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Test & Technik

Technik am E-Bike: Speedsensor

Lesezeit etwa 4 Minuten

Jeder E-Bike-Fahrer kennt den Speedsensor am E-Bike. Doch wie funktioniert der überhaupt?

Inhalt:

Einleitung

Ein Pedelec ist, seit der Veröffentlichung im Bundesgesetzblatt vom 20.06.2013, rechtlich unmissverständlich dem Fahrrad gleichgestellt. Allerdings unter anderem nur dann, wenn die Unterstützungsleistung durch den E-Antrieb “1. beim Erreichen einer Geschwindigkeit von 25 km/h oder früher” sowie “2. wenn der Fahrer im Treten einhält, unterbrochen wird.“.

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Im allgemeinen Sprachgebrauch wird, wenn ein solches Pedelec gemeint ist, vom “E-Bike” gesprochen. Deshalb ist die zuverlässige und möglichst genaue Ermittlung der Geschwindigkeit enorm wichtig für den rechtssicheren Betrieb eines E-Bikes. Doch:

Wie wird die Geschwindigkeit gemessen?

Mechanischer Fahrradtacho.

Die Älteren unter uns erinnern sich sicher noch an den berühmten VDO-Tacho. An meinem ersten, vom eigenen ersparten Geld gekauften Fahrrad war es eines der Teile auf das ich besonders stolz war.

Die Ermittlung der Geschwindigkeit erfolgte bei diesem Modell rein mechanisch: Eine Welle führte vom Tacho zum Vorderrad, wo sie durch eine aufgesetzte Zahnscheibe in Rotation versetzt wurde. Diese Art der mechanischen Geschwindigkeitsermittlung wurde Anfang der 80iger Jahre des letzten Jahrtausend nach und nach durch die elektronische Ermittlung abgelöst.

Bei der elektronischen Version öffnet und schließt ein Magnet bei jeder Umdrehung einen Stromkreis in einem Sensor. Dieser Impuls wird als Signal genutzt. Über die eingespeicherte Radgröße können die aktuelle Geschwindigkeit, Durchschnittsgeschwindigkeit, Tages-Strecke oder die Gesamtstrecke errechnet werden.

Der Magnet ist üblicherweise an der Speiche befestigt, bei manchen Bikes aber auch direkt an der Bremsscheiben-Aufnahme, was eine besonders unauffällig Lösung ist.

Der Sensor wird normalerweise optisch unauffällig und gut geschützt an der Innenseite der Kettenstrebe auf der dem Magneten zugewandten Seite untergebracht.

Funktion Reedschalter

Im Sensor, der das Signal erzeugt, wird ein Reedschalter verwendet. Der englische Begriff “Reed” bedeutet soviel wie “Röhrchen” und bezieht sich auf die Bauweise des Schalters: In einem Glasröhrchen sind ferromagnetische Kontaktzungen eingeschmolzen, die sich in einem sehr kleinen Abstand überlappen ohne sich zu berühren. Durch den “vorbeiziehenden” Magneten wird ein Kontakt der Metallzungen herbeigeführt und der Stromkreis geschlossen.

Wie so etwas funktioniert kann man sehr anschaulich auf der Website der PIC GmbH sehen. Die PIC aus Wendelstein bei Nürnberg liefert seit über 20 Jahren Sensoren und Magnete an die Fahrrad- und E-Bike-Industrie und berücksichtigt dabei auch kundenspezifische Gestaltungswünsche.

Vorteile der Reedsensoren

  • Besonders haltbare und robuste Verkabelung (Witterung, Widerstandskraft gegen Zugkräfte).
  • Wasserdichte Steckverbindung zum Motor bzw. zur Steuerung.
  • Der Reedschalter schließt rein durch die Kraft des Magnetfeldes, d.h. er benötigt keine Versorgungsspannung und zieht somit keine Energie aus dem Akku wenn er geöffnet ist.

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Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Über die reine Geschwindigkeitsmessung hinaus bietet die Reed-Technologie am Pedelec noch weitere Anwendungsmöglichkeiten. Sie können beispielsweise als Brems-Sensoren für E-Bikes eingesetzt werden.

Dafür ist ein kleiner Magnet am Bremshebel verbaut. Wird der Hebel gezogen aktiviert der Magnet den Reedschalter und erzeugt damit ein Signal an die Steuerung, die zum Beispiel die Motorunterstützung unterbrechen oder das Bremslicht am Heck des E-Bikes aktivieren kann.

Die Sensoren dafür sind entweder direkt in der Bremse eingebaut oder werden als Nachrüst-Kits angeboten.

[Text:[at], Fotos: VeloStrom (2), PIC GmbH (1), Wikipedia (1)]

Alexander Theis
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