Fahrrad USB Ladegerät selbst bauen - Teil 1

Posted by Tobias on 2015-12-19 at 8:43 pm

Mit dem USB-Ladegerät für das Fahrrad könnt ihr euer Smartphone, Navi oder sonstiges mobiles Gerät während einer Fahrrad-Tour aufladen. Das Ladegerät bietet wahlweise einen oder zwei USB-Buchsen, an dem jedes Gerät geladen werden kann, welches auch zu Hause über ein USB-Steckernetzteil geladen wird. Für die Stromerzeugung nutzt das Ladegerät den am Fahrrad installierten Dynamo. Das kann entweder der schon in die Jahre gekommene "Seitenläufer" sein, oder aktuell verbaute sogenannte "Nabendynamos". Nabendynamos findet man in der Mitte des vorderen Rades. Sollte die Achse hier rund 10cm anstelle von ca. 2cm im Durchmesser haben, ist auch bei eurem Rad ein Nabendynamo verbaut.

Der Dynamo liefert eine Wechselspannung von ca. 12 Volt. Je nach Fahrgeschwindigkeit kann es hier allerdings deutlich schwanken. Solange ihr mit dem Dynamo lediglich die Beleuchtung mit Strom versorgt, spielt das noch keine große Rolle. Beim Laden von Smartphones oder anderen Gadgets wird allerdings eine exakte Spannung von 5V benötigt. Somit ist ein kleines "Umwandler"-Gerät nötig, um aus dem Dynamo-Strom einen brauchbaren Ladestrom zu erzeugen.

Im Video könnt ihr sowohl Schaltplan, Theorie als auch den praktischen Aufbau des Gerätes sehen. Zuletzt die Montage am Fahrrad und ein kurzer Test.

Benötigte Bauteile und Werkzeug

Für den Nachbau des Fahrrad USB-Ladegeräts benötigt ihr folgende Bauteile:

  • Projektgehäuse (z.B. Kemo G026)
  • LM2596 Step-Down Schaltregler
  • Brückengleichrichter (z.B. B80C)
  • Varistor (z.B. S14K25)
  • 2x 1000uF/50V Elektrolyt-Kondensator
  • 1x oder 2x USB-Buchse
  • Lochrasterplatine
  • Kabel

Das folgende Werkzeug solltet ihr zur Hand haben:

  • Lötkolben & Lötzinn
  • Seitenschneider
  • Cutter-Messer und Feilen (zur Bearbeitung des Gehäuses)
  • Kleber (Heißklebepistole und ggf. auch 2-Komponenten Epoxy)
  • Kabelbinder

Schaltplan / Aufbauplan

Schaltplan

Der Aufbau ist relativ einfach. Ihr könnt die Bauteile entweder auf einer Lochrasterplatine befestigen und miteinander verlöten, oder ihr lötet direkt Kabelverbindungen zwischen den Bauteilen. Achtet darauf, dass ihr in diesem Fall die blanken Drähte mit Schrumpfschläuchen oder Isolierband abisoliert. Achtet beim Anschluss der USB-Buchsen unbedingt auf die korrekte Polung von Plus und Minus, ansonsten könnte das angeschlossene Gerät kaputt gehen. Nach dem fertigen Bau am besten mit einem Multimeter nochmals überprüfen!

Nachdem ihr den Schaltkreis nachgebaut habt könnt ihr alles in ein Plastik-Gehäuse einbauen und mit Heißkleber darin fixieren. Für die USB-Anschlüsse und das Kabel vom Dynamo könnt ihr mit Hilfe eines scharfen Messers oder Feilen Aussparungen in das Gehäuse fräsen.

Um den USB-Laderegler auch bei Regen nicht vom Fahrrad entfernen zu müssen, solltet ihr das Gehäuse entsprechend abdichten. Dazu wird der Rand des Gehäuses vor dem Zusammenschrauben der beiden Gehäusehälften mit Kleber bestrichen. Zusätzlich werden die Schraublöcher und das Dynamokabel-Loch mit etwas Kleber abgedichtet. Zu guter letzt könnt ihr euch eine Möglichkeit überlegen, wie ihr die USB-Buchsen vor Regen schützt. Ich habe das mit einer Fensterdichtung mit Magnet-Verschluss realisiert.

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