Házi készítésű 12 voltos generátor kerékpárhoz. Kerékpárgenerátor tervezési áttekintése

Motor generátor az áramkör bal oldalán található, a kimeneti feszültség (+/-12 V) a jobb oldalon található. A kimenetre bármilyen terhelést csatlakoztathat: izzók, fénycsövek, LED világítástechnika, rádió, hordozható Töltő mobiltelefonhoz, TV-hez, műholdvevőhöz, inverterhez. Minden csatlakoztatott eszközt 12 V-ra kell besorolni.

Nézzük meg részletesebben a diagramot. Kerékpár A generátor 3 fázisú váltóáramot állít elő, amelyet használat előtt egyenárammá kell alakítani. Háromfázisú egyenirányító hat diódából készíthető, vagy készen vásárolható (szélenergiában használatos). Úgy néz ki, mint egy normál híd-egyenirányító, csak négy helyett öt kapcsa van. Az egyenirányító névleges feszültsége legalább 100 V és 35 A legyen. Mindegyik diódának azonos feszültséget kell kibírnia, de csak az áram felét (20 A). A hajvasaló némi hűtést igényel – ezért rögzítse egy nagy fémdarabhoz.

Az egyenirányító kimeneti teljesítménye nem adható közvetlenül izzóhoz vagy TV-hez, mivel a pedálozás nem hoz létre stabil feszültséget. Ez nulla és maximum között ingadozik, és károsíthatja a berendezést. Ezt a problémát úgy oldják meg, hogy az akkumulátort párhuzamosan csatlakoztatják az egyenirányító kimenetéhez, ami elnyeli a generátor által termelt többletteljesítményt, és kitölti azokat az időszakokat, amikor a generátor nem termel elegendő teljesítményt, vagy rövid időre leáll. Az akkumulátornak nem kell nagynak vagy különlegesnek lennie – bármelyik akkumulátor megteszi. ólom-sav akkumulátor. Ha nagy a kapacitása, az is jó. Használhat egy régi 12V 16Ah számítógépes UPS akkumulátort. Otthoni használatra olyan zárt akkumulátorok használata javasolt, amelyek nem bocsátanak ki gázt.

A diagramon más alkatrészek is szerepelnek. Az egyik egy biztosíték, amely rövidzárlat esetén szükséges. Az akkumulátor akkora áramot termel, hogy akár a kábelt is meggyulladhatja. Egy 2,5 mm2-es kábel és egy 30 A-es biztosíték javasolt. A diagramon két mérő is szerepel (nem a képen). Egy voltmérő (saját biztosítékkal) és egy ampermérő. Annak ellenére, hogy a pedálgenerátor ezek nélkül is működik, az akkumulátor egészsége érdekében erősen ajánlott a voltmérő. Jobb venni digitális voltmérő. Amint 14 V-ot mutat (12 V-os rendszerek esetén), le kell állítani a pedálok forgását. Soha ne lépje túl a 15 V-ot. A feszültség sem eshet 10,5 V alá. Az analóg ampermérő (a skála közepén egy nulla jellel) nem túl fontos, de azt mutatja, hogy az akkumulátorba áramlik-e az energia (végül az akkumulátor teljes feltöltése) vagy fogyasztás (az akkumulátor lemerüléséhez vezet). Az áramkör nem használhat digitális ampermérőt, mert az áram túl gyakran változik ahhoz, hogy egyenletes leolvasást biztosítson. Az ampermérő tartománya a terhelés által felvett áramtól függ. A legjobb, ha +/- 20 A hatótávolságút vásárol.

Egy magánházban néha előfordul, hogy különféle külső okok miatt nincs fény. Ezért a kerékpár generátor nagyon szükséges eszköz lesz, amely nem engedi, hogy világítás, TV vagy internet nélkül maradjon. És ha egyúttal a kerékpáros utazás szerelmese is, akkor hobbit kombinálhatja egy 12 voltos kerékpár generátor létrehozásának ötletével, 220 voltos kimeneti feszültséggel.

Kerékpár generátor-szimulátor

Ez a készülék különösen hasznos azoknak, akik szeretnek utazni, és nagy távolságokat tesznek meg éjszakázással és sátrakkal. Egy utazónak az az ötlete támadt, hogy szereljen össze egy kerékpár generátor-szimulátort, hogy könnyen magával vigye a túrákra.

A kerékpár generátor szükséges elemei.

A legfontosabb dolog egy generátorban a kerékpár. Szüksége lesz egy 12 voltos motorra is. Minél erősebb, annál több áramot termel. Ez a készülék egy régi házi készítésű 12-220 voltos feszültségátalakítót is használ. De használhatod a jelenleg nagyon elterjedt szünetmentes tápegységeket, vagy ahogy más néven UPS-t is.

Összeszerelés

Most mindezt össze kell szerelni, hogy működjön. Vessünk hegesztőgépés bolgár. Készítsünk fém állványt a generátornak. Bizonytalanságot fog biztosítani hátsó kerék. Most, hogy a kerék a talaj felett lóg, rögzítenie kell a motort. Különböző átmérőjű tömlődarabokat kell a motor forgórészére tenni. A rugónak a motor forgórészét a kerékhez kell nyomnia.

Most a motor generátorként működik, és 12 voltot termel. Pedálozhat és kaphat olyan áramot, amely képes meggyújtani egy 12 voltos dupla spirállámpát. Nagy erőfeszítéssel akár 30 voltot is előállíthat, de ezt nem szabad megtenni, ha egy izzót alacsonyabb feszültségre csatlakoztatnak.

Most ellenőrizzük a polaritást. Kiderült, hogy egy vezeték plusz, azt csomóval fogjuk megjelölni. Most csatlakoztatjuk az átalakító vezetékét a generátor vezetékéhez. A teszt azt mutatta, hogy ezzel a generátorral lehet TV-t rögzíteni. Ha azonban több mint 5 másodpercre abbahagyja a pedálozást, nem keletkezik áram, és a TV kikapcsol. Ezért akkumulátort fogunk használni. Egy ilyen generátor nélkülözhetetlen dolog lesz azokon a napokon, amikor villanyszerelők javítják a villanyvezetékeket az utcában.

Mi a készülék hatékonysága vagy hatékonysága? Az akkumulátort egy órán belül 12 V-ra töltheti. Kiderül, hogy egyfajta szobakerékpár, aminek köszönhetően áramot is termelhetsz. Ezzel a generátorral tölthető mobiltelefon, videokamerák, laptopok, tápellátás a wi-fi router. Többek között ezt az eszközt magával viheti túrákra, és használhatja a 220 voltos konnektort. Ebben az esetben az akkumulátort nem autóhoz kell használni, hanem például szünetmentes tápegységről.

A kerékpárgenerátor létrehozásának ötlete abban a pillanatban született, amikor az akkumulátor töltöttsége teljesen lemerült. Ha azt szeretnéd, hogy egy lámpa a kerékpárodra fényesen megvilágítsa az utad, de nem szeretnél az újratöltéssel vagy akkumulátorok vásárlásával kínlódni, ez az anyag neked való!



A projekt rövid leírása:
- Nincsenek elemek! Az energiát két szuperkondenzátor fogja felhalmozni, amelyek kapacitása 100 F és üzemi feszültsége 2,7 V.
- A töltés néhány percet vesz igénybe, de a lámpa a legfényesebben fog világítani, amint elkezdi pedálozni.
- Mielőtt a lámpa kialudna, legalább 15 percnek el kell telnie a megállás pillanatától (például közlekedési lámpánál való megálláskor vagy más olyan helyzetben, amikor a generátor nem működik). Erőteljes LED 1W-on 3,5V üzemi feszültsége van. Ezt figyelembe véve és a megfelelő ellenállások használatával ezt az időtartamot 4 percről 30 percre módosíthatja. A LED-ek akár 350 mA áramot fogyasztanak, a példakénti kivitel 350 mA árammal működik, és a fény elég erős marad ahhoz, hogy elvakítsa a vezetőket.
- A generátor világítást biztosít, és egyben töltést tárol a kondenzátorokban. A példában egy mátrixnyomtató léptetőmotorját használtuk. Multiméter segítségével megállapították, hogy akár 500mA áramot is képes előállítani.
- További előnye, hogy a kondenzátorok önszabályozók. Ez azt jelenti, hogy nem lesznek túlterhelve töltés közben.

Először is, egy kerékpár generátor összeállításához meg kell találnia a céljainknak megfelelőt léptetőmotor. Nagyon alacsony ellenállású motort szeretne a tekercsekben. A példa egy olyan motort használ, amelynek címkéje 2,88 V és 2,4 A feszültséget jelez, tekercsellenállása 1,2 Ohm. A tesztelés során ez a motor 500 mA áramot produkált 400 ford./perc mellett. Ha 15 km/h sebességgel kerékpározunk, a generátor percenként 160-200 fordulatot tesz meg. Ez azt jelenti, hogy a motort a hátsó kerékagy közelébe kell felszerelni, hogy csökkentsék az elforgatásához szükséges erőfeszítéseket, ellentétben a régi 1000-es dinamóval.
Másodszor, meg kell vásárolnia egy pár szuperkondenzátort, amelyet fent tárgyaltunk.
Harmadszor, szüksége lesz még:
- Import diódák 1N4004 (8 db) - a motor által termelt váltóáramot egyenárammá alakítják.
- Feszültségstabilizátor LM317T (1 db).
- Kerámia kondenzátor 0,1 µF (1 darab).
- 240Ohm és 820Ohm 0.25W ellenállások a feszültségstabilizátorhoz,amivel a kondenzátorokhoz szükséges 5.5V áramot kapjuk. Ezt az értéket nem szabad túllépni!
- 1W LED (1 db).
- Egy ellenállás egy 11 Ohm-os 0,25 W-os LED-hez (1 db), körülbelül 160 mA áramot ad.

Itt van egy lista, hogy mire lesz szükséged:
- Fényszóróház a LED beillesztéséhez.
- Kis ház a kondenzátorok sérülésének védelmére.
- Vezetékek.
- Egy darab 10 cm átmérőjű és kb. 2,5 cm szélességű műanyag cső. Epoxigyantával rögzítik a kerék küllőihez.
- Gumi szíjtárcsa vagy kerék 5 cm átmérőjű motorhoz.
- Különféle szerszámok, köztük egy forrasztópáka.

Kezdjük összeszerelni a kerékpár generátorunkat.


Először is nem foglalkoztam az alkotással nyomtatott áramkör, hanem egyszerűen összeforrasztotta az áramkör összes alkatrészét, majd a védelem érdekében mindent feltöltött epoxi ragasztóval.
A példában szereplő motornak hat vezetéke van, amelyek közül kettőt nem használunk (Com), a másik négyre pedig a tekercsekből lesz szükségünk.

A diódák ilyen módon történő forrasztásával, ahogy az ábrán látható, kettős párhuzamos áramkört kapunk dióda hidak, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja. Forrasszon kondenzátort a plusz és mínusz közé, ez stabilizálja a feszültségszabályozót. Ezt követően forrassza a helyére az LM317-et és az ellenállásokat. Szerelje be a LED-et és az áramkorlátozó ellenállást a fényszóróházba. Csatlakoztassa a vezetékeket a fényszóróhoz a kondenzátorokkal, egy kapcsolót a köztük lévő áramkörbe, majd a feszültségstabilizátorhoz.

Csatlakozási sorrend:
Léptetőmotor - Feszültségstabilizátor - Kondenzátorok - Kapcsoló - Fényszóró

Most kezdjük el felszerelni a motort a kerékpárra. A motor rögzítéséhez használjon csőbilincseket, amelyek rögzíthetők az alatta lévő furatokba tárcsafékek. A gumi motorkeréknek egy 10 cm átmérőjű műanyag csőszakasz felületén kell futnia. Ezt a részt epoxi ragasztóval és ragasztószalaggal kell rögzíteni, de szükség lehet menetes bilincsekre a biztonságosabb rögzítéshez – ez megakadályozza, hogy a kerékpár generátor gumi kereke elcsússzon a felületén.

A hagyományos kerékpárdinamika használatakor mindig felmerül a tartósság kérdése. Végül is egy ilyen eszközben a forgórész forog, aminek következtében a csapágyakban (vagy perselyekben) súrlódás lép fel, ami ezt követően tönkreteszi a generátort. Ezenkívül a túlzott súrlódási erő energiaveszteséghez vezet, vagyis a kerékpár nem gurul olyan messzire, és több erőfeszítést kell tennie a gyorsítás érdekében.

Ebből a helyzetből az érintés nélküli generátor használata lehet a kiút. Ennek az eszköznek nincsenek forgó alkatrészei, és szinte örökké működhet. A rotor szerepét általában maga a kerékpár kerék játssza, és az állórész a kerethez vagy a villához van rögzítve. Az ilyen generátorok költsége meglehetősen magas, ezért érdemes megpróbálni saját maga létrehozni egyet.

Az alábbiakban lesz szó a legegyszerűbb módjaérintés nélküli generátor létrehozása kerékpárhoz. De ez csak egy modell, egy elv, amivel hasonló házi készítésű termékeket lehet készíteni.

Anyagok és eszközök az otthoni munkához:
- erős mágnes (a szerző neodímiumot használ merevlemez);
- három tekercs (saját maga is elkészítheti);
- hátsó lámpa három LED-del;
- 4700 nF-os kondenzátor;
- fényszóró (öt fehér LED-del);
- dupla kapcsoló felől számítógép egység táplálás;
- két csavar anyákkal és alátétekkel (a mágnes rögzítéséhez a kerékhez);
- csavarhúzók és villáskulcsok, forrasztópáka, elektromos szalag;
- vezetékek, kapcsolók és egyéb apró tárgyak.

A generátor gyártási folyamata:

Első lépés. Generátor elemek felszerelése kerékpárra
Minden egy nagyon egyszerű séma szerint működik. A számítógép merevlemezéről származó erős neodímium mágnest két csavar és anya segítségével rögzítik a kerékpárkerékhez (A szerző három mágnest használ, ez kiküszöböli a rezgéseket. Használhat többet is). Egy tekercset helyeznek el vele szemben a kerékpárvillával minimális távolságra, amikor egy mágnes elhalad a közelében, áram keletkezik benne. A szerzőnek három tekercs van, egy kell a munkához hátsó lámpa, kettő pedig frontmunkára. Mivel az áram impulzusos, a lámpák vezetés közben villognak. Minél közelebb halad a mágnes a tekercs közelében, annál több energiát tud generálni.

A tekercseket saját maga is feltekerheti, vagy találhat egy kész reléket, amely alkalmas erre a célra. Ideális esetben a tekercs ellenállása 100-200 Ohm legyen, de a szerző két 600 ohmos tekercset használ, és biztosítja, hogy minden tökéletesen működik. Minél nagyobb a tekercs ellenállása, annál több energiát termel, de a hatásfok csökken a tekercs veszteségei miatt. A tekercsekhez célszerű valamilyen házat kitalálni, vagy más módon védeni a víztől és a szennyeződéstől.
Ha minden helyesen történik, akkor a kerék forgásakor a tekercsek már impulzusfeszültséget generálnak.

Második lépés. A hátsó lámpa csatlakoztatása
A rendszer első és hátsó lámpái teljesen függetlenek. A hátsó lámpát csak egy tekercs hajtja. A feszültség kismértékű stabilizálása érdekében az áramkörben 4700 nF-os kondenzátor található. A kezdeti feszültség itt 2,2 volt. Egy oszcilloszkópon pontosan láthatja, hogyan állítják elő a feszültséget a tekercsek.
Amikor a kerék teljesen elfordul, három impulzusnak kell lennie, mivel három mágnes van a rendszerben.

A zseblámpa csatlakoztatásához szét kell szerelni. Ki kell venni belőle az elemeket, mert itt már nem lesz rájuk szükség. Az elemek helyett kondenzátort kell telepítenie a zseblámpába. A lámpa összeszerelése után felszerelhető a kerékpárra, majd egy kéteres vezeték segítségével csatlakoztatható az egyik tekercshez. Ahogy a kerék forog, a hátsó lámpának villogni kell.

Harmadik lépés. Első lámpa csatlakozás
A fényszórót két tekercs hajtja, a szerző öt fehér LED-et szerelt fel. Az áramkört úgy alakították ki, hogy menet közben a fényszóró is villogjon. Itt nem használnak kondenzátort, de a "3" LED-del párhuzamosan is beépíthető, mert soha nem táplálják negatív feszültséggel. Így vezetés közben egy LED folyamatosan világít, és három villog. A tekercsek nem egyszerre termelnek energiát, ha sorba vannak kötve, akkor az egyik tekercs elnyeli a másik energiájának egy részét, ebben az áramkörben minden másképp működik.

Nos, akkor minden ugyanúgy van csatlakoztatva, mint a hátsó lámpa csatlakoztatása esetén. Összeszerelés után megpróbálhatja tesztelni a rendszert. Fontos megérteni, hogy minél gyorsabban megy a kerékpár, annál több energiát termel a generátor, és ez a LED-ek kiégéséhez vezethet. Tehát a jövőre nézve fontos, hogy olyan áramkört dolgozzunk ki, amely korlátozza az áram áramlását a LED-ekhez.
Valószínűleg sokunkban felmerült a kérdés: ha egy generátort szerelnének fel egy kerékpárra, mennyi áramot lehetne előállítani? A tudósok pedig már régóta kiszámolták, hogy egy kerékpáros edzési szintjétől függően 0,15-0,25 kW/h teljesítményt tud termelni.

Bár vannak rekordok. Az egyik teszt során 24 óra alatt 12 kWh-t sikerült előállítani. De ez nem a határ, a Siemens azt állította, hogy olyan berendezést hozott létre, amelynek segítségével az ember egy óra alatt 4,2 kW/h-t tudott elérni. A 62 éves Manoj Bhargava feltaláló azonban összeállított egy egyedi szobakerékpárt. Egy órás használattal egy kis házat egész nap árammal látunk el. A tudós abban reménykedik, hogy a Free Electric (ahogyan találmányát nevezte) segít megoldani a harmadik világ országainak áramellátási problémáit. Nézzünk egy videót róla:

Most nézze meg az alábbi fotót. Mit gondolsz, mit csinálnak ezek az emberek?

Ezek rabok, a telep rendjének megsértői, az egyik brazil börtönben büntetőcella helyett áramot termelnek. Akkumulátorokat töltenek, amelyek a Santa Rita lámpáinak táplálására szolgálnak éjszaka. Az ötletet pedig ennek az intézménynek a vezetője vette át a phoenixi női börtönben (Arizona, USA). Ott az elítéltek napi 16 órát pedáloznak, és ez beleszámít a 24 órás büntetésbe. Így lerövidítik az idejüket.

Elektromos generátor alkalmazása

Hol használható a mindennapi életünkben egy kerékpáros elektromos generátor?
Feltöltheti például telefonját reggel edzés közben. Nos, tényleg, miért ne sportolhatnánk és takaríthatnánk meg energiát egyszerre? Mérje meg, mennyi ideig tart mobiltelefonja feltöltése. Próbáljon emlékezni az időre, és próbálja meg legyőzni a jövőben.
Úgymond kombinálhatja az üzletet az élvezettel – hátha képes annyi energiát termelni, amennyit a turmixgép elfogy. Aztán készíthetsz magadnak egy sportkoktélt.

Ha technikailag megvan bátor gyerek, akkor miért nem kezdi el életre kelteni ezt az ötletet csak az élmény kedvéért.
Használd a fantáziádat, és talán más vicces ötlet is eszedbe jut.

Lehetséges, hogy szeretné életre kelteni az ötleteit. Mi kell ehhez?

• Bicikli. Ezekre a célokra tökéletes egy régi, régen nem használt vagy hevert.
• 12V-os motor egyenáram.
• Ékszíj a hátsó kerék motorhoz való csatlakoztatásához.
• Gerenda állványhoz 100*50 mm.
• Dióda.
• Akkumulátor 12V.
• Inverter, amely a 12 V egyenáramot 220 V váltóárammá alakítja.

Ha nem tervez mást csatlakoztatni ehhez a készülékhez, mint egy egyenáramú izzót, akkor az utolsó három pont nélkül is megteheti.
És szükség lesz rájuk más elektromos készülékek csatlakoztatásához. Ennek oka a generátorból (villanymotorból) érkező egyenetlen feszültség.

Hogyan készítsünk elektromos generátort

Kezdjük el. Összehasonlításképpen két diagramot teszek közzé. Az elsőnél a pedálgenerátor csak egyenáramú izzókat tud táplálni, a másodikon pedig teljes mértékben tud működni 220 V-ra tervezett eszközökkel váltakozó áram. Sémát választunk.