toto domáci produkt bude užitočné pre tých, ktorí radi jazdia na bicykli alebo rotopede. Teraz to bude nielen dobré pre zdravie, ale aj vďaka telesnej výchove bude generovaný elektrický prúd, z ktorého je možné nabíjať rôzne zariadenia vrátane mobilných telefónov a prenosných počítačov.
Princíp domácej práce je pomerne jednoduchý, najťažšie zostaviteľný e part. Mechanická časť sa skladá z bicykla a generátora (používa sa jednosmerný motor), ktorý je spojený pásom. Ďalej z generátora vedie napätie do regulátora nabíjania a potom do olovenej batérie. Potom môžete minúť energiu podľa vlastného uváženia. Napríklad môžete k akumulátoru pripojiť menič a prevádzať napätie, aby ste nabíjali a ovládali rôzne zariadenia.
Materiály a nástroje pre domácnosť:
- na bicykli (budete potrebovať rám so zadným kolesom);
- materiály na upevnenie rámu bicykla (preglejka, drevo, skrutky s maticami atď.);
- jednosmerný motor pri 24 V;
- remeň a kladka na pripojenie generátora k kolesu;
- 12V olovená batéria;
- typ nabíjačky DC-DC;
- DC-AC menič s USB výstupmi;
- mikrokontrolér Arduino;
- tranzistor MOS;
- LED a fotodiódy;
- Hallov senzor;
- LCD obrazovka;
- spínač;
- 5V regulátor, relé, dióda, odpory, tlačidlá a ďalšie.
Zoznam materiálov sa samozrejme môže líšiť, nemali by ste presne kopírovať domáci materiál, ak ste inteligentní, môžete si osobne zostaviť svoje model na takomto vzorci.
Postup montáže nabíjacej stanice:
Prvý krok. Upevňujeme rám bicykla
Tento krok je jedným z najdôležitejších, pretože ak rám nie je správne pripevnený, môžete s bicyklom spadnúť a zraniť ho. Autor pripevňuje prednú vidlicu skrutkou a maticou k nosníku. Nie je ťažké to urobiť, budete potrebovať skrutky, vŕtačku a pílku.
Ďalej je tento dizajn pripevnený k preglejkovej fólii 2X6, ktorá bude základom dizajnu.
Na pripevnenie zadnej časti sa použil tréningový stojan, čo výrazne zjednodušilo proces pripevnenia rámu. V takom stojane nájdete mechanizmus, ktorý vytvára odpor, keď sa koleso otáča. Ale tu to nie je potrebné, pretože taký odpor vytvorí generátor, takže tento mechanizmus možno odstrániť.
Teraz už zostáva pripojiť generátor k bicyklu, pretože ide o 24-voltový jednosmerný motor.Motor musí byť namontovaný na preglejku, je žiaduce, aby konštrukcia umožňovala utiahnutie remeňa. Pneumatika nie je umiestnená na volante, namiesto toho je namontovaný pás. Teraz stačí napnúť pás tak, aby pri nabíjaní batérie nekĺzal. Nemali by ste však príliš napínať remeň, pretože by sa tým zvýšili trecie sily a opotreboval sa rýchlo.
Krok dva Príprava batérie a ovládača
Na takúto domácu prácu môžete použiť iný typ batérie, ale autor sa rozhodol zostať na olovenej kyseline. Po prvé, sú ľahko dostupné a po druhé, oveľa lacnejšie ako lítium a ďalšie. Je však dôležité pochopiť, že každá batéria potrebuje osobitný režim nabíjania. Napríklad pre batériu vybranú autorom by nabíjacie napätie nemalo prekročiť 14V a prúdová sila by nemala prekročiť 5,4A. Najčastejšie sa údaje o režimoch nabíjania batérie zapisujú na hárok, ktorý sa pri zakúpení vydáva.
Pri výbere takejto batérie budete musieť z času na čas monitorovať hladinu elektrolytu, pretože sa pri nabíjaní odparuje. Nie je to však ťažké, z času na čas stačí naliať destilovanú vodu. Ak je hladina elektrolytu príliš nízka, batéria sa môže skratovať.
Je tiež dôležité nepreťažovať batériu, pretože tým sa rýchlo zníži jej životnosť. V priebehu času však batérie v každom prípade strácajú svoju kapacitu, nedá sa tomu vyhnúť, ale s opatrným prístupom sa životnosť batérie môže výrazne predĺžiť.
Teraz pár slov o regulátore nabíjania. Najjednoduchším spôsobom by samozrejme bolo pripojenie vodičov z batérie priamo k generátoru, ale v tomto prípade sa batéria dobije a rýchlo zlyhá. V tomto ohľade je v obvode usporiadaný regulátor nabíjania. Pri kúpe regulátora nabíjania je dôležité venovať pozornosť tomu, že musí mať vstup a výstup, čo je potrebné na nabitie batérie. Regulátor musí akceptovať napätie do 24 V a výstup 12 V s maximálnym prúdom nepresahujúcim 5,4 A.
V predaji nájdete aj univerzálne regulátory, pomocou ktorých môžete nabíjať rôzne typy batérií.
Krok tri Výber meniča
Na nabíjanie mobilných telefónov a prenosných počítačov z nabíjacej stanice bude potrebný invertor, pretože takúto elektroniku nemožno nabíjať priamo z batérie. Menič musí prijímať vstup 12 V a súčasne musí distribuovať napätie na výstupy portov USB, prostredníctvom ktorých sa bude nabíjanie vykonávať. Musíte tiež vziať do úvahy výkon meniča, priemerný telefón spotrebuje asi 5 wattov a prenosný počítač zaberá v priemere 45 - 60 wattov.
Autor si vybral menič, ktorý dokáže dodať až 400 wattov a má dva porty USB. Pripojenie meniča k batérii je veľmi jednoduché, stačí pripojiť dva vodiče z batérie v polarite a obvod je zostavený.
Krok štyri Účasť radiča Arduino na prevádzke generátora
Jednou z nevýhod domácej práce bolo to, že na aktiváciu procesu nabíjania ste museli začať šliapať a držať vypínač na 3 sekundy. Aby bol proces nabíjania plne automatický, autor sa rozhodol nainštalovať mikrokontrolér Arduino, teraz sám monitoruje rýchlosť kolesa, meria napätie a rozhoduje, kedy zapnúť nabíjanie batérie.
Arduino tiež vypne a zapne menič, keď je to potrebné, riadenie sa vykonáva pomocou tranzistora MOS.
Ak chcete získať nejaké štatistiky, keď jazdíte na tomto simulátore-generátore, môžete nainštalovať Hallov senzor na domáci produkt, pomocou ktorého sa odčítava rýchlosť kolesa. Pomocou týchto údajov môžete vypočítať prejdenú vzdialenosť, maximálnu rýchlosť, počet spálených kalórií a ďalšie.
Autor sa však rozhodol nahradiť toto riešenie inštaláciou optického senzora.
Krok 5 LCD obrazovka
Aby bolo vhodné získať štatistiku o činnosti simulátora-generátora, autor zobrazil údaje na LCD displeji.Tu nájdete informácie ako:
- celkový prevádzkový čas;
- ubehnutá vzdialenosť;
- vyrobená energia a ďalšie.
Konečný elektronický obvod generátora
Krok 6 Záverečná fáza
V záverečnej fáze musíte všetky prvky starostlivo opraviť a nainštalovať tak, aby nebránili prevádzke zariadenia. Autor umiestnil všetku elektroniku napravo od bicykla v kontajneri, nepočítal LCD obrazovku a menič. Drôty vedúce k zadnej časti bicykla boli vedené rúrkou z PVC, ktorá bola priskrutkovaná k preglejke.
Z bezpečnostných dôvodov autor nainštaloval na volant spínač, pomocou ktorého bude v prípade potreby možné v prípade poruchy vypnúť celé napájanie. Tento prepínač je pripojený k zápornému pólu batérie, to znamená, že ide o takzvanú „hmotu“. Je dôležité, aby sa kontakty spínača nedotýkali kovového volantu, inak to nebude fungovať. Pred inštaláciou je najlepšie zabaliť volanty elektrickou páskou.
Následne autor namaľoval preglejku, aby dodal domácej elegancii viac elegancie.
Domáci výrobok ešte nie je úplne dokončený, autor v budúcnosti plánuje určité vylepšenia. Je potrebné vyrobiť chladič pre regulátor nabíjania, vymeniť optický senzor Hallovým senzorom, optimalizovať programový kód, vytvoriť pohodlné menu atď.
Tu sa zhromažďujú všetky potrebné kódy Arduino.