Moderní napájecí zdroje pro (cyklo)turisty

 

S masivním rozvojem spotřební elektroniky se neustále na cyklistických webech potkávám s názorem, jak je obtížné „krmit“ elektrickým proudem naše miláčky na kolech dostatečně dlouho.

Přirozeně, nejčastějším zdrojem stesků je osvětlení kola , zvláště pro rychleji jezdící cyklisty, používající s radostí halogenové žárovky s velkou spotřebou. (Nepočítám, že by si někdo, jezdící s batohy „natěžko“, chtěl ještě zvyšovat valivý odpor třecím převodem dynama).

Druhý důvod, proč nám začíná chybět na kolech zdroj elektrického proudu, je malá výdrž baterií v  mapových PDA, resp. jednoúčelových navigátorech. (Při plném svitu displeje cca 3-4 hodiny). Tato kapitola tedy nemusí zajímat majitele outoorových mašinek Garmin apod., napájených dvojicí AA tužkových článků s výdrží 10-25 hodin, ale výhradně PDA, resp. přístrojů s větším displejem, neboť je to právě on, kdo se nám stará o rapidní snížení doby výdrže přístroje.

Někdy bývá dobré mít na cykloexpedicích i možnost dobíjení mobilních telefonů , resp. zařízení, která se nabíjí cestou USB rozhraní .

 


DC-DC měniče v turistické praxi

aneb energie, sbalená na cestu...


 

Při pohraničních cyklotoulkách mezi Německem a Českem jsem v roce 2006 vyzkoušel variantu cyklocesty mimo hlavní silnice, s navigací podle předem připravené trasy na GPS. Jezdil jsem cestou-necestou, chvíli po cyklostezkách, chvíli po polních cestách, chvílemi lesem. Tato varianta je výhodná z pohledu klidu při jízdě, není potřeba se cpát na auty přeplněné silnice. Výhodné je to i z hlediska táboření se stanem, protože moje výlety na cizím území se několik posledních let skládají převážně z předem známé trasy k bývalým vojenským stanovištím. Pokud se ovšem vyhýbáte silnicím, máte obtížnější přístup k doplňování pitné vody a hlavně dobíjení akumulátorů. Například při cestě na vojenská stanoviště Schneeberg a Grosser Kornberg v roce 2006 jsem neměl možnost dobíjet baterky 3 dny, roce 2008 jsem objížděl 14 dní v Českém a Slavkovském lese téměř mimo civilizaci.

Moje cyklo - modrá MangustaNavrhovaný zdroj by měl tedy zabezpečit napájení několika zařízení, používaných při cykloturistických toulkách v situacích, kdy není možné připojení na zdroj energie i několik dní.

Zdroj musí umožňovat připojení minimálně dvou uvedených zařízení najednou (například PDA s GPS a osvětlení kola typu Luxeon). Jako zdroj energie lze volit dobíjecí akumulátory – mají nejlepší poměr cena/výkon. Jejich kapacitu je nutno spočítat tak, aby umožnila nepřetržité 24 hodinové napájení PDA, což znamená přibližně 3denní pohyb v terénu bez dobíjení. ( Protože moje PDA je určeno nejen pro navigaci, ale i pro ukládání profilů cesty v OziExploreru, vědomě neuvažuji jednak různé metody šetření odběru ve formě vypínání osvětlení displeje nebo celého počítače a pouze jeho občasné zapínání, když majitel zabloudí ).

Vzhledem k účelu použití (převážení na kole) je nutno dát přednost malé hmotnosti před menší cenou. Palubní síť musí vydržet i vyšší relativní vlhkost vzduchu. ( V roce 2005 jsem jezdil podél hranice celý týden v dešti ). Vzhledem k tomu, že všechno také taháme na zádech, resp. vezeme na kole, je třeba využít každý Watt energie na napájení a ne na ztrátové teplo.

 

Jaký mobilní zdroj reálně potřebujeme a jaké jsou možnosti jeho pořízení?

Co všechno bude přispívat k rozhodnutí, pořídit si mobilní nabíjecí zdroj?

  • jak dlouho potřebujeme být skutečně mobilní? To znamená - jak dlouho budeme skutečně bez možnosti dobíjení našich zdrojů, tj. od zásuvek 230V/50 Hz, popř. automobilových zásuvek palubní sítě 12V/24V?
  • jaké prostředky pro turistiku potřebujeme během výletu zabezpečit elektrickou energií? Chceme pouze jednou za tři dny dobíjet mobil nebo potřebujeme nepřetržité celodenní dobíjení PDA či GPS?
  • jakou hmostnost zdroje jsme ještě ochotni nosit na zádech, popř. vozit na kole? (Tento web řeší pouze pěší nebo cykloturisty, pokud jezdíte na výlety autem, tento problém nemáte).
  • kolik finančních prostředků do pořízení mobilního zdroje jsme ještě ochotni obětovat? (Jsme ochotni upřednostnit hmotnost před cenou?)

 

Možnosti a řešení:

  1. Potřebuji jednou za týden dobít mobil. Zastavte se na konci týdne v nejbližší hospodě na opulentní oběd a během konzumace dobijte mobil z místní zásuvky. Pro takové účely nemá smysl tahat sebou mobilní nabíječku. Pokud váš mobil nevydrží jeden týden v pohotovosti (s občasnými hovory), hoďte ho do popelnice a pořiďte si jiný... Pokud do hospod nechodíte, zachránit vás mohou různé Emergency Power packy. (Například i u nás dosažitelný APC 10Wh, popř. jednočlánkové mininabíječky, vhodné však opravdu jen pro ty mobily a to ještě málokdy více, než na jedno dobití...).
  2. Potřebuji jednou za týden dobít mobil. Nechci řešit další zdroj pro GPS. Mobil nabijete, když se aspoň 1x týdně zastavíte v civilizaci. Žádná GPS s touto výdrží neexistuje, pořiďte si v tom případě nějaký jednoúčeleový Garmin na dobíjecí tužkové AA články (cca 2x11 články na den), vozte sebou nabíječku a aspoň jednou za týden články přes noc nabijte. (V tom případě potřebujete ještě nějakou lehkou a malou cestovní nabíječku).
  3. Potřebuji jednou za týden dobít mobil. Na navigaci používám PDA. Tady je situace trošku složitější, protože akumulátory v PDA vydrží cca 3-5 hodin. Pokud používáte PDA celý den (například na logování prošlé trasy), bude potřeba přídavný zdroj minimálně +5V/500mA. Kapacita přídavné baterie musí odpovídat spotřebě PDA, na celodenní výlety v létě cca 2.5 až 5 Ah. (Moje níže uvedené řešení s jedním lehkým LiOn akumulátorem 7.5Ah , vydrží nijak nešetřící PDA napájet více než 30 hodin vcelku).
  4. Potřebuji pouze občas dobít mobil, PDA nepoužívám. Hlavní spotřebu tvoří osvětlení kola. Tato skupina cyklistů to bude mít těžkéí, pokud jim na kole nestačí jednoduchá LED blikačka s minimální spotřebou. Žárovky, zvláště ty halogenové, jsou zdaleka největším žroutem elektrické energie. Jezdíte-li tedy rádi a dlouho v noci, povezete akumulované energie opravdu hodně. Máte-li hluboko do kapsy, jsou řešením olověné (gelové) akumulátory, nejsou-li peníze problémem, zachrání vás profesionální zařízení. (Nebo tady je přímo test výkonných LED svítilen).
  5. Potřebuji mobilní nabíjecí zdroj, se kterým mohu nabít všechna svoje zařízení. Nouzově použitelné i pro světlo na kole. Nejsložitější varianta, protože se pokoušíte kombinovat různá napětí a různé napájecí koncovky. Zcela určitě bude vyžadovat elektrikářské znalosti, neboť budete 100% stavět vlastní konstrukci. Řešení této situace jsou v podstatě dvě:
    • a) jednoduché dobíjení z univerzálního power packu, ke kterému si doděláte maximálně převodní konektory
    • b) složitější vlastní návrh a stavba mobilního zdroje, postaveného "na míru". Požadavek malé hmotnosti však velí zapomenout současně na malou cenu :-(

 

 


Než začnete něco konkrétního shánět - přečtěte si o různých typech akumulátorů (dobíjecích článků a baterií), používaných v (cyklo)turistické praxi:

Používané technologie na výrobu dobíjecích článků
Způsoby doplnění energie
     
olověné AGM   zdroje do automobilového zapalovače 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
(gelové GEL)   solární články 1 2 3
nikl-kadmiové NiCd   portable power packs 1 2 3
nikl-metal-hydridové NiMH   APC bloky s kapacitou, udávanou ve Wattech 1 2 3 4 5
jak pracovat s NiCd a NiMH   nouzové dobíjení v terénu - velký test 10 zařízení 1 2 3 4
lithium-iontové LiOn   jednočlánkové AA emergency nabíječky 1 2 3
lithium-polymerové LiPol   vícečlánkové AA emergency nabíječky 1 2 3
    svítilna s dynamem 1 2 3

 

 


Pro kterou variantu se rozhodnete?

Já jsem postavil spínaný měnič s obvodem MC-34063, měnící vstupní stejnosměrný proud o napětí 5.6 - 8.2 Voltu (z LiOn akumulátoru) na stejnosměrný proud se stabilizovaným napětím +5 Voltů (tzv. DC-DC convertor). Ten využívá s poměrně velkou efektivitou energii, dodávanou z akumulátoru, aby napájel externí mobilní zařízení (PDA, GPS, mobil, cyklosvětlo).

Podrobný popis konstrukce hledejte v kapitole "Výroba mobilního napájecího zdroje s obvodem MC-34063".

 


Link: Toulky, wendabr, ailcik, navigace, OziExplorer, iPAQ 214, WiFi, Bluetooth, defender case, geocaching, REPLACE náhradní LiOn články, mobilní zdroje pro turisty, olověné AKU, gelové AKU, NiMH, tužkové články, rychlé dobíjení, pomalé dobíjení, lehké zdroje, DC-DC měnič, step-down converter, impulsní měniče,

(c) srpen - září 2008 TOULKY team - Brno Medlánky