Això casolans serà útil per a aquells que els agradi muntar en bicicleta o fer exercici. Ara no només serà bo per a la salut, sinó també a causa de l’educació física, es generarà un corrent elèctric a partir del qual es poden carregar diversos dispositius, inclosos telèfons mòbils i un ordinador portàtil.
El principi del treball casolà és força senzill, el més difícil de muntar electrònica part. La part mecànica consisteix en una bicicleta i un generador (s’utilitza un motor de corrent continu) connectat per un cinturó. Més lluny del generador, el voltatge es dirigeix al controlador de càrrega i, a continuació, a la bateria d’àcid de plom. Bé, aleshores podeu gastar energia al vostre gust. Per exemple, podeu connectar un inversor a la bateria i convertir el voltatge en càrrega i fer funcionar diversos dispositius.
Materials i eines per a la llar:
- la bici (necessitarà un bastidor amb una roda posterior);
- materials per fixar el marc de la bicicleta (xapes, fusta, cargols amb femelles, etc.);
- Motor de corrent continu a 24V;
- corretja i politja per connectar el generador a la roda;
- bateria de plom-àcid de 12V;
- Carregador tipus DC-DC;
- Inversor de corrent continu amb sortides USB;
- microcontrolador Arduino;
- transistor MOS;
- LED i fotodiode;
- Sensor de sala;
- Pantalla LCD;
- commutador;
- Regulador de 5 V, relé, díode, resistències, botons i molt més.
Per descomptat, la llista de materials pot ser diferent, no hauríeu de copiar exactament els fets a casa, si sou intel·ligents, podeu muntar personalment la vostra el model sobre un model així.
El procés de muntatge d'una estació de recàrrega:
Primer pas. Arreglem el marc de la bicicleta
Aquest pas és un dels més importants, perquè si el marc no es fixa correctament, podeu caure i ferir-vos ferit amb la bicicleta. L'autor fixa la forquilla davantera amb un forrellat i rosca a l'estructura del feix. No és difícil fer-ho, necessitareu cargols, un trepant i una serratura.
A més, aquest disseny s’adjunta a una xapa de fusta contraplacada de 2X6, aquesta serà la base del disseny.
Es va utilitzar una cremallera d’entrenament per enganxar la part posterior, cosa que simplifica molt el procés d’acoblament del bastidor. En aquest cremallera, podeu trobar un mecanisme que crea resistència quan gira la roda. Però aquí no és necessari, ja que una resistència així crearà un generador, de manera que es pot eliminar aquest mecanisme.
Bé, ara queda connectar el generador a la bicicleta, ja que és un motor de 24 volts de corrent continu.El motor s’ha de muntar sobre contraplacat, és desitjable que el disseny li permeti apretar el cinturó. El pneumàtic no es col·loca a la roda, al seu lloc s’instal·la un cinturó. Ara només cal estrènyer el cinturó per no baixar quan es carrega la bateria. Però no heu d’estirar gaire el cinturó, ja que això augmentarà les forces de fricció i el cinturó es desgastarà ràpidament.
Pas Segon Preparació de la bateria i controlador
Per a aquest treball casolà, podeu utilitzar un tipus de bateria diferent, però l’autor va decidir quedar-se en una bateria de plom-àcid. En primer lloc, són fàcilment accessibles i, en segon lloc, molt més barats que el liti i altres. Però és important comprendre que cada bateria necessita un mode de càrrega específic. Per exemple, per a una bateria seleccionada per l’autor, la tensió de càrrega no hauria de superar els 14V i la força actual no hauria de superar els 5.4A. Molt sovint, les dades sobre els modes de càrrega de les bateries s’escriuen al full que s’emet amb la seva compra.
Si escolliu aquesta bateria, haureu de controlar de tant en tant el nivell d’electròlits que hi ha, ja que s’evapora quan es carrega. Tot i això, no és difícil, només cal abocar-hi aigua destil·lada de tant en tant. Si el nivell d’electròlits baixa massa, la bateria pot presentar un curtcircuit.
També és important no sobrecarregar la bateria, ja que això reduirà ràpidament la seva vida útil. Tot i així, amb el pas del temps, les bateries perden en qualsevol cas la seva capacitat, això no es pot evitar, però amb una actitud minuciosa, la vida de la bateria es pot allargar significativament.
Ara unes paraules sobre el controlador de càrrega. Per descomptat, la manera més fàcil seria connectar els cables de la bateria directament al generador, però en aquest cas la bateria es recarregarà i fallarà ràpidament. En aquest sentit, el controlador de càrrega es proporciona al circuit. Quan es compra un controlador de càrrega, és important parar atenció que ha de tenir una entrada i una sortida, això és necessari per carregar la bateria. El controlador ha d’acceptar un voltatge de fins a 24V i una sortida de 12V amb un corrent màxim de no més de 5.4A.
A la venda també es poden trobar controladors universals amb els quals es poden carregar diversos tipus de bateries.
Tercer Pas Selecció inversor
Per tal que es puguin carregar mòbils i ordinadors portàtils des de l'estació de recàrrega, caldrà un inversor, ja que no es pot carregar directament l'electrònica des de la bateria. L’inversor ha de rebre entrada de 12V i al mateix temps distribuir tensió a les sortides dels ports USB a través dels quals es realitzarà la càrrega. També cal tenir en compte la potència de l’inversor, el telèfon mitjà consumeix uns 5 watts i el portàtil té una mitjana de 45-60 watts.
L’autor va escollir un inversor que pot subministrar fins a 400 watts i que té dos ports USB. La connexió de l’inversor a la bateria és molt senzilla, només cal que connecteu dos cables de la bateria en polaritat i el circuit estigui muntat.
Quatre pas Participació del controlador Arduino en operació de generadors
Un dels inconvenients del treball casolà va ser que per activar el procés de càrrega, havíeu de començar a pedalejar i mantenir el botó d’encesa durant 3 segons. Perquè el procés de càrrega sigui totalment automàtic, l’autor va decidir instal·lar un microcontrolador Arduino, ara ell mateix monitoritza la velocitat de la roda, mesura el voltatge i decideix quan s’encén la càrrega de la bateria.
Arduino també s’apagarà i l’inversor quan calgui es realitza el control mitjançant un transistor MOS.
Per obtenir algunes estadístiques quan circuleu per aquest generador de simuladors, podeu instal·lar un sensor Hall en un producte casolà, amb l'ajut de la velocitat de la roda. Mitjançant aquestes dades, podeu calcular la distància recorreguda, la velocitat màxima, el nombre de calories cremades i molt més.
Però l’autor va decidir substituir aquesta solució per la instal·lació d’un sensor òptic.
Cinquè pas Pantalla LCD
Per fer més convenient obtenir estadístiques sobre el funcionament del generador de simuladors, l’autor va mostrar les dades a la pantalla LCD.Aquí podeu veure informació com:
- temps total de funcionament;
- distància recorreguda;
- generar energia i molt més.
El circuit electrònic final del generador
Pas sisè Etapa final
A l’última fase, heu d’arreglar i instal·lar amb cura tots els elements perquè no interfereixin amb el funcionament del dispositiu. L’autor va col·locar tota l’electrònica a la dreta de la bicicleta en un contenidor, sense comptar la pantalla LCD i l’inversor. Els cables que conduïen a la part posterior de la bicicleta es dirigien a través d'una canonada de PVC cargolada a la fusta contraxapada.
Per motius de seguretat, l’autor va instal·lar un interruptor al volant, amb el que, si fos necessari, serà possible apagar tota l’alimentació en cas d’avaria. Aquest commutador està connectat al negatiu de la bateria, és a dir, es tracta de l'anomenada "massa". És important que els contactes del commutador no toquin el volant metàl·lic, en cas contrari no funcionarà. És millor embolicar els volants amb cinta elèctrica abans de la instal·lació.
Posteriorment, l’autor va pintar contraxapat per donar més elegància a la casa.
El producte casolà encara no està completament complet, en el futur l’autor preveu algunes millores. Cal produir un dissipador de calor per al controlador de càrrega, substituir el sensor òptic per un sensor Hall, optimitzar el codi del programa, fer un menú convenient, etc.
Tots els codis Arduino necessaris es recullen aquí.