Testbericht: Busch & Müller USB-Werk

5. Dezember 2023

Busch & Müller USB-Werk

Kategorie: Dynamo-Lader

Vorteile:
+ gut durchdachtes, leicht montierbares Gehäuse
+ konstanter Ladestrom durch Pufferakku
+ bei sehr niedriger Geschwindigkeit etwas besser als viele andere Lader

Nachteile
Ladeleistung generell eher gering

Bezugsquellen:

Testfazit:

Durch den integrierten Pufferakku kann das USB-Werk eine konstante Leistung am Ausgang bereitstellen. Dadurch können auch Geräte, die mit wechselnden Ladeleistungen nicht klarkommen, gut geladen werden. Für ein Gerät mit Pufferakku ist das USB-Werk recht günstig. Allerdings ist die Ladeleistung eher gering. Wer nur wenig Leistung benötigt, kann mit dem USB-Werk glücklich werden.

Transparenzhinweis: Das USB-Werk wurde mir vom Hersteller für den Test kostenfrei zur Verfügung gestellt.

Verpackung und Lieferumfang

Das USB-Werk kommt in einer Pappverpackung:

Öffnet man die Verpackung, sieht man das USB-Werk. Darunter befindet sich das mitgelieferte Zubehör.

Mitgeliefert werden:
  • zur Montage: 3 Gummiringe verschiedener Größe, 4 Kabelbinder
  • Anschlusskabel für Dynamo (80 cm Länge)
  • Kabel für Ausgang (Rundstecker auf USB-Buchse)
  • Kabel für Ausgang (Rundstecker auf abisolierte Kabelenden)
  • 2 Kappen zum Abdecken der Buchsen (wenn Gerät nicht angeschlossen)
  • Stecker für Shimano Nabendynamo
  • 2 Flachstecker + 2 Schrumpfschläuche für Montage an SON-Nabendynamo
  • Klettband zum Fixieren der Kabel
  • Bedienungsanleitung

Aussehen und Bedienung

Die Elektronik des USB-Werk ist in einem Kunststoffgehäuse verbaut. Aus diesem kommen zwei Kabel mit Rundstecker bzw. Buchse heraus, die als Eingang (Verbindung zum Dynamo) und Ausgang (Anschluss von USB-Verbrauchern) dienen.

Auf der Rückseite befindet sich eine Halterung, mit der das USB-Werk am Rahmen befestigt werden kann. Dazu können entweder die mitgelieferten Kabelbinder verwendet werden oder die Gummiringe (3 verschiedene Größen). Falls das USB-Werk nicht montiert sondern z.B. auf der Fahrt in einer Tasche verstaut werden soll, kann diese Halterung auch einfach abgeschraubt werden.

Anzeigeelemente, Schalter oder Ähnliches befinden sich nicht am Gehäuse.

Hier noch ein Größenvergleich:

Um die Messungen durchzuführen (siehe unten) musste ich das Gehäuse öffnen. Dieses ist verschweißt, hat unter meinen Öffnungsversuchen entsprechend etwas gelitten. Innen findet sich eine Platine und zwei kleine Akkus, die in Reihe geschaltet sind.

Pufferakku – wie und warum?

Das USB-Werk nimmt die Energie aus dem Dynamo auf, wandelt Wechselstrom in Gleichstrom, speichert etwas Energie im integrierten Pufferakku (6,4 V, 150 mAh) zwischen. Durch den Pufferakku kann die Leistung am Ausgang konstant gehalten werden, auch wenn bei niedriger Geschwindigkeit zu wenig Leistung vom Dynamo kommt oder für kurze Zeit auch im Stand.

Das konstant halten der Ausgangsleistung verringert auftretende Probleme beim Laden. Denn nicht jedes Gerät kommt mit wechselnden Ladeströmen gut klar. Oft passiert es hier, dass der Ladestrom bei geringer Geschwindigkeit heruntergeregelt wird und dann bei wieder steigender Geschwindigkeit auf diesem niedrigen Niveau verharrt. Insbesondere Smartphones machen nach meiner Erfahrung bei wechselnden Ladeströme sehr oft Probleme. Lädt man Powerbanks, treten nicht ganz so häufig Probleme auf.

Einige USB-Lader ohne Pufferakku wenden hier Tricks an, um Probleme zu vermeiden (z.B. Cycle2Charge oder Velotor SE2). Sie handeln den Ladestrom von Zeit zu Zeit neu aus. Trotzdem funktioniert die Kombination mit einem Pufferakku in der Regel besser.

Der Pufferakku des USB-Werk ist recht klein. Auch wenn das Gerät auch im Stand noch einige Minuten Energie liefert, ist dieser kleine Pufferakku sicher nicht als Powerbank-Ersatz zu verstehen, wie das bei einigen Dynamoladern mit größerem Pufferakku der Fall ist. Der Ladestrom kann damit aber gut konstant gehalten werden, wenn kurze Phasen geringer Geschwindigkeit oder kurze Stopps auftreten.

Natürlich hat ein Pufferakku auch Nachteile: die Lebensdauer eines Akkus ist begrenzt und der Akku im Gerät nicht tauschbar. Gerade, wenn man das Gerät über längere Zeit nicht nutzt, besteht immer die Gefahr einer Tiefentladung des Akkus, der dadurch irreparabel geschädigt werden kann. (Um dieses Risiko zu minimieren, das USB-Werk vor längerer Nichtbenutzung immer aufladen, also ca. 20 Minuten ohne angeschlossenen Verbraucher fahren).

Messung der Ladeleistung

Um die Ladeleistung des USB-Werk zu messen, habe ich einen Versuchsaufbau mit einem motorgetriebenen Nabendynamo (Shimano Nexus DH-C3000-3N) verwendet. Ein Fahrradtacho misst die Drehzahl und zeigt die Geschwindigkeit an, die in einem 28 Zoll Laufrad (2100 mm Abrollumfang) entstehen würde.

Hier der Versuchsaufbau:

Gemessen werden Strom und Spannung am/in den Puffereakku. Am Ausgang des USB-Werk ist eine einstellbare elektronische Last angeschlossen.

Hier die Messergebnisse im Diagramm:

Bezugsquellen:

Gemessen wurden zwei verschiedene Szenarien. Einmal (rote Kurve) die vom Pufferakku aufgenommene Leistung, wenn kein Verbraucher am Ausgang angeschlossen war. Dieses Szenario ist beim USB-Werk aufgrund des kleinen Pufferakkus nicht übermäßig relevant, da man das Gerät eher nicht zum Energie ernten ohne angeschlossenen Verbraucher einsetzen wird. Der kleine Pufferakku dürfte bei Geschwindigkeiten > 15 km/h in rund 20 Minuten voll geladen sein.

Relevanter ist die maximal am Ausgang entnehmbare Leistung ohne Entladung des Pufferakkus (blaue Kurve). Das USB-Werk begrenzt den Strom am Ausgang auf gut 500 mA. Entsprechend knickt die Kurve bei ca. 16 km/h ab und bleibt konstant. Das Leistungsvermögen des USB-Werk wächst mit höherer Geschwindigkeit aber noch etwas weiter. Und so kann die überschüssige Leistung (grüne Kurve) noch zusätzlich im Pufferakku gespeichert werden. Zumindest für kurze Zeit, bis dieser voll geladen ist.

Generell dürfte aber die blaue Kurve (dauerhaft entnehmbare Leistung) die relevante sein, um das Leistungsvermögen des USB-Werks abzuschätzen. Verglichen mit anderen USB-Dynamoladern ist die Leistung des USB-Werk nicht übermäßig hoch. Vor allem bei Geschwindigkeiten von 20 km/h und mehr liefern viele andere Lader teils deutlich höhere Leistungen. Glänzen kann das USB-Werk nur bei niedrigen Geschwindigkeiten. Bei um die 10 km/h ist die Ladeleistung (wenn auch in absoluten Zahlen gering) etwas höher als bei vielen anderen Ladern.

Einen Vergleich der Ladeleistungen verschiedener Lader in einem Diagramm findet man auf der Übersichtsseite zum Test von Dynamoladern.

Auch interessant ist noch der Entladewirkungsgrad. Wie viel von der Energie, die dem Pufferakku entnommen wird, kommt am Ausgang an? Denn bei der Spannungswandlung treten unweigerlich Verluste auf.

Hier schlägt sich das USB-Werk mit einem Wirkungsgrad von 90% und mehr im gesamten relevanten Leistungsbereich sehr gut.

Testfazit

Durch den integrierten Pufferakku kann das USB-Werk eine konstante Leistung am Ausgang bereitstellen. Dadurch können auch Geräte, die mit wechselnden Ladeleistungen nicht klarkommen, gut geladen werden. Für ein Gerät mit Pufferakku ist das USB-Werk recht günstig. Allerdings ist die Ladeleistung eher gering. Wer nur wenig Leistung benötigt, kann mit dem USB-Werk glücklich werden.

Bezugsquellen:

Alternativen: Das Cycle2Charge V3 kostet ähnlich viel, bietet aber eine deutlich größere Ladeleistung. Allerdings hat es keinen Pufferakku, wodurch es nicht mit allen Geräten gut zusammenarbeitet. Allerdings vermindert das Cycle2Charge V3 die Nachteile des fehlenden Pufferakkus durch einige Tricks.

Mehr über das USB-Werk gibt es auch in folgendem Video, in dem ich 4 günstige Dynamolader verglichen habe:


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