DE20109031U1 - Integrated bicycle electronics with direction indicator and automatic lighting - Google Patents
Integrated bicycle electronics with direction indicator and automatic lightingInfo
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Landscapes
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Description
Integrierte Fahrradelektrik mit Richtungsanzeige und BeleuchtungsautomatikIntegrated bicycle electronics with direction indicator and automatic lighting
Die derzeitige elektrische Ausstattung eines üblichen Fahrrades ist völlig unzureichend. Der allgemein verwendete Seitendynamo ist grundsätzlich unzuverlässig. Bei Nässe, Schnee oder verschmutzter Fahrbahn, rutscht dieser Dynamo durch. Er kann dann also keine ausreichende Leistung mehr erbringen.The current electrical equipment of a typical bicycle is completely inadequate. The side dynamo that is generally used is fundamentally unreliable. When the road is wet, snowy or dirty, this dynamo slips. It can then no longer provide sufficient power.
Die Folgen dieser unsicheren Stromversorgung sind oft katastrophal. Nachts trifft man viele Radfahrer an, die ohne Licht unterwegs sind. Für andere Verkehrsteilnehmer sind diese Fahrer viel zu spät erkennbar und es kommt u.U. zum Unfall, Der Versuch durch Handzeichen eine beabsichtigte Richtungsänderung anzuzeigen, ist nachts für den nachfolgenden Verkehrsteilnehmer kaum zu erkennen. Die Verunsicherung des Radfährers und seine schlechte Sichtbarkeit bedingen eine erhöhte Unfallgefahr. Eine Blink - anzeige ähnlich wie bei Motorrädern wäre hier sehr hilfreich.The consequences of this unreliable power supply are often catastrophic. At night, you will see many cyclists riding without lights. Other road users are not able to see these cyclists until it is too late and accidents may occur. Attempts to indicate an intention to change direction using hand signals are difficult for following road users to see at night. The cyclist's uncertainty and poor visibility increase the risk of accidents. A flashing indicator similar to that used on motorcycles would be very helpful here.
Eine den derzeitigen technischen Möglichkeiten entsprechende Modernisierung der elektrischen Anlagen des Fahrrades ist also dringend erforderlich. An eine moderne elektrische Ausstattung des Rades sind folgende Forderungen zustellen:A modernization of the bicycle's electrical systems in line with current technical possibilities is therefore urgently required. The following requirements must be met by a modern electrical equipment on a bicycle:
1. Ständige Betriebsbereitschaft, auch im Stand z. B. an der Ampel1. Constant operational readiness, even when stationary, e.g. at traffic lights
2. Minimaler Energieeinsatz2. Minimal energy consumption
3. Weitgehende Wartungsfreiheit3. Largely maintenance-free
4. Geringes Gewicht4. Low weight
Das hier vorgestellte elektrische System erfüllt diese Forderungen.The electrical system presented here meets these requirements.
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Grundlage eines modernen Elektrosystems am Rad ist ein Nabendynamo. Als Beispiele seien die Nabendynamos von Shimano und SON erwähnt. Der Nabendynamo in der Vorderradnabe des Fahrrades dreht sich während der Fahrt ständig &eegr;&ohacgr;. Aber nur dann, wenn ihm Leistung entnommen wird, ist dafür merklich Energie vom Fahrer einzusetzen. Die hier gemachten Angaben beziehen sich auf eine Fahrgeschwindigkeit von 20 km/h. Dabei beträgt der Leerlaufverlust ca. 0,6 Watt. Dies entspricht weniger als 1% der vom Fahrer aufzubringenden Leistung. Erst wenn vom Dynamo elektrische Leistung erbracht wird, ist eine Zusatzleistung von 5 W erforderlich. Gegenwind, schlechte Fahrbahn oder falscher Reifendruck erfordern wesentlich mehr Zusatzleistung des Fahrers. Der elektrische Wirkungsgrad dieser Dynamos be-trägt ca. 70%.The basis of a modern electrical system on a bicycle is a hub dynamo. Examples include the hub dynamos from Shimano and SON. The hub dynamo in the front hub of the bicycle rotates continuously while the bike is being driven. However, the rider only needs to use significant energy when power is drawn from it. The figures given here refer to a driving speed of 20 km/h. The idle loss is around 0.6 watts. This corresponds to less than 1% of the power required by the rider. An additional power of 5 W is only required when the dynamo is producing electrical power. Headwinds, poor road surfaces or incorrect tire pressure require significantly more additional power from the rider. The electrical efficiency of these dynamos is around 70%.
An einem modernen Rad muß elektrische Leistung jederzeit, also auch im Stand, zur Verfugung stehen. Deshalb wird not Hufe des Nabendynamos ein NiMH-Akku mit 6 Volt Nennspannung, vom Fensterdiskriminator gesteuert, bei Bedarf nachgeladen. Das Blockschaltbild des Gesamtsystems ist in Bud 1 gezeigt. Die einzelnen Komponenten sind in meinem Patent DE 100 00 734 Cl ausführlich dargestellt. Die beiliegenden Fotos zeigen die konkrete Ausfuhrung.A modern bicycle must have electrical power available at all times, even when stationary. Therefore, a NiMH battery with a nominal voltage of 6 volts is recharged as required using the hub dynamo, controlled by the window discriminator. The block diagram of the entire system is shown in Figure 1. The individual components are shown in detail in my patent DE 100 00 734 Cl. The attached photos show the actual design.
In einer Zentraleinheit (ZE), die im Scheinwerfer des Rades eingebaut ist, befindet sich ein elektronischer Fensterdiskriminator (FD) mit Gleichrichter, der die automatische Nachladung des Akkus (AK) bewirkt. Die Taktgeber (TR), (TL), ein Helligkeitssensor mit Schalter (AS) und die weiteren Schalter. Da der Akku ständig betriebsbereit ist, kann leicht wie angegeben, eine Fahrtrichtungsanzeige ähnlich wie bei Motorrädern integriert werden. Diese wird mit einem Daumenschalter (BS) am Lenker bedientIn a central unit (ZE) built into the headlight of the bike, there is an electronic window discriminator (FD) with a rectifier that automatically recharges the battery (AK). The clock generators (TR), (TL), a brightness sensor with switch (AS) and the other switches. Since the battery is always ready for use, a direction indicator similar to that on motorcycles can easily be integrated as stated. This is operated with a thumb switch (BS) on the handlebars.
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Dies ist eine entscheidende Neuerung des hier beschriebenen Systems. Der Radfahrer hat nach der Straßenverkehrsordnung jeden Fahrtrichtungswechsel durch Handzeichen anzuzeigen oder zu signalisieren. Dadurch tritt notwendigerweise eine Veränderung der Schwerpunktlage des Systems Fahrer- Rad ein. Eine Instabilität des Systems ist die unvermeidliche Folge dieser Methode. Das Loslassen des Lenkers fuhrt zu einer weiteren Destabilisierung und zu einer Verunsicherung des Fahrers. Kleine Hindernisse auf der Fahrbahn, die überrollt werden oder denen der Fahrer auszuweichen versucht, können sogar zum Sturz fuhren. Nachts kann eine Signalisierung des Fahrtrichtungswechsels durch Handzeichen vom nachfolgenden Verkehrsteilnehmer u. U. nicht rechtzeitig erkannt werden. Es besteht dann erhöhte Unfallgefahr.This is a crucial innovation in the system described here. According to the road traffic regulations, cyclists must indicate or signal every change of direction by hand signals. This necessarily causes a change in the center of gravity of the rider-bike system. Instability of the system is the inevitable result of this method. Letting go of the handlebars leads to further destabilization and uncertainty for the rider. Small obstacles on the road that are rolled over or that the rider tries to avoid can even lead to a fall. At night, signaling a change of direction by hand signals may not be recognized in time by the following road user. This increases the risk of an accident.
Die hier eingesetzte Blinkeinrichtung ist am Tag mindestens 50 m und nachts bis zu 200 m weit gut sichtbar. Die entscheidende Neuerung besteht in der Verwendung von gelben ( = 590 nm) LED als Blinker (VL, HL, VR, HR), die einen sehr hohen Wirkungsgrad aufweisen. Bei einer Spannung von 6 V fließt in dem LED-BKnker ein Strom von nur ca. 100 mA. Dies bedeutet im Vergleich zu einem GKlhlämpchenblinker mit üblicherweise 12 W (teilweise sind bei Motorrädern bis zu 21 W im Einsatz) ein Leistungsverhältnis von 0,6 W: 12W = I: 20. Es ist also nur 5% der bisher nötigen Energie für den gleichen Effekt einzusetzen.The indicator device used here is clearly visible at least 50 m during the day and up to 200 m at night. The key innovation is the use of yellow (= 590 nm) LEDs as indicators (front, rear, front, rear), which are very efficient. At a voltage of 6 V, a current of only about 100 mA flows in the LED indicator. In comparison to a standard bulb indicator with 12 W (some motorcycles use up to 21 W), this means a power ratio of 0.6 W: 12 W = 1: 20. This means that only 5% of the energy previously required is used to achieve the same effect.
Das Gewicht eines Prototyps dieser neuen Radelektrik beträgt mit 4 Bunkern (ohne Dynamo) weniger als 500 g.The weight of a prototype of this new bicycle electrics with 4 bunkers (without dynamo) is less than 500 g.
Während des Blinkbetriebes und nachts bei eingeschalteter Beleuchtung entlad sich der Akku. Seine Spannung wird daher ständig elektronisch &eegr;&ohacgr; dem Fensterdiskriminator in der Zentraleinheit überwacht. Ist die Spannung unter 5,7 V abgefallen, wird automatisch derThe battery is discharged during flashing and at night when the lights are switched on. Its voltage is therefore constantly monitored electronically by the window discriminator in the central unit. If the voltage drops below 5.7 V, the
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Dynamo zum Laden des Akkus zugeschaltet, bis dieser wieder eine Spannung von 6,5 V erreicht hat. Dann wird die Verbindung zum Dynamo automatisch unterbrochen bis die Spannung wieder auf 5,7 V abgefallen ist usw. Um die bei einem Blinkvorgang aus dem Akku entnommene Energie wieder nachzuladen ist etwa 10% der aufgewendeten reinen Blinkzeit als Betriebszeit des Dynamos erforderlich. Da das Linksabbiegen i. a. gefahrlicher ist, sollte die Blinkfrequenz dabei höher als beim Rechtsabbiegen sein. Ein integrierter Tongenerator zeigt die Blinkfrequenz akustisch an. Damit ist der Status der Bunker nicht nur aus der Stellung des Daumenschalters (BS) erkennbar. Die Beleuchtungsanlage (LI) enthält dem Stand der Technik entsprechend eineHalogenlampe mit 2,4 W Leistung und ein Rücklicht mit integrierten LED, die die Standlichtfunktion übernehmen. Der Fahrer kann entscheiden, ob die Beleuchtung bei Eintritt der Dämmerung automatisch oder von Hand eingeschaltet wird.Dynamo switched on to charge the battery until it has reached a voltage of 6.5 V again. The connection to the dynamo is then automatically interrupted until the voltage has dropped back to 5.7 V, etc. In order to recharge the energy taken from the battery during a flashing process, around 10% of the pure flashing time used is required as operating time for the dynamo. Since turning left is generally more dangerous, the flashing frequency should be higher than when turning right. An integrated sound generator indicates the flashing frequency acoustically. This means that the status of the bunkers can be recognized not only from the position of the thumb switch (BS). The lighting system (LI) contains, in accordance with the state of the art, a halogen lamp with 2.4 W output and a rear light with integrated LED, which take on the parking light function. The driver can decide whether the lighting is switched on automatically or manually at dusk.
Um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wird die Verkabelung der Komponenten im Zweileitersystem durchgeführt. Die elektrischen Leitungen sollten im Fahrradrahmen oder in einem entsprechenden Kabelkanal geführt werden.To ensure reliability, the components are wired using a two-wire system. The electrical cables should be routed in the bicycle frame or in an appropriate cable duct.
Die Lebensdauer der im Scheinwerfer eingebauten Elektronik und der LED-Blinker ist beinahe unbegrenzt.The service life of the electronics built into the headlight and the LED indicators is almost unlimited.
In Bild 2 ist der gesamte Fahrradscheinwerfer dargestellt. Der Akku (AK) und die Elektronik (EL) bilden die Zentraleinheit (ZE).The entire bicycle headlight is shown in Figure 2. The battery (AK) and the electronics (EL) form the central unit (ZE).
Durch das hier geschilderte System werden die obigen Forderungen 1 bis 4 erfüllt.The system described here fulfills requirements 1 to 4 above.
AK: Akku-5 Zellen AA NiMH ZE: Zentraleinheit - im ScheinwerferAK: Battery-5 cells AA NiMH ZE: Central unit - in the headlight
DY: Nabendynamo LI: Beleuchtung - Scheinw. + RücklichtDY: Hub dynamo LI: Lighting - headlight + tail light
FD: Fensterdiskriminator AS: Automatikschalter helligkeitsabhängigFD: Window discriminator AS: Automatic switch depending on brightness
TL: Taktgeber+Tongenerator, links BS: Blinkerschalter am LenkerTL: Clock generator+tone generator, left BS: Indicator switch on the handlebar
TR: Taktgeber + Tongenerator, rechts LS: Lichtschalter am ScheinwerferTR: Clock + tone generator, right LS: Light switch on the headlight
VL5HL: LED Blinker links HS: Hauptschalter am ScheinwerferVL 5 HL: LED indicator left HS: Main switch on the headlight
VR5HR: LED Bunker rechtsVR 5 HR: LED bunker right
zu Bild 2to picture 2
AK: AkkuAK: Battery
EL: ElektronikEL: Electronics
SC: ScheinwerferSC: Headlights
ZE: ZentraleinheitZE: Central unit
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20109031U DE20109031U1 (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Integrated bicycle electronics with direction indicator and automatic lighting |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE20109031U DE20109031U1 (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Integrated bicycle electronics with direction indicator and automatic lighting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20109031U1 true DE20109031U1 (en) | 2001-09-13 |
Family
ID=7957513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20109031U Expired - Lifetime DE20109031U1 (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Integrated bicycle electronics with direction indicator and automatic lighting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20109031U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007033307A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Detlef Schlösser | Indicator system for bicycle, has indicator module provided with high power LEDs such as red LEDs, as lighting units, where LEDs are controlled by pulse-width modulation according to ambient brightness |
| EP2407372A1 (en) * | 2010-07-14 | 2012-01-18 | Richard Clare | Illuminight indicators |
-
2001
- 2001-05-30 DE DE20109031U patent/DE20109031U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007033307A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Detlef Schlösser | Indicator system for bicycle, has indicator module provided with high power LEDs such as red LEDs, as lighting units, where LEDs are controlled by pulse-width modulation according to ambient brightness |
| EP2407372A1 (en) * | 2010-07-14 | 2012-01-18 | Richard Clare | Illuminight indicators |
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