Ladegerät fürs Fahrrad: Das Smartphone per USB über den Dynamo laden

Ich nutze sehr gerne die Karten- und Navigations-App „Osmand“. Ich mache auch lange Fahrradtouren, wo mir diese App äußerst hilfreich in fremden Landschaften ist (sie besitzt Offline-Karten, man ist unabhängig vom Internet und hier habe ich einen sehr ausführlichen Beitrag über Osmand geschrieben). Wie dem auch sei: Eine Schwachstelle besitzt jedes Smartphone: Die begrenzte Kapazität des Akkus. Insbesondere wenn das Display ständig an ist, wird viel Strom verbraucht und bei einer Navi-App wird dies ja nun häufig der Fall sein.

Bei kürzeren Fahrradtouren habe ich dann immer einen externen Akku dabei, eine sogenannte „Powerbank“. Doch was, wenn es mal über mehrere Tage mit dem Zelt und dem Fahrrad auf Tour gehen soll?

Hier muss eine andere Stromversorgung her und ich zapfe hierzu einfach den Dynamo vom Rad an:

Auf dem oberen Foto sehen Sie die benötigte Technik: Zunächst ist da mein Smartphone. Dann sehen Sie auch ganz rechts einen Fahrraddynamo. Dieser dreht sich ja ständig mit, wenn gefahren wird und erzeugt so Strom (wer einen Nabendynamo hat, braucht dies natürlich nicht). In der Mitte befindet sich der eigentliche Lade-Adapter fürs Fahrrad: Er wird über ein Kabel an den Dynamo angeschlossen.

Ich nutze hier noch ein älteres Modell von Revolt. Ein moderneres, bekanntes Produkt ist das USB-Werk von Busch & Müller. Gleichzeitig schließt man an ihn per USB-Buchse das Ladekabel des Handys an, als wäre er ein ganz normales Ladegerät. Ganz einfach. Tritt man nun in die Pedalen, so wird man feststellen, dass das Smartphone geladen wird. Dies passiert bereits bei Schrittgeschwindigkeit, wenn man einen guten Dynamo hat. Man ist so völlig unabhängig von einer Steckdose, was insbesondere wichtig ist, wenn man für längere Zeit „outdoor“ unterwegs ist.

Update: Mittlerweile musste ein neues Fahrrad her und dieses besitzt einen (effizienteren) Nabendynamo (im Vorderrad befindet sich ein Dynamo zum Aufladen). Der olle Seitenläufer-Dynamo ist nun nicht mehr notwendig. Also wird das Kabel vom USB-Ladegerät einfach vorne in den Nabandynamo gesteckt. Der Stecker ist der gleiche wie der von der Beleuchtung (Standard-Shimano-Stecker). Ganz simpel also. Zudem nutze ich als Puffer eine kleine Powerbank. Das Smartphone wird also nicht direkt an das USB-Ladegerät angeschlossen sondern die Powerbank dazwischen geschaltet.

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Dies ist eine Powerbank speziell für das Fahrrad. Der schlanke Zusatzakku besitzt eine spezielle Halterung, mittels welcher er am Rad bzw. Lenker sicher befestigt werden kann.

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Befestigung des Lade-Adapters am Fahrrad

Der Ladeadapter für das Fahrrad selbst wird einfach über einen Gummiring am Rahmen oder Lenker des Fahrrades befestigt:

Hier sehen Sie, wie ich es gemacht habe. Die beiden Bowdenzüge lassen sich einfach über die Klemme legen und werden hier nicht beeinträchtigt. Vorne wird das Ladekabel eingesteckt. Hinten wird das Kabel zum Dynamo angeschlossen. An der Seite vom Adapter (Marke „Revolt“) befindet sich noch eine weitere Buchse. Diese dient dazu, den Strom für die Fahrradbeleuchtung „durchzuschleifen“. An ihr darf kein Navi oder Smartphone angebracht werden!

Da ich jedoch zur Beleuchtung am Rad auf Akku-Lampen setze, ist dieser Anschluss für mich nicht relevant. Beides zusammen (Beleuchtung und Ladegerät) kann man übrigens nicht am Dynamo aktiv betreiben: Der Strom ist hierzu zu schwach. Man muss sich dann entscheiden, was gespeist werden soll. Weiterhin muss der Adapter nicht zwingend am Rahmen befestigt werden: Man kann ihn auch einfach z. B. in die Lenkertasche legen und die Kabel nach außen leiten.

Oben auf dem Stromadapter fürs Fahrrad befindet sich ein Schalter, mittels welchem das Laden auch deaktiviert werden kann (es wird dann die seitliche Buchse zur Beleuchtung freigeschalten). Eine Lampe zeigt an, ob die durch den Dynamo erzeugte Spannung ausreicht (evtl. muss man schneller fahren) und ein anderes Lämpchen signalisiert, ob der Schalter dann auf „an“ oder „aus“ steht bzw. ob geladen wird.

Ich habe ja nun ein neues Rad. Hier habe ich die ganze Geschichte viel eleganter gelöst: Vom vorderen Nabendynamo (siehe nächster Punkt) geht ein Kabel in meine Dreieckstasche (die ich mittlerweile viel praktischer finde als meine alte „holprige“ und klobige Lenkertasche).

In dieser Tasche befindet sich der Lade-Adapter, mit dem der Akku allein durchs Fahrradfahren aufgeladen werden kann. Von diesem Adapter geht dann ein ganz normales USB-Kabel ab → entweder direkt zum Handy hin oder einfach zu einer Powerbank (die sich ebenfalls in der Fahrad-Dreieckstasche befindet):

Solch eine wasserdichte Tasche, die einfach am Rahmen eines Herrenrads befestigt wird, ist ideal, um Kleinkram wie eine Powerbank und ähnliches aufzunehmen. In ihr mündet auch das Kabel vom Dynamo, weil ich dort drin auch meine Powerbank als „Zwischenspeicher“ habe.

Nur selten nutze ich mein Rad für richtig lange Touren. Daher möchte ich die ganze Aufladegeschichte temporär am Fahrrad montiert haben. Mit solch einer Tasche geht dies recht einfach und dennoch galant ohne viele Kabelbinder und dergleichen.

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Idealerweise ein Nabendynamo

Und wie befestige ich das Smartphone selbst am Fahrrad? Mit dieser wunderbar einfachen Silikonhalterung namens „Finn“.

Auf dem ersten Bild habe ich noch den klassischen Dynamo abgebildet, welcher am Reifen platziert wird und sich mitdreht. Manche Stromadapter werden mit einem solchen Dynamo ausgeliefert. Effizienter wird die Stromgewinnung jedoch durch einen sogenannten „Nabendynamo“ sein. Dieser besitzt einen höheren Wirkungsgrad. Wenn Sie ein neueres hochwertiges Fahrrad Ihr Eigen nennen, dann wird ein solcher sicherlich bereits im Vorderrad verbaut sein. Als „Nabe“ wird die Achse des Rades bezeichnet und genau diese ist bei manchen Modellen recht breit bzw. beinhaltet einen versteckten Dynamo, welcher kontinuierlich Strom erzeugt, solange man fährt (ohne eine nennenswerte zusätzliche Kraftaufwendung zu beanspruchen).

Und genau hier kann einfach der kleine Handy-Adapter angebracht werden. Meine nächste Anschaffung (edit: bereits erledigt) wird bald so ein Vorderrad mit Nabendynamo sein, denn der zusätzlich anzubringende Manteldynamo gefällt mir rein optisch nicht so recht an meinem Radl. Außerdem macht er Geräusche und bremst freilich das Rad ein wenig.

Auf diesem Foto sehen Sie einen Nabendynamo von Shimano. Er besitzt seitlich einen Stecker. Der Stecker vom Licht ist hier abgezogen. Stattdessen ist der Stecker für das USB-Ladegerät angesteckt. Ganz simpel.

Diese Stecker bekommt man einzeln zu kaufen. Fast immer handelt es sich um den klassischen Shimano-Stecker, wie hier abgebildet. Man schiebt dann die beiden abisolierten Enden des Kabels durch die beiden Löchlein (hier sitzt oft eine Dichtungspaste) und biegt sie um.

Wer mag, kann die Litze auch noch (flach!) verlöten, wie bei mir im Bild zu sehen. Danach schiebt man einfach die schwarze Kappe des Dynamo-Steckers drüber. Fertig. Bei vielen Fahrrad-Ladegeräten ist der besagte Stecker oder ein fertiges Kabel bereits im Lieferumfang enthalten.

Eine andere Lösung wäre eine solche Klinkenstecker-Buchse, die bei eingestecktem Klinkenstecker die Stromversorgung zur Beleuchtung unterbricht und die Spannung des Dynamos dem Ladegerät (dem Klinkenstecker) zur Verfügung stellt. Dies wäre dann etwas für den mehr versierten Bastler. Man muss dann nicht mehr am Dynamo herum fummeln.

Auf diesem Foto sieht man nun meine beiden Stecker, wie sie abgezogen sind. Daher ist nun auch der Kontakt am Nabendynamo zu sehen, auf welchem einer der beiden Stecker gesteckt werden muss. Über das Kabel für das Ladegerät habe ich noch etwas Schrumpfschlauch zur besseren Abdichtung gegen Regen geschoben. Das ist aber optional.

Natürlich kann man sich hier auch noch etwas mit einem Schalter basteln, um zwischen Beleuchtung und Laden umschalten zu können (beides zusammen geht ja nicht gleichzeitig). Ich benötige das Fahrrad-USB-Ladegerät jedoch nur auf längeren Touren, vielleicht zwei, drei Mal im Jahr. Daher entschied ich mich für eine temporäre Lösung.

Was macht der Adapter genau?

Der besagte Fahrraddynamo produziert nun bei Fahrt kontinuierlich Strom, klar. Doch je schneller man fährt, desto höher ist die sogenannte Spannung. Das ist für die Beleuchtung des Drahtesels kein Problem. Für ein technisch komplexes Gerät wie ein Handy sind Stromschwankungen jedoch schädlich! Und genau hier kommt der Revolt-Adapter ins Spiel: Er reduziert ein zu hohe Spannung oder blockiert eine zu geringe. Es wird dann entweder immer die selbe Spannung an das Smartphone abgegeben (ca. 5 Volt) oder eben gar keine und das Laden findet dann eben nicht statt, wenn man zu langsam fährt.

Außerdem liefert ein Fahrraddynamo (ob Manteldynamo oder einen in der Radnabe integrierten) sogenannten „Wechselstrom“ bzw. eher eine „Wechselspannung“. Ein Anschlussadapter wie der meinige von Revolt wandelt diesen Wechselstrom in den hierzu benötigten „Gleichstrom“ um. Ohne ein solches Zusatzgerät geht es eben nicht.

Ich nehme auf Fahrradtouren eine kleine Powerbank mit und lade diese durch den Dynamo statt das Handy direkt.

Nicht das Smartphone direkt anschließen – einen Puffer benutzen

Vielleicht übertreibe ich. Doch ich bin vorsichtig dabei, mein teures und technisch kompliziertes Smartphone direkt an den Fahrrad-Adapter anzuschließen. Ich habe Bedenken, was die ständig unterbrochene Stromversorgung anbelangt. Dies wäre ja das Gleiche, als würden Sie das Ladekabel immerzu einstecken und wieder heraus ziehen. Daher lade ich am Fahrrad nicht das Handy direkt, sondern über einen Umweg eine simple und günstige „Powerbank“.

Dies ist ein kleiner externer Akku. Bei diesem muss ich mir keine Gedanken darüber machen, dass ein allzu sukzessive Laden der Ladeelektronik schaden könnte. So ein externer Akku besitzt sowohl einen Eingang (da kommt der regulierte Strom des Dynamo-Adapters rein) und einen Ausgang (dort wird das Handy-Kabel eingesteckt). Diese Powerbank dient nun sozusagen als Puffer zwischen Stromquelle und Smartphone und bewirkt, dass permanent Strom fließen kann. Ich habe letztendlich sowohl diesen kleinen Zusatzakku und den Adapter in der Satteltasche und verbinde das Telefon über ein recht langes Kabel damit. Man kann diese Elektronik auch in der Lenkertasche verstauen, wenn man eine hat.

Hinweis: Manche Fahrrad-Ladegeräte (z. B. das Busch & Müller USB Werk) besitzen bereits einen integrierten Puffer-Akku – aus gutem Grund. Hier wäre eine zusätzliche Powerbank nicht notwendig (kann aber nicht schaden).

Ist der eingebaute Akku voll, stöpsele ich das Ladekabel einfach ab. In Worten: Ich habe zwei Akkus, von denen einer als Puffer dient. Letzterer wird über den Dynamo mit Strom versorgt. Die sensible Handybatterie wird so kontinuierlich mit gleicher Spannung versorgt und es gibt kein ständiges An / Aus mehr. Auf diese Weise ist mir auf dem Fahrrad der Saft bisher nie ausgegangen. Wenn der integrierte Akku bei ca. 85 % steht, ziehe ich einfach das Kabel aus dem Handy heraus. Versierte Smartphone-Freunde können hierzu auch einfach eine Ladestopp-App installieren.

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Bedenke: Manche Powerbanks unterstützen keinen „Doppelmodus“. Will sagen: bei manchen ist ein gleichzeitiges Laden und entladen nicht möglich. Daher vorher bitte vor dem Einsatz prüfen, ob dies möglich ist. Ich habe einige günstige Powerbanks ausprobiert und bei allen konnte das Handy geladen werden, während die Powerbank selbst auch aufgeladen wurde.

Dieser Hinweis soll erlaubt sein: Bevor man GPS-Satelliten benötigt, reicht oftmals bereits solch ein kleiner Kompass am Fahrrad. Dieser braucht keinen Strom und navigiert einen sicher in zumindest die richtige Richtung. Allerdings sollte man hierzu keinen billigen „Klingelkompass“ mit Verwirrung wählen. Ich schätze den Suunto Clipper wegen der kleinen Größe, der nicht „zappelnden“ Skala und der Befestigungsmöglichkeit.

Um aus der Stadt heraus zu kommen, navigiere ich zunächst immer nach Kompass und erst viel später schalte ich das Smartphone am Fahrrad ein. Man sollte bei all der wunderbaren Technik auch nicht verlernen, mit viel simpleren Methoden zum Ziel zu gelangen. Im Sommer ist ein Trip zur Ostsee geplant. Ich muss ja immer nur nach Norden. Ich werde versuchen, hierzu möglichst nach Kompass zu radeln und weniger mein elektronisches Fahrrad-Navi zu nutzen (das spart zumindest Strom). Allerdings biwakiere ich auch im Unterholz bzw. bin nicht auf Herbergen angewiesen, die angesteuert werden müssen.

Effizienz oder: Wie viel % lädt man beim Fahren?

Geschätzt findet ein Laden ab ca. 9 km/h statt. Man muss also schon etwas zügiger fahren. Edit: Dies gilt für den alten Seitenläuferdynamo! Beim modernen Nabendynamo wird das Aufladen bereits im Schritttempo gestartet. Der Auflade-Vorgang selbst dauert in der Summe nach jedoch länger als bei einem klassischen Stromadapter über die Steckdose daheim.

Ich lasse während der ganzen Fahrt laden. Dies ist insbesondere dann kein Problem, wenn man eh einen Nabendynamo am Fahrrad hat. Hier ist die Effizienz am größten. Mein einfaches (günstiges) Modell von Revolt liefert ungefähr genau soviel Strom, wie mein Smartphone mit Benutzung von Osmand (der Navi App) bei mittlerer Bildschirmhelligkeit verbraucht. Dies ist jedoch ein Schätzwert von mir und kein Messwert. Ferner nutze ich zum Stromsparen die Tipps, die ich in diesem Artikel näher erläutere.

Mein Test

Ich hatte hierzu das Smartphone direkt an den Ladeadapter angeschlossen. Dieser wurde permanent bei einer kleineren Tour von ca. 30 km durch den Nabendynamo des Vorderrades geladen. Ich startete mit einer Akkuladung von 29%. Im Handy ist ein Akku mit einer Kapazität von 2300 mAh verbaut. Ich schaltete beim Handy den „Flugmodus“ ein, damit möglichst kein Strom durch Netzwerke verbraucht wird. Denn ich nutzte es nur zum Navigieren via der App „Osmand„.

Also – Los ging es: Osmand checkte jede 15 Sekunden meine Position via GPS. Weiterhin war die Navigation aktiv. Das heißt: Der Bildschirm ging ca. alle 5 Minuten an, um mir Abbiegungen und dergleichen anzuzeigen. Im Ländlichen blieb der Bildschirm dann auch gerne länger aus, denn es ging nur gerade aus. Nach 8 Kilometern schaute ich mir den Akkustand an: 31% wurde mir nun angezeigt.

Das bedeutet: Das Handy wurde geladen, obwohl eine Navigation stattfand und hin und wieder der Bildschirm an war. Ich hatte mir eigentlich mehr erhofft. Aber immerhin: Beim Aufladen mittels Fahrraddynamo sinkt der Akkustand zumindest nicht mehr! Man kann so (mit meinen Einstellungen) wochenlang durch die Gegend radeln und hat dennoch keinen leeren Handy-Akku. Ein Steigern der Akkuladung findet jedoch sehr gemächlich statt! Das Fahrrad ist eben keine Steckdose. Wunder darf man nicht erwarten.

Wer bei Sonnenschein deutlich mehr Ladeleistung möchte, sollte sich ein Solapanel ansehen bzw. sich ein solches hinten auf die Seitentaschen des Tourenrades fixieren (diese Dinger bringen mittlerweile einiges). Bei Wolkenhimmel jedoch braucht man den Dynamo – Ich testete noch etwas weiter: Ich ließ den Bildschirm des Smartphones nun fünf Kilometer lang permanent an. Die Helligkeit war jedoch sehr dunkel gewählt. Das Ergebnis: Der Akkustand blieb stets bei 31%. Er konnte also gehalten werden. Es konnte aber keine zusätzliche Ladung aufgebaut werden. Schade. Aber mehr schafft ein einfacher Dynamo nun eben nicht.

Noch ein Punkt: Beides zusammen geht sicherlich nicht – Wenn Sie gleichzeitig die Beleuchtung des Rades in Anspruch nehmen müssen (bei Dunkelheit) wird die Leistung des Dynamos wohl nicht mehr ausreichen, um auch noch das Handy zu speisen. Daher besitzen diese Fahrradladegeräte meist auch einen Umschalter: Entweder wird die Lichtanlage frei geschaltet oder die USB-Ladefunktion. Ich selbst zähle jedoch zu den Schönwetter-Fahrern und daher ist dieser Punkt für mich nicht relevant, auch der nächste nicht:

Regenschutz

Mein Dynamo-Adapter von Revolt ist nicht regensicher. Dafür hatte er auch nur ca. 30 € gekostet. Er lässt sich jedoch leicht und zügig vom Rad abnehmen und (mit dem Telefon und falls gewünscht einem Puffer-Akku) sicher verstauen. Ich besitze eh keine wassergeschützte Smartphone-Halterung am Fahrrad. Um den Adapter vor Regen zu schützen, kann man diesen jedoch einfach in eine entsprechende Tasche legen (wie meine Triangel-Tasche. Er muss nicht zwingend am Rahmen befestigt werden.

Anschließen der Kabel

Das Handykabel selbst kann man einfach per USB-Buchse anschließen, als würde man das Telefon an ein Netzladegerät anstöpseln. Die Verbindung zum Dynamo selbst ist für den Laien jedoch komplizierter:

Wenn Sie nicht wissen, wie man eine Fahrradbeleuchtung verdrahtet, müssen Sie den Anschluss durch einen Fahrradhändler vor Ort erledigen lassen. Jedoch wird Ihnen hierzu sicher auch jeder in Ihrem Bekanntenkreis behilflich sein können, welcher früher mit z. B. Lego Technik gespielt hatte – Es ist recht einfach, ungefährlich und kaputt machen kann man hierbei eigentlich nichts.

Eine höherwertigere Ladevorrichtung wäre ein solches Modell. Es gibt / gab auch USB-Fahrrad-Ladegeräte, bei denen man das gesamte Gerät im Rohr des Lenkers („Ahead Lenkrohr“) verschwinden lassen konnte. Wie das gehen soll, erschließt sich mir allerdings nicht. Denkbar wäre ein „Versenken“ dieser Ladetechnik im Rohr für den Sattel. Der Preis ist auch deutlich höher als bei den „normalen“ Lade-Adaptern.

Anschlüsse für Iphone und diverse Geräte

Zumindest meinem Modell von Revolt lag noch ein ganzes Säcklein Kabeladapter bei: Ein aufrollbares USB-Kabel besitzt am anderen Ende einen Universalstecker (am anderen Standard-USB). Auf diesen Stecker lässt sich nun einer der vielen beiligenden Adapter stecken: Es werden diese für das Iphone mitgeliefert, für Android-Telefone und sogar für ältere Tastentelefone und wahrscheinlich auch passend für manche echte Navis. In Worten werden folgende Anschlüsse unterstützt: Nokia, Mini-USB, 2,5 mm Rundstecker, 3,5 mm Rundstecker, Sony Ericsson, Micro-USB,  Samsung, Fast Port, LG.

Ich verzichte auf dieses Universalkabel und nutze einfach mein Standard-Ladekabel, welches ich auch daheim in das „normale“ Ladegerät stöpseln kann. Es ist stabiler als das dünne „Aufrollkabel“.

Alternative: Solar

Als einzige Alternative zum Laden über den Fahrraddynamo auf entsprechende längere Ausflüge mit dem Drahtesel fällt mir nur eine Stromversorgung über ein kleineres Solarpanel ein. Dieses müsste man dann hinten bei den Fahrradtaschen befestigen oder am Rucksack, wenn man beim Fahren einen tragen sollte.

Eine Solarpowerbank hinten drauf am Drahtesel. Sie lädt sich selbst auf und ich zapfe den Strom, wenn der Akku meines Handys zu Neige geht.

Der Nachteil hierbei ist klar: Es gibt bei solch einem kleinen Panel nur Strom, wenn die Sonne richtig schön scheint bzw. wenn sich keine Wolken vor ihr befinden. Meine große Solar-Powerbank ist zudem recht schwer, was einerseits für viele verbaute Zellen spricht (eine hohe Kapazität). Andererseits möchte man auf längeren Touren natürlich so wenig Gewicht wie möglich am Bike haben. Ich glaube allerdings nicht, dass solch eine Solar-Powerbank nur annähernd die Stromleistung bringen kann, wie es ein Nabendynamo kann (und diese Leistung reicht ja gerade so aus, um den Akkustand leicht zu erhöhen).

Deutlich effizienter ist solch ein faltbares Solarpanel. Man kann es sich beispielsweise am Rucksack befestigen oder hinten an der Fahrradtasche. Damit kann man nämlich auch bei bedecktem Himmel kleinere Geräte (wie ein Smartphone) aufladen. Bei Sonnenschein geht es dann richtig schnell wie bei Strom aus der Steckdose. Zu solch einem Falt-Solarpanel hatte ich auch einen Artikel geschrieben → Test klappbares Solarpanel Diese Geräte sind heute wirklich toll und halten mittlerweile auch, was sie versprechen.

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Nur solch ein Solarpanel ist tatsächlich effizient, wenn Sie Ihr Smartphone unterwegs ohne lange Ladezeiten mit der Sonnenenergie aufladen möchten. Idealerweise stöpseln Sie diesen Sonnenkollektor jedoch an eine kleinere Powerbank.

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Beim Camping: Wasser- oder Windrad

Zum Schluss fällt mir noch etwas ein: Man könnte den externen Dynamo bzw. den dazugehörigen Adapter auch nutzen, um dies als Basis für eine Stromerzeugung beim Zelten an einem Bach zu nutzen, indem man daraus ein einfaches Wasserrad baut. Oder man bastelt sich ein Windrad daraus. Dann könnte man auch so autonom Strom für das Handy erzeugen – beim Camping. Dies aber nur am Rande. Ich habe es noch nicht ausprobiert. Der Gedanke gefällt mir jedoch.

Andererseits: Man sollte das Smartphone aber auch mal ausschalten können – insbesondere beim Camping. Das kann ja auch schnell peinlich werden. Eine einfache Landkarte und ein Kompass gehört bei mir – obgleich ich ein großer Freund der neuen Technik bin – immer noch zu meinem Handgepäck beim Wandern bzw. Zelten und Biwakieren.