Fahrradzukunft

Ausgabe 13

April 2011

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Steckdose unterwegs – Teil 3

Nabendynamo-Ladeadapter im Vergleich

von Andreas Oehler

Dieser Artikel ist ein Update zu Steckdose unterwegs aus Fahrradzukunft 11 und Steckdose unterwegs – Teil 2 aus Fahrradzukunft 12.

Mittlerweile gibt es eine große Auswahl an Nabendynamo-Ladeadaptern auf dem Markt. Gerade kamen zwei neue Modelle dazu. Die Hersteller sind so unterschiedlich wie es nur geht:
Das Ein-Mann-Startup-Unternehmen Softhema steht dem multinationalen Handy-Hersteller Nokia gegenüber.

Die beiden Geräte sind hingegen ähnlich auf das Wesentliche reduziert:
Sie erzeugen aus der ungeregelten Wechselspannung des (Naben-)Dynamos USB-kompatible 5 Volt und über 500 Milliampere.

Kurzvorstellung Ladeadapter

Softhema S25A

Harald Stübinger ist ein junger Elektroingenieur in Nürnberg, der mit viel Engagement und Liebe zum Detail fast alles selber macht: Entwicklung, Fertigung, Vertrieb, Service. Das beiliegende Handbuch ist das größte und schwerste im Lieferumfang. Auf vielen Seiten wird Anschluss und Betrieb gründlich erläutert. Vorbildlich!

Bild 1: Softhema S25A

Das Gerät selber besteht auf den ersten Blick nur aus Kabel, dem Mini-USB-Stecker, drei Messinghülsen zum Anschluss an den Rest der Fahrrad-Elektrik und einem Schalter. Die eigentliche Lade-Elektronik mit grüner Status-LED verbirgt sich in einem Stück Schrumpfschlauch in der Mitte des Kabels. Der Schrumpfschlauch mit Kleberfüllung sorgt für eine wasserdichte Abdichtung der Elektronik. Das Gesamtgewicht ist mit 27 Gramm sensationell niedrig. Da es so leicht ist, kann auf eine aufwändige Befestigung verzichtet werden. Der Lieferung liegen ein paar Kabelbinder zur Montage bei. Das funktioniert. Aber nicht jeder wird es wollen, das Gerät ständig am Fahrrad zu lassen.

Schalter und Anschluss sind dafür vorgesehen, manuell zwischen Lichtbetrieb und Ladebetrieb umzuschalten. Machbar ist aber auch ein Anschluss parallel zur Lichtanlage mit der Möglichkeit, per Schalter den Lader von der Lichtanlage zu trennen.

Beim Betrieb am Nabendynamo ohne angeschlossenen Verbraucher fällt bereits bei gemütlicher Fahrt auf, dass die Elektronik ziemlich heiß wird. Das liegt an Zenerdioden, die die Eingangsspannung auf ca. 15 Volt begrenzen, um den Schaltregler zu schützen. Wenn die Temperatur ein gewisses Maß übersteigt, schaltet eine Schutzschaltung das Gerät komplett ab. Die grüne »Power Good«-LED erlischt für einige Sekunden. Mit angeschlossenem Verbraucher muss man relativ sportlich unterwegs sein, um eine deutliche Erwärmung zu spüren.

Bestellen kann man das Softhema S25A momentan am einfachsten direkt beim Hersteller. Der Preis liegt bei 89 €. Das ist im Vergleich nicht billig – allerdings hat man hier ein Produkt »Made in Bayern« mit schnellem und kompetenten Service. Später im Jahr 2011 soll es von Softhema noch weitere Varianten des Produktes geben mit anderem Schaltregler und kleinem Akkupuffer. Man darf gespannt sein!

Nokia DC-14

Vor etwa 2 Jahren rief mich ein Produktmanager von Nokia an und fragte, ob ich nicht an der Entwicklung eines Handy-Dynamo-Ladegerät für den afrikanischen Markt mitwirken wolle. Das ganze sollte in erster Linie sehr billig sein. Die Aussicht auf mühsame Zusammenarbeit mit in erster Linie kaufmännisch denkenden Konzernmitarbeitern und vielen Reisen ins ferne Finnland schreckten mich damals ausreichend ab. Scheinbar hat Nokia aber einen anderen Partner gefunden.

Bild 2: Nokia DC-14

Wenn man die Verpackung des DC-14 öffnet fällt der Blick zunächst auf den chrom-glänzenden Dynamo samt schwerer Stahlblech-Schelle: Eine gar nicht mal schlechte Kopie eines Union-Dynamos aus den 70er Jahren. Dieser funktioniert durchaus – wenn man mit dem Lärm und den hohen Verlusten leben kann. Die Lade-Elektronik versteckt sich in einem unauffälligen dunkelgrauen Kunststoff-Kästchen von der Größe einer Streichholzschachtel.

Befestigt werden soll es mit dem beiliegenden Silikon-Band, dass Lader und Handy gleichzeitig an den Lenker schnallt. Anschluss ans Mobiltelefon erfolgt mit Nokias 2-mm-Hohlstecker. Um andere Geräte zu laden, muss man dieses Kabel halt abschneiden. Mit 42 Gramm ist auch das Nokia DC-14 sehr leicht, zudem die Kabel hier länger sind als beim Softhema S25A.

Die Bedienungsanleitung ist das exakte Gegenteil zum Softhema-Heft. Ein dünnes Faltblatt mit vielen schwerverständlichen Zeichnungen sowie knappem Text in vielerlei Sprachen. Dominiert wird der Text von Warnhinweisen. Natürlich soll man das Gerät nur mit dem beiliegenden Dynamo versorgen und nur Nokia-Handys aufladen. Im Text finden sich Stilblüten wie »Wenn Sie gleichzeitig den Dynamo an einen Fahrrad anschließen, wird das Mobiltelefon nicht ordnungsgemäß geladen.«.

Als mutiger Mensch ignoriert man Nokias mahnende Worte, klemmt die Zuleitungskabel an einen Nabendynamo und schließt andere Verbraucher an. Es funktioniert! Noch mutiger geworden, schaut man, was das Gerät denn bei schneller Fahrt ohne angeschlossene Verbraucher macht. Leider endet der Versuch bei reichlich Tempo 30 mit der finalen Einstellung der Funktion.

Das erleichtert dafür die Überwindung, das spritzwasserdichte Gehäuse aufzubrechen und die inneren Werte zu würdigen. Zwei Kondensatoren mit 680 µF/50 V glätten die gleichgerichtete Dynamo-Spannung. Die Schaltregler-Elektronik auf der zweiten Platine ist relativ komplex. Eine vergleichsweise aufwändige Lösung bei dem niedrigen Straßen-Preis von 30–40 €.

Die hier folgenden Messungen wurden an einem zweiten Gerät durchgeführt, an dessen Eingang mittels Zenerdioden (konkret: 4 in Reihe geschaltete BZW04-7V8B) die Nabendynamo-Spannung auf reichlich 35 Volt begrenzt wird. Das verschlechtert den Wirkungsgrad bei schneller Fahrt und sparsamen oder nicht vorhandenem Verbraucher, sorgt aber für schadlosen Betrieb bis weit über 70 km/h an kräftigen Nabendynamos.

Bild 3: Das Innere eines Nokia DC-14

Ladeleistung im Test

Alle beschriebenen Ladeadapter wurden in gleicher Weise getestet wie in Steckdose unterwegs in Fahrradzukunft 11. Die vergleichbaren Modelle ohne Akkupuffer aus dem vergangenen Test tauchen in den folgenden Diagrammen als Referenz mit auf.

Bild 4 zeigt, dass das Softhema S25A bei sehr langsamer Fahrt weniger Leistung an das angeschlossene Smartphone liefert als die Mehrheit der etablierten Konkurrenzprodukte. Selbst der simple »Minimal-Lader« nur aus Gleichrichter, Glättungskondensator und Zenerdiode liefert bis Tempo 15 mehr Strom. Das Nokia DC-14 bewegt sich im Mittelfeld, was die Ladeleistung bei langsamer Fahrt angeht.

Bild 5 zeigt, wie das Nokia-Gerät mit einem hervorragenden Wirkungsgrad glänzt, der bis an das Niveau des E-Werk von Busch&Müller heranreicht. Bis etwa Tempo 20 km/h zeigt auch das Softhema S25A einen guten Wirkungsgrad. Bei schnellerer Fahrt sinkt der Wirkungsgrad jedoch rapide. Das angeschlossene Smartphone MDA Compact nimmt (wie viele ältere Smartphones) nur etwa 420 Milliampere Ladestrom auf. Ein stromhungrigerer Verbraucher würde für guten Wirkungsgrad auch bei höherem Tempo sorgen. Bei Tempo 30 km/h am SON28 kann das S25A bis 900 mA liefern. Das Nokia DC-14 liefert im Vergleich maximal etwa 740 Milliampere:

Bild 4: elektrische Leistung an Handy MDA Compact
Bild 5: elektrischer Wirkungsgrad

Das Verhalten im Leerlauf, also ohne angeschlossenen Verbraucher, kann man eigentlich keinem der beiden hier getesteten Geräte zum Vorwurf machen. Den originalen Reibraddynamo des Nokia DC-14 wird man kaum ohne angeschlossenes Handy herumlärmen lassen. Beim Softhema S25A hat man einen Schalter, um die Ladefunktion bequem abzuschalten, Trotzdem ist interessant zu sehen, wie sich die Geräte verhalten, wenn das angeschlossene Mobilgerät voll geladen ist oder der Stecker aus dessen Ladebuchse rutscht. Beide Geräte liefern im Leerlauf saubere 5,0 Volt.

Das Nokia DC-14 schlägt sich in dieser Disziplin ebenfalls hervorragend und hat ebenso vernachlässigbare Leerlaufverluste wie das E-Werk von Busch&Müller. Beide kann man getrost dauernd eingeschaltet lassen. Das Softhema S25A konsumiert hingegen ab Tempo 25 mehr elektrische Leistung, als eine übliche Fahrrad-Lichtanlage benötigt. Bei Nicht-Gebrauch lohnt es sich also unbedingt, den Aus-Schalter zu benutzen.

Bild 6: elektrische Leistungsaufnahme im Leerlauf

Der Betrieb des Ladegerät parallel zur eingeschalteten Fahrradbeleuchtung wird eigentlich sowohl von Nokia als auch Softhema in der Bedienungsanleitung explizit ausgeschlossen. Trotzdem wird es für viele Nutzer interessant sein, ob man bei Nacht nicht sowohl die Fahrradleuchten als auch das Navigations-Gerät versorgen kann.

Wer in erster Linie viel Strom am Ladegerät nutzen will, scheint mit dem Nokia DC-14 sehr gut bedient zu sein. Bei zügiger Fahrt liefert der Lader mehr als 1,5 Watt – bei noch akzeptabler Beleuchtungsstärke des parallel betriebenen Edelux-Scheinwerfer und normal leuchtendem Rücklicht. Das Softhema S25A liefert so betrieben deutlich weniger Strom, allerdings hat man so auch merklich mehr Licht vom Scheinwerfer.

Bild 7: Leistung bei eingeschalteter Lichtanlage

Daten im Überblick

Tabelle 1: Daten im Überblick
Typ Hersteller/
Erbauer
Gewicht (mit Zuleitung, ohne Halter) Preis Ausstattung Zubehör Leerlauf-
Spannung bei 20 km/h
Max. Strom bei 4,2 V bei 20 km/h Verhalten mit Fahrradlicht Abdichtung
S25A Softthema 27 g 89 € 1 × Mini-USB-Stecker, Zuleitungskabel, Schalter, Kontroll-LED   5,04 V 605 mA Beleuchtung etwas reduziert, 0,8–1,3 W Ladeleistung Elektronik wasserdicht in Schrumpfschlauch
DC-14 Nokia 43 g 39 € 1 × 2-mm-Hohlstecker, Zuleitungskabel Befestigung zusamen mit Mobiltelefon mittels Silikonband, Reibraddynamo 5,02 V 555 mA Beleuchtung deutlich reduziert, 1,1–1,6 W Ladeleistung Gehäuse spritzwasserdicht

Zum Autor

Andreas Oehler (40) arbeitet als Maschinenbauingenieur beim Fahrradbeleuchtungshersteller Schmidt Maschinenbau.

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