MEDION Kfz-Ladeadapter für Fahrrad-Betrieb des Navi
Vorbemerkung:
Angeregt durch die Idee von weißnix (danke, Werner!) und seine Elektronik-Schaltung zum Betrieb des PNA470/P4410 an einem Fahrrad-Nabendynamo entstand die Überlegung, daß der originale(!) Medion-12-V-Pkw-Adapter eigentlich auch am 6-V-Fahrrad-Dynamo beliebiger Bauart funktionieren müßte.
Die Vorteile:
1. Keine lästige Bastelei mit dem Zusammenlöten von elektronischen Bauelementen auf einer Lochrasterplatte oder gar frei verdrahtete Elektronik.
2. Kein spezielles Gehäuse für eine Zusatz-Elektronik
3. Vergleichsweise hoher Wirkungsgrad des Medion-Schaltreglers gegenüber einem Längsregler
4. Verwendung des serienmäßigen Medion-Pkw-Adapters
Zunächst habe ich meinen Original-Medion-Adapter geöffnet, um zu sehen, was da so an Elektronik verbaut ist und ob das Teil wohl Fahrrad-tauglich wäre. Die Analyse der Schaltung ergab, es sollte auch unverändert(!) auf dem Rad funktionieren.
Für Techniker: Es handelt sich bei der Schaltungselektronik des Medion-Lade-Adapters um eine Step-Down-Schaltung mit üblichem PWM-Baustein, der internen 5V-Referenz, einem FET und der Standard-Beschaltung. Also nichts Besonderes.
Lösungsidee:
Da der Dynamo der Fahrrad-Lichtanlage typisch 6 V und 3 Watt bei Nennbetrieb liefert, sollte neben der laufenden Stromversorgung des Navi auch ein Ladebetrieb möglich sein.
Zunächst muß dazu aus der Wechselspannung des Dynamos (sie steigt mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit), eine Gleichspannung erzeugt werden. Dann sollten Spannungsspitzen aus der Gleichrichtung etwas reduziert werden. Eine ordentlich geglättete Gleichspannung wie im 12-V-Auto-Bordnetz ist unnötig, da der Schaltregler im Ladeadapter sie ja doch wieder zerhackt. Es reicht also ein kleiner Elektrolyt-Kondensator (Elko) zum Glätten.
Gewählt wurden ein Brückengleichrichter vom Typ B60 C2000/1400 (60V 2A/1,4A) und ein Elko 16 Mikrofarad mit ausreichender Spannungsfestigkeit (in meiner Bastelkiste lag gerade ein Teil mit 350 V herum, was natürlich eine viel zu hohe Spannungsfestigkeit ergibt). Das alles wurde in eine Doppel-Zigarettenanzünder-Buchse - frei verdrahtet eingebaut; die zweite Buchse mußte weichen, damit der Brückengleichrichter samt Elko Platz finden konnten, Details siehe Bild.
Am Fahrrad mit Standard-Reibrad-Dynamo wurde die Idee dann getestet. Der 12-V-Kfz-Ladeadapter steckte in der Zig.-Anzünder-Buchse und das Navi war über den USB-Stecker des Ladereglers angeschlossen. Brückengleichrichter mit Elko entsprechend elektrisch am Reibrad-Dynamo angeschlossen. Die Wechselspannung des Dynamos wurde bei verschiedenen Raddrehzahlen gemessen.
Die Versuche lieferten dann folgende Ergebnisse abhängig von der Dynamospannung:
1. Die grüne LED des Pkw-Ladeadapters leuchtet bei 4,6 V bis 5 V AC.
2. Die rechte LED des PNA470 leuchtet grün bei 5,1 V AC (PNA wird extern versorgt)
3. Die rechte LED des PNA470 leuchtet leicht orange bei 8,0 V bis 8,7 V AC (Ladebeginn).
4. Die rechte LED des PNA470 leuchtet voll orange bei 8,8 V bis 9 V AC und höher (Ladung).
Damit ist die Funktionsfähigkeit der Idee nachgewiesen.
Weitere Tests werden zeigen, wie sich die Versorgung des Navi bei Radtouren in der Praxis gestaltet.
Hinweis:
Eine weitere Schutzbeschaltung von Gleichrichter und Elko halte ich nicht für erforderlich. Wer einmal analysiert hat, was für Spannungsspitzen übelster Art im Pkw-Bordnetz bei den div. Betriebszuständen auftreten können, der weiß, was der Medion-Ladeadapter im Pkw aushalten muß. Derartige Worst-Case-Bedingungen sind beim Fahrrad-Dynamo kaum zu erwarten.
Gruß
Max
Edit:
Man kann den genannten Brückengleichrichter natürlich auch durch 4 einzeln entsprechend verschaltete Dioden ersetzen.
Die Schaltung ist eigentlich trivial: An den Brückengleichrichter mit den beiden Anschlüssen, die wie ein liegendes S aussehen, wird der Dynamo angeschlossen. An die Anschlüsse mit dem + und dem - jeweils der Elko entsprechend seiner Polung und die Zig.-Anzünder-Buchse. Das ist alles!
Es wir empfohlen, nur den originalen MEDION 12-V-Ladeadapter zu verwenden, da dieser über eine zusätzliche Sense-Leitung im USB-Stecker verfügt.
Ergebnisse in der Fahrpraxis:
1. Mit der genannten Schaltung beginnt die Versorgung des Navis aus dem Fahrrad-Dynamo bei einer gemessenen Fahrgeschwindigkeit ab 6 km/h.
2. Die rechte LED des Navi wird leicht orange bei einer Geschwindigkeit ab 12 km/h (Ladebeginn).
3. Die rechte LED des Navi wird orange bei einer Geschwindigkeit ab 13 km/h (Ladung des Akku).
Optimierung der Schaltung:
1. Der Brückengleichrichter wurde durch einen B40C5000/3300 ersetzt.
2. Der Elko wurde im Wert auf 470 Mikrofarad / 63 V angehoben.
3. Parallel zum Elko wurde (für alle Fälle) ein Entladewiderstand von 47 Kiloohm eingefügt.
Disclaimer:
Die Verwendung der Schaltung erfolgt auf eigene Verantwortung.
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