и передней фары, является динамо-машина.
Разновидности
Существующие виды велосипедных динамо-машин заводского исполнения.
БутылочнаяЭтот вид велосипедного генератора наиболее доступный и простой. Однако его мощность не самая большая из всех видов. Приводной ролик генератора вращается за счет касания к протектору шины колеса во время движения.
Втулочная динамо-машинаДинамо-втулка по своему устройству является осевой динамо-машиной. Исполнения таких моделей могут быть различного вида. Стоимость втулочного генератора довольно высока. Установка более сложная, по сравнению с бутылочным вариантом.
При приобретении необходимо проверить число спиц и метод фиксации установочного колеса. К достоинствам втулочного генератора относится его защищенность от влаги, в отличие от бутылочного генератора, приводной ролик которого в сырую погоду проскальзывает по покрышке велосипеда. Устройство заключено внутри втулки колеса, и работа происходит от его вращения.
К недостаткам такого устройства относится то, что выключить работу втулочного генератора не получится.
ЦепнаяЦепной вариант велосипедного генератора встречается достаточно редко. Однако есть несколько разных исполнений этого вида. Устройство может оснащаться USB портом для зарядки мобильных гаджетов.
Недостатком такой конструкции является малый срок службы, так как при эксплуатации происходит воздействие металлической велосипедной цепи на пластиковые элементы генератора.
БесконтактнаяЭто оригинальная динамо-машина с бесконтактным принципом действия. Колесо велосипеда играет роль ротора. На колесо фиксируется специальный обруч, на котором закреплены 28 магнитов. Они расположены поочередно, с разными полюсами.
Статором является индукционная катушка, в которой вырабатывается электрический ток. В эту систему включена аккумуляторная батарея для накопления энергии. По заверениям производителя для обеспечения нормального светового потока достаточно двигаться со скоростью 15 км в час.
Достоинствами этой конструкции является:
- Отсутствие трущихся элементов.
- Бесшумная эксплуатация.
- Неограниченный срок эксплуатации (кроме батареи аккумуляторов).
Недостатком бесконтактной модели является малая емкость аккумуляторов. Ее хватает всего на несколько минут. Однако многие умельцы легко исправляют этот недостаток различными способами, в том числе заменой батареи на более мощную.
Другие конструкцииВ настоящее время очень популярны различные интересные устройства, которые изготовлены в Китае. Иногда видишь такие устройства, которые раньше нигде не производили. Даже их принцип действия не всегда понятен, однако они работают.
Такое китайское устройство можно смело назвать велогенератором будущего. Динамо-машина из поднебесной выглядит по аналогии фантастических фильмов. Судя по внешнему виду, для ее функционирования нет необходимости в контакте с шиной колеса или цепью. Также нет никаких магнитов.
Принцип ее работы не совсем понятен. Возможно, это является технологическим секретом завода изготовителя.
Конструктивные особенности и работаНаиболее популярной моделью динамо-машины на велосипедах является ее бутылочная конструкция, за ней идет динамо-втулка. Остальные виды используются значительно реже. Поэтому рассмотрим самые распространенные модели.
Динамо-бутылкаДинамо-машина бутылочного вида работает на боковой части передней шины велосипеда. Выполнена в виде небольшого генератора электрической энергии, и служит для работы заднего фонаря и передней фары велосипеда, а также зарядки электронных мобильных устройств.
Такой мини-генератор может монтироваться как на переднее колесо, так и на заднее. В первом случае устройство может совмещаться со встроенным фонарем. Для отключения генератора предусмотрен специальный откидной механизм, фиксирующий корпус генератора в том положении, когда нет соприкосновения с шиной колеса велосипеда.
Название этого устройства происходит от внешнего сходства формы с бутылкой. Бутылочный велогенератор имеет и другое название – боковое динамо. Приводной резиновый или металлический ролик приводится во вращение на боковой стороне шины колеса. При движении велосипеда шина придает вращательное движение ролику велогенератора, который вырабатывает электрический ток.
Достоинства- Отключенный привод генератора не оказывает сопротивления движению велосипеда. При включенном генераторе велосипедисту приходится прикладывать больше силы для движения. Динамо-втулка в отличие от бутылочного велогенератора, всегда оказывает сопротивление вращению колеса, хотя значение этого сопротивления незначительно. Если бутылочный велогенератор включен, но фонари и фара не подключены к питанию, то сопротивление движению велосипеда меньше.
- Легкая и простая установка. Такое устройство легко установить на любой велосипед, в отличие от втулочного генератора, для установки которого необходима сборка всего динамо-колеса со спицами.
- Небольшая стоимость. Такие модели обычно стоят дешевле других видов велосипедных генераторов, хотя бывают и исключения из этого правила.
- Сложная настройка. Требуется тщательная настройка и регулировка соприкосновения с покрышкой колеса под определенным углом, давлением в шине, высотой. Если велосипед упадет, либо ослабнут фиксирующие винты, генератор может быть поврежден. Неправильно отрегулированное устройство генератора будет издавать много шума, создавать чрезмерное сопротивление, проскальзывать по колесу. Если винты крепления слишком ослабнут, то механизм может сдвинуться с места и попасть в спицы колеса, что приведет к поломке спиц и выходу колеса велосипеда из строя. Некоторые велогенераторы оснащены специальными петлями, предохраняющими их попадание в спицы.
- Для переключения требуется физическое усилие. Чтобы привести в действие генератор, необходимо переместить его корпус до соприкосновения с колесом. Втулочные генераторы могут включаться автоматически или с помощью электроники. Для этого не нужно прикладывать усилия.
- Повышенный шум. При эксплуатации слышен шум в виде жужжания, в то время как динамо-втулки не создают шума.
- Износ шины колеса. Для эксплуатации генератора требуется соприкосновение с шиной, в результате происходит трение и износ покрышки. Если сравнить с динамо-втулкой, то там трение с покрышкой отсутствует.
- Сопротивление движению. Бутылочная динамо-машина оказывает значительно больше сопротивление движению велосипеда, чем втулочная модель. Однако при правильной настройке сопротивление незначительное, а в отключенном виде отсутствует.
- Проскальзывание. При сырой дождливой погоде приводной ролик бутылочного генератора будет скользить по шине колеса, что уменьшает выработку электрического тока и снижает яркость света фары и заднего фонаря. Втулочные генераторы не требуют для работы хорошего сцепления с покрышкой, и не зависят от погоды и других неблагоприятных условий.
Втулочная конструкция велогенератора разработана в Англии, а производится различными фирмами во многих странах. Мощность такой конструкции может достигать 3 ватт при напряжении 6 вольт. Технологии их изготовления постоянно совершенствуются, размеры конструкции становятся меньше и мощнее. Современные фары для велосипеда стали излучать более эффективный свет, так как применяются светодиоды и галогенные лампы.
Динамо-втулки при работе не создают шума, но их масса больше, чем у других моделей. Трущиеся части во втулочном варианте устройства отсутствуют. Они функционируют за счет магнита, имеющего множество полюсов, и выполненного в виде кольца. Он находится в корпусе втулки и вращается вокруг неподвижного якоря с катушкой, зафиксированной на оси. Сопротивление вращению такой конструкции очень незначительное.
Динамо-втулки вырабатывают переменный ток. На малых скоростях вырабатывается больше электричества, по сравнению с бутылочной моделью, за счет низкой частоты тока. Существуют схемы выпрямителей для динамо-машины. Они выполнены по простой схеме моста из четырех диодов.
Динамо-машина втулка вырабатывает низкое напряжение, поэтому при применении кремниевых диодов потери составляют значительную величину – 1,4 вольта. С германиевыми диодами потери снижаются, и составляют всего 0,4 вольта.
Принцип работы динамо-машиныДинамо-машина вырабатывает электрический ток с помощью эффекта электромагнитной индукции. Ротор вращается в магнитном поле, в результате чего в обмотке возникает электрический ток. Концы обмотки ротора подключены к коллектору, выполненному в виде колец. Через них с помощью прижимающихся щеток электрический ток поступает в сеть.
Ток в обмотке имеет максимальное значение, если ротор находится перпендикулярно по отношению к магнитным линиям. Чем больше угол поворота обмотки, тем ток меньше. Вращение обмотки в магнитном поле изменяет направление тока за один оборот два раза. Поэтому ток называют переменным.
Подобный генератор для постоянного тока изготавливается на этом же принципе. Разница в некоторых деталях. Концы обмотки соединяют не с кольцами, а с полукольцами, которые изолированы друг от друга. При вращении обмотки щетка контактирует поочередно с каждым полукольцом. Поэтому ток, поступающий на щетки, будет иметь только одно направление и будет постоянным.
Похожие темы:
Как выбрать лучший динамо-втулку для велотуризма и байкпакинга
ВтулкиDynamo становятся все более и более распространенными на велосипедах, используемых для велотуризма и байкпакинга. Это можно объяснить недавними улучшениями в выходной мощности и эффективности динамо-концентраторов, усовершенствованием светодиодного освещения и постоянно обновляющейся технологией зарядки.
На рынке представлено всего несколько динамо-втулок, но между ними есть некоторые существенные различия. В этой статье будет подробно рассмотрено все, что вам нужно знать о втулках динамо.
Типы ступиц динамо
Размеры оси
Самым распространенным размером для туристических велосипедов по-прежнему является 9-миллиметровый быстросъемный, но с учетом того, что стандарты осей меняются как на дороге, так и на бездорожье, теперь мы находим туристические и велосипедные велосипеды, доступные с шестью вариантами осей.
1. Быстроразъемное соединение 9 мм — 100 мм
2. Проходная ось со сквозной осью 12 мм — 100 мм
3. Сквозная ось MTB 15 мм — 100 мм
4. Усилитель MTB с сквозной осью 15 мм — 110 мм
5.Быстроразъемное соединение Fat Bike — 135 мм
6. Сквозная ось Fat Bike 15 мм — 150 мм
Разъемы
Существует две различные распространенные формы лопаточного соединителя — дизайн Shimano и дизайн Schmidt SON. Ни один из этих вариантов нельзя назвать «лучше» — они оба выполняют одну и ту же работу по передаче энергии по кабелю. Из-за разделения рынка типов разъемов динамо-фонари и USB-зарядные устройства, как правило, не имеют разъемов, прикрепленных к концам кабеля.
Менее распространенной конструкцией соединителя является дропаут вилки Schmidt SL.Это действительно изящный дизайн; соединение происходит между краем ступицы и пластиной для выпадения вилки, припаянной к проводке. Практически все ступицы Schmidt выполнены в версии SL. К сожалению, вы редко встретите выпадение Schmidt SL на каких-либо вилках, кроме вилок, изготовленных по индивидуальному заказу.
Слева направо: лопаточный соединитель Shimano, лопаточный соединитель Schmidt, дропаут Schmidt SL.Параметры питания
Существует три различных спецификации мощности для динамо-втулок: 1,5 Вт, 2,4 Вт или 3 Вт (все при 6 В).Учитывая, что туры и велосипедные прогулки часто проводятся на скоростях ниже 25 км / ч / 15 миль в час, самый мощный вариант (3 Вт) необходим для зарядки USB-устройств, а также он лучше всего подходит для низкоскоростного освещения. Тем не менее, ступицы 2,4 Вт обеспечивают достаточную мощность, если вы путешествуете с колесами меньшего диаметра (16-20 дюймов), а ступицы 1,5 Вт подходят для освещения вашего пути на более высоких скоростях (например, 25 км / ч / 15 миль в час).
Количество спиц
СтупицыDynamo имеют от 20 отверстий под спицы для легкого карбонового колеса до 48 отверстий для самого прочного тандемного колеса.В большинстве туристических и велосипедных велосипедов используется от 28 до 36 спиц. Хотя количество спиц имеет значение, равномерно сбалансированное натяжение спиц на колесе и жесткий туристический обод, как правило, имеют наибольшее значение с точки зрения прочности.
Производительность: выходная мощность концентратора динамо
Динамо-концентраторы с разной скоростью обеспечивают разное количество энергии для ваших фонарей и зарядных устройств USB. Количество мощности, которое обеспечивает динамо-концентратор, будет в основном зависеть от света или зарядного устройства USB, но есть также несколько уловок, которые производители динамо-концентраторов используют для увеличения своей выходной мощности.
КонцентраторыDynamo в сочетании с мощными зарядными устройствами USB обеспечат уровень зарядки смартфона от 12 км / ч (см. Значение 2,5 Вт на графике). Тем не менее, некоторые комбинации концентраторов и зарядных устройств не будут обеспечивать мощность 2,5 Вт до 20 км / ч.
Когда мы сравним выходную мощность на разных скоростях для зарядного устройства kLite USB (см. График выше), вы заметите, что зеленая линия Shimano UR700 обеспечивает максимальную мощность на всех скоростях, а красная линия SP PD- 8 минимум. На скорости 15 км / ч UR700 обеспечивает в три раза большую выходную мощность, что весьма существенно, учитывая, что оба концентратора имеют одинаковую мощность 3 Вт.
Тем не менее, если вы хотите получить высокую мощность от вашей динамо-втулки, вы должны заплатить за это дополнительным сопротивлением.
Производительность: Dynamo Hub Drag
Если вы когда-нибудь брали в руки втулку динамо-машины и пытались раскрутить ось, вы знаете, что они кажутся невероятно «зазубренными». Это результат того, что серия мощных магнитов проходит через катушку и, в свою очередь, создает электрический заряд. Без подключенного света или USB-зарядного устройства это сопротивление мало влияет на вашу скорость из-за эффекта маховика вращающегося колеса.Согласно приведенному выше графику, сопротивление составляет от 1 до 5 Вт в зависимости от скорости езды и модели ступицы.
Когда вы подключаете к хабу фонарь или зарядное устройство, сопротивление увеличивается. Величина сопротивления в основном зависит от подключенного света или USB-зарядного устройства, но между концентраторами тоже есть различия. На приведенном выше графике показано, как четыре разных динамо-втулки работают с самым ярким динамо-фонарем, доступным в настоящее время, kLite Bikepacker Ultra. Как видите, сопротивление увеличивается с увеличением выходной мощности и скорости.При максимальной яркости при использовании ступицы SP PD-8 (25 км / ч) сопротивление на ступице составляет около 24,5 Вт, что, вероятно, будет где-то между 12-20% от общей мощности вашей педали. Это много.
Вы можете прочитать полный анализ испытаний динамо-втулки ЗДЕСЬ.
Производительность: эффективность концентратора Dynamo
Более эффективный концентратор превратит большую часть мощности вашей педали в мощность для ваших фонарей или зарядного устройства. Мы можем узнать, насколько эффективна динамо-втулка, сравнив ее выходную мощность и сопротивление на разных скоростях.
Показатель эффективности сильно различается для разных концентраторов. Например, на скорости 15 км / ч концентратор Schmidt SON28 обеспечивает 1,9 Вт для вашего USB-устройства, но потребляет 3,2 Вт мощности вашей педали (см. График выше). Это означает, что 59% сопротивления SON28 будет направлено на зарядку вашего устройства. Для сравнения, SP PD-8 выдает 0,9 Вт, но потребляет 4,6 Вт. В этом случае только 20% сопротивления PD-8 уйдет на зарядку вашего устройства.
Средние значения теста зарядки (четыре разных зарядных устройства):
1.Концентратор SON28 — эффективность 57%
2. Концентратор 3D32 — эффективность 44%
3. Концентратор UR700 — эффективность 39%
4. Концентратор PD-8 — эффективность 34%
Средние значения испытаний освещения (четыре разных динамо-света):
Концентратор SON28 — эффективность 44%
Концентратор 3D32 — эффективность 37%
Концентратор PD-8 — эффективность 31%
Концентратор UR700 — эффективность 30%
Вы можете прочитать полные результаты эффективности втулки динамо ЗДЕСЬ.
Schmidt SON Динамо-концентраторы (3 Вт)
Schmidt — это промышленный стандарт для динамо-втулок с точки зрения эффективности и надежности.Эти хабы немецкого производства также самые дорогие. Несмотря на это, я предпочитаю эти ступицы динамо-машины с 2008 года. Ожидается, что подшипники потребуют обслуживания только после 50 000 км пробега из-за комбинации надежного атмосферного уплотнения и высококачественных герметичных подшипников SKF (я никогда не пришлось заменить подшипники в любой из моих ступиц). В комплект поставки ступиц Schmidt входит пятилетняя гарантия.
ХабыSchmidt были протестированы на самое низкое сопротивление без подключенного устройства или света — всего 1.Сопротивление от 4 до 1,9 Вт (10-30 км / ч). А с подключенным светом или зарядным устройством USB они создают самое низкое сопротивление среди всех концентраторов, в результате чего эффективность зарядки составляет 57%, а эффективность освещения составляет в среднем 44%.
Quick Release
SON28 без диска — 32, 36h
SON28 диск — 28, 32, 36h
SON28 Tandem — 40, 48h
SON28 диск 135 — 32h
SON28 диск 135 VR — 32h
Сквозная ось — Диск
SON28 12мм — 28, 32, 36h
SON28 15мм — 28, 32, 36h
SON28 15мм Boost 110-32, 36h
SON28 15мм 150 — 32h
Динамо-втулки Shutter Precision SP (3 Вт)
Динамо-втулкиSP — это самые легкие из доступных динамо-втулок, к тому же они довольно скромны по цене.Последние поколения известны своей надежностью, но, к сожалению, они не самые лучшие — у них более низкий КПД и выходная мощность по сравнению с другими концентраторами. Тем не менее, SP создает некоторые уникальные конфигурации ступиц, которые вы не найдете больше нигде, в том числе для шоссейных велосипедов с небольшим количеством спиц (20 и 24 отверстия). Кроме того, их 15-миллиметровые втулки со сквозной осью буквально вдвое дешевле, чем у Schmidt. SP дает вам выбор между креплениями тормозного ротора на многих ступицах: с 6 болтами (например, P D -8X) или центральным замком (например.П Л -8Х).
Quick Release
PV-8 без диска — 20, 24, 28, 32, 36h
PD-8 диск — 20, 24, 28, 32, 36h
Сквозная ось — диск
PD-8X-M 12 мм — 32, 36 ч
PD-8X 15 мм — 32, 36 ч
PD-8X-110 15 мм — 32, 36 ч
PD-8X-150 15 мм — 32, 36 ч
Втулки Shimano Dynamo (3 Вт)
Shimano производит большинство динамо-концентраторов в мире, поэтому можно с уверенностью сказать, что они кое-что о них знают. Втулки Shimano очень надежны, удобны в обслуживании и, как правило, самые дешевые.Кроме того, они прекрасные исполнители. Последняя модель, UR700, является самой мощной из доступных динамо-втулкой (настоятельно рекомендуется для бездорожья или холмистых регионов), в то время как остальные втулки обладают второй лучшей эффективностью зарядки и освещения.
Модели Deore LX и Alfine по сути идентичны, в то время как втулка динамо Deore XT теряет 56 граммов благодаря алюминиевой оси и катушке. Топовые динамо-втулки (UR700 и UR705) экономят еще 30-50 граммов.
Quick Release
Диск Alfine S501 — 32, 36h
Deore LX T670 без диска — 32, 36h
Диск Deore LX T675 — 32, 36h
Deore LX 3N72 без диска — 32, 36h
Диск Deore LX 3D72 — 32, 36h
Диск Deore XT T8000 — 32, 36h
Диск UR700 — 32, 36h
Сквозная ось — диск
UR705 12 мм — 32, 36 ч
Динамо-втулки KT (3 Вт)
KT недавно выпустила серию динамо-втулок, в которую входят втулки с довольно инновационной конструкцией торцевых крышек.Отключив заглушки, вы сможете менять динамо-колесо между велосипедами с осями QR, 12 или 15 мм. Вы можете получить ступицу либо стандартной ширины ступицы 100 мм, либо для вилки Boost 110 мм, а модели ступиц дискового тормоза доступны с 6-болтовым креплением (например, K D 5F) или центральным замком (например, K C ). 5F) крепления тормозного ротора. В концентраторах KT используется та же оболочка, что и в концентраторах SP Dynamo, хотя внутри они имеют свою собственную схему, которая еще не проверена на выходную мощность, сопротивление, эффективность или долгосрочную надежность.
Quick Release
Диск KD6F — 32, 36h
KV6F без диска — 32, 36h
Сквозная ось — диск
KD5F 9 мм 12 мм 15 мм — 28, 32, 36h
KD1F 9 мм 12 мм 15 мм Boost 110 — 28, 32, 36h
Примечание: KT KD5F Dynamo переименован под производителем «TFHPC».
Kasai Dynamo Hubs (3 Вт)
Kasai выпустила хаб под названием FS Dynacoil. Хотя большинство ступиц динамо-машины герметизированы на заводе и не могут быть отремонтированы самостоятельно, это динамо-машина подлежит обслуживанию в полевых условиях.Используя плоский гаечный ключ на 36 мм, вы получаете доступ как к узлу катушки, так и к подшипникам ступицы. Это означает, что если ваша ступица перестает подавать питание, вы можете самостоятельно заменить катушку в сборе (надеюсь, по гарантии) без необходимости повторно зашнуровать новое колесо. Кроме того, если подшипники с уплотнениями неизбежно изнашиваются, их тоже можно заменить.
Как и концентратор KT, мы пока не знаем, насколько надежен Kasai, а также указаны его выходная мощность, сопротивление или эффективность, но Kasai заявляет о КПД 72% на скорости 10 миль в час (вероятно, с использованием резистора).Втулка весит от 445 до 495 граммов в зависимости от модели.
Quick Release
Dynacoil FS без диска — 32 часа, 36 часов
Диск Dynacoil FS — 32 часа, 36 часов
Сквозная ось — диск
Dynacoil FS 15 мм с центральным замком — 32 ч, 36 ч
Dynacoil FS 15 мм с 6 болтами — 32 ч, 36 ч
Другие втулки Dynamo (3 Вт)
Biologic Joule 3 Disc — Втулки 32h Shutter Precision PD-8 с измененным брендом, серебристого или черного цвета.
Exposure Disc — Еще одна модернизированная втулка 32h SP PD-8, доступная в упаковке с динамо-светом Exposure Revo.
Love Mud Juice Disc — Еще больше ребрендированных ступиц 32h SP PD-8!
Neco Rove Disc — К этому динамо-концентратору 933 г со встроенным зарядным устройством USB предъявляются довольно высокие требования — потенциал зарядки 15 Вт (5 В при 3 А). К сожалению, тестирование показало, что для достижения этой цифры необходимо разгоняться со скоростью 50 км / ч, и что ниже 25 км / ч она совсем не конкурентоспособна.
Sanyo h37 Non-Disc — Это одна из самых недорогих динамо-втулок. К сожалению, у него намного больше тормозов по сравнению с другими концентраторами, даже при выключенном свете или зарядных устройствах USB.
Узнайте о системах концентраторов Dynamo ЗДЕСЬ, о буферных батареях ЗДЕСЬ, о зарядных устройствах USB ЗДЕСЬ и о лампах Dynamo ЗДЕСЬ
Стоят ли втулки Dynamo? Плюсы и минусы
В последние годы динамо-хабы становятся все более популярными среди велосипедных туристов, байкпакеров, пассажиров пригородных поездов и велосипедистов-дальнобойщиков. Эта популярность может быть объяснена повышением эффективности и производительности благодаря достижениям в магнитной технологии, технологии зарядки, технологии светодиодного освещения и технологии аккумуляторов.Современные динамо-концентраторы могут приводить в действие свет с яркостью более 1000 люмен или заряжать телефон, GPS, камеру или аккумулятор через USB. Конечно, у использования динамо-втулки есть свои недостатки. Это руководство отвечает на вопрос: стоят ли динамо-втулки? Перечислю плюсы и минусы динамо-втулки. Я также расскажу об эффективности, стоимости, производительности, обслуживании и многом другом. Наконец, я обрисую, на что обращать внимание при покупке динамо-втулки.
Содержание
Что такое Dynamo Hub?
Ступица Dynamo — это небольшой электрический генератор, встроенный в переднюю ступицу велосипедного колеса.Когда колесо велосипеда вращается, динамо-машина в ступице вырабатывает электричество. Вы можете использовать это электричество для питания фонарей или зарядки небольших электронных устройств, таких как телефон, GPS, камера или небольшой литий-ионный аккумулятор.
Концентратор подключается непосредственно к динамо-фаре и зарядному устройству USB. Установка ступицы динамо включает в себя создание специального колеса вокруг ступицы. Вам также нужно будет подключить и установить динамо-фары и зарядное устройство USB. Вы можете отключить динамо-втулку, когда она не нужна, чтобы она не всегда вырабатывала электричество и вызывала сопротивление.
ВтулкиDynamo бывают разной мощности. Какой из них вам нужен, зависит от ваших потребностей в питании. Доступны концентраторы на 1,5, 2,4 и 3 Вт. Все они работают от 6 вольт. Чем выше мощность, тем больше мощности производит концентратор. Хабы мощностью 3 Вт являются наиболее распространенными.
Большинство динамо-концентраторов вырабатывают переменный ток. По этой причине они технически считаются магнето, а не динамо. Для зарядки электроники переменный ток необходимо преобразовать в постоянный. Зарядное устройство USB преобразует мощность.Свет может работать от сети переменного тока.
Как работает Dynamo Hub?
Внутри втулки динамо-машины есть несколько небольших магнитов, установленных вокруг стенок корпуса втулки. В центре ступицы находится катушка из медной проволоки и мощный неподвижный магнит. Большой магнит создает магнитное поле. Когда колесо вращается, маленькие магниты на корпусе ступицы быстро вращаются вокруг неподвижного магнита и катушки. Это создает электрический ток в медном проводе.
Чем быстрее вы едете, тем быстрее вращаются магниты и тем больше электроэнергии вырабатывает ступица.Сколько электроэнергии может произвести динамо-втулка, зависит от ряда факторов, включая вашу скорость, диаметр колеса, номинальную мощность втулки, а также конструкцию и эффективность втулки. Некоторые концентраторы производят больше энергии, чем другие. Некоторые предлагают лучшую эффективность, чем другие.
Плюсы и минусы концентраторов Dynamo
Стоит ли установка динамо-втулки, это зависит от типа катания, длительности езды и необходимой мощности. В этом разделе я расскажу о плюсах и минусах использования динамо-втулки.
Dynamo Hub Плюсы
- Вы можете заряжать свои устройства во время езды — Если вы установите USB-зарядное устройство на динамо-концентратор, вы можете использовать его для зарядки телефона, камеры, GPS, аккумуляторной батареи, электронной книги, налобного фонаря и других небольших электронных устройств. Когда ваши колеса вращаются, ваше устройство заряжается. Это пригодится велосипедистам и байкпакерам. Если вы проводите в седле не менее 3 часов в день во время путешествия, вы можете легко держать все свои устройства заряженными.
- Ваши фары всегда работают- Большинство велосипедных фонарей работают от батарей. Проблема в том, что вам нужно не забывать периодически заряжать или менять батареи. Они также могут неожиданно погаснуть во время поездки. С динамо-втулкой ваши фары всегда работают. Светодиодные лампы служат десятилетиями. Вы никогда не застрянете в темноте. Это отличная функция для пассажиров пригородных поездов. Ваши светильники всегда готовы к использованию, когда они вам понадобятся. Одним поводом для беспокойства меньше.
- Лучшее освещение — Фары с динамо-приводом обычно дают больше света, чем фары с батарейным питанием.Многие модели имеют яркость 1300+ люмен. Освещение тоже лучше. Фонари Dynamo обеспечивают широкое поле света с равномерным освещением ближнего и дальнего поля. Это дает вам отличный вид на дорогу. Ваша фара также не ослепляет водителей, пешеходов и других велосипедистов. Некоторые огни даже самонастраиваются при увеличении вашей скорости. Освещение можно оптимизировать для езды по дороге или бездорожью. С другой стороны, фары с батарейным питанием, как правило, дают более узкий луч, который более сфокусирован в одном месте.Для некоторых сравнений между фарами с батарейным питанием и фарами с динамомашиной ознакомьтесь с этим отличным руководством от Питера Уайта.
- Низкие эксплуатационные расходы — Ступицы Dynamo практически не требуют обслуживания. После установки высококлассная динамо-втулка может проработать десятки тысяч миль, прежде чем потребуется ее обслуживание. Например, рекомендуемый интервал обслуживания динамо-втулки Schmidt SON составляет 50 000 км (около 31 000 миль). Младшие модели чаще выходят из строя. Вы можете получить не более 5000 миль из дешевой динамо-втулки, прежде чем ее потребуется заменить или отремонтировать.На самом деле пользователю не требуется никакого обслуживания.
- Втулки Dynamo могут сэкономить ваше время — Поскольку вы можете заряжать свои устройства во время езды, вам никогда не придется сидеть у розетки в ожидании зарядки аккумуляторов. Это позволяет проводить больше времени на катании. По этой причине динамо-втулки идеально подходят для гонщиков Randonneur на длинные дистанции и гонок на выносливость. Соревновательные гонщики не могут позволить себе тратить время на ожидание зарядки аккумуляторов.
- Вы можете использовать свои устройства весь день, не беспокоясь о поиске места для зарядки- С динамо-концентратором вы можете всегда оставлять свой телефон включенным и использовать его для развлечений или навигации.Вы можете использовать приложения, потребляющие много энергии, такие как Strava, чтобы отслеживать свою поездку. Кроме того, вы можете использовать свой GPS весь день. Вы также можете использовать камеру столько, сколько захотите. Вам не нужно беспокоиться о том, что ваши батареи разрядятся в середине дня, потому что вы можете просто подключить устройство, когда у вас низкий уровень заряда. По этой причине динамо-хабы отлично подходят для велосипедистов и байкпакеров, которые путешествуют по сельским и неосвоенным районам, где трудно достать электричество.
- Они работают в любых условиях — Втулки Dynamo обеспечивают невероятно надежное производство энергии.Неважно, покрыты ли ваши колеса грязью или грязью. Неважно, какая погода. Втулки динамо вырабатывают мощность, когда вы едете, независимо от условий.
- Сопротивление не заметно — Когда вы поворачиваете ступицу динамо-машины пальцами, вы чувствуете некоторую зазубрину. Некоторые велосипедисты опасаются, что сопротивление динамо-втулки заставит велосипед чувствовать себя вялым. Это не так. Несмотря на то, что ступицы динамо-машины создают некоторое сопротивление, вы не почувствуете его во время езды.Я случайно проехал много миль с включенным фонарем, даже не заметив.
Ступица динамо Минусы
- Ступицы динамо создают сопротивление — Когда магниты вращаются вокруг катушки, они создают сопротивление. Это сопротивление вызвано сопротивлением между маленькими магнитами и большим неподвижным магнитом, поскольку полюса отталкиваются друг от друга. По сути, вы платите за электроэнергию, которую производит концентратор, жертвуя некоторой мощностью педалирования. Например, чтобы зарядить телефон через USB, динамо-концентратор будет стоить где-то от 4.5 и 12 Вт мощности педалирования в зависимости от вашей скорости и эффективности хаба. Чтобы включить фару на максимальную яркость, динамо-втулка обойдется вам примерно в 5-25 Вт мощности педалирования. С эффективной ступицей это может составлять всего около 5% или меньше от вашей общей мощности педалирования. На включение яркой фары с неэффективной ступицей может потребоваться до 20% мощности педалирования. Это важно! Вы почувствуете такое сопротивление во время езды.
- Втулки динамо снижают эффективность педалирования и замедляют вас — Дополнительное сопротивление втулки динамо заставляет вас сжигать больше энергии во время езды.Вы также будете ездить с немного меньшей средней скоростью. Если вы путешествуете, вы не сможете преодолевать столько миль каждый день, потому что вы устанете раньше и будете ездить медленнее. Эффективный концентратор замедлит вас в среднем примерно на 0,5–1 миль в час или примерно на 5 минут в течение 100 км езды. Менее эффективный концентратор замедлит вас еще больше.
- Ступицы Dynamo создают некоторое сопротивление, когда они не используются — Сопротивление зависит от модели ступицы и вашей скорости. Когда ваш свет выключен и вы ничего не заряжаете, динамо-втулка обычно создает около 1.25-6 Вт дополнительного сопротивления. По общему признанию, это довольно минимально, но оно складывается, если вы едете на велосипеде на большие расстояния. Это также ненужная трата энергии, если вы не часто используете динамо-втулку. Для сравнения, втулка без динамо-машины создает лобовое сопротивление около 0,5 Вт.
- Динамо-втулки плохо работают на низких скоростях — Если вы в среднем используете скорость менее 7 миль в час или 12 км / ч, большинство динамо-втулок не вырабатывают достаточно энергии для зарядки такого энергоемкого устройства, как смартфон. Большинству телефонов нужно около 2 штук.5 Вт для начала зарядки. Большинству динамо-фонарей для яркого свечения требуется около 3 Вт. На этих низких скоростях большинство динамо-втулок вырабатывают мощность менее 2 Вт. Эффективные динамо-концентраторы могут заряжать небольшие устройства, такие как GPS-трекер или небольшой аккумулятор, на скорости до 3 миль в час или 5 км в час, но могут быть не в состоянии заряжать телефон или включать свет, пока вы не достигнете скорости примерно 12 км в час.
- Втулки динамо-машины сложно установить — Чтобы установить втулку динамо-машины на существующий велосипед, вам нужно сначала построить новое переднее колесо вокруг втулки динамо-машины.Для этого нужно купить обод и спицы и либо построить собственное колесо, либо заплатить кому-то другому, который сделает это за вас. Вы также можете купить готовое колесо с уже установленной динамо-ступицей. Затем вам нужно подключить динамо-фонарь и USB-разъем. Для этого потребуются кусачки и соединители. Для получения некоторых инструкций ознакомьтесь с этим руководством. Конечно, вы всегда можете просто заплатить велосипедному магазину, чтобы он установил для вас систему. Кроме того, это работа, которую вам нужно сделать только один раз. После установки вам больше не о чем беспокоиться.
- Сложное обслуживание — Для обслуживания концентраторов Dynamo требуются фирменные инструменты. Они также содержат хрупкую электронику и высокоточные детали. Было бы легко нанести ущерб, если бы вы не знали, что делаете. По этой причине некоторые производители динамо-машин рекомендуют отправлять концентратор в их сервисный центр для обслуживания. Это не такая уж большая проблема, потому что втулки динамо-машины требуют такого нечастого обслуживания. Высококачественные модели могут пробежать 10 тысяч миль, прежде чем им потребуется какое-либо обслуживание.
- Динамо-втулки — Дорого — Динамо-втулки начального уровня стоят около 60-100 долларов. Высококачественные динамо-втулки стоят от 300 до 400 долларов. Фара будет стоить от 40 до 100 долларов. Зарядное устройство USB стоит от 60 до 220 долларов. Возможно, вам также придется заплатить, чтобы построить колесо с динамо-втулкой. Если вам неудобно работать с электроникой, возможно, вам придется заплатить кому-нибудь, чтобы он подключил свет и розетку для зарядки через USB. Это может стоить около 100 долларов труда. В целом, вы собираетесь потратить 200-900 долларов на покупку и установку динамо-втулки, в зависимости от качества компонентов и объема работы, которую вы можете выполнить самостоятельно.
- Ступицы Dynamo увеличивают вес — Ступицы Dynamo весят больше, чем обычные ступицы. Магниты, катушка и электроника увеличивают вес. Например, динамо-втулка SON 28 весит 448 граммов (15,8 унций). Обычная передняя втулка Shimano XT весит 167 граммов (5,9 унции). В этом случае втулка динамо-машины весит на 281 грамм (9,9 унции) больше, чем стандартная передняя втулка без динамо-машины. Дополнительный вес немного снижает вашу эффективность, потому что требуется больше энергии, чтобы раскрутить более тяжелую ступицу до нужной скорости. Колеса — одно из худших мест для увеличения веса велосипеда.
- Более сложный — Динамо-втулка добавляет к вашему велосипеду сложное высокоточное электронное устройство. Если что-то выйдет из строя и концентратор перестанет вырабатывать энергию, вы не сможете просто открыть его и починить. Фактически, большинство динамо-втулок полностью закрыты и не предназначены для открытия пользователем. Если хаб перестанет работать, вам придется отправить его производителю для ремонта или купить новый. Конечно, если генератор сломается, скорее всего, колесо все равно будет катиться нормально.
- Сложнее снять и заменить переднее колесо — Каждый раз, когда вы снимаете колесо, вы должны отсоединять ступицу динамо-машины.Это включает в себя отключение лопаточного разъема. При замене колеса вам придется снова соединить разъемы. Это незначительное неудобство, но может сильно раздражать, когда у вас холодные руки или когда вы пытаетесь снять колесо в темноте. Конструкция разъема Schmidt SL решает эту проблему. Позже я подробнее расскажу о разъемах.
- Освещение от динамо-машины меняется при изменении скорости — При увеличении скорости свет становится ярче, а при замедлении свет становится тусклее.Это может раздражать, если вам нужно медленно ехать по темному участку. Чтобы решить эту проблему, некоторые фары с динамо-приводом предназначены для освещения дороги рядом с вами на малых скоростях. По мере того, как ваша скорость и освещенность увеличиваются, свет сияет все дальше вперед. Кроме того, некоторые легкие и динамо-комбинации работают лучше на низких скоростях, чем другие. Покупая динамо-светильник, вы должны учитывать, сколько энергии ему требуется и какую мощность производит ваша втулка.
- Вероятно, вы не сможете зарядить свой ноутбук с помощью динамо-концентратора — В наши дни большинство велосипедных туристов и байкпакеров любят носить с собой ноутбук во время путешествий.К сожалению, динамо-концентраторы не производят достаточно энергии для зарядки ноутбуков. 2,5 Вт просто не справишься. Многим ноутбукам для зарядки требуется не менее 30-45 Вт. Есть несколько решений. Вы можете зарядить большой портативный аккумулятор с помощью динамо-втулки, а затем зарядить ноутбук от аккумулятора. Это неэффективно, потому что при переходе от концентратора к аккумулятору к аккумулятору ноутбука часть энергии будет потеряна. Другой вариант — использовать вместо этого небольшой планшет. Большинство маленьких планшетов заряжаются на 5 Вт.Единственный другой вариант — заряжать ноутбук только тогда, когда у вас есть доступ к розетке.
- Некоторые фары с динамо-двигателем выключаются, когда вы останавливаетесь- Это раздражает, если вам нужно остановиться в темном месте для ремонта квартиры. Вы можете взять с собой фонарик или налобный фонарь на всякий случай. Важно отметить, что это относится только к старым или недорогим моделям. Некоторые модели даже немного мерцают, когда вы едете на малых скоростях. В новых динамо-фарах есть конденсатор, который заряжается во время езды.Это включает светодиоды, когда вы останавливаетесь. Их часто называют «фонарями». С фонарём ваш свет будет гореть около 5 минут после остановки. Конденсатор тоже заряжается довольно быстро. Если вы едете в городском потоке с постоянными остановками, убедитесь, что у вашего фонаря есть фонарь.
- Возможно, вам не удастся использовать динамо-машину на крутых склонах — Во время зарядки энергоемкого устройства ступица может создать достаточное дополнительное сопротивление, чтобы вы не смогли подняться на крутой холм.Вам может понадобиться немного более низкая передача, чтобы подняться с динамо-втулкой во время зарядки. Другая проблема заключается в том, что если вы слишком медленно едете в гору, ваше устройство не будет заряжаться. Возможно, вам придется отключать устройство от сети, пока не достигнете вершины холма. Это может раздражать во время езды по холмистой местности, потому что ваше устройство постоянно останавливается и начинает заряжаться. В этом может помочь буферная батарея.
Dynamo Hub Performance
Не все втулки динамо-машины одинаковы. Некоторые из них выделяют больше мощности, предлагают лучшую эффективность или создают меньшее сопротивление, чем другие.
Эффективность ступицы динамо
Динамо-втулка преобразует мощность педалирования в электричество, которое можно использовать для питания фонарей и электронных устройств. Не вся энергия, которую вы вкладываете в концентратор, преобразуется в электричество. Часть теряется из-за трения в ступице и сопротивления магнитов.
Некоторые динамо-втулки работают эффективнее других. Вы можете рассчитать, насколько эффективен концентратор, сравнив выходную мощность и сопротивление, которое концентратор создает на разных скоростях.Чем эффективнее ступица, тем большую мощность педалирования она преобразует в электричество.
Эта статья Cycling About отлично демонстрирует эффективность различных концентраторов посредством лабораторных испытаний. Например, он показывает, что один из самых эффективных концентраторов, Schmidt SON28, выдает около 3 Вт мощности, но вызывает сопротивление 5,5 Вт на скорости 20 км / ч при использовании зарядного устройства USB для зарядки устройства. Это означает, что из сопротивления, создаваемого концентратором, около 55% идет на зарядку устройства.Остальные 45% мощности, подаваемой в систему, теряются. Среднестатистический велосипедист может поддерживать мощность 100-200 Вт. Если вы производите 100 Вт за счет вращения педалей, в этом примере около 5,5% вашей энергии идет на зарядку устройства.
Сравнимый, но менее эффективный концентратор Shimano UR700 выдает около 4 Вт мощности на скорости 20 км / ч, но вызывает лобовое сопротивление около 10,5 Вт. Это означает, что только около 38% сопротивления идет на зарядку вашего устройства.
Эффективность динамо-втулки сильно различается.Это зависит от ряда факторов, включая вашу скорость, тип используемого вами освещения, устройства, которые вы заряжаете, ваш вес и вес вашего велосипеда, диаметр колес, местность и многое другое. Втулки Dynamo имеют КПД от 20% до 60%. Большинство ступиц работают с максимальной эффективностью, когда вы едете со скоростью 20-25 км / ч (12,4-15,5 миль / ч).
Выходная мощность ступицы динамо
ВтулкиDynamo рассчитаны на 1,5, 2,4 или 3 Вт. Эта мощность измеряется на скорости 20 км / ч. Выходная мощность динамо-втулки изменяется при изменении вашей скорости.Чем быстрее вы путешествуете, тем больше мощности может обеспечить хаб. Подача энергии также зависит от энергопотребления ваших фонарей и устройств, которые вы заряжаете.
Некоторые концентраторы способны производить большую мощность, чем другие, при заданной скорости. Большинство динамо-втулок рассчитаны на выработку мощности 3 Вт на скорости 20 км / ч. Этой мощности хватит для зарядки телефона или питания фары. Концентраторы более высокого класса могут выдавать на этой скорости около 4 Вт.
Большинство динамо-концентраторов способны заряжать телефон через USB со скоростью 12-18 км / ч (7.5-11,2 миль / ч) в паре с хорошим зарядным устройством USB. Телефоны обычно рассчитаны на начало зарядки при 2,5 Вт. Большинство фонарей с динамо-приводом достигают максимальной яркости, когда вы путешествуете со скоростью около 20 км / ч (12,4 миль / ч). Свет будет светиться с гораздо меньшей скоростью.
Некоторые динамо-втулки способны выдавать гораздо большую мощность, чем другие, даже если они имеют такую же номинальную мощность. Некоторые концентраторы могут производить достаточную мощность на скоростях значительно ниже 20 км / ч. Например, динамо-втулка нижнего уровня может выдавать только 1 Вт на скорости 15 км / ч (9.3 мили в час). Этого недостаточно, чтобы заряжать устройство или производить много света. Высокопроизводительный концентратор с такой же мощностью 3 Вт может производить 3 Вт мощности всего на скорости 15 км / ч (9,3 миль / ч).
Shimano UR700 — одна из самых мощных динамо-втулок, представленных в настоящее время на рынке. На скорости 25 км / ч он может обеспечить максимальную мощность около 5,5 Вт для зарядного устройства USB. Для сравнения, SON28 выдает всего около 4,5 Вт на той же скорости.
Ступица динамо-тяга
СтупицыDynamo создают сопротивление, которое замедляет вашу работу.Энергия не бесплатна. Вы можете почувствовать это сопротивление, когда возьмете в руки ступицу динамо-машины и поверните ось пальцами. Ось не вращается свободно. Кажется, что это не так.
Пазы, которые вы чувствуете, — это маленькие магниты, проходящие через большой неподвижный магнит во время вращения ступицы. SON28 имеет внутри 26 магнитов. Вы будете чувствовать эту выемку каждый раз, когда магнит приближается к полюсу неподвижного магнита внутри ступицы. Когда полюса магнита приближаются, они отталкиваются друг от друга. Это создает сопротивление.Когда магниты проходят полюса, они отталкиваются друг от друга и раздвигаются. Эти силы почти нейтрализуют друг друга, но не совсем. Сила сопротивления немного сильнее.
Когда вы не заряжаете USB-устройство или не включаете фонарь с динамо-втулкой, сопротивление минимально, и вы не чувствуете никаких зазубрин. Большинство динамо-втулок создают сопротивление 1-5 Вт без нагрузки в зависимости от вашей скорости и качества втулки. Например, один из наиболее популярных хабов, SON28, создает сопротивление менее 2 Вт на скорости 30 км / ч (18.6 миль в час).
Когда вы подключаете USB-устройство для зарядки или включаете свет, сопротивление концентратора увеличивается. Величина сопротивления, которое это создает, в основном зависит от энергопотребления используемого вами фонаря или устройства, которое вы заряжаете. Дизайн ступицы также имеет значение. Помните, что некоторые концентраторы более эффективны, чем другие. Некоторые создают большее сопротивление, чем другие.
Например, для выработки энергии, достаточной для зарядки телефона, концентратор может вызывать сопротивление 4,5-12 Вт, в зависимости от вашей скорости и эффективности концентратора.Чтобы включить яркую фару с максимальной яркостью, концентратор может вызвать сопротивление 18-24 Вт в зависимости от вашей скорости и эффективности концентратора.
Предполагая, что вы создаете мощность в 100 Вт от вращения педалей, эффективному концентратору может потребоваться всего около 5% мощности педалирования для зарядки USB-устройства. Это не так уж и плохо. Скорее всего, вы даже не почувствуете этого небольшого сопротивления.
Неэффективный концентратор может потреблять до 10-20% мощности педалирования, чтобы включить энергоемкий свет на самом высоком уровне яркости.Такое сопротивление значительно замедлит вас. Вы почувствуете сопротивление во время езды.
Конечно, даже обычные ступицы создают некоторое сопротивление. Высококачественная ступица, за которой правильно ухаживают, вызывает лобовое сопротивление около 0,25-0,5 Вт в зависимости от вашей скорости. Сопротивление увеличивается с увеличением скорости. Вы можете вычесть это из сопротивления, создаваемого динамо-втулкой. Это покажет вам, сколько сопротивления вы добавите, установив на свой велосипед динамо-втулку.
Чтобы получить представление о том, насколько разные динамо-втулки будут замедлять вас, прочтите эту статью Cycling About.Согласно лабораторным испытаниям, было обнаружено, что эффективная динамо-втулка замедлит вас примерно на 3-6 минут в течение 100 км езды. Когда хаб не используется, он замедлит вас всего на 17-30 секунд. Это означает, что с динамо-втулкой вы будете ехать примерно на 1,5–2,7% медленнее, чем без нее. Для большинства гонщиков это несущественно.
Детали системы втулки динамо
Когда вы покупаете динамо-втулку, обычно вы покупаете только саму втулку. Чтобы использовать его, вам нужно будет купить другие компоненты.Части системы динамо-втулки включают сам втулку, динамо-фонарь, зарядное устройство USB, электрические разъемы для света и зарядного устройства. Вы также можете установить буферную батарею.
Если вы планируете установить динамо-втулку на свой велосипед, скорее всего, вам придется покупать каждую деталь отдельно. В этом разделе я обрисую каждую часть системы втулки динамо-машины и объясню, на что обращать внимание.
- Ступица динамо — это фактическая ступица, в которую входит генератор.Некоторые популярные бренды включают Shimano, Schmidt SON, Sturmey Archer, Shutter Precision и KT. Вам нужно будет построить колесо вокруг ступицы динамо-машины. Это включает в себя покупку обода и спиц, а также сборку колеса или его постройку.
- Зарядное устройство USB. Эти устройства регулируют мощность, которую концентратор подает на ваше устройство, чтобы оно не приводило к повреждению из-за подачи слишком большого напряжения. Зарядные устройства USB также преобразуют выходную мощность переменного тока динамо-концентратора в мощность постоянного тока, которую вы можете использовать для зарядки своих электронных устройств. Некоторая энергия теряется во время этого процесса.Лучшие зарядные устройства используют программное и аппаратное обеспечение для максимальной эффективности. Зарядное устройство USB также включает розетку USB, к которой вы подключаете устройство для зарядки. Обычно они устанавливаются на раму, рулевую трубу или руль.
- Светильник Dynamo — Светильник Dynamo бывает разной яркости и формы луча. Световой поток измеряется в люменах. Яркость на заданном расстоянии измеряется в люксах. Выбирая свет, вам нужно подумать о том, как вы его будете использовать. Некоторые динамо-фары предназначены для езды по бездорожью, а другие — для езды по шоссе.Внедорожные фонари обычно имеют симметричный луч. Луч дорожных фонарей обычно соответствует форме дороги. Некоторые динамо-фонари предлагают различные настройки яркости, настройки формы луча и режимы помощи от аккумулятора. Большинство динамо-фонарей предназначены для установки на высоте верхней части переднего колеса на головке вилки. Некоторые предназначены для установки на руль. Большинство моделей водонепроницаемы. Некоторые динамо-фонари также включают в себя зарядное устройство USB. У вас есть много вариантов на выбор.Несколько популярных брендов динамо-фонарей включают Busch + Mueller, Schmidt, Supernova и Herrman
- . Электрические разъемы. Возможно, вам придется купить разъемы для вашего фонарика и USB-зарядное устройство, которые соответствуют разъемам на вашем динамо-концентраторе. Существует два общих типа разъемов. Один изготовлен Shimano, а другой — Schmidt SON. Разъемы подключаются к проводам, выходящим из зарядного устройства USB и динамо-лампы, затем подключаются к разъему на втулке динамо-машины. Ваши разъемы должны совпадать.Они несовместимы. Вы должны отсоединить их, если хотите снять переднее колесо.
- Буферная батарея — это дополнительный компонент. Буферная батарея позволяет вам продолжать зарядку или питание ваших устройств, когда вы едете слишком медленно, чтобы динамо-машина могла обеспечить достаточную мощность, или когда вы остановились. Таким образом, ваше устройство не получает непрерывное питание, а затем теряет питание и не включается и выключается. Буферная батарея — это хорошо, но не обязательно. Недостаток зарядки от аккумулятора заключается в том, что теряется около 20% энергии.По этой причине лучшие буферные батареи — это сквозные батареи. Они могут передавать мощность прямо от вашей динамо-машины к вашему устройству, когда ваша динамо-машина выдает достаточно энергии. Они могут заряжаться любой дополнительной мощностью. Таким образом, вы не тратите энергию зря. Сквозные батареи дороже. Обычные батареи могут только заряжать или питать ваше устройство. Они не могут делать и то, и другое одновременно. Некоторые динамо-зарядные устройства USB имеют встроенную буферную батарею. Батареи емкостью 5000 мАч или меньше работают лучше всего, потому что у них достаточно низкое сопротивление, чтобы динамо-машина могла их легко заряжать.
Как выбрать втулку Dynamo
При выборе динамо-втулки для установки на велосипед вам нужно учитывать ряд факторов, включая тип устройств, которые вы планируете использовать, тип вашей оси, тип тормоза, количество спиц и тип вашей езды. . Ниже я опишу каждый момент, который следует учитывать при выборе втулки динамо-машины.
Выходная мощность ступицы динамо
КонцентраторыDynamo выдают мощность 1,5 Вт, 2,4 Вт или 3 Вт. Обычно на 6 вольт и 0.5 ампер. На сегодняшний день наиболее распространены динамо-втулки мощностью 3 Вт. Производительность обычно измеряется при скорости 25 км / ч или 15 миль / ч. Хаб мощностью 3 Вт будет производить не менее 3 Вт мощности на скорости 25 км / ч.
На более высоких скоростях ступица производит больше мощности, а на более низких скоростях — меньше. Например, при спуске с крутого холма со скоростью 50 км / ч вы можете увидеть пиковую мощность 10 Вт или более. При медленном подъеме на крутой холм со скоростью 10 км / ч хаб может производить менее 1 ватта мощности.
Если вы обычно едете со скоростью ниже 25 км / ч (около 15 миль в час), вам следует выбрать динамо-концентратор на 3 Вт, если вы планируете заряжать устройства через USB. Эти концентраторы обычно вырабатывают достаточно энергии для зарядки телефона, начиная со скоростей 12–20 км / ч (7,5–12,5 миль в час). Большинство велотуристов и байкпакеров выбирают 3-ваттные хабы, потому что они, как правило, передвигаются на низких скоростях.
Если вы ездите на велосипеде с маленькими колесами 16-20 дюймов, например на складном велосипеде, вам может быть лучше с динамо-втулкой на 2,4 Вт.Вы можете обойтись без ступицы меньшей мощности, потому что колеса меньшего диаметра вращаются с более высокими оборотами, чтобы поддерживать ту же скорость, что и колеса большего размера. При работе на более высоких оборотах ступица производит больше мощности. Кроме того, ступица мощностью 3 Вт может создать слишком большое сопротивление на велосипеде с маленькими колесами.
Если вы обычно едете со скоростью выше 15 миль в час (около 25 км в час) и хотите включать только фары, возможно, вам удастся обойтись динамо-втулкой мощностью 1,5 Вт. Если вы планируете питать и свои электронные устройства, вы можете предпочесть 2.Концентратор на 4 или 3 Вт.
Электрические соединители втулки динамо
КонцентраторыDynamo подключаются к осветительным приборам и зарядным устройствам USB с помощью лопатки. На рынке представлены разъемы двух различных конструкций. Один разработан Shimano, а другой — Schmidt SON.
По производительности оба работают примерно одинаково. Оба разъема передают питание от концентратора на свет или зарядное устройство USB. Поскольку существуют две конкурирующие конструкции разъемов, большинство динамо-фонарей и зарядных устройств USB не имеют разъемов, прикрепленных к концам проводов.Это позволяет вам выбрать тип разъема, который вам нужен для вашего концентратора. Вы должны установить коннектор на провода вашего фонаря и зарядного устройства USB. Для этого вам, вероятно, понадобится кусачки.
Существует третий дизайн разъема от Schmidt, который называется Schmidt SL. В этой конструкции сторона втулки динамо-машины образует электрическое соединение с пластиной, которая установлена на дропауте вилки. Пластина припаивается к проводке, которая встроена в вилку.
Преимущество этой конструкции в том, что вам не нужно отключать какие-либо провода при снятии переднего колеса.Хаб автоматически подключается при контакте с пластиной в дропауте. Недостатком является то, что для этой настройки требуется специальный форк, предназначенный для работы с системой Schmidt SL. Скорее всего, вам придется установить новую вилку. Большинство концентраторов Schmidt SON выпускаются в версии SL. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с этим отличным руководством.
Тип оси, диаметр оси и ширина ступицы
При выборе ступицы динамо-машины необходимо учитывать тип оси, диаметр оси и ширину ступицы.Не все динамо-втулки совместимы со всеми велосипедными рамами. Ступица должна быть рассчитана на ваш конкретный тип оси и расстояние между ступицами. Втулки Dynamo доступны в различных размерах, чтобы соответствовать практически любому велосипеду.
Несколько распространенных размеров ступиц динамо-машин:
- Быстроразъемное крепление 9 мм x 100 мм. Этот размер обычно используется на старых и недорогих велосипедах.
- Сквозная ось 12 мм x 100 мм — для шоссейных велосипедов
- Сквозная ось 15 мм x 100 мм — для горных велосипедов
- Сквозная ось 15 мм x 150 мм — для толстых велосипедов
- Быстроразъемная ось 9 мм x 135 мм — для быстросъемных толстых велосипедов
- Сквозные оси 15 мм x 110 мм — для горных велосипедов с интервалом наддува
В приведенном выше списке первое число представляет диаметр оси.Второе число представляет длину оси. Необходимая ширина ступицы зависит от расстояния между передней ступицей.
Если вы не знаете, какой размер ступицы вам нужен, ознакомьтесь с моим руководством по сквозной оси и быстрому разъединению.
Количество спиц
ВтулкиDynamo доступны с различным количеством отверстий под спицы, включая 20, 28, 32, 36 и 48. На многих легких дорожных велосипедах и складных велосипедах используются передние колеса с 20 или 24 спицами. На большинстве горных и туристических велосипедов используются передние колеса с 32 или 36 спицами.Тандемы и туристические велосипеды для экспедиций часто имеют колеса с 48 спицами. Количество спиц ступицы должно соответствовать количеству спиц обода.
Количество спиц играет роль в прочности и весе колеса. Чем больше спиц, тем сильнее колесо. Конечно, лишние спицы также добавляют вес. Натяжение спиц должно быть сбалансировано по всему колесу, чтобы колесо оставалось верным и прочным.
Тип тормоза
ВтулкиDynamo доступны как для велосипедов с дисковыми тормозами, так и для велосипедов с ободным тормозом.Втулки Dynamo для велосипедов с дисковым тормозом имеют крепления ротора. Обычно 6 болтов. Втулки для велосипедов с ободным тормозом не имеют креплений ротора. Для получения дополнительной информации о велосипедных тормозах ознакомьтесь с моим руководством по дисковым тормозам и ободным тормозам.
Рекомендации по втулке Dynamo
Варианты ступицDynamo довольно ограничены. На самом деле производителей динамо-втулок очень мало. К основным из них относятся Schmidt SON, Shimano, Shutter Precision, KT, Sanyo и Kasai. В этом разделе я расскажу о некоторых из лучших доступных динамо-втулок.
Schmidt SON Динамо-концентраторы
Schmidt производит одни из самых эффективных и надежных динамо-втулок на рынке. Фактически, эти немецкие концентраторы в наши дни в значительной степени являются отраслевым стандартом. Они обеспечивают отличное атмосферостойкое уплотнение благодаря высококачественным герметичным подшипникам SKF. Эти хабы могут пробежать 50 000 км, прежде чем им потребуется обслуживание. Они также имеют гарантию 5 лет.
Что касается производительности, Son28 предлагает невероятно низкое сопротивление, когда ступица не используется.Он обеспечивает сопротивление менее 2 Вт на скорости 30 км / ч. При зарядке через USB или включении света SON28 также является одним из самых эффективных концентраторов на рынке. Недостатком является то, что концентраторы Schmidt SON являются одними из самых дорогих.
Schmidt Son28 доступен как в варианте со сквозной осью, так и в варианте с быстросъемным тормозом для велосипедов с дисковым тормозом и ободным тормозом. Доступны варианты с 28, 32, 36, 40 и 48 отверстиями.
Втулки Shimano Dynamo
Shimano — крупнейший производитель динамо-втулок.Они предлагают широкий спектр вариантов, включая одни из самых доступных хабов на рынке. Динамо-втулки Shimano также надежны, просты в обслуживании и предлагают отличные характеристики по цене. В целом хабы Shimano немного менее эффективны, чем Schmidt SON. Shimano, вероятно, производит хабы с лучшим соотношением цены и качества.
На более высоком уровне Shimano предлагает UR700. Это одна из самых мощных и эффективных динамомашин на рынке. Это отличный выбор для езды по бездорожью или по холмистой местности.
Shimano также предлагает широкий выбор динамо-втулок среднего и нижнего ценового диапазона. На нижнем уровне они предлагают линейки Alfine и Nexus. Эти ступицы предлагают отличное соотношение цены и качества с солидными характеристиками при немного большем весе, чем более премиальные ступицы. Они немного тяжелее, чем более дорогие линейки Deore LX и Deore XT. Один из наиболее популярных вариантов — Shimano DH-S501 Alfine.
Shimano предлагает как быстросъемные, так и динамо-втулки со сквозной осью, как дисковые, так и недисковые.Они предлагают варианты с 32 и 36 отверстиями. Поскольку они предлагают такой широкий выбор ступиц, вы можете найти ту, которая подходит практически для любого велосипеда.
Прецизионные динамо-втулки Shutter
Shutter Precision предлагает одни из самых легких динамо-втулок на рынке. Их цены также довольно разумны для качества, которое они предлагают. Они надежны и долговечны. Недостатком является то, что динамо-втулки Shutter Precision не работают так хорошо, как сопоставимые варианты Schmidt SON или Shimano.Они менее эффективны и вырабатывают меньшую мощность.
Shutter Precision предлагает как сквозные оси, так и быстросъемные динамо-втулки с широким диапазоном количества отверстий под спицы, включая 20, 24, 28, 32 и 36 отверстий. По этой причине они популярны среди шоссейных гонщиков, использующих колеса с 20 и 24 отверстиями. Они также доступны в дисковых и недисковых вариантах.
Альтернативы втулки Dynamo
ВтулкиDynamo — не лучший выбор для каждого велосипедиста. Некоторые райдеры не хотят иметь дело с дополнительными затратами или сложностями.Некоторые не хотят прибавлять в весе и тянуть велосипед. К счастью, есть альтернативы установке динамо-втулки, если вам нужно электричество во время езды. Несколько вариантов включают:
- Солнечная панель и зарядное устройство — Солнечные панели стали намного эффективнее за последние несколько лет. В наши дни можно хранить небольшие устройства заряженными солнечной энергией. Доступны компактные панели мощностью 28 Вт, которые можно установить наверху стойки и корзин. Этот BigBlue 3 (#ad) подойдет.Преимущество использования солнечной энергии в том, что она не вызывает сопротивления, как втулка динамо-машины. Конечно, вам все равно придется нести дополнительный вес солнечной панели и зарядного устройства. Панели тоже громоздкие. Они также могут вызвать сопротивление ветра. Главный недостаток заключается в том, что солнечным панелям для выработки энергии необходим прямой солнечный свет. Это делает солнечные системы немного менее надежными. В пасмурный день или во время езды в тени он может не производить достаточно энергии, чтобы все было заряжено. Вы также должны содержать панель в чистоте.
- Аккумулятор — Большой портативный аккумулятор может заряжать ваш телефон, GPS, свет, камеру и многое другое, не создавая дополнительного сопротивления.Аккумулятор емкостью 10 000 мАч может заряжать телефон 2-4 раза в зависимости от емкости аккумулятора телефона. Есть пара недостатков. Аккумулятор еще нужно зарядить. Каждые пару дней вам нужно будет находить место, где можно посидеть на пару часов, пока заряжается аккумулятор. Большие батареи тоже тяжелые. Эта установка отлично подходит для однодневных поездок или коротких туров, когда вам не нужно много энергии.
- Прекращение зарядки на розетках — Конечно, вы всегда можете просто найти розетку для зарядки своих устройств.Вы можете найти розетку во многих кемпингах, ресторанах, кафе, а иногда и в крупных супермаркетах или универмагах. Недостаток в том, что вы всегда ищете место для зарядки. Когда вы найдете розетку, вам придется остановиться на час или два, чтобы все зарядить. Если вы едете в сельской местности, вы можете не видеть розетки в течение нескольких дней. Вам нужно будет проехать через город или поселок, чтобы получить питание.
Другой вариант: ободные динамо-машины (бутылочные динамо-машины)
Ободные динамо-машины вырабатывают энергию по той же технологии, что и динамо-втулки.Разница в том, что динамо-агрегат крепится к вилке, а не встроен в ступицу. Ободная динамо-машина — это небольшой цилиндр, который прилегает к ободу. Когда ваше колесо вращается, это заставляет динамо-машину на ободе вращаться и вырабатывать мощность.
Они были распространены на старинных велосипедах до того, как были введены динамо-втулки. Ободные динамо-машины прошлого терлись о шину, а не об обод. Обычно они использовались для питания небольшой фары. Ранние модели были шумными и делали поездку на велосипеде забавной.
Технология обода динамо-машины значительно улучшилась за последние несколько лет. Современные модели обладают рядом преимуществ по сравнению с динамо-втулками и заслуживают внимания некоторых гонщиков.
Обод Dynamo Pros
- Вы можете отодвинуть динамо-машину от обода, чтобы она не вызывала дополнительного сопротивления, когда она не используется.
- Вам не нужно ремонтировать колесо, чтобы установить или отремонтировать динамо-машину с ободом. Они просто прижимаются к вилке. Это упрощает установку ободных динамо-машин.
- Ободные динамо-машины весят меньше, чем динамо-втулки.
- Ободные динамо-машины могут производить больше мощности, чем втулочные динамо-машины.
- Вы можете легко снять ободную динамо-машину, когда она вам не нужна.
- Ободные динамо-машины более эффективны, чем втулочные.
Обод Dynamo Cons
- Когда ваши диски мокрые или при движении на высоких скоростях, динамо-машина для обода может скользить по поверхности обода. Это вызывает снижение выходной мощности.
- Ободные динамо-машины вызывают большее сопротивление, чем динамо-втулки. Динамо-машины
- Rm громче, чем динамо-втулки.Они могут издавать раздражающий жужжащий звук.
- Имеется меньшее количество осветительных приборов и зарядных устройств USB, совместимых с ободными динамо-машинами.
- Вы должны расположить динамо-машину с ободом так, чтобы она прилегала к ободу под правильным углом и давлением. Они могут быть немного привередливыми.
- Им требуется немного больше обслуживания. Время от времени необходимо заменять уплотнительное кольцо.
- Ступицы обода не работают, если обод загрязнен грязью, снегом или другим мусором.
Последние мысли о втулках Dynamo
Стоит ли втулка динамо-машины, это зависит от типа езды и скорости езды.Втулки Dynamo предлагают надежный и эффективный способ питания ваших велосипедных фонарей и поддержания заряда ваших устройств. Если вы путешествуете по несколько часов в день, вы можете держать свой телефон, GPS, камеру, электронную книгу и дополнительный аккумулятор заряженными, а свет не отключать. Вам не нужно беспокоиться о том, что у вас закончится электроэнергия.
Конечно, есть стоимость. Вы жертвуете мощностью педалирования и скоростью, потому что втулки динамо-машины создают дополнительное сопротивление. Также есть небольшая потеря веса. По этим причинам вы будете ездить немного менее эффективно при использовании динамо-втулки.Есть также некоторая дополнительная сложность и стоимость. Для велосипедистов, байкпакеров и пассажиров пригородных поездов плюсы обычно перевешивают минусы. На мой взгляд, удобство стоит небольшого снижения эффективности.
Как вы думаете? Стоят ли динамо-втулки? Поделитесь своими советами, опытом и советами в комментариях ниже!
Больше из того места, где дорога разветвляется
Раскрытие информации: обратите внимание, что некоторые из ссылок в этом сообщении являются партнерскими ссылками, включая ссылки из программы Amazon Serivices LLC Associates.Я получаю комиссию без дополнительных затрат для вас, если вы совершаете покупку по этим ссылкам. Я рекомендую только те продукты и услуги, которые я использую и знаю. Спасибо за чтение!
Подходят ли вам концентраторы Dynamo?
За последнее десятилетие динамо-втулка возродилась. Для тех, кто не знаком, динамо-втулка — это ступица, в которой используется небольшой внутренний генератор для выработки электричества при вращении велосипедного колеса. Это электричество питает световую систему и может заряжать небольшое электронное устройство при правильной настройке.Достижения в магнитной технологии и появление эффективных светодиодных ламп сделали динамо-втулки меньше, легче и эффективнее, чем когда-либо прежде. Качественные концентраторы производят Schmidt, Shimano, Shutter Precision и другие. Если вы задумывались о динамо-системе, сейчас самое лучшее время.
Три типа райдеров, которые чаще всего используют динамо-втулки, — это ежедневные пассажиры, райдеры, совершающие многодневные велосипедные туры, и райдеры Randonneur на длинные дистанции. Для пассажиров динамо-машины — это почти не требующая обслуживания система освещения, о которой им не нужно думать.Он всегда под рукой, не требует подзарядки или свежих батарей. Вы можете взять свой велосипед и поехать, о чем будет меньше беспокоиться. Туристы используют свои динамо-машины в качестве зарядной станции, которая поддерживает заряд своих устройств независимо от того, сколько дней они находятся в туре. Это очень удобно, когда вы используете GPS в качестве путеводителя или когда ваш телефон является единственным связующим звеном с цивилизацией. Randonneurs не может позволить себе разрядить аккумулятор в середине пути на 1200 км, поэтому система динамо-втулки дает им надежную систему без аккумуляторов, на которую они могут рассчитывать в течение длительного времени.
Эта система с хабом Schmidt SON Delux и фарами B + M Luxos U обеспечивает как освещение, так и возможность зарядки.Есть некоторые компромиссы для всего этого удобства и надежности. Стоимость — это один из факторов. Высокопроизводительные системы могут быть довольно дорогими, но также доступны хабы и фонари начального уровня. У вас должно быть специальное колесо, построенное для самой втулки динамо-машины, затем должны быть установлены фары и проводка. Хотя это не так уж сложно, настройка системы может занять много времени.Добавление зарядного устройства USB может увеличить стоимость и сложность, в зависимости от того, как вы решите это сделать. Хорошая новость в том, что вам нужно сделать это только один раз. Также есть небольшая потеря веса, поскольку втулки динамо-машины тяжелее стандартной передней втулки. Магниты динамо-машины также создают небольшое сопротивление при качении, величина которого зависит от ступицы и от того, включен ли свет. Например, динамо Shimano Alfine требует 2,2 Вт дополнительной силы на скорости 30 км / ч, а Schmidt — 1.2 Вт на той же скорости. То есть с выключенным светом или зарядным устройством. Оба концентратора требуют от 6 до 7 Вт при включении света или зарядного устройства на этой скорости.
Современные динамо-втулки в основном не требуют обслуживания. Производители требуют, чтобы концентраторы обслуживались профессионалами, а концентраторы должны быть отправлены в сервисные центры. Пытаться отремонтировать любую динамо-втулку самостоятельно — рискованное дело. Для большинства из них требуются фирменные инструменты, а также имеются хрупкие электронные детали, которые легко повредить неопытные руки.Здесь играет роль долговечность ступицы. Как правило, втулки более высокого уровня могут пройти дальше, прежде чем возникнут проблемы. Шмидт, например, говорит, что вы должны преодолеть десятки тысяч километров от одного из их узлов, прежде чем потребуется какое-либо техническое обслуживание.
Большая часть лучших осветительных приборов для велосипедов исходит от специальных динамо-фонарей. Такие компании, как Busch + Mueller, Schmidt, Supernova и Herrmans, имеют фары, которые обеспечивают широкие, равномерно освещенные световые поля, которые покрывают большую часть дороги впереди, не ослепляя встречных гонщиков.По сравнению со сфокусированными круглыми лучами большинства фонарей с батарейным питанием, это почти не проблема, когда дело касается видимости дороги. Здесь вы можете увидеть несколько хороших сравнений лучей.
Это всего лишь введение в динамо-системы. Если они вас заинтересуют, мы будем рады помочь вам собрать систему. Наши опытные механики помогут вам начать работу в кратчайшие сроки. Если вам нужна надежная система освещения или полноценная система зарядки, мы можем помочь вам выбрать то, что лучше всего соответствует вашим потребностям.
Для дальнейшего чтения мы рекомендуем следующие страницы:
Вот Родригес с втулкой Шмидта и световой системой
Страница Питера Уайта — это кладезь информации о динамо-системах
Cycling About содержит полезную информацию о зарядных устройствах
Шелдон Браун имеет некоторую историю динамо-машин
В блоге Яна Гейне есть много разных сообщений на эту тему (в основном, ориентированных на Шмидта)
Основное руководство по концентраторам Dynamo — Alpkit (США)
Установка динамо-втулки на велосипед означает, что вы можете включать свет и заряжать электронику, где бы вы ни находились.Власть всегда с тобой!
ВтулкиDynamo идеально подходят для многодневных велотуров, гонок на выносливость и ежедневных поездок на работу, не требующих обслуживания.
Что такое Dynamo Hub?
Ступица динамо-машины — это ступица, вырабатывающая электричество при вращении переднего колеса. Он использует небольшой внутренний генератор, который работает, пропуская через катушку мощные магниты. Провод соединяет концентратор с тем, что вы хотите запитать. Это так просто!
5 причин приобрести втулку Dynamo
- Сила всегда с вами.Пока ваши колеса вращаются, у вас никогда не закончится электричество. Таким образом, вы можете пойти дальше и нести меньший вес в запасных батареях.
- Лампы Dynamo действительно яркие и дают очень ровный световой узор.
- Динамо может заряжать аккумуляторы, телефоны, устройства GPS и электронные книги. Фактически, они могут заряжать большинство небольших электронных устройств. Динамо
- отлично работают во влажных и влажных условиях в широком диапазоне температур.
- Ваш велосипед всегда готов. Не нужно заряжать свет перед выходом на улицу!
На что можно привести динамо-втулку?
ХабыDynamo могут питать фонари, аккумуляторы и небольшие электронные устройства, такие как телефоны, GPS и электронные книги.
Динамо-фары
Динамо может приводить в действие передние и задние фонари. Сверхъяркие и эффективные светодиодные лампы делают современные динамо-лампы исключительными. Они создают очень широкие и последовательные световые схемы, освещающие путь. Фактически, по сравнению со стандартными круглыми лучами, производимыми фонарями с батарейным питанием, динамо-фонарь может дать гораздо более широкий рисунок на дороге или тропе перед вами. Многие из них настолько яркие, что диаграмма направленности изменена, как у ближнего света фар, что делает их пригодными для использования на дорогах в Германии!
Не волнуйтесь, фары динамо-машины не погаснут, когда вы остановитесь.Большинство динамо-фонарей имеют функцию «стояночного света», что означает, что они будут гореть в течение примерно 10 минут после того, как вы прекратите движение. Так что остановиться на светофоре — не проблема.
Зарядка аккумуляторов и электронных устройств с динамо-машиной
Для зарядки аккумуляторов и электронных устройств с динамо-концентратором необходимо использовать преобразователь мощности. Это преобразует мощность переменного тока от концентратора в мощность постоянного тока и стабилизирует ток от концентратора для защиты вашего устройства. Их легко настроить, и есть несколько изящных решений, например Cinq Plug III.
Как быстро мне нужно разгоняться до мощности продукта от динамо-машины?
Как правило, на любой скорости, превышающей 10 км / ч или 6 миль в час, вырабатывается энергия для фонарей и аккумуляторов. Конечно, чем быстрее вы едете, тем больше мощности вы производите, до 25 или 15 миль в час. На этом этапе вы достигли максимальной эффективности. Вы, конечно, можете двигаться быстрее — это просто не будет производить больше энергии. Плохие новости для нас, надеясь, что Крис Хой сможет питать наши стиральные машины!
Динамо-втулки замедляют вас?
СтупицыDynamo очень мало влияют на вашу скорость.Но это очень мало. Это тоже зависит от того, для чего вы используете свою динамо-машину. Вот несколько способов показать эффект динамо-машины.
Влияние динамо-машины на время пробега 100км
По сравнению со стандартной ступицей, ступица динамо добавит около 30 секунд ко времени, которое потребуется среднему человеку, чтобы проехать 100 км. Это без динамо-машины. Если вы проехали 100 км, используя динамо-машину для включения фонарей и зарядки аккумуляторов / телефона / GPS, это заняло бы примерно на 4 минуты больше, чем если бы вы использовали стандартный концентратор.
Влияние динамо-машины на скорость в зависимости от мощности всадника
Для 80-килограммового гонщика с 15-килограммовым велосипедом и снаряжением, едущим с мощностью 150 Вт, скорости на ровной дороге с разными ступицами следующие.
- Стандартная ступица: 28 км / ч
- Динамо-втулка без энергии: 27,9 км / ч
- Динамо-ступица, приводящая в действие фары и аккумуляторы: 27,5 км / ч
Вот оно! Все, что вам нужно знать, чтобы решить, стоит ли ехать на динамо-машине. Как только вы это сделаете, вы никогда не оглянетесь назад!
Supernova E3 Triple 2
Мощный динамо-фонарь 500 люмен, разработанный специально для гонок с тремя высокопроизводительными светодиодами с регулируемой скоростью
Love Mud Juice
Супер гладкая втулка динамо-диска 6 В / 3 Вт для включения фонарей и подзарядки аккумуляторов на ходу
Cinq The Plug III
Зарядное устройство с динамо-приводом, которое преобразует мощность переменного тока в постоянный, заряжает устройства со скоростью более 12 км / ч через верхнюю крышку USB
Что нужно знать об освещении Dynamo
Фото Дэвида Ниддри
Освещение Dynamo — надежное, долговечное, экологически чистое, сложное для воровства и чрезвычайно удобное.Постоянно включенные фары и питание от велосипеда означают, что вы всегда будете хорошо освещены.
Что такое динамо-машина?
Динамо-машина — это втулка, вырабатывающая энергию, встроенная в переднее колесо велосипеда, которая обычно приводит в действие фары. Если вам интересно, динамо-машины могут питать USB-порты и делать разные забавы.
Ранние динамо-машины приводились в движение шинами и напоминали маленькие бутылки, прикрепленные к вилке велосипеда и вращаемые шиной или ободом при движении. Между Первой и Второй мировыми войнами английский производитель компонентов для велосипедов Sturmey Archer впервые популяризировал Dynohub, переместив генератор внутри ступицы переднего колеса.Это облегчено неэффективность шина с приводом бутылки динамо, как и преждевременным износ шин, сопротивление и непредсказуемым взаимодействие в условиях повышенной влажности. Шины с приводом динамо бутылки все еще производится сегодня, хотя большинство современных моделей ступицы основы.
Фото: Дэвид Niddrie
Что делает хорошее динамо света?
Хороший свет достаточно яркий, чтобы быть видимым, освещает дорогу, не ослепляя других, и остается ярким в то время как вы остановились на светофоре.
Наиболее динамо осветительного оборудования разработано в соответствии с немецкими правилами дорожного пользования (StVZO / TA).Эти жесткие и конкретные правила в месте, чтобы гарантировать, что велосипедисты хорошо освещено со всех сторон и что огни не мешают другим трафиком.
Фара должна иметь горизонт, а это означает, что луч осветителя ограничивается капюшоном в верхней и направлены таким образом, чтобы центр луча попадает на землю 33 футов (10 метров) от передней части велосипеда. Концентрированный луч освещает опасности на улицах затемненных без ослепления водителей встречного транспорта и велосипедистов.
огни также должны иметь функцию standlight, встроенный конденсатор, который продолжает власть свет в течение четырех минут после остановки движения.Эта функция гарантирует, что вы остаетесь видимым во время остановки на перекрестках.
В большинстве стран велосипедисты должны иметь белый свет спереди и красный свет в тыл. Один динамо может привести как передние и задние фары. Точно так же яркие батарейках огни вводного раз из всего 1-3 часа, прежде чем они требуют подзарядки.
Является ли динамо освещение достаточно яркое?
системы Динамо предлагает много света и может быть адаптирована под различные стили езды.При выборе системы освещения динамо, вам необходимо учитывать как яркость и диаграмму направленности.
Яркость обычно описывается в двух различных единицах измерения: люмен и люкс. В то время как батарейках огни обычно оценили в люменах, динамо огни чаще оценили в лк. В то время как люменов являются мерой общего количества видимого света, излучаемого из источника, люкс является мерой интенсивности света в полезной части его диаграммы направленности. Это означает, что два источника света с одинаковыми рейтингами просветов могут иметь очень разные измерения люкс, в зависимости от того, как ориентирован свет.
выбора рисунка луча будет зависеть от того, как вы едете. Быстрый гонщик, преодолевший большую территорию, выиграет от яркого света, который проецируется дальше перед байком, что дает достаточно времени для реагирования на опасности на проезжей части. Гонщик путешествовать в более неторопливом темпе будет видеть выгоду от света с отражателями ближнего поля, которые лучше сразу осветить область в передней части велосипеда. Ночь езды энтузиастов взволнует в блеске с расфокусированным лучом, равномерно освещая все впереди гонщика.
Так почему динамо-освещение так редко встречается в Северной Америке?
Во многих европейских странах, включая Германию и Нидерланды, большинство велосипедов, предназначенных для повседневного использования, оснащены динамо-фарами. Велосипеды имеют петли для крепления динамо-машин с приводом от шин или поставляются с динамо-втулками прямо с завода.
В Северной Америке, где отдых является движущей силой производства и продажи велосипедов, фары считаются скорее аксессуаром, чем требованием.Обычный веломагазин предложит множество вариантов фонарей с батарейным питанием, часто небольших и съемных, в то время как динамо-системы, возможно, придется заказывать по специальному заказу. Они также могут быть дорогостоящими и требовать сложной установки.
Освещение Dynamo становится все популярнее в Северной Америке, поскольку все больше людей используют велосипеды для передвижения. Производители начинают предлагать стандартные модели, оснащенные бортовыми фарами. Для тех, кто хочет добавить их к своему существующему велосипеду, комбинация динамо-втулки и фары может стоить около 120 долларов США до установки.Однако ступицы динамо-машины требуют сборки полного колеса (спицы и обод), что увеличивает затраты на рабочую силу и продукцию. Вы можете ожидать, что типичная динамо-машина, включая ступицу, фары, обод и спицы, будет стоить от 220 долларов за базовую установку до 800 долларов или более для высокопроизводительных систем.
Бортовое освещение также увеличивает вес велосипеда, обычно 1,5–2 фунта (680–907 граммов). Хотя вы не захотите использовать его на гоночном велосипеде, вы можете захотеть использовать его на своем зимнем кроссовке, и вам, безусловно, следует рассмотреть его для повседневного использования.
Почему мы любим динамо-освещение.
Самым большим преимуществом, с точки зрения моей жены, которая теперь отказывается ездить на велосипеде ночью без динамо-освещения, является то, что можно чувствовать себя в безопасности. Он яркий, он всегда рядом и совсем не требует особых размышлений. Не забудьте про свет, потому что вы не собирались выходить из дома после наступления темноты, без замены или подзарядки батарей, а также с автоматическим включением.
Герметичные динамо-машины обеспечивают стабильное и надежное освещение в любую погоду.Типичный срок службы динамо-втулки аналогичен сроку службы других велосипедных втулок, а это означает, что она прослужит вам многие годы. Они подлежат переработке как металлолом и не содержат опасных химикатов.
Прикрепленные к раме и бесполезные без генератора, динамо-фары гораздо менее желательны для воров. После первоначальных затрат вы даже можете сэкономить деньги, избавившись от необходимости покупать новые фары, аккумуляторы или платить штрафы за то, что забыли велосипедные фары.
Традиционные фонари — это пристегивающийся аксессуар для вашего велосипеда.Системы Dynamo делают освещение неотъемлемой частью вашего велосипеда. Можете ли вы представить себе вождение автомобиля с включенными или наполовину заряженными фарами?
Dynamo Lights:
- Safe. Фонари Dynamo мощные и хорошо заметные.
- Удобно. Всегда с тобой. Всегда включен.
- Долговечный. Долговечные светодиоды.
- Последовательно. Нет наполовину заряженных или потерянных огней.
- Устойчивое развитие. Уменьшите воздействие на окружающую среду, избавившись от батареек.
- Безопасный.Гораздо сложнее кого-то украсть.
Получите БЕСПЛАТНУЮ копию нашего руководства:
Momentum Mag’s Cargo Bike GuideОткройте для себя удивительный мир грузовых велосипедов! Загрузите это подробное руководство, чтобы узнать о различных моделях грузовых велосипедов, брендах, истории грузовых велосипедов, советах по покупке, опыте поездки на грузовых велосипедах одной семьей и многом другом.
Get My FREE Guide
Пожалуйста, выберите свою страну и укажите действующий адрес электронной почты
Это спонсируемое руководство.Ваш адрес электронной почты может быть передан Bike Friday. Пожалуйста ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности.Спасибо за ваш запрос. Пожалуйста, проверьте свой почтовый ящик, чтобы загрузить руководство!
Momentum Mag благодарит за щедрую поддержку Kissing Crows Cyclery за то, что они потратили часы своего времени на сборку колес и тестирование продукта.
Все о втулках Dynamo для велосипедных и туристических поездок
Собираетесь собирать байкпакет в пустыню, но ограничены в пространстве? Беспокоитесь о выравнивании GPS? В этой статье мы исследуем динамо-втулку и то, как она может продвинуть ваши приключения немного дальше.
Что это за «динамо-спаситель», о котором вы говорите?
Вы помните, как изучали энергию и двигатели в школе? Нет? Ну, динамо — это другое слово для электрического генератора. Определен как:
«любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество».
Это противоположность электродвигателя, который использует электричество для питания двигателя. Это означает, что вы можете использовать ноги для включения фонарей.
Я не могу установить электрогенератор на свой велосипед!
Вы можете вспомнить мерцающие слабые огни на мотоциклах европейцев после войны.Это были динамо-лампы, но с тех пор мы прошли долгий путь. Первоначально динамо-машины на велосипедах назывались «бутылочными динамо-машинами», они устанавливались на вилки и отбирали энергию вращения от переднего колеса. Они создавали сильное сопротивление и износ шин, имели плохое сцепление под дождем и были не очень эффективны. В наши дни немцы (лучшие динамо-машины производятся в Германии из-за их велосипедных законов) сделали динамо-машины настолько эффективными, что ваши фары можно принять за мотоцикл! Динамо-машина больше не сидит на вашем переднем колесе, создавая большое сопротивление, теперь она находится внутри ступицы, и вы даже не догадываетесь, что она там была.В сочетании с усовершенствованиями светодиодного освещения светильник с динамо-приводом может бросить вызов любому свету с батарейным питанием.
Но как работает динамо-втулка?
Современные динамо-втулки технически не являются динамо-машинами, они являются магнето, но не увязайте в терминологии. У них внутри есть магниты, которые вращаются вместе с медной катушкой при повороте колеса. Действие катушки, проходящей вокруг магнитных полюсов, создает электрический ток за счет электромагнетизма. Чем быстрее вы крутите педали, тем больше электроэнергии вырабатываете.
Во время долгой поездки вы можете выработать достаточно энергии, чтобы зарядить аккумулятор и обеспечить яркое освещение. Вообще говоря, даже на скорости 10 миль в час вы можете создать достаточно энергии, чтобы получить около 500 люмен от вашего света.
Будет ли меня тормозить динамо-втулка?
Ключевыми вещами, которые следует учитывать при рассмотрении динамо-машин, являются эффективность, лобовое сопротивление и вес.
Эффективность динамо-машины — это ее способность вырабатывать электричество из количества получаемой механической энергии.В идеале вы хотите приложить меньше усилий, чтобы получить больше. Чем выше характеристики динамо-машины, тем она эффективнее.
Сопротивление — это сопротивление качению. Возможно, вы знакомы с покупкой шин или подшипников. Очевидно, вам нужно как можно меньше сопротивления, чтобы не бороться с динамо-машиной при каждом толчке. Чтобы катушка и магниты работали, вам всегда понадобится немного сопротивления, но вы, вероятно, не заметите их незначительных потребностей. Здесь упали старые динамо-машины, оставив вас с тусклым освещением и усталыми ногами.Разница в сопротивлении между бюджетными и топовыми динамо-втулками может составлять до 20%, так что внимательно прочтите, прежде чем принимать решение.
Средняя втулка динамо-машины весит около 400 г, при добавлении к колесной паре она может составлять около 2000 г. в зависимости от вашего велосипеда. Если вы отправляетесь в более длительную поездку, у вас будет меньше аккумуляторных батарей, так что это может выровняться, но это нужно учитывать.
Почему стоит выбрать динамо-втулку?
Являетесь ли вы эко-воином, беспокоитесь о безопасности или отправляетесь в неизвестность, динамо-втулка может быть именно тем ответом, который вы ищете.
Вот несколько причин выбрать втулку динамо.
- Они лучше для окружающей среды . Вы производите собственное электричество, насколько это становится более экологичным? Нет отходов, нет пластиковой упаковки в магазине каждый раз, когда вам нужно покупать новый набор, и нет необходимости использовать лишнюю электроэнергию на ходу.
- Вы всегда будете хорошо освещены. Будьте уверены, что вы будете в безопасности, когда начнете крутить педали. В новых динамо-фарах есть «стояки», это конденсатор, который накапливает энергию, чтобы свет оставался включенным в течение нескольких минут, даже когда вы не крутите педали! Так что вас всегда будут видеть.
- Вы можете быть настолько забывчивыми, насколько хотите . Не нужно забывать упаковывать фары или аккумуляторы или даже не забывать заряжать их, динамо-втулки интегрированы в ваш велосипед. Это означает, что у вас никогда не бывает того момента, когда замирает сердце, и вы можете сосредоточить свою энергию на запоминании более интересных вещей.
- Вы можете выполнять цикл столько, сколько хотите . Если вы мчитесь домой с работы до наступления темноты или собираетесь на велосипеде в глушь, вам больше не нужно думать о том, чтобы разрядиться.У ваших ног свет и источник энергии.
- Не надо покупать новые . Динамо-машина прикреплена к вашему велосипеду, и их сложно украсть или потерять. Хаб настолько незаметен, что никто не узнает, в чем разница, и они редко становятся целью воров. У них очень долгая продолжительность жизни, а это означает, что если вы будете заботиться о них, они смогут легко заботиться о вас более 5 лет.
Втулки для туринга, байкпакинга и динамо-машины
Современный байкпакер не был бы без динамо-машины.Долгие дни езды на велосипеде по пустыне без розетки часто означает необходимость носить с собой много аккумуляторных батарей или планировать ночлег рядом с цивилизацией. Имея динамо-машину, вы можете заряжать свои устройства во время езды на велосипеде, так что вы можете продлить свои приключения без дополнительного снаряжения. Ура! Вы можете приобрести встроенные USB-адаптеры для зарядки своих устройств, поэтому вам не нужно об этом помнить. В новых или длительных поездках USB-порт может подключаться прямо к вашему устройству GPS и держать вас в курсе всего дня.
Сколько они мне будут стоить?
Если вы ограничены в средствах, отойдите сейчас же.Установка динамо-машины на ваш велосипед означает, по крайней мере, трансформацию переднего колеса, если вам нужен встроенный USB-порт и заднее освещение, тогда работа будет больше. Вы можете купить колеса машинного производства, которые дешевле, или вы можете изготовить одну ручную, которая, вероятно, будет ездить более плавно, но будет стоить вам дороже.
В целом, базовая установка динамо-машины обойдется вам примерно в 400 долларов. Если вы настроились на все пение и танцы, вы легко можете потратить более 1000 долларов. Хотя это звучит дорого, помните, что вам нужно покупать меньше аккумуляторов, вы не будете заменять фары, когда их украдут или вы потеряете, и вы будете экономить окружающую среду по одному.
СвязанныеКАК ПОЛУЧИТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ЭКСПЛУАТАЦИЮ DYNAMO HUB — Hunt Bike Wheels
Динамо может показаться простым решением для включения света. Но посмотрите немного глубже, и это откроет новые возможности для улучшения ваших многодневных поездок.В этой статье основное внимание уделяется различным устройствам / настройкам, которые Джим пробовал на протяжении многих лет, а также текущим улучшениям, которые он запланировал. Ожидайте в ближайшие недели увидеть, как Джош Иббетт использует свою динамо-машину во время поездки / гонки на велосипеде с упором на использование в реальном мире.
–
Привет, Джимбо, я один из новых сотрудников Hunt Wheels. Я занимаюсь маунтинбайком более тридцати лет, участвовал в гонках XC, эндуро (старый и новый!), 12- и 24-часовых соревнованиях, как командных, так и соло, шоссейных, TT и CX! Я с 1993 года провожу местные поездки на горном велосипеде, как для местных магазинов, так и для сайта www.sussex-mtb.com, который я пытаюсь организовать. В довершение всего, я тоже тренер по навыкам MTB! www.southdownsmtbskills.com
В сентябре 2013 года мой сосед настоял на том, чтобы я поехала с ним в ночевку, я действительно не был уверен, но сказал «да», а остальное уже история.С тех пор я провел много ночей в походной сумке. В конце концов, вдохновившись моей подругой Дженн, в 2016 году я оказался на вершине веломаршрута Great Divide Mountainbike Route с моим сыном, и началось великое приключение.
Очевидно, было проведено много исследований по настройке велосипеда, особенно по освещению и зарядке. Ниже приведены системы, которые я использовал, и то, как я с ними работал. Люди, конечно, постоянно разрабатывают что-то новое, и сейчас есть хороший выбор.
Великий водораздел: Альберта, Канада, до Антилопа Уэллс, Нью-Мексико.Итак, это была установка, которую я использовал для Divide, она была безупречной и безупречной. В то время передняя ступица была SP Dynamo, но с тех пор ее заменили на SON по двум причинам: 1) ступица SP на байке Тома вышла из строя во время разделительной поездки, и я хотел установить что-то бомбоустойчивое для будущих приключений. 2) Концентратор SON имеет более высокий выход на более низких скоростях.
Итак, для фонарей и у Тома, и у меня были отличные передние и задние фонари Exposure Revo. Это серьезная лампа, которая абсолютно безупречна, они тоже местная компания, так что не нравится? У меня есть другая батарейная планка и фонари для шлема, когда я езжу на «обычном» горном велосипеде, поэтому они были очевидным выбором, поскольку я знаю, что у них отличное качество сборки и отличная поддержка после покупки.
При скорости 10 миль в час выходная мощность составляет 400 люмен, а при скорости 15 миль в час — до 800 люмен, на практике это нормально, если вы один или едете с другими людьми с динамо-фарами, однако вы обнаружите, что этого недостаточно, если вы едете в группе с людьми с мощным светом, но, честно говоря, он предназначен не для этого. С точки зрения удобства и возможности использования в любое время их сложно превзойти.
Великая разводная установка Джима: Exposure Revo.
Отличная установка Джима: вид сзади Revo (Примечание: небольшой кусок изоленты, который Джим использует, чтобы напомнить ему, какой выходной кабель подключен к его заднему фонарю).
Джим использует проверенный временем задний фонарь Exposure Revo.
Вот список соединений, которые использует Джим. Обратите внимание на переключатель в центре этой схемы — это немного нестандартная деталь, сделанная Джимом, но вы можете добиться этого, просто отсоединив шнуры.Однако мы согласны с тем, что это гораздо более аккуратное и удобное решение.
Что касается зарядки, у нас было две разные настройки. У Тома были Cinq5 Plug и батарея для кеш-памяти, у меня были Busch and Muller E-Werk и батарея для кеш-памяти. Оба отлично сработали для поездки. Я сделал себе распределительную коробку, которая позволила мне независимо включать свет и зарядку.
Cinq 5 Plug — это действительно аккуратный внешний вид, он компактен и помещается в рулевую колонку вашего велосипеда.Однако это может быть палкой о двух концах, мотоцикл, на котором он изначально был, был CX с карбоновой вилкой, в нижней части руля не было отверстия, поэтому он и вся связанная с ним проводка были у меня в сумке с верхней трубкой. В конце концов, после поездки на разделение, он перешел к одному из моих 29ers, и я смог правильно установить его, хотя впоследствии он в конечном итоге вышел из строя, как и батарея кеш-памяти.
Джим использует порт K-Lite Sinewave Cycles Revolution вместо опции Cinq 5 из-за отсутствия отверстия в нижней части рулевой колонки на вилке из угольного гравия.
Текущее значениеСовсем недавно я перешел на K-Lite, он компактнее и ярче, чем Revo, но моя настоящая мотивация заключалась в том, что это то, что использовали большинство недавних победителей Tour Divide, и я хотел посмотреть, что за шум около. Выходной световой поток составляет 700 люмен на низком уровне и 1200 люмен на высоком, что намного ярче, чем у Revo. Я пока не могу прокомментировать долголетие, так как у меня его не было долго, хотя я получил его из вторых рук от друга.Единственный плюс для меня в том, что он ярче на более низкой скорости, поэтому действительно хорош для лазания на полностью загруженном МТБ.
Джим сейчас экспериментирует с K-Lite поверх Exposure, чтобы увидеть их сравнение.
Самым большим преимуществом K-Lite для меня было то, что все это интегрировано, зарядка и освещение подключаются через специальный жгут проводов и переключатель. Я разговаривал с Керри из K-Lite на Facebook, и он действительно хороший парень, с радостью ответит на любые вопросы и с радостью даст совет.На самом деле я собираюсь немного изменить настройку, как только у меня будут правильные вилки. Так что, без сомнения, это будет еще кое-что. Мне очень нравится B&M E-Werk, поэтому я попробую использовать комбинацию лампы K-Lite и зарядного устройства B&M. Также мне нужно добавить задний фонарь. Я посмотрю, как это работает, и, без сомнения, доложу в будущем…
–
Итак, у вас есть несколько различных вариантов и способов держать вас в курсе и поддерживать заряд ваших гаджетов в многодневной поездке.
Фото и слова Кредит: Джим Барроу
.