FONTOS! Az előzményeket lásd a Ghoo Power akksiról írt cikkemben!
Kiindulási feltételek: adott egy stabilizált 5 V-os (DC) feszültségforrás, esetünkben a Ghoo Power akksi, amit a Bike2USB-vel töltök biciklin.
Adott egy 3 V (DC) 3 LED-es hátsó villogó. Adott egy 4.5 V (DC) 7 LED-es első lámpa.
A feladat adott: 5 V-ból kellene 3 V-ot és 4.5 V-ot előállítani, minél jobb hatásfokkal.
Az implementációm:
- hátsó lámpa (5 V -> 3 V, 2xAA elem): erre a célra egy szimpla ellenállás mint feszültségosztó és áramkorlátozó nem megfelelő. Túl sok lenne a veszteség, lekorlátozná az áramot és még a kívánt feszültségszint sem lenne biztosítható általa mindig. Tovább bonyolítja a helyzetet a LED-ek nemlineáris feszültség-áram karakterisztikája, semmilyen feszültségingadozás itt nem tolerálható. Egy megbízhatóbb, profibb alkatrészre esett a választásom: egy feszültségregulátorra (ilyeneket használnak a tápegységekben és az alaplapokon is). Az LM317-eset választottam. Szükség van 2 kondenzátorra és 2 ellenállásra. Az előbbiek nem kötelezők, a zajszűrésben van szerepük. Az utóbbiak (az ellenállások) viszont szükségesek. Kiszámolható, hogy melyik kivezetéshez mekkora ellenállásra van szükség a kívánt feszültségkonverzióhoz (lásd az adatlapot).
Pl.: R_1 = 240 Ohm + R_2 = 330 Ohm -> ~ 3 V. A hátsó lámpa tokjában az elemek helyére rögzíthető az LM317-es az ellenállásokkal, esetleges kondenzátorokkal és vezetékekkel együtt. Az LM317-es konverzióval 5 V-nál mérve a 3 LED-es villogó ~ 70 mA-t fogyaszt, a teljesítmény 350 mW. Nagyjából ennyi a 3 nagy fényerejű LED teljesítménye is (ideális esetben), tehát ~ elhanyagolható a regulátor terhelése (kb. 40 mW alatt lehet).
Ez nagyon elterjedt megoldás, pl. a Raspberry Pi miniszámítógépben is ugyanígy állítják elő az input 5 V-ból az alacsonyabb feszültségeket (pl. 3.3 V-ot). A regulátor elég széles feszültségtartományban dolgozhat, azonban magasabb terheléseknél hűtés szükséges (az integrált nagyteljesítményű FET-ek miatt). A regulátorban van áramgenerátor és stabilizátor IC is, sokszor még túláramvédelem is.
Elég profi IC. Egyébként az output feszültséget megadó képlet:
V_OUT = 1.25 * ( 1 + R_2 / R_1 ).
Szóval a két ellenállás arányából következik a kimeneti feszültség.
A hátsó lámpa. A látható két vezetéken kapja az 5 V-ot. Az ezt 3 V-ra csökkentő és stabilizáló elektronika az elemek helyén, a burkolatban kapott helyet.
- első lámpa: ott 5 V -> 4.5 V (3xAAA elem). Itt egyesek szerint közvetlenül rákapcsolható az 5 V-ra a lámpa. Én azonban a biztonság kedvéért beraktam sorosan hozzá egy ellenállást. Ismerni kell a LED-ek munkapontját (kimérhető) az ellenállás megválasztásához. Ez gyártónként, lámpa-implementációként nagy szórást mutathat, érdemes kimérni a saját lámpánkat egy multiméterrel. A LED-ek teljesítménye kimérhető, ha "rendeltetésszerűen", elemekkel használjuk. Ugyanezt az áramerősséget (és persze feszültséget) kell nekik biztosítani egy megfelelően megválasztott ellenállással.
Az első lámpa. A látható két vezetéken kapja az 5 V-ot. Az ezt 4.5 V-ra csökkentő ellenállás a burkolatban, szintén az elemek helyén található.
- kapcsoló (LIGHT): a két lámpa együttes kapcsolásához (benne van a KRESZ-ben, hogy szükséges 
) felraktam a párhuzamosan kapcsolt átalakított lámpák ágára egy LED-es kapcsolót. Ez azt tudja, ha fel van kapcsolva, akkor a LED-je is világít. Ehhez csak rá kell kapcsolnunk 3/5 V-ot. Lásd az adatlapját a használt kapcsolónak. Én kb. 30 mA -- 40 mA áramerősséget tartottam megfelelőnek (5 V mellett) a kapcsoló LED-jénél, ezért ennek megfelelő ellenállást kötöttem vele sorosan, mint áramkorlátozót. Itt is érdemes kimérni a kapcsolónk LED-jének a feszültség-áram karakterisztikáját. Minél pontosabban ismerjük ezt, annál optimálisabb lesz az energiafelhasználás és a LED-ünk várható élettartama is maximalizálható. Szóval érdemes mérni.
A LIGHT kapcsoló. A kapcsolóba integrált zöld LED jelzi az aktuális állapotot. A LED-nek az áramot leszabályozó ellenállás a kapcsoló másik oldalán került elhelyezésre. A többi kapcsoló (BATT és CHRG) még nem került felszerelésre. Az agydinamó (generátor) a jobb alsó sarokban látható.
Update #1: ha feszültséget kap az első lámpa, akkor az világít (mivel egy egyszerű kapcsolóval szerelték fel gyárilag, ezt egyszerű volt megoldani). Viszont a hátsó LED-es villogó automatikus bekapcsolása trükkösebb volt: el akartam kerülni, hogy mindig hátra kelljen fordulni lenyomni a gombját (nem kapcsoló!). Sőt, ez a nyomógomb szolgál egyben a funkcióválasztáshoz is (villogó/folyamatos világítás). Egyszerűen a nyomógombját fixen átkötöttem, így olyan, mintha folyamatosan nyomva lenne tartva a gomb: ennek hatására, ha feszültséget kap, bekapcsol az első (villogó) üzemmódba. Ha teljesen (!) lekapcsoljuk a feszültséget, akkor gyorsan elfelejti az állapotát, így legközelebb, ha rákapcsoljuk a feszültséget, ismét villogni kezd. Fontos, hogy a hátsó lámpa kizárólag korrekt feszültségszinteknek legyen kitéve (0 V és 5 V (+/- 5 %)), mivel, ha ez nem teljesül, akkor a bekapcsoláskor anomáliák lépnek fel (pl. nem kapcsol be, folyamatosan világít villogás helyett -> nem-determinisztikus viselkedés). Az USB-s akkumulátornak köszönhetően ez biztosítva van, így arról a működése problémamentes.
Tehát a két lámpa egy kapcsolóval egyszerre, kényelmesen be/ki kapcsolható.
Update #2: a hátsó lámpa villogása okozta kismértékű feszültségingadozás pulzálás formájában látható az első lámpánál. Ez eléggé zavaró sötétben, mivel a szemnek gyorsan kell alkalmazkodnia a változó fényviszonyokhoz. Az egyenfeszültségből a pulzálást okozó "huplik" kondenzátor segítségével eltüntethetők, azaz a feszültségszint kisimítható (integrálás, aluláteresztő szűrővel eliminálható a nagyfrekvenciás komponens, esetünkben a periodikus hullámzás, és megmaradnak a kisfrekvenciák, ideális esetben csak a konstans, DC feszültségszint). Kondenzátor használatánál azonban be- és kikapcsoláskor tranziens effektusok előfordulhatnak.
- lesz egy ugyanilyen extra kapcsoló (BATT) közvetlenül az akksihoz, aminek egyetlen feladata az akksi "inicializálása", minimális terhelése (a kapcsoló LED-jével). Ha ez nem lenne, akkor terheletlen állapotban lekapcsolna 30 s után az akksi.
- lesz egy extra kapcsoló (már nem LED-es; CHRG) a töltés aktiválásához. Lejtőn lefele jövet érdemes bekapcsolni, felfelé tekerésnél meg kikapcsolni. 
Összefoglalva az inputot/outputot, azaz a konzolt : CHRG + BATT (piros LED) + LIGHT (zöld LED) kapcsolók. A LIGHT bekapcsolásához szükséges, hogy a BATT bekapcsolva legyen. A CHRG bekapcsolása előtt érdemes a BATT-ot kikapcsolni (ez a LIGHT-ot is lekapcsolja!).
Üresjáratban érdemes a BATT-ot kikapcsolni (ez a LIGHT-ot is lekapcsolja!). A kapcsolók LED-jeit az akksi hajtja meg. Akksi nélkül nem működik a rendszer! A BATT, és ezért a LIGHT bekapcsolása előtt, ha 30 másodpercnél hosszabb ideje csatlakoztatva van az akksi, akkor le kell nyomni a gombját vagy újra kell csatlakoztatni (csak az outputot).
Az első generációs Bike2USB. A piros RCA csatlakozón kapja az agydinamó (generátor) váltakozó feszültségét. Az ettől balra lévő USB csatlakozón szolgáltatja az akksi számára a stabilizált 5 V-ot, standard USB csatlakozón keresztül. Az áttetsző csatlakozó egy USB-A hosszabbító kábel az akksitól. Itt csatlakoznak a fogyasztók az akksira.
A kábelezés. A Bike2USB a piros RCA csatlakozón kapja az agydinamó (generátor) váltakozó feszültségét. Az ettől balra lévő USB csatlakozón szolgáltatja az akksi számára a stabilizált 5 V-ot, standard USB csatlakozón keresztül (az akksi táskája felé megy). Az áttetsző csatlakozó egy USB-A hosszabbító kábel az akksitól (az akksi táskájától jön). Itt csatlakoznak a fogyasztók az akksira. A kép legfelső, középső részén még éppen látszik egy USB csatlakozó, ami párhuzamosan van kötve a főágra: ide tetszőleges USB eszköz csatlakoztatható: célja elsősorban GPS, okostelefon töltése.
Ebben a táskában van az USB-s akksi. A fekete kábelen jön az input az akksi töltéséhez. Az áttetsző kábelen megy az output a fogyasztóknak. Lásd a két USB kábelt a zipzár mellett.
Szakirodalom:
LM317 adatlap: https://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf
LM317 ellenállás-feszültség kalkulátor: http://www.reuk.co.uk/LM317-Voltage-Calculator.htm
