Nábojové dynamo SON28 osazené v koloběžce

Text a foto: Stanislav Holík

S koloběžkou v níže popsaném stavu jsem najel asi 1000 km, takže se mohu podělit o své zkušenosti. "Nejsystematičtější výzkumníci" v oboru dobíjení čehokoliv z dynama jsou němci. Je to asi dáno tím, že jednak jde o dost cestovatelský národ, jednak si potrpí na takovéto vychytávky. Na stránkách v https://fahrradzukunft.de jsou mraky testů a zkušeností.

Po prvotním cca dvoutýdenním usilovném testování dynama a vlastních zkušebních obvodů přišla čtyřtýdenní mezera vyplněná stavbou garáže, během které jsem také čekal na to, až dorazí profi USB charger.

Předpokládám, že hlavními kupci nábojového dynama jsou ultramaratonští závodníci, pro které je při jejich přejezdu napříč Evropou každá minuta drahá. Do téhle kategorie nepatřím, jezdím už dost poklidně a pokud možno mimo civilizaci.

Přesto, pro mé letní cestovatelské návyky, kdy jsem zvyklý spát v bezprostřední blízkosti projížděné trasy a málokdy se tak dostanu k elektrické zásuvce, se použití dynama jeví jako optimální. Dostanu se tak do situace, kdy jedinou věcí, kterou potřebuji čas od času někde sehnat, je voda.

Zároveň to ale předpokládá mít v životě k dispozici buď dvě koloběžky - jednu s dynamem na vícedenní výlety, druhou bez dynama na kratší trasy. A nebo v jedné koloběžce střídat přední kolo. Důvodem je to, že je škoda "ojíždět" dynamo v době, kdy ho nepotřebuji. Třeba i pro podzimní dojíždění za tmy do práce/z práce mi to přijde zbytečné když používám světlo, které lze v cíli dobít běžnou USB nabíječkou. Na druhou stranu, dynamo přináší pocit určité nezávislosti - nemusím plánovat, v kolik hodin pojedu z práce, myslet na to, že z hospody domů musím vyjet za světla, …

Klíčovým bodem je nalezení rozumného kompromisu mezi zvýšeným jízdním odporem, způsobeným zatíženým dynamem, a elektrickým výkonem který je dynamo schopné poskytovat.

Vzniklý jízdní odpor musí být natolik malý, aby mě to ještě neotrávilo od další jízdy, elektrický výkon dynama musí být tak velký, aby dostačoval pro nabití používaných spotřebičů. Lze to ovlivnit jednak volbou typu dynama, jednak výběrem, do jak velkého kola ho osadit. Pro mne to byl krok do neznáma. Přitom už od začátku bylo jasné, že pro koloběžku bude nutné zvolit co nejkvalitnější (a tedy i dost drahý) typ dynama. Proti kolu má totiž značný rychlostní hendikep.

Maximální nabíjecí výkon, který bych mohl v nějaké verzi osazení získat, jsem odhadoval na 7 W, to se mi ale zdálo už skoro moc (tolik dřít navíc se mi nechce). Proto jsem pro začátek zvolil osazení dynama SON28 na 26" kolo i pro moje předpokládané pomalé jízdní tempo. Pokud by to nestačilo, přehodil bych ho dozadu na dvacítku.

A nyní jak to dopadlo

Dynamo je zapletené v ráfku Remerx Dragon L-719 (stejný typ, jako je na verzi bez dynama), nejprve dvakrát křížený výplet se mi moc nezdál a tak jsem to později přepletl na třikrát křížený (dráty SAPIM nerez). Plášť Schwalbe Marathon 26x1,5 (na originále byl 1,75, šel jsem tedy do užšího, tím pádem se hůř porovnává nakolik má dynamo vliv na změnu jízdního odporu). Koloběžka je Morxes Vendeta, v provozu od léta 2016 a s najetými cca 15 000 km, víceméně stále v původním stavu. Pro zajímavost - už ani nesundávám přední nosič Sport Arsenal, typ nevím, mám ho od roku 1998, bohužel už se nevyrábí.

Začátek ale nebyl hned veselý. Když jsem dynamo vzal poprvé do ruky, tak jsem se docela leknul - vždyť to jde ztuha jako staré přítlačné dynamo, které dnes znají už jen pamětníci. Zázraky se prostě nekonají, to bude katastrofa. Už proto jsem se rozhodl ho zaplést do přední šestadvacítky a ne do zadní dvacítky (s tím jsem počítal původně), kde by kladlo větší odpor. Postupně se ale začaly věci obracet k lepšímu. Už po zapletení ráfku při jeho centrování se kolo točilo docela obstojně, po nasazení těžkého pláště už je rozdíl oproti běžné nábě skoro neznatelný.

Na volně se protáčejícím kole zvednutém do vzduchu je to samozřejmě v okamžiku kdy se kolo zastavuje znát, jde o typický skokovitý odpor který si pamatuji ze starých přítlačných dynam. Přítlačné dynamo už žádné doma nemám, ale odhaduji (protože kdysi jsem se s ním najezdil dost), že odpor proti tomuto starému řešení klesnul asi tak na čtvrtinu.

Pokud jde o skutečný jízdní odpor při praktické jízdě, tak po pravdě musím přiznat, že jeho nárůst je pod moji rozlišovací úroveň. Nejsem ani schopen rozpoznat rozdíl mezi stavem, kdy dynamo běží naprázdno (tedy s minimálním mechanickým odporem) a když dynamo běží do odporové zátěže (a na připojeném multimetru vidím, že z něj ten elektrický výkon skutečně odebírám). Možná, kdybych měl dvě identické koloběžky, jednu s dynamem a druhou bez a mohl je rychle střídat, tak snad bych to poznal.

I pro moje relativně pomalé ježdění je ta 26" varianta tak akorát. Osazovat to do 20" kola (kde by díky vyšším otáčkám dávalo vyšší výkon) zatím nepotřebuji. Při celodenní průměrné rychlosti 15 km/hod se výstupní výkon pohybuje většinou kolem 4 W, což stačí pro trvalé napájení navigace a současně dobíjení dalšího zařízení, třeba kamery nebo tlačítkového telefonu. Pro dobíjení žravějšího dotykového telefonu nebo tabletu, které z "obyčejné" nabíječky vyžadují většinou alespoň 5W, už je potřeba zrychlit na 20 km/hod a nemít připojeno nic dalšího.

Dynamo prioritně dobíji navigaci Mio Discover, kamerku NiceBoy, příležitostně pak telefon POCO a foťák RX100. Dobíjení světla jsem neřešil protože přes noc moc nejezdím a světlo tak zapínám jen v tunelech a nebo v noci při nocování když mi začne něco běhat kolem spacáku. Pokud bych koloběžku použil na nějakou delší trasu kdy by bylo nutné jezdit i v noci, hledal bych světlo, které lze napájet přímo z dynama (to je nejefektivnější řešení), výkonově už by to ale bylo na hraně protože při zapojení světla už nezbývá energie na dobíjení dalších zařízení.

Pro nabití velkého telefonu (s úhlopříčkou 6,5" a baterkou 6000 mAh) z 0 na 100% bych potřeboval jet např. 10 hodin rychlostí 12 km/hod nebo 5 hodin rychlostí 21 km/hod. Kdo jezdí rychleji, tak to dokáže určitě dřív. Možné maximum z dynama SON28 jsem naměřil kolem 9,5 W při rychlostech 30-35 km/hod. V podstatě ale platí, že i když je celou dobu jízdy telefon v provozu, energie v jeho baterce stále mírně vzrůstá a to platí i v případě s trvale zapnutým displejem. Je tedy možné ho používat jako navigaci i k občasnému volání a energie mu chybět nebude i když ho nebudu dobíjet po celou dobu jízdy, nějaký čas vyhradím i pro nabíjení dalších zařízení.

Já ovšem mám radši na řidítkách navigaci - jednak je míň náchylná na případné mechanické poškození, jednak je líp čitelná na slunci a snese i trochu deště. Telefon vytáhnu jen občas když se chci na mapy.cz podívat, jestli není něco zajímavého v okolí.

Něco o krabičce nazývané USB charger
(z napětí od dynama vyrábí stabilizované napětí 5V do USB konektoru)

Aby se maximalizoval elektrický výkon získaný z dynama, je vhodné pro každou jednotlivou rychlost zvolit optimální zapojení vstupních obvodů USB chargeru. Je to proto, že parametry dynama se mění s otáčkami. Proto většina kvalitních typů obsahuje mikroprocesor, který dle otáček nastavuje optimální režim. Typů existuje celá řada, ty nejlepší jsou ale dost drahé, většinou to je tím, že jejich produkci má na svědomí "firma jednoho muže", který stojí za vývojem a postupným zlepšováním a tu cenu za čas strávený zkouškami a vývojem potřebuje rozpustit do nepříliš velkého počtu prodaných kusů.

Při vlastnoruční výrobě bych to mohl co nejjednodušeji udělat tak, že odladím zapojení pro mou nejběžnější rychlost (např. 13-15 km/hod) s tím, že pro jiné rychlosti už to nebude optimální, ve vyšších rychlostech to ale nevadí, protože dynamo dává i víc výkonu. Takhle jsem si s tím hrál asi dva týdny a pak se rozhodnul přeci jen koupit profesionální výrobek.

Nakonec jsem u Jense objednal Forumslader V6 (novinka roku 2021) který funguje tak, že na základě četnosti pulsů z dynama přepíná vstupní obvody do pěti verzí. Zjednodušeně řečeno, funguje to jako pětistupňová převodovka v autě. Z hlediska účinnosti v širokém rozsahu rychlostí nic lepšího momentálně neexistuje. Výhodou i nevýhodou je použití tří Li-ion článků. Je to docela blbý počet pro případ, že bych je chtěl udělat výměnné (pro použití např. do čelovky v době mimo jízdu je těžko vybiju všechny stejně). Jens se tomu věnuje už řadu let (viz jeho stránky http://www.forumslader.de).

Proti předchozí verzi V5 (kterou nyní doprodává za nižší cenu) má V6 výhodu v tom, že k přepínání zapojení dochází v rychlejších intervalech (protože mikroprocesor rychleji vyhodnocuje akutální rychlost), což je snad vhodné právě pro koloběžku, kde rychlost pravidelně s každým odrazem kolísá (především při jízdě do mírného kopce). I z toho důvodu jsem nevolil starší a levnější V5, která má o trochu delší rozhodovací časy. Tohle zařízení má i spoustu dalších funkcí, které zatím nevyužívám - přes bluetooth lze na telefonu zobrazit prakticky totéž, co umí každý lepší cyklocomputer: rychlosti, vzdálenosti, průměry, doby jízd, venkovní teplotu, nastoupané metry, max. projetou výšku, nejprudší sjezd, nejprudší výjezd (na základě integrovaného měřiče barometrického tlaku) a pro každý výlet se tyto údaje ukládají do interní paměti, tedy si je lze zpětně prohlížet.

Technický fanda by mohl po celou dobu jízdy koukat na displej telefonu a kromě rychlosti, výšky atd. sledovat momentálně vyráběný výkon, odebíraný výkon, napětí vnitřního akumulátoru a jeho momentální kapacitu. Přes bluetooth připojený telefon není ale potřeba mít zapnutý pořád - pro rychlou orientaci o stavu zařízení stačí sledovat indikační diodu (červená/zelená, počet bliknutí).

Trochu byl problém s dodací lhůtou - nejdřív jsme se skoro týden domlouvali jakou verzi bych potřeboval (Jens nečte poštu každý den), po zaplacení jsem pak čekal další tři týdny na balíček z Německa. Důvod je ten, že si určitě dává externě osazovat desky v dávkách a zrovna byl ve fázi, kdy z poslední dávky už nic neměl. S tím je třeba počítat.

V pravém horním rohu www stránek (v němčině) má napsány dodací lhůty 3 týdny sada/14 týdnů zkompletované zařízení, toho jsem si ale všimnul až později, původně jsem myslel, že to udává počet návštěvníků na stránkách :-) Zvolil jsem variantu DODO (dodělej doma), která obsahuje kompletně osazenou a zkontrolovanou desku a k ní díly pro vlastní připojení kabeláže. Díky tomu je trochu levnější a kabely si může každý udělat tak, jak mu to nejvíc vyhovuje.

USB charger je tedy v samostatné brašně. Má to své výhody: snad se tolik netřese oproti verzi v trubce řízení, snadno ho po dovolené zase sundám, na jeho výstup jsem si mohl dovolit osadit zdvojenou USB zásuvku (pro dosažení max. účinnosti je efektivnější dvě zařízení s malým nabíjecím proudem dobíjet současně namísto toho, abych dobíjel každé zvlášť a dynamem aktuálně vyrobený přebytek energie cpal do vnitřního akupacku). Typicky tak současně dobíjím navigaci a kameru. Naopak, větší mobil (v dnešní době prakticky jakýkoliv dotykáč) dokáže aktuální výkon z dynama využít beze zbytku, ten je tedy dobré dobíjet samostatně.

První dny zkoušek jsem se samozřejmě neubránil tomu nainstalovat na telefon příslušnou aplikaci Forumslader, telefon chytil na řidítka a pak skoro celou dobu jízdy koukal na stránku Accu zobrazující výkon z dynama, výkon do připojeného zařízení, výkon do/z vnitřního accupacku, celkovou vyrobenou/spotřebovanou energii atd. :-) Pěkná vychytávka, ale na delší cyklovýlet se bez toho snad lze obejít a vyrobenou energii radši šetřit na potřebnější věci, než trvale rozsvícený displej telefonu.

Ale alespoň mi to zjednodušilo energetické měření. V podstatě jsem si ověřil, že platí naměřené grafy uvedené např. v https://fahrradzukunft.de/28/steckdose-unterwegs-7/ - zde to platí pro starší (a nyní levnější) verzi V5. Zdá se, že i když na V6 přibyly další dva přizpůsobovací stupně, energetický přínos při stálých rychlostech to až tak velký nemělo. V6 tak proti V5 má vést především plynulejšímu a rychlejšímu zobrazování údajů pro bluetooth a pak rychlejšímu rozhodovacímu algoritmu pro přepínání vstupních obvodů na základě aktuální rychlosti. V6 by tak měla dosahovat vyšší účinnosti v případech rychlého kolísání rychlosti (což je právě typické pro koloběžku). Alespoň tohle mi jeho výrobce tvrdil.

Pozn.: Aplikaci pro mobil s přenosem dat přes bluetooth má ještě USB charger Appcon 3000, prodávaný za 229 EUR jako hotový výrobek.

Předpokládám, že prakticky ze stejných důvodů jako u koloběžky je stejné řešení vhodné pro jízdu na horském kole v obtížnějším terénu, kdy většinu doby strávím pomalou jízdou do kopce a doba strávená rychlejší jízdou z kopce je poměrně krátká. Tam je také potřeba vydolovat z dynama maximum možného. Naopak, pokud někdo uvažujete o tomto dynamu a jezdíte na silničním kole nebo silniční koloběžce (tzn. většinu času po asfaltu rychlostí nad 20 km/hod), tak řešení problematiky efektivity USB měniče vás vůbec nemusí zajímat. Tam uspokojivě funguje prakticky všechno, co je na trhu k dispozici,. V cenách od 30 EUR a rozdíly mezi nimi jsou v těchto rychlostech většinou nepodstatné. Případně to lze jednoduše postavit za cenu od 100 Kč + cena té nejmenší powerbanky (cca 200 Kč).

Základní resumé ohledně dynama SON28 pro koloběžkáře je následující:

1. Rekreační jezdec, jezdící hodně pomalu, využije plný výkon dynama při montáži do 20" kola (přestože SON28 je prioritně určen pro osmadvacítku). Odpor by už byl asi trochu znát, ale pořád je příjemně malý (s velkým odporem přítlačného dynama se to vůbec nedá srovnávat). Výhodou osazení do dvacítky by byl vyšší produkovaný elektrický výkon. Já to u své koloběžky s koly 26"/20" do zadního kola nedal kvůli obavě před poškozením kabeláže pod stupátkem (už i bowden brzdy který vede mezi trubkami mám dost orvaný - stačí šikovně najet na úzký špičatý kámen a je to hned). Možná pokud časem pořídím skládačku 20/20, tak pořídím ještě jedno dynamo.
2. O trochu rychlejšímu jezdci stačí dát dynamo do 26" kola, získaný elektrický výkon je sice trochu nižší, ale odpor dynama je už téměř neznatelný (já sám to nejsem schopen během jízdy poznat).
3. Sportovně založený jezdec klidně může dynamo osadit do osmadvacítky, odpor bude nepostřehnutelný a díky své běžné rychlosti jízdy (předpokládám nad 20 km/hod) bude i tak získávat maximum z dynama, což je 6-9 W (dle verze USB měniče).

Je dobré preferovat USB měnič se zabudovaným akupackem. Ten, oproti verzi bez něj (doplněné externím akupackem - powerbankou), dosahuje vyšší účinnosti díky tomu, že odpadnul jeden převod napětí.

Patrně by se s tím dal jet i nějaký nonstop závod, na uživení navigace celý den bohatě stačí, takže po setmění lze výstup z dynama přepnout pouze na světlo, navigace by pak celou noc (alespoň v mém případě) měla vydržet jet na svůj vnitřní akumulátor.

Na závěr ještě výstupní výkon produkovaný dynamem platný pro popsanou konfiguraci:

Nějaký výkon tedy začíná dynamo dávat od rychlosti 4,5 km/hod, se zvyšující se rychlostí pak výkon roste skoro lineárně až k 30 km/hod, kdy růst začíná zpomalovat a po chvíli pak začíná klesat.

Maximální výkon dynama je cca 9,5 W při rychlosti kolem 33 km/hod. Při dalším zvyšování rychlosti pak postupně začne klesat, při 40 km/hod už je jen kolem 7 W a na této hodnotě zůstává do 50 km/hod (při rychlejší jízdě jsem to už nesledoval). Vše platí pro 26" kolo.

V testu bylo použito dynamo SON28 vyráběné v Německu. Firma SON patří jednoznačně ke špičce ve svém oboru a produkuje nejlepší dynama na světě a LED osvětlení kol. Vynikají především nízkým odporem a velkým výkonem. Pokud jsou světla vypnutá, odpor je tak minimální, že jej ani nerozeznáte. Ve 30 km/h vás zbrzdí jen o 0,1 km! Se zapnutými světly pak budete pomalejší o pouho pouhých 0,7 km/h.