Dynamo's, overwegingen

Sterkere magneten (of een kleinere afstand tussen de magneten en de inductor) resulteren in grotere pieken in aantrekken/afstoten (dat afstoten geeft de punten waar je moeite moet doen om er voorbij te komen) en misschien een iets efficiëntere dynamo, maar dat hangt helemaal af van de constructie. Vergelijk het eens met auto dynamo's, waarin het magneetveld veranderd wordt wat in een efficiëntie van ca. 60% resulteert over een groot bereik, terwijl naafdynamo's tot ca. 60% komen bij een bepaalde snelheid. Ik meen dat de lightspin dynamo (wordt niet meer gemaakt) een soortgelijke techniek gebruikte (maar die kwam zeker niet tot het beweerde 85% rendement, maar vergelijkbaar met de SON28 tot iets meer dan 60%).

In het volgende ga ik van een SON 28 uit. Je kunt het aantal polen voelen door het wiel met de hand rond te draaien; er zijn 26 posities waar het wiel in dezelfde stand blijft staan, als je het iets vooruit/achteruit wil draaien kost dat moeite. Bij een Shimano naafdynamo, ook ingebouwd in een wiel, was het veel moeilijker die stabiele posities te vinden en dus te tellen. Dit betekent dat de magneten in de Shimano niet zo sterk zijn (of de afstand tussen magneten en het staal waarom het draad gewikkeld is, is groter). Bij een losse naafdynamo is dat overigens veel gemakkelijker te bepalen. Bij de Shimano naafdynamo's zijn er 28 polen. Dat verschil maakt veel uit voor trillingen zoals de tests met de SP naafdynamo's in 2011 heel duidelijk maakten.

De snelheden waar ik de trillingen voel bij de SON 28 zijn i.h.b. meervouden van ca. 7,5 km/h. Dat betekent, wanneer je ziet dat de omtrek van het wiel iets meer dan 2 m is (ca. 2,12m bij gebruik van een 37-622 band), en de dynamo 26 polen heeft, dat de trillingen meervouden van ca. 26 Hz zijn (7,5 km/h is iets meer dan 2 m/s), en bij 22 en 30 km/h is de frequentie ongeveer 75 Hz en 100 Hz. Dit hangt af van de resonantie frequentie (van wiel + vork in de fiets) en het hangt af van wiel massa (band) etc. hoeveel je merkt van die trillingen en wat de exacte frequentie (en dus de snelheid waarbij je trillingen opmerkt) is op een gegeven fiets.

De resonantie frequentie zal altijd laag zijn (klein aantal polen in een naafdynamo, en de langzame rotatie snelheid van het wiel en dus de as), en omgekeerd zal de sterkte van iedere 'schok' groot zijn, vandaar dat de beste manier om dit tegen te gaan zou zijn om het aantal polen in de naafdynamo te vergroten. S-Ram gebruikt 36 i.p.v. 26 en 28 van Schmidt resp. Shimano, maar een naafdynamo met tandwielen om de dynamo sneller te laten draaien is een andere methode om er te komen. De enige naafdymamo met dat systeem is de Renak Enparlite, die wel lawaai van de tandwielen heeft. Ik had steeds het voornemen de Renak Enparlite te gaan testen maar ben er nog niet aan toegekomen.

Wat ik al bij de eerste versie van deze pagina's over fietsverlichting (in 2008) opmerkte: De beweging in de voorvork, die natuurlijk niet 100% stijf is, maakt resonantie mogelijk. Een achterwiel naafdynamo zou dan ook beter zijn, want dan is bijna de hele massa van de fiets een tegenwicht voor de schokken van de naafdynamo.

Nog iets wat de resonantie beïnvloedt is de electronica in de koplamp. Zo is de Edelux één van de slechtste koplampen in dit opzicht... Naafdynamo's test ik altijd met dezelfde lamp zodat de ervaringen met de naafdynamo's vergelijkbaar zijn, en dat is de Edelux. Ik test naafdynamo's ook altijd op dezelfde fiets waarop ik alle andere naafdynamo's heb getest, en met dezelfde of bijna dezelfde band qua grootte/gewicht (ca. 32-622). Actually I test dynamo hubs with other headlamps/tyres/bikes too, but my conclusion is really based on the one with the Edelux in my standard bike and nearly the same rim/tyre (changes in those don't matter all that much in my tests) because it shows the vibrations most.

Toevoeging 2011-3-14: Het vaster zetten van de snelspanner van de SON28 zoals me is aangeraden zorgt er niet voor dat de trillingen verdwijnen. Dit heeft niets met het probleem te maken. Als de snelspanner niet vast genoeg zat, zodanig los dat de as iets kan bewegen, dan zou de SON28 om zijn as gaan draaien vanwege de weerstand door de magneten en door de inductie, en dat zou de kabel naar de koplamp strak trekken. Zoiets merk je echt wel! (vooruit dan, theoretisch gezien is er een kleine kans in een bepaald geval, zie beneden voor meer hierover) De snelspanner was behoorlijk goed vastgezet in al mijn tests en de SON28 geeft simpelweg meer trillingen dan de andere naafdynamo's. Die trillingen verdwijnen bij de andere naafdynamo's ook echt niet als je de snelspanner vaster zet. Wat de trillingen wel kan beïnvloeden is het balhoofdstel. Als dat te los afgesteld is worden de trillingen beter merkbaar. De tests met de SON28 zijn allemaal gedaan met een goed afgesteld balhoofdstel dus dat was ook niet van invloed.

Nog te vertalen naar NL: Btw., the guy who suggested this tightening the skewer is Peter White, who almost certainly did it because my page gives him problems explaining away the vibrations to people whom he sells SON28 dynamo hubs to. Nearly 2 months later he has not responded to my dismissal of this solution in which I explained the issues (10 months later still nothing, but then that was to be expected...). I have named him in a posting but now also here not just because of not responding, but also because suggesting this obviously non working solution to me implies I don't do any proper testing (a friend of mine got angry about that, I wasn't bothered at first, but I thought about it and had to agree).

Schmidt zegt zelf dat de naafdynamo trillingen en ook lawaai kan veroorzaken (doordat andere dingen gaan trillen): http://www.nabendynamo.de/service/pdf/Service_SON_e.pdf. In de tabel met oplossingen voor alerlei problemen schrijven ze:

Noise (rattling noise) - Are there any vibrating parts on the bike? -
vibrations
                         may be reinforced by a SON hub dynamo.
                       - Is the hub axle fastened correctly?

De 2e vraag "Is the hub axle fastened correctly?" heeft natuurlijk niets te maken met trillingen in je stuur onder normale omstandigheden. Die heb je altijd. Een loszittende vooras merk je vooral op, zoals ik al noemde, door het ronddraaien van de dynamo contacten. Misschien geloven anderen dat dit een algemene oplossing is omdat Schmidt zegt dat dit een oplossing kan zijn. Nou, dat is dus niet zo!

Toevoeging 2011-10-22: Na een email over dit onderwerp, van een lezer die opmerkte dat de trillingen wel groter waren op een rit, en die weer normaal werden bij spannen van de snelspanner, wil ik het volgende toevoegen, wat je in feite kunt afleiden uit wat ik al eerder schreef in dit deel over trillingen bij naafdynamo's, maar goed, het is waarschijnlijk beter om expliciet te zijn: Het enige geval waar de trillingen groter kunnen worden, is wanneer de naaf niet vast genoeg zit, zodanig dat er beweging mogelijk is (van naaf t.o.v. vork). Dan kan de naaf vooruit/achteruit bewegen (draaien) door de aantrekking van de magneten, maar, dan zal de naaf gaan roteren (langzaam). Dit komt omdat de naaf in het algemeen vastzit door wrijving, en niet door een situatie als een pin die in een gat zit (met speling die de trillingen zou kunnen versterken, tenzij toevallig het patroon van ribbels op de voorvork precies in het patroon van de uiteinden van de as van de dynamo past). Als je dus een naafdynamo niet vast genoeg zet, zul je zeer waarschijnlijk na een tijdje opmerken dat de connector voor de kabel naar de koplamp zich in een andere positie bevindt, en na nog wat langere tijd zal de naafdynamo stoppen met ronddraaien, wanneer hij de kabel naar de koplamp strakgetrokken heeft. Dit heb ik zelf een paar keer meegemaakt, en toen kreeg ik sterke trillingen, maar ook dat de dynamo ging ronddraaien. Dat gebeurt met alle naafdynamo's, ik heb het bv. met een SP PD-8 meegemaakt, maar als ik mijn trillingstests doe zijn naven altijd goed vastgezet.

Ik heb een deel van mijn antwoord verderop geplaatst, wat veel uitleg geeft. Dat zal ik nog bijwerken en verduidelijken.

Toevoeging 2011-6-27: In de beoordeling van de SP schakelbare naafdynamo PD-7 (=HB015) heb ik nadere informatie geplaatst die laat zien dat de mensen van SP zich bewust zijn van het probleem van de trillingen van naafdynamo's en zij nemen dit serieus. Dit is niet iets dat je zo maar elimineert door het 'vaster zetter van een snelspanner'.

Een oplossing voor het trillingprobleem? Zoals ik op een paar plaatsen heb opgemerkt, is de electronica in de lamp van significante invloed op de trillingen. Met een ander type electronica, die wat de dynamo levert, ophakt en transformeert zoals in een DC-DC omzetter is het mogelijk niet alleen het maximale uit de dynamo te halen, maar ook heeft die het pluspunt dat de laagfrequente trillingen voor een deel (kunnen) verdwijnen. Dit zal ik nagaan en dit zal ik nader beschrijven op de pagina over een nieuwe dynamo driver

De SON28 wordt ook daarmee niet bruikbaar voor mij, want heel lichte trillingen blijven bij de SON28 hoe dan ook voelbaar bij uitgeschakeld licht (of uitgeschakeld vermogen voor andere zaken)...

Het volgende moet nog vertaald worden, ik begin namelijk meestal met het bijwerken/maken van Engelstalige pagina's, de Nederlandstalige komen daarna pas...

More thoughts on vibrations

Here's a response I sent someone who experienced more vibrations from a SON 28 with a somewhat loose skewer than with a properly tightened one. He tightened it after that ride, and this indicates vibrations can get stronger with a too loose skewer, however, this is the same situation I mentioned, where the dynamo's axle will start to rotate:

There is a possibility of a hub moving a little bit, while at the same time not being able to rotate, only if the hub's notches correspond with those on the fork's ends such that you get a situation as with gears, where one fits into the other, and one cannot move unless the other moves even if there is play.

However, notches in the forks are not exact fits for those on hubs, so what you invariably have is friction keeping the hubs from rotating. If there is movement, then the vibrations can be felt stronger because slight rotation + counter rotation is possible which means stronger swings back/forward are possible. Note that the hub pushes and pulls so will give rotation movements 2 ways. The total will however go one way, just a tiny bit at a time, because as power is generated with light on there is more friction one way (because of the power being generated). So, as there is movement between fork and dynamo hub axle, which you feel by way of the stronger vibrations, the hub will start to rotate.

The experience given does not contradict anything I say on my website, because I say "Tightening the skewer as was suggested to me does not remove the vibrations". This is a fact. This was in response to Peter White who gave me a bullshit story of: "tighten your skewers and the vibrations will be gone". This is not the case, not for any dynamo hub.

If the skewer was left as it was for a little longer, the dynamo plugs would have been in a different position because the hub's axle has been rotating (slowly).

I also say on my web page:

This "Is the hub axle fastened correctly?" is of course not a solution to the general problem of vibration in the handlebar.

So, I don't say it can't be an issue, but I say that it is not a solution to vibration in the handlebar in general. What I did not explicitly state, but readers should be able to determine this from the rest of what I write, is that it can only be an issue when the hub will start to rotate, i.e. as I said, I would have known if this was the case in my tests. So Schmidt could (and should) have said something like "If you have stronger vibrations than usual, you should tighten the skewer because the axle will start to rotate".

Why choose a schmidt hub? Are they not the best?

Lots of people recommend Schmidt hubs, lots of people who ride brevets use them, does that not show they are the hubs to get?:

Schmidt hubs are used a lot by long distance riders, but perhaps largely because they are recommended by others who don't care about this vibration issue, or who don't experience it, or who value the long warrantee, or who feel the need to defend their own purchase (this is a common phenomenon, especially with expensive products; such people will not like what I say as I say Schmidt hubs are not worth it). Or perhaps the people who recommend it still think other dynamo hubs are far inferior to Schmidt's hubs. This is not the case, not in efficiency, and mechanically there is only a small advantage a Schmidt hub has over other dynamo hubs, be they Shimano, Sanyo, but especially SP, where Schmidt only has a little mechanical advantage, but no advantage in efficiency nor in weight... The SON28 has only been getting real competition regarding quality, weight and efficiency since about the time the Shimano DH-3N80 came out, and I think many people still don't know anything other than "If you want a good dynamo hub, get a SON28". But that's 3 years out of date...

Fact is that the SON 28 vibrates more than any other dynamo hub I tried, and people who care about this issue, should not choose that hub.

The only sidenotes I can place with this is that the vibrations depend on bike, fork, tyres etc. But that's exactly what I say on my website. However, as one doesn't know this before mounting a wheel with a specific dynamo hub in one's bike, the only logical course of action seems to me to buy a dynamo hub known to have the least amount of vibrations, to prevent this even becoming an issue (unless you have an option of trying out a hub, or if you ride mostly on roads other than very good asphalt).

Others who may already have experience with dynamo hubs and don't mind this vibration, can use the information I give as a way to determine if that will be an issue for them when they buy a new type of dynamo hub (for the same bike). For example, people who have a Shimano hub and don't like the vibrations shouldn't buy a SON28!

So, what about just using the SONdelux, as that should have less issues with vibrations?

Further regarding SON20R/SONdelux or other 2.4W dynamo hubs used in a big wheel: As I have I noticed with the SP SD-8 (see the review) I couldn't feel vibrations whereas with the PD-8 which is identical in build type, but with 3.0W power output (both 26 poles too), I could. So, this makes a significant difference. Just like the reduction of poles in the SP series 8 from 28 to 26 compared to the PD-7 (HB015) made it significantly more noticeable than the PD-7 (HB015) switchable hub.

But using 2.4W hubs solves one problem at the cost of another: Power at low speed is crap... And the same power you get at 30 km/h with a 3.0W dynamo hub, you may get at 35-40 km/h with a 2.4W hub. This is important for coming use for USB devices or multiple LEDs, as I've tested. So I consider using the SONdelux and other 2.4W hubs in a 622mm wheel a dead-end solution.

Voor e-post ga naar de email pagina