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Vélo : système d'éclairage à récupération d'énergie au freinage


Invité §Phi385Rd

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Invité §Phi385Rd

Les systèmes d'éclairage pour vélo utilisent une dynamo ou des piles ou des accumulateurs. Il y a plusieurs inconvénients : l 'éclairage à piles nécessite un changement régulier de piles et celles-ci sont de plus en plus coûteuses. Les accus rechargeables Cd-Ni ou Ni-MH ont une durée de vie beaucoup plus longue que les piles mais sont plus chers à l'achat et nécessitent un rechargement, de plus ils tombent à plat en quelques secondes sans prévenir. L'éclairage par dynamo nécessite un effort supplémentaire au cycliste, relativement faible certes, mais la dynamo freine le vélo, c'est économique mais on ne dispose pas d'un éclairage à l'arrêt contrairement aux piles ou accus.

Voici un système d'éclairage pour vélo qui combine les avantages de la dynamo et des accus sans en avoir les inconvénients. Le principe c'est que si la dynamo freine alors pourquoi pas l'utiliser comme ... frein. On roule beaucoup plus de jour que de nuit et on va recharger les accus de jour, lorsqu'on freine, pour les utiliser ensuite la nuit. Il n'y a pas de modification importante du vélo. Au lieu d'être fixée sur le cadre, la dynamo est rendue solidaire du patin de frein par l'intermédiaire d'une patte métallique. L'énergie, auparavant perdue dans les freins sous forme de chaleur, est maintenant stockée dans des accus. A l'usage le système est totalement "transparent", plus de piles à changer, plus d'accus à recharger, plus d'effort supplémentaire pour faire tourner la dynamo et on dispose d'un éclairage à l'arrêt. Ce système utilise des accus de type Ni-MH, ce type d'accu, relativement nouveau, n'a pas d'effet de mémoire et peut être rechargé par à-coups, il utilise aussi des diodes électroluminescentes (leds), à haut rendement, au lieu d'ampoules à filament de tungstène. Les patins de frein sont bien sûr conservés mais écartés de manière à ce qu'ils ne touchent la jante que lorsque la poignée de frein est à fond de course.

Le circuit électronique présenté ici est la version la plus simple avec une seule dynamo. Le courant alternatif produit par la dynamo est redressé par un pont de diodes et charge quatre accus Ni-MH montés en série.L'éclairage arrière utilise un feu standard avec des diodes leds rouges à haute luminosité mais, au lieu des deux piles de 1,5 volts, le connecteur des piles est raccordé par deux fils au boîtier qui contient les accus, le pont de diodes et l'interrupteur de mise en marche. Les deux autres accus en série permettent d'obtenir 4,8 volts pour l'éclairage avant qui utilise un phare standard modifié avec 8 diodes leds blanches. J'ai développé d'autres systèmes avec une électronique plus évoluée utilisant des accus Li-Ion et des diodes leds blanches fonctionnant sous courant constant.

Il parait que 90 % des cyclistes roulent de nuit avec un éclairage défectueux, j'apporte peut-être une solution...

 

philippe_h_1127743158_schema.jpg.12278cd30510c590c00dc6c0479a4ea7.jpg

Le schéma électrique

 

philippe_h_1127742840_freins_arriere_a_dynamos_et_boitier_electronique.jpg.f73223129572813a768eb7cc1103498f.jpg

Frein arriere à dynamos et boitier electronique

 

philippe_h_1127743125_frein_arriere_avec_les_2_dynamos.jpg.33fbed24e66dcaff20c6ff617d5f3e38.jpg

Frein arrière et ses deux dynamos

 

philippe_h_1127743135_machoire_de_frein_avec_dynamo_et_patte_de_liaison.jpg.87d169fb3c1f451dddc87009595dd4af.jpg

Machoire de frein et patte de liaison à la dynamo

 

philippe_h_1127743144_circuit_imprime_du_phare_avant.jpg.91bf260b634e1af4aa2481a14fa09b7d.jpg

Intérieur du phare avant : circuit imprimé supportant les diodes leds

 

philippe_h_1127743168_phare_avant_avec_8_leds_blanches.jpg.a643cff7bd25bb8d0fb0c639e3bfff0c.jpg

Phare avant et ses huit diodes leds

 

 

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Invité §Phi385Rd

Génial ! :bien:

 

Tu as monté ça toi meme ?

 

Ca fonctionne bien ?

 

Tu pourrais faire breveter le truc, ça doit intéresser des fabricants, ça !

 

Le principe est tellement simple que c'est difficile à breveter. Au lieu d'être fixée sur le cadre, la dynamo est fixée sur le patin de frein. De toute manière, breveté ou non, je serais copié par des fabricants en mal d'innovation. Il y a trop de cyclistes qui roulent de nuit sans éclairage et j'espère que mon idée contribuera un peu à améliorer la sécurité.

Ça fonctionne très bien car en freinant même légèrement on envoie 1 ampère dans les accus. Si les accus sont à plat il suffit de serrer légèrement les poignées de frein et les dynamos se mettent à recharger les accus. Il suffit de freiner un peu, quelques secondes, pour disposer de plusieurs minutes d'éclairage, c'est devenu possible grâce aux accus Ni-MH qui permettent une recharge par à-coups et aux diodes leds blanches qui ont un rendement élevé.

 

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Invité §Phi385Rd

Génial ! :bien:

 

Tu as monté ça toi meme ?

 

Ca fonctionne bien ?

 

Tu pourrais faire breveter le truc, ça doit intéresser des fabricants, ça !

 

Le principe est tellement simple que c'est difficile à breveter. Au lieu d'être fixée sur le cadre, la dynamo est fixée sur le patin de frein. De toute manière, breveté ou non, je serais copié par des fabricants en mal d'innovation. Il y a trop de cyclistes qui roulent de nuit sans éclairage et j'espère que mon idée contribuera un peu à améliorer la sécurité.

Ça fonctionne très bien car en freinant même légèrement on envoie 1 ampère dans les accus. Si les accus sont à plat il suffit de serrer légèrement les poignées de frein et les dynamos se mettent à recharger les accus. Il suffit de freiner un peu, quelques secondes, pour disposer de plusieurs minutes d'éclairage, c'est devenu possible grâce aux accus Ni-MH qui permettent une recharge par à-coups et aux diodes leds blanches qui ont un rendement élevé.

 

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Invité §sky536Fn

Voila une excellente idée !

 

C'est un peu le même systeme que l'on trouve sur les trains, RER et métros récents, ou un freinage électromagnétique est présent. Plutot que de perdre de l'énergie de freinage en chaleur, on la récupère sous forme de courant électrique qui est réinjecté dans les caténaires, et réutilisé immédiatement par les autres trains circulant dans le même tronçon...

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C'est nul ton truc :L Les freins, c'est pour les lopettes :ddr::W :W

 

 

 

 

 

 

Non sérieusement, c'est une idée géniale :jap: C'est juste dommage que ca risque de ne jamais etre develloppé par les fabriquants :L Le forum a quand même qu'un impact tout relatif sur le monde :p

 

Faudrait voir a le commercialiser. J'suis sur qu'il y a moyen de le breveter ou de le présenter a un truc du style concours lépine. Ca une super idée. Faudrait pas que ca reste sans suite :jap:

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Invité §gui178ss

Trés bonne idée !!!

 

Mais comment je fais, j'ai des disques :o| ???

 

Vivement que tu développe ton biniou et que ça se vende partout !!!

Change de vélo ou prend celui à tes grand parents. :lol:

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Invité §Phi385Rd

Le premier schéma ne correspond pas au vélo en photo. Voici un lien cyliste où on pourra trouver ce schéma avec deux dynamos.

http://cyclurba.free.fr/article/article_fiche.php?articleID=78

Sur le boîtier "électronique" il y a un connecteur qui permet, éventuellement, une recharge sur secteur mais en pratique elle n'est jamais nécessaire. Ce connecteur présente l'avantage de permettre la recharge des téléphones portables comme sur une prise allume-cigare d'une voiture car la tension des accus est quasiment la même que celle des blocs secteurs. Sur un vélo ordinaire on n'a pas cette possibilité...

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Invité §Ale742QJ

tout d'abord je te remerci de nous faire partager ta fabuleuse invention.

Ensuite j'aimerai savoir où est-ce que je pourrai acheter une dynamo adéquat et quels sont les types de freins qu'il faut posséder pour pouvoir installer ce système ?

 

Merci par avance.

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Invité §naj182kQ

Bonne mise en pratique... :jap:

Cependant je suggère un montage différent... car si on ne freine jamais ou trop peu on ne recharge pas les accus...

Donc je suggère de faire tourner la dynamo en permanence mais d'ouvrir le circuit lorsqu'on ne freine pas et que les accus sont assez chargés...

on complique le circuit mais on peut recharger les accus si nécessaire sans devoir freiner et plutot que monter la dynamo sur les freins, il suffit d'un simple contacteurs sur ces derniers (et au passage ton système devient compatible avec les freins à tambour dans le moyeu de la roue).

 

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Invité §kro888XN

Le circuit électronique présenté ici est la version la plus simple avec une seule dynamo. Le courant alternatif produit par la dynamo est redressé par un pont de diodes et charge quatre accus Ni-MH montés en série.

La dynamo, contrairement à l'alternateur, produit du courant continu.

C'est d'ailleur sa particularité.

Tu peux donc faire l'economie du pond de diode.

 

Par contre il faut que tu instales un régulateur de tension pour ne pas griller tes accus, car plus la dynamo tourne vite plus la tension est élevée.

 

Sinon, très bonne idée de coupler des dynamos aux machoire de frein.

As tu fait le calcul de l'energie recupéré lors des quelques secondes de freinage par rapport à l'energie utilisé pendant les heures d'utilisation la nuit ?

 

 

 

 

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Invité §Phi385Rd

La dynamo, contrairement à l'alternateur, produit du courant continu.

C'est d'ailleur sa particularité.

Tu peux donc faire l'economie du pond de diode.

 

Par contre il faut que tu instales un régulateur de tension pour ne pas griller tes accus, car plus la dynamo tourne vite plus la tension est élevée.

 

Sinon, très bonne idée de coupler des dynamos aux machoire de frein.

As tu fait le calcul de l'energie recupéré lors des quelques secondes de freinage par rapport à l'energie utilisé pendant les heures d'utilisation la nuit ?

 

Mes excuses pour une réponse aussi tardive.

Les dynamos sont des modèles ordinaires, des "Soubitez", que l'on trouve en grande surface. La tension est alternative, quasi sinusoïdale, et varie selon la vitesse de rotation, elle peut atteindre 30 volts crête à crête à vide. Ces dynamos sont des alternateurs, il faut donc un redresseur.

Il n'est pas nécessaire d'utiliser de régulateur de courant ni de régulateur de tension pour la charge car les accus Ni-Mh supportent sans aucun problème la charge par à-coups même sous un courant de 1 à 2 A. C'est un gros progrès par rapport aux Cd-Ni.

Concernant le rendement, même si on ne récupère qu'une faible partie de l'énergie au freinage, l'avantage est énorme comparé à un vélo non équipé où la totalité de l'énergie du freinage est perdue. Quelques secondes de freinage permettent d'obtenir plusieurs minutes d'éclairage "gratuit".

J'ai fait une page dans le site vélo http://cyclurba.free.fr. Mais la mise à jour fonctionne très mal et ce site ne veut pas de mes schémas et photos nouveaux.

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Invité §Phi385Rd

tout d'abord je te remerci de nous faire partager ta fabuleuse invention.

Ensuite j'aimerai savoir où est-ce que je pourrai acheter une dynamo adéquat et quels sont les types de freins qu'il faut posséder pour pouvoir installer ce système ?

 

Merci par avance.

Il faut fabriquer les pattes de liaison patin-dynamo en acier :

 

philippe_h_1137574320_patte_de_liaison.gif.8ef6b0a10c5f3af2e8d90e15fff9ca11.gif

 

Il faut retirer la patte articulée de la dynamo, conserver la partie interne du mécanisme d'enclenchement et percer un trou de diamètre 6 mm à l'endroit où se trouve la partie femelle de ce mécanisme, à mi-hauteur (il faudra que je fasse un schéma et des photos !). On visse la dynamo à une extrémité de la patte et le patin de frein à l'autre extrémité avec des vis de 6 mm.

Il faut ajuster les positions de la dynamo (par modification du cintrage de la patte) et du patin (+ ou - de rondelles) de manière à ce que la dynamo touche le pneu avant le patin lorsqu'on serre la poignée. Le freinage n'est absolument pas réduit mais au contraire son efficacité est renforcée.

 

 

Voici le schéma du circuit électronique qui utilise 2 dynamos Soubitez :

 

philippe_h_1137573296_circuit_de_charge.jpg.aaea33c10e222695780784814f73c375.jpg

 

Les 2 ponts de diodes, indispensables, et les accus sont installés sur un circuit imprimé en verre époxy. Les diodes leds blanches et rouges sont montées dans des feux Soubitez modifiés.

 

Et un circuit de "stop", sans interrupteur, car dès qu'on freine les dynamos débitent un courant, il suffit donc simplement qu'elles soient connectées au feu stop. Mais un feu de stop ce n'est pas indispensable.

 

philippe_h_1137573323_circuit_feu_stop.jpg.516b5c8f3c5ffbe091f8d2d761953478.jpg

 

Le système s'adapte facilement au système de frein cantilever, le plus courant actuellement.

 

 

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Invité §Phi385Rd

Bonne mise en pratique... :jap:

Cependant je suggère un montage différent... car si on ne freine jamais ou trop peu on ne recharge pas les accus...

Donc je suggère de faire tourner la dynamo en permanence mais d'ouvrir le circuit lorsqu'on ne freine pas et que les accus sont assez chargés...

on complique le circuit mais on peut recharger les accus si nécessaire sans devoir freiner et plutot que monter la dynamo sur les freins, il suffit d'un simple contacteurs sur ces derniers (et au passage ton système devient compatible avec les freins à tambour dans le moyeu de la roue).

 

C'est exact, le système ne marche pas chez le cycliste qui ne roule que de nuit et ne freine jamais. Maintenant je ne sais pas si ce type d'individu existe ...

Personnellement je roule beaucoup plus de jour que de nuit, je pense que c'est aussi le cas chez la plupart des cyclistes et je n'ai jamais eu de problème d'éclairage, même en hiver. La charge est toujours suffisante, d'ailleurs j'ai ajouté l'année dernière une connection qui me permet de recharger le téléphone portable, c'est pratique. Et à supposer que les accus soient à plat, il suffit de rouler un peu en serrant légèrement la poignée de frein et ça recharge aussitôt. Quelques secondes de fonctionnement des dynamos permettent plusieurs minutes d'éclairage. A noter que le système utilise 2 dynamos et à l'arrière seulement.

Le principal intérêt de mon système c'est justement qu'il ne demande aucun effort supplémentaire puisque les dynamos entrent en action uniquement lors du freinage. Même à vide, circuit de charge déconnecté, les dynamos demandent un certain effort pour tourner et freinent donc le vélo. L'autre intérêt c'est qu'il peut s'adapter à la plupart des vélos sans modification importante. Maintenant, il n'est pas interdit de faire autrement.

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Invité §naj182kQ

C'est exact, le système ne marche pas chez le cycliste qui ne roule que de nuit et ne freine jamais. Maintenant je ne sais pas si ce type d'individu existe ...

Personnellement je roule beaucoup plus de jour que de nuit, je pense que c'est aussi le cas chez la plupart des cyclistes et je n'ai jamais eu de problème d'éclairage, même en hiver. La charge est toujours suffisante, d'ailleurs j'ai ajouté l'année dernière une connection qui me permet de recharger le téléphone portable, c'est pratique. Et à supposer que les accus soient à plat, il suffit de rouler un peu en serrant légèrement la poignée de frein et ça recharge aussitôt. Quelques secondes de fonctionnement des dynamos permettent plusieurs minutes d'éclairage. A noter que le système utilise 2 dynamos et à l'arrière seulement.

Le principal intérêt de mon système c'est justement qu'il ne demande aucun effort supplémentaire puisque les dynamos entrent en action uniquement lors du freinage. Même à vide, circuit de charge déconnecté, les dynamos demandent un certain effort pour tourner et freinent donc le vélo. L'autre intérêt c'est qu'il peut s'adapter à la plupart des vélos sans modification importante. Maintenant, il n'est pas interdit de faire autrement.

Je suis d'accord sur toute la ligne...

Je brode sur le sujet... ta réalisation est astucieuse, et simple tout en assurant totalement la fonctionalité recherchée. :bien:

 

(enfin en hiver pas mal de gens ne roulent que de nuit :jap:)

 

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Invité §Phi385Rd

Le système s'adapte facilement au système de frein cantilever, le plus courant actuellement.

Je voulais dire : le système s'adapte facilement aux systèmes de freinage V-Brakes , les plus courants actuellement, comme sur le Topbike en photo, et aux Cantilever.

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Invité §Phi385Rd

Je suis d'accord sur toute la ligne...

Je brode sur le sujet... ta réalisation est astucieuse, et simple tout en assurant totalement la fonctionalité recherchée. :bien:

 

(enfin en hiver pas mal de gens ne roulent que de nuit :jap:)

De nuit on freine aussi et on limite la décharge. On ne risque absolument pas de se retrouver dans l'obscurité car même en partant avec des accus à plat il suffira de freiner légèrement de temps en temps pour maintenir l'éclairage. Jusqu'à présent je n'ai jamais eu ce problème d'accus à plat sauf quand je les ai mis volontairement à plat pour effectuer des tests. Néanmoins j'ai prévu un jack sur le boîtier pour connecter un chargeur secteur.

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Invité §Ale742QJ

bonjour tout le monde. J'aurai 3 questions :

1) Pourquoi branche-t-on les 2 dynamo en paralele et non en serie ?

2)Serait-il réellement utile de lisser la tension avec un condensateur ? Qu'est ce que cela apporte réellement à part des pertes d'energie ? La valeur de l'ondulation en tension influe-t-elle réellement sur la charge des batteries ?

3)Serait-il necessaire d'utiliser une bobine pour lisser l'intensité ?

 

merci d'avance pour vos réponses.

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Invité §Phi385Rd

bonjour tout le monde. J'aurai 3 questions :

1) Pourquoi branche-t-on les 2 dynamo en paralele et non en serie ?

2)Serait-il réellement utile de lisser la tension avec un condensateur ? Qu'est ce que cela apporte réellement à part des pertes d'energie ? La valeur de l'ondulation en tension influe-t-elle réellement sur la charge des batteries ?

3)Serait-il necessaire d'utiliser une bobine pour lisser l'intensité ?

merci d'avance pour vos réponses.

1) Sur le plan mécanique, les dynamos fonctionnent simultanément en "parallèle", mais sur le plan électrique c'est différent. Si on connecte un oscilloscope à la sortie d'une dynamo et qu'on tourne l'embout de cette dynamo on voit un signal sinusoïdal sur l'écran de l'oscilloscope. Si on se connecte à l'autre dynamo et qu'on tourne le même embout de la même dynamo on ne voit rien sur l'écran. les dynamos sont totalement indépendantes sur le plan électrique, elles ne sont en "parallèle" que sur le plan mécanique.

J'utilise deux dynamos pour équilibrer le freinage d'une part et pour doubler le courant de charge.

Je ne vois pas trop ce que pourrait apporter un montage en série des deux dynamos.

 

2) La tension en sortie des ponts de diodes est continue, condensateur ou pas. Cette tension continue c'est celle des accus. Lorsque les dynamos entrent en fonctionnement, le courant de charge fait monter cette tension (par exemple elle va passer de 5,1 volts à 5,2 volts après un coup de frein). Un condensateur n'est pas nécessaire dans ce type de montage.

 

3) Une bobine ou self de fitrage n'est pas nécessaire non plus.

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Invité §Ale742QJ

1) Sur le plan mécanique, les dynamos fonctionnent simultanément en "parallèle", mais sur le plan électrique c'est différent. Si on connecte un oscilloscope à la sortie d'une dynamo et qu'on tourne l'embout de cette dynamo on voit un signal sinusoïdal sur l'écran de l'oscilloscope. Si on se connecte à l'autre dynamo et qu'on tourne le même embout de la même dynamo on ne voit rien sur l'écran. les dynamos sont totalement indépendantes sur le plan électrique, elles ne sont en "parallèle" que sur le plan mécanique.

J'utilise deux dynamos pour équilibrer le freinage d'une part et pour doubler le courant de charge.

Je ne vois pas trop ce que pourrait apporter un montage en série des deux dynamos.

 

Si j'ai bien compris, une dynamo se comporte comme une source de courant et non comme une source de tension. Mais pourquoi ?

 

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Invité §Phi385Rd

Il y a bien charge des accus par l'ensemble dynamos + ponts de diodes , c'est donc une source de courant. Mais pour qu'il y ait charge il faut aussi que la tension en sortie du pont de diodes soit supérieure à la tension des accus, c'est donc aussi une source de tension.

Michel Julier est un fan de vélo et aussi docteur ès-sciences. Il a consacré une page Web à la physique interne de la dynamo. Le lien :

http://mjulier.free.fr/feu-rouge.html

 

 

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