Projekt Rheinradweg – USB-Geräte effektiv mit dem Nabendynamo laden

So, wie versprochen gibt es noch eine zweite Version des USB-Laders. Diesmal ist der Aufwand bzw. die Kosten ein wenig höher (keine Sorge, billig ist es trotzdem noch), dafür gibt es aber auch einen Wirkungsgrad von ~80% über das gesamte Spektrum der möglichen Eingangsspannungen.

Basis der Schaltung ist der TI2575-5 , ein 5 Volt Festspannungsschaltregler im TO220-5 Gehäuse. Den Regler gibt es in einer 1A und einer 3A Version. Da die kleinere Version für meine Zwecke ausrecht ist diese verbaut, die beiden Versionen sind aber pinkompatibel.

Das Layout ist einseitig gehalten, zur Platzreduzierung sind allerdings auch SMD-Komponenten verbaut.

Das Layout ist mit 600dpi exportiert, beim Ausdrucken alsodarauf achten, damit nachher auch die Abmessungen auf der Platine stimmen!

Fragen dürft ihr gerne in den Kommentaren äußern, ich versuche dann so schnell wie möglich weiter zu helfen

Nachtrag vom 4.7.2011: Gerade ist die Elektronik an’s Rad gewandert und durfte gleich mal das Oregon versorgen. Erstaunliches Ergebnis: Das Oregon schaltet ab einer Geschwindigkeit von etwa 7,5km/h auf externe Versorgung um – ich denke das ist ganz brauchbar.

Nachtrag vom 5.7.2011: Auf der abendlichen Runde das Handy angesteckt. Die Elektronik wird trotz sommerlicher Außentemperatur auch nach längerer flotter fahrt nur angenehm lauwarm und ich bin mir nun sicher, dass ich mir um einen Kühlkörper keine Gedanken machen muss. Lediglich in Kombination mit der Beleuchtung scheint es „Probleme“ zu geben.

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Projekt Rheinradweg – USB-Geräte über den Dynamo laden

Gestern fiel mir ein, dass ich ja unterwegs auch irgendwie meinen mobilen Fernsprecher aufladen muss. Da das gute Stück recht neu ist hält der Akku auch keine 2 Wochen mehr durch, sondern, wie es sich für ein modernes Gerät gehört, ist schon nach einem Tag nicht mehr viel über.

Da ich unterwegs nicht weiß wann ich eine Steckdose zur Verfügung habe lag natürlich die Idee nahe sich seinen Strom selbst zu erzeugen und über eine passende Schaltung das Handy zu laden.

So, genug

der Vorrede, jetzt erstmal zwei Bilder.

Damit man eine Vorstellung von den Größenverhältnissen bekommt:

Die Platine hat die Maße 3,8cm x 2,7cm – die Höhe hängt vom verwendeten Kühlkörper ab.

Die Schaltung ist relativ simpel, ist es im Grunde nur ein linearer Spannungsregler mit ein wenig Schutzbeschaltung bzw. Glättungskondensatoren – diese Einfachheit erkauft man sich mit einem denkbar schlechten Wirkungsgrad und der Notwendigkeit eines Kühlkörpers. Falls die Teile vom Lieferanten aber früh genug eintreffen wird es auch noch eine Version mit Schaltregler geben.

Sollte sich jemand die Schaltung nachbauen wollen, dann kann das jeder gerne tun, die Bauteilwerte finden sich im oben gezeigten Schaltplan und ein PDF mit meinem Layout zum ausdrucken (und vllt. mittels Toner-Tranfer weiterbearbeiten) gibt es hier.

Nachtrag vom 9. Juni 2011:

Die versprochene Version mit deutlich besserem Wirkungsgrad ist in Arbeit. Die Platine ist schon fertig, die erste Hälfte der Teile ist da und der Rest der Teile sollte in den nächsten Tagen beim lokalen „großen C“ eintreffen.

Platinenherstellung mit der verbesserten Direkt-Toner-Methode

Hin und wieder möchte man sich eine Platine ätzen. Sei es für eine technische Cachestation, den Musikgenuss und was auch immer. Wer dabei nicht auf Loch-/Streifenraster Platinen zurückgreifen möchte oder kann und stattdessen lieber eine „richtige“ Platine haben möchte, der steht immer vor der Frage: Wie komme ich zur Platine?

Man kann natürlich sein Layout zu den einschlägig bekannten Dienstleistern geben – das lohnt sich aber insbesondere für Einzelstücke oder schnell benötigte Platinen nicht.
Man muss in solchen Fällen also zwangsläufig zur Eigenherstellung greifen.

Normalerweise kramt man dann also seine photobeschichteten Platinen und die Belichtungslampe hervor usw.

Viel schneller, billiger und vor allem fehlerfreier geht es mit der Direkt-Toner-Methode. Dort entfällt nämlich der ganze Prozess des Belichtens, Entwickelns usw.

So, und nun zur Anleitung:

1. Erstelle dein Layout wie gewohnt. Drucke es dann mit einem Laserdrucker auf ein normales Blatt Papier. Bei SMD-Bauteilen muss der Ausruck spiegelverkehrt erfolgen, bei konventionellen NICHT!

2. Klebe nun über das ausgedruckte Layout ein ausreichend großen Stück Bucheinbindefolie. Also diese durchsichtige, selbstklebende,GLATTE (wichtig!) Folie mit der man z.B. Schulbücher einklebt um sie zu schütze.

3. Drucke das Layout nun mit maximaler Tonerdichte auf die Folie. Achtung! Die Folie kann sich im Drucker lösen und dort verkleben! Ich übernehme keine Haftung für Schäden an euren Geräten!!
Im Normalfall sollte das nicht passieren wenn man die Folie vorh
er fest andrückt.

Layout auf Folie

4. Schneide den Audruck nun aus und lege ihn mit der bedruckten Seite auf eine NICHT PHOTOBESCHICHTETE Kupferplatine. Die Platine sollte vorher mit Aceton o.Ä. fettfrei gemacht werden.

5. Nimm nun ein Bügeleisen, stelle es auf die höchste Stufe und bügel das Layout. Dabei wird der Toner flüssig und verbindet sich mit der Platine.
Wie lange man Bügeln muss hängt von verschiedenen Faktoren ab, 1 Minute dürfte aber ein guter Richtwert sein.

Das Layout mit leichtem Druck aufbügeln

6. Lass nun die Platine abkühlen und ziehe dann einfach das Papier mit der Folie ab.
Sollte das Layout nach dem abziehen unvollständig sein muss man länger und/oder mit mehr Druck bügeln, bei verlaufenen Layouts kürzer und/oder mit weniger Druck.

Das fertig aufgebügelte Layout nach dem Abziehen der Folie

7. Nun einfach im gewünschten Ätzmittel baden. Der Toner ist resistent gegen die Ätzmitel und schützt somit die zukünftigen Leiterbahnen.

8. Wenn der Ätzvorgang fertig ist die Platine rausnehmen, abspülen und den Toner mit Aceton entfernen

Fertig geätzte Platine - Toner schon entfernt

9. FERTIG