questo prodotto fatto in casa sarà utile per chi ama andare in bicicletta o cyclette. Ora non sarà solo buono per la salute, ma anche a causa dell'educazione fisica, verrà generata una corrente elettrica da cui possono essere caricati vari dispositivi, tra cui telefoni cellulari e un laptop.
Il principio del lavoro fatto in casa è abbastanza semplice, il più difficile da montare e parte. La parte meccanica è costituita da una bicicletta e un generatore (viene utilizzato un motore CC) collegati da una cinghia. Più lontano dal generatore, la tensione va al controller di carica, quindi alla batteria al piombo. Bene, allora puoi spendere energia a tua discrezione. Ad esempio, è possibile collegare un inverter alla batteria e convertire la tensione in carica e far funzionare vari dispositivi.
Materiali e strumenti per la casa:
- la bici (avrai bisogno di un telaio con una ruota posteriore);
- materiali per il fissaggio del telaio della bicicletta (compensato, legno, bulloni con dadi, ecc.);
- Motore DC a 24 V;
- cinghia e puleggia per il collegamento del generatore alla ruota;
- Batteria al piombo 12V;
- Caricabatterie tipo DC-DC;
- Inverter DC-AC con uscite USB;
- microcontrollore Arduino;
- transistor MOS;
- LED e fotodiodo;
- Sensore Hall;
- schermo LCD;
- interruttore;
- Regolatore 5V, relè, diodo, resistori, pulsanti e altro.
Naturalmente, l'elenco dei materiali può essere diverso, non dovresti esattamente copiare fatti in casa, se sei intelligente, puoi assemblare personalmente il tuo il modello su un modello del genere.
Il processo di assemblaggio di una stazione di ricarica:
Primo passo. Ripariamo il telaio della bici
Questo passaggio è uno dei più importanti, perché se il telaio non è riparato correttamente, puoi cadere e ferirti con la bici. L'autore fissa la forcella anteriore con un bullone e un dado alla struttura della trave. Non è difficile farlo, avrai bisogno di viti, un trapano e un seghetto.
Inoltre, questo disegno è attaccato ad un foglio di compensato 2X6, questa sarà la base del disegno.
È stato utilizzato un rack di allenamento per fissare la parte posteriore, il che semplifica notevolmente il processo di fissaggio del telaio. In un tale rack, puoi trovare un meccanismo che crea resistenza quando la ruota gira. Ma qui non è necessario, poiché una tale resistenza creerà un generatore, quindi questo meccanismo può essere rimosso.
Bene, ora resta da collegare il generatore alla bicicletta, in quanto si tratta di un motore DC da 24 volt.Il motore deve essere montato su compensato, è auspicabile che il design ti consenta di stringere la cinghia. Il pneumatico non è posizionato sulla ruota, al suo posto è installata una cintura. Ora devi solo stringere la cintura in modo che non scivoli durante la ricarica della batteria. Ma non dovresti allungare troppo la cinghia, poiché ciò aumenterà le forze di attrito e la cinghia si consumerà rapidamente.
Secondo passo Preparazione della batteria e del controller
Per tale lavoro fatto in casa, puoi utilizzare un diverso tipo di batteria, ma l'autore ha deciso di rimanere con una batteria al piombo. In primo luogo, sono facilmente accessibili e, in secondo luogo, molto più economici del litio e di altri. Ma è importante capire che ogni batteria necessita di una modalità di ricarica specifica. Ad esempio, per una batteria selezionata dall'autore, la tensione di carica non deve superare i 14 V e l'intensità della corrente non deve superare i 5,4 A. Molto spesso, i dati sulle modalità di ricarica della batteria sono scritti su un pezzo di carta che viene emesso al momento dell'acquisto.
Scegliendo una tale batteria, dovrai monitorare di tanto in tanto il livello di elettrolita in essa contenuto, poiché evapora durante la ricarica. Tuttavia, non è difficile, di tanto in tanto devi solo versarvi dell'acqua distillata. Se il livello dell'elettrolito diventa troppo basso, la batteria potrebbe cortocircuitare.
È anche importante non sovraccaricare la batteria, poiché ciò ridurrà rapidamente la sua durata. Tuttavia, nel tempo, le batterie in ogni caso perdono la loro capacità, questo non può essere evitato, ma con un atteggiamento attento, la durata della batteria può essere notevolmente estesa.
Ora qualche parola sul controller di carica. Naturalmente, il modo più semplice sarebbe quello di collegare i fili dalla batteria direttamente al generatore, ma in questo caso la batteria si ricaricherà e si guasterà rapidamente. A questo proposito, il controller di carica è fornito nel circuito. Quando si acquista un controller di carica, è importante prestare attenzione al fatto che deve avere un input e un output, questo è necessario per caricare la batteria. Il controller deve accettare una tensione fino a 24 V e l'uscita a 12 V con una corrente massima non superiore a 5,4 A.
In vendita puoi trovare anche controller universali con i quali puoi caricare vari tipi di batterie.
Terzo passo Selezione dell'inverter
Affinché i dispositivi mobili e portatili possano essere caricati dalla stazione di ricarica, sarà necessario un inverter, poiché tale elettronica non può essere caricata direttamente dalla batteria. L'inverter deve ricevere un ingresso a 12V e allo stesso tempo distribuire la tensione alle uscite delle porte USB attraverso le quali verrà eseguita la ricarica. È inoltre necessario tenere conto della potenza dell'inverter, il telefono medio consuma circa 5 watt e il laptop impiega in media 45-60 watt.
L'autore ha scelto un inverter in grado di produrre fino a 400 watt e ha due porte USB. Il collegamento dell'inverter alla batteria è molto semplice, è sufficiente collegare due fili dalla batteria in polarità e il circuito è assemblato.
Fase quattro Partecipazione del controller Arduino al funzionamento del generatore
Uno degli svantaggi del lavoro fatto in casa era che per attivare il processo di ricarica, dovevi iniziare a pedalare e tenere premuto il pulsante di accensione per 3 secondi. Per rendere il processo di ricarica completamente automatico, l'autore ha deciso di installare un microcontrollore Arduino, ora egli stesso controlla la velocità della ruota, misura la tensione e decide quando attivare la ricarica della batteria.
Arduino si spegne e accende l'inverter quando è necessario, il controllo viene eseguito utilizzando un transistor MOS.
Per ottenere alcune statistiche quando si guida su questo simulatore-generatore, è possibile installare un sensore Hall su un prodotto fatto in casa, con l'aiuto di esso viene letta la velocità della ruota. Utilizzando questi dati, è possibile calcolare la distanza percorsa, la velocità massima, il numero di calorie bruciate e altro.
Ma l'autore ha deciso di sostituire questa soluzione con l'installazione di un sensore ottico.
Fase cinque Schermo LCD
Per rendere conveniente ottenere statistiche sul funzionamento del simulatore-generatore, l'autore ha visualizzato i dati sul display LCD.Qui puoi vedere informazioni come:
- tempo di funzionamento totale;
- distanza percorsa;
- potenza generata e altro.
Il circuito elettronico finale del generatore
Step Six Fase finale
Nella fase finale, è necessario correggere e installare con cura tutti gli elementi in modo che non interferiscano con il funzionamento del dispositivo. L'autore ha messo tutta l'elettronica a destra della bicicletta in un contenitore, senza contare lo schermo LCD e l'inverter. I fili che portavano sul retro della bici venivano fatti passare attraverso un tubo in PVC che veniva avvitato al compensato.
Per motivi di sicurezza, l'autore ha installato un interruttore sul volante, con il quale, se necessario, sarà possibile interrompere l'intera alimentazione in caso di guasto. Questo interruttore è collegato al negativo della batteria, cioè questa è la cosiddetta "massa". È importante che i contatti dell'interruttore non tocchino il volante in metallo, altrimenti non funzionerà. Si consiglia di avvolgere i volanti con del nastro isolante prima dell'installazione.
Successivamente, l'autore ha dipinto il compensato per dare maggiore eleganza fatta in casa.
Il prodotto fatto in casa non è ancora completamente completato, in futuro l'autore prevede alcuni miglioramenti. È necessario creare un dissipatore di calore per il regolatore di carica, sostituire il sensore ottico con un sensore Hall, ottimizzare il codice del programma, creare un comodo menu e così via.
Tutti i codici Arduino necessari sono raccolti qui.