Fahrrad - Technik, E-Bike
Regelungssysteme – elektronische Intelligenz am Fahrrad und E-Bike
Ein Regelungssystem regelt automatisch eine Größe auf einen bestimmten Wert zurück, sobald eine Änderung an diesem Wert auftritt (dem sogenannten Soll-Wert). Dies kann etwa eine physikalische Größe wie die Temperatur, das Drehmoment eines Motors, oder der Strom einer LED bei einer Fahrradlampe sein. Die Regelung unterstützt bei einem Arbeitsablauf oder sorgt dafür, dass der Nutzer selbst nicht mehr eingreifen muss.
Ein alltägliches Beispiel für ein Regelungssystem ist etwa eine Heizung mit Thermostat. Der Bewohner stellt am Heizregler eine bestimmte Temperatur ein. Das System regelt dann die Energiezufuhr automatisch hoch oder runter, wenn die Temperatur innerhalb des Raums unter oder über diesen gewünschten Wert fällt (Soll-Wert). Wird nämlich beispielsweise ein Fenster geöffnet oder wird es draußen kälter, müsste der Bewohner ohne Heizung mit Regelungssystem eigenständig die Heizkraft bzw. Energiezufuhr steuern. Bei einer Regelung wirkt das System selbst aktiv gegen eine (unerwünschte) Änderung entgegen. Somit wacht in diesem Beispiel der Bewohner bei stark fallenden nächtlichen Temperaturen nicht plötzlich vor Kälte zitternd auf, sondern die Temperatur bleibt automatisch in einem angenehmen Bereich.
Regelungssysteme im Alltag: Das Thermostat (Temperaturregler) regelt automatisch
die Heizleistung nach oben oder unten,
wenn sich an der Zimmertemperatur etwas ändert
Fast jedes hochwertige elektronische Bauteil an einem Fahrrad oder Elektrorad setzt auf Regelungssysteme:
- Das einfachste Beispiel ist etwa ein Lichtsensorsystem bei einem Fahrradlicht. Hier regelt die Lampe automatisch die Helligkeit sowie die Lichtverteilung, je nachdem ob es draußen Hell oder Dunkel ist. Über den Helligkeitssensor stellt das System fest, ob es draußen Hell oder Dunkel ist. Diese Information wird dann an den Regler weitergeleitet. Dieser regelt dann den Strom auf einen für diesen Zustand festgelegten Wert hinauf oder herunter. Bei komplexen Systemen wie etwa der M99 von Supernova werden etwa darüber hinaus noch LEDs zu- oder weggeschaltet.
In der M99 Pro von Supernova arbeiten 9 Hochleistungs-LEDs im Verbund Zudem verfügt eine hochwertige Fahrradbeleuchtung auch über einen Temperatursensor Dank ihm, wird bei der Möglichkeit der Beschädigung der Lampe der Strom heruntergeregelt. Andernfalls kann eine Lampe - gerade bei zusätzlicher, langer, direkter Sonneneinstrahlung - kaputt gehen. Vor allem die entstehende Stromwärme sowie unzureichende Kühlung oder schlechte Wärmeableitung setzt günstigen Fahrradlampen teils stark zu.
- Der Drehmomentsensor am E-Bike registriert wie stark der E-Biker in die Pedale tritt. Daraufhin regelt der Motor automatisch die Tretunterstützung nach oben oder unten. Somit fühlt sich die Unterstützung sehr natürlich an und weniger wie ein Mofa. Darüber hinaus profitiert auch der E-Bike Akku von dieser Regelung.
Über den Drehmomentsensor wird bei hochwertigen E-Bikes die Motorleistunghier der Drehmomentsensor der Bosch Active Line 2018
- Ein Geschwindigkeitssensor am Hinterrad des E-Bikes teilt dem Motor mit wenn der Fahrer die 25 km/h überschreitet, was bei einem Pedelec das gesetzlich vorgeschriebene Unterstützungslimit darstellt. Schon etwas vor 25 km/h regelt der Motor die Leistung langsam nach unten um dann bei meist rund 27 km/h überhaupt keine Motorleistung mehr dazuzugeben.
Ähnlich wie bei einem Tacho wird über einen Geschwindigkeitssensor am Hinterrad bei einem E-Bike die Fahrtgeschwindigkeit festgestellt
beim Erreichen der Abschaltgrenze - oder einer erneuten Verlangsamung -
stellt der Motor die Unterstützung automatisch ein- oder aus
- Eine Automatik-Schaltung am E-Bike regelt automatisch, dass der Fahrer immer in der richtigen Trittfrequenz bleibt. Dazu wird der Gang je nach Tretgeschwindigkeit automatisch hoch- oder runtergeschaltet. Erreicht er eine Ampel und stoppt, so wird automatisch ein vorher eingestellter Anfahrgang eingelegt.
Bei Automatik Schaltungen fürs E-Bike wie der Nuvinci Harmony oder der Shimano Alfine Di2
wird automatisch immer die gleiche Trittfrequenz gehalten, in dem das System automatisch die Gänge schaltet
