aceasta produs home-made va fi util pentru cei cărora le place să meargă cu bicicleta sau să facă biciclete. Acum va fi nu numai bun pentru sănătate, ci și datorită educației fizice, va fi generat un curent electric din care pot fi încărcate diverse dispozitive, inclusiv telefoane mobile și un laptop.
Principiul muncii de casă este destul de simplu, cel mai dificil de asamblat e parte. Partea mecanică este formată dintr-o bicicletă și un generator (se utilizează un motor cu curent continuu) conectat de o centură. Mai departe de generator, tensiunea trece la regulatorul de încărcare, apoi la bateria cu acid plumb. Ei bine, atunci puteți cheltui energie la discreție. De exemplu, puteți conecta un invertor la baterie și puteți converti tensiunea pentru a încărca și opera diverse dispozitive.
Materiale și instrumente pentru casă:
- bicicleta (veți avea nevoie de un cadru cu roata din spate);
- materiale pentru fixarea cadrului bicicletei (placaj, cherestea, șuruburi cu piulițe etc.);
- Motor DC la 24V;
- curea și scripete pentru conectarea generatorului la roată;
- baterie plumb-12V;
- Încărcător tip DC-DC;
- invertor DC-AC cu iesiri USB;
- microcontroler Arduino;
- tranzistor MOS;
- LED și fotodiodă;
- Senzor hol;
- ecran LCD;
- comutator;
- Regulator 5V, releu, diodă, rezistențe, butoane și multe altele.
Desigur, lista de materiale poate fi diferită, nu trebuie să copiați cu exactitate de casă, dacă sunteți inteligent, puteți asambla personal modelul pe un astfel de model.
Procesul de asamblare a unei stații de încărcare:
Primul pas. Fixăm cadrul bicicletei
Acest pas este unul dintre cele mai importante, pentru că dacă cadrul nu este fixat corespunzător, poți cădea și răni cu bicicleta. Autorul fixează furca frontală cu un șurub și piuliță la structura grinzilor. Nu este dificil să o faci, vei avea nevoie de șuruburi, un burghiu și un ferăstrău.
Mai mult, acest design este atașat la o foaie de placaj 2X6 ”, aceasta va fi baza designului.
Pentru fixarea părții din spate a fost folosit un suport de antrenament, ceea ce simplifică foarte mult procesul de fixare a cadrului. Într-un astfel de rack, puteți găsi un mecanism care creează rezistență atunci când roata se rotește. Dar aici nu este nevoie, deoarece o astfel de rezistență va crea un generator, astfel că acest mecanism poate fi eliminat.
Ei bine, acum rămâne să conectați generatorul la bicicletă, deoarece este un motor de 24 de volți continuu.Motorul trebuie montat pe placaj, este de dorit ca designul să vă permită să strângeți centura. Anvelopa nu este așezată pe roată, în schimb este instalată o centură. Acum trebuie doar să strângeți centura pentru a nu aluneca atunci când încărcați bateria. Dar nu trebuie să întindeți prea mult centura, deoarece acest lucru va crește forțele de frecare, iar centura se va uza rapid.
Pasul doi Pregătirea bateriei și a controlerului
Pentru o astfel de muncă de casă, puteți utiliza un alt tip de baterie, dar autorul a decis să rămână pe o baterie cu plumb. În primul rând, sunt ușor accesibile și, în al doilea rând, mult mai ieftine decât litiu și altele. Dar este important să înțelegem că fiecare baterie are nevoie de un anumit mod de încărcare. De exemplu, pentru o baterie selectată de autor, tensiunea de încărcare nu trebuie să depășească 14V, iar puterea curentă nu trebuie să depășească 5.4A. Cel mai adesea, datele privind modurile de încărcare a bateriei sunt scrise pe foaia care este emisă cu ea la cumpărare.
Alegând o astfel de baterie, va trebui să monitorizați nivelul electrolitului din el din când în când, deoarece se evaporă la încărcare. Cu toate acestea, nu este dificil, trebuie doar să turnați apă distilată din când în când. Dacă nivelul electrolitului devine prea scăzut, bateria poate scurtcircuita.
De asemenea, este important să nu supraîncărcați bateria, deoarece aceasta va reduce rapid durata de funcționare. Cu toate acestea, în timp, bateriile își pierd în orice caz capacitatea, acest lucru nu poate fi evitat, însă, cu o atitudine atentă, durata bateriei poate fi semnificativ prelungită.
Acum câteva cuvinte despre controlerul de încărcare. Desigur, cel mai simplu mod ar fi să conectați firele din baterie direct la generator, dar în acest caz, bateria se va reîncărca și se va defecta rapid. În acest sens, regulatorul de încărcare este prevăzut în circuit. Când cumpărați un controler de încărcare, este important să fiți atenți că trebuie să aibă o intrare și o ieșire, aceasta fiind necesară pentru a încărca bateria. Controlerul trebuie să accepte o tensiune de până la 24V, iar ieșirea de 12V cu un curent maxim de cel mult 5,4A.
De vânzare puteți găsi, de asemenea, controlere universale cu care puteți încărca diferite tipuri de baterii.
Pasul trei Selectarea invertorului
Pentru ca mobilul și laptopurile să poată fi încărcate de la stația de încărcare, va fi nevoie de un invertor, deoarece astfel de electronice nu pot fi încărcate direct de la baterie. Invertorul trebuie să primească o intrare de 12 V și, în același timp, să distribuie tensiunea la ieșirile porturilor USB prin care se va efectua încărcarea. De asemenea, trebuie să țineți cont de puterea invertorului, telefonul mediu consumă aproximativ 5 wați, iar laptopul ia în medie 45-60 de wați.
Autorul a ales un invertor care poate livra până la 400 de wați și are două porturi USB. Conectarea invertorului la baterie este foarte simplă, trebuie doar să conectați două fire de la baterie în polaritate, iar circuitul este asamblat.
Pasul patru Participarea controlorului Arduino la funcționarea generatorului
Unul dintre dezavantajele muncii de casă a fost că pentru a activa procesul de încărcare, trebuia să începeți să pedalați și să mențineți butonul de pornire timp de 3 secunde. Pentru ca procesul de încărcare să fie complet automat, autorul a decis să instaleze un microcontroler Arduino, acum el însuși monitorizează viteza roții, măsoară tensiunea și decide când să pornească încărcarea bateriei.
Arduino se va opri și invertorul atunci când este nevoie, controlul se efectuează cu ajutorul unui tranzistor MOS.
Pentru a obține câteva statistici când mergeți cu acest generator de simulatoare, puteți instala senzorul Hall pe un produs de casă, cu ajutorul acestuia se citește viteza roții. Folosind aceste date, puteți calcula distanța parcursă, viteza maximă, numărul de calorii arse și multe altele.
Autorul a decis însă să înlocuiască această soluție cu instalarea unui senzor optic.
Pasul cinci Ecran LCD
Pentru a face convenabil să obțineți statistici despre funcționarea generatorului de simulatoare, autorul a afișat datele pe ecranul LCD.Aici puteți vedea informații precum:
- timpul total de operare;
- distanța parcursă;
- putere generată și multe altele.
Circuitul electronic final al generatorului
Pasul șase Etapa finală
În faza finală, trebuie să reparați și să instalați cu atenție toate elementele, astfel încât acestea să nu interfereze cu funcționarea dispozitivului. Autorul a așezat toate elementele electronice din dreapta bicicletei într-un container, fără a număra ecranul LCD și invertorul. Firele care duceau în spatele bicicletei erau dirijate printr-o țeavă din PVC care a fost înșurubată pe placaj.
Din motive de securitate, autorul a instalat un comutator pe volan, cu ajutorul căruia, dacă este necesar, va fi posibil să opriți întreaga sursă de alimentare în caz de rupere. Acest comutator este conectat la negativul bateriei, adică aceasta este așa-numita „masă”. Este important ca contactele întrerupătorului să nu atingă volanul metalic, altfel nu va funcționa. Cel mai bine este să înfășurați volanele cu bandă electrică înainte de instalare.
Ulterior, autorul a pictat placaj pentru a conferi eleganță casnică mai multă eleganță.
Produsul de casă nu este încă complet complet, pe viitor autorul intenționează să îmbunătățească. Este necesară crearea unui radiator pentru controlerul de încărcare, înlocuirea senzorului optic cu un senzor Hall, optimizarea codului programului, crearea unui meniu convenabil și așa mai departe.
Toate codurile Arduino necesare sunt colectate aici.