Das GOLD-CAP-STANDLICHT - aus Elektor 02/95 - für uns als Beispiel für die Funktion eines Gold-Cap Kondensators.

Aus Sicherheitsgründen sollten Fahrrad-Rücklichter auch bei sehr langsamer Fahrt und nach dem Ampelstopp kräftig weiterleuchten. Als Leuchtreserve bieten die als Gold-Caps bekannten Superkondensatoren in Verbindung mit sehr hell leuchtenden LEDs gegenüber NiCd-Akkus und Glühlämpchen viele Vorteile. Dabei kommt es aber auch auf eine optimale Auslegung der Schaltung an, wie unser Beitrag zeigt.
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Wenn man von den eher vom Zeitgeist denn vom technischen Fortschritt hervorgebrachten Enwicklungen wie Mountain- oder Citybikes einmal absieht, hat sich beim Fahrrad in den letzten 25 Jahren nicht viel geändert.

Das mag zum einen daran liegen, daß dieses Produkt im Grunde genommen schon vor langer Zeit eine optimale Form gefunden hat. Andererseits ist aber beispielsweise bei der elektrischen Ausrüstung unter dem Sicherheitsaspekt kaum zu vertreten, daß die meisten Räder immer noch mit dem seit Jahrzehnten unveränderten Standard-System aus Dynamo und Glühlämpchen ausgerüstet sind, das den Radler buchstäblich im Dunkeln stehen läßt, sobald er steht.

So kann doch relativ häufig der Fall eintreten, daß man mit einem unbeleuchtetem Rad an der Kreuzung steht. Wenn man als höchste Priorität ein zuverlässig funktonierendes Stand-Rücklicht ins Pflichtenheft eines Entwicklers im Elektor-Labor schreibt, ist es daher nicht überraschend, daß die Schaltung keinen Akku verwendet.
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Der Vorteil von Gold-Caps liegt bei einer hohen Zuverlässigkeit und Unempfindlichkeit, gepaart mit einem völlig unkomplizierten Lade- und Entladeverhalten, das ja dem eines Elkos gleicht. Der Nachteil einer relativ geringen gespeicherten Strommenge läßt sich bei der Anwendung im Fahrradrücklicht dadurch ausgleichen, daß man anstelle des Glühlämpchens wesentlich effizientere superhelle Leuchtdioden einsetzt.

Wenn dann auch noch durch modernste Elektronik in Form eines Miniatur-Schaltreglers für eine optimale Ausnutzung der im Goldcap gespeicherten Energie gesorgt wird, läßt sich trotz der beschränkten Kapazität eines Gold-Caps eine ausreichend lange Nachleuchtdauer erzielen.

Dadurch löst sich auch das Problem der Nachladezeit. Da die benötigte Strommenge gering ist, ist der Goldcap schon nach kurzer Fahrstrecke wieder aufgeladen und die Standlichtreserve einsatzbereit.

Die vorgestellte Schaltung ermöglicht schon nach einer Fahrzeit (mit Licht!) von gut einer Minute eine Rücklicht-Nachbrenndauer von ungefähr 3,5 Minuten, was auch für die längste Ampelrotphase ausreichen müsste.
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Ein Fahrraddynamo ist ein Wechselstromgenerator, der nominal etwa 6V bei einer Frequenz liefert, die von der Dynamodrehzahl und damit von der Fahrgeschwindigkeit abhängt. Als typischer Wert wurde bei einer Geschwindigkeit von etwa 10km/h eine Frequenz von etwa 160Hz ermittelt. Unsere Elektronik macht daraus eine Lade-Gleichspannung und regelt den Rest. Wie das zusammen mit einem Schaltregler funktioniert, ist ncht wichtig.
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Superhelle LEDs (super-luminosity) ersetzen bei uns das uralte Glühlämpchen des Rücklichts. Die Brennspannung der beiden in Reihe geschalteten LEDs beträgt ungefähr 3,6V. Für eine optimale Ausnutzung der Kapazität des Gold-Caps muß daher die anfangs zu hohe Spannung nach unten transformiert und gegen Ende der Entladung hochtransformiert werden. Einen geeigneten digitalen Spannungswandler gibt es in Form des MAX879.

Er kann bei Eingangsspannungen zwischen 1,5 und 6,2V eine konstante Ausgangsspannung von maximal 6V liefern. Das IC ist hier sinnvollerweise als Stromquelle für die LEDs geschaltet und auf einen konstanten Strom von 6mA eingestellt. Dieser Wert wurde in praktischen Versuchen als guter Kompromiß zwischen Helligkeit und Nachleuchtdauer (3.5 Minuten) ermittelt.
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