To domowej roboty przyda się tym, którzy lubią jeździć na rowerze lub ćwiczyć na rowerze. Teraz będzie to nie tylko dobre dla zdrowia, ale także ze względu na wychowanie fizyczne, powstanie prąd elektryczny, z którego można ładować różne urządzenia, w tym telefony komórkowe i laptopa.
Zasada domowej roboty jest dość prosta, najtrudniejsza w montażu elektroniczny część Część mechaniczna składa się z roweru i generatora (używany jest silnik prądu stałego) połączonego paskiem. Dalej od generatora napięcie trafia do kontrolera ładowania, a następnie do akumulatora ołowiowo-kwasowego. Cóż, wtedy możesz wydawać energię według własnego uznania. Na przykład można podłączyć falownik do akumulatora i przekształcić napięcie w celu ładowania i obsługiwać różne urządzenia.
Materiały i narzędzia do domowej roboty:
- rower (będziesz potrzebować ramy z tylnym kołem);
- materiały do zamocowania ramy roweru (sklejka, drewno, śruby z nakrętkami itp.);
- silnik prądu stałego o napięciu 24 V;
- pasek i koło pasowe do podłączenia generatora do koła;
- akumulator kwasowo-ołowiowy 12V;
- Typ ładowarki DC-DC;
- Falownik DC-AC z wyjściami USB;
- mikrokontroler Arduino;
- tranzystor MOS;
- LED i fotodioda;
- czujnik Halla;
- ekran LCD;
- przełącznik;
- Regulator 5V, przekaźnik, dioda, rezystory, przyciski i więcej.
Oczywiście lista materiałów może być inna, nie powinieneś dokładnie kopiować domowej roboty, jeśli jesteś mądry, możesz osobiście złożyć swój model na takim wzorze.
Proces montażu stacji ładującej:
Pierwszy krok Naprawiamy ramę roweru
Ten krok jest jednym z najważniejszych, ponieważ jeśli rama nie zostanie odpowiednio zamocowana, możesz spaść i zranić się rowerem. Autor mocuje przedni widelec za pomocą śruby i nakrętki do konstrukcji belki. Nie jest to trudne, potrzebujesz śrub, wiertarki i piły do metalu.
Co więcej, ten projekt jest przymocowany do arkusza sklejki 2X6, będzie to podstawa projektu.
Do zamocowania tylnej części zastosowano stojak treningowy, co znacznie upraszcza proces mocowania ramy. W takim stojaku można znaleźć mechanizm, który wytwarza opór, gdy koło się obraca. Ale tutaj nie jest to konieczne, ponieważ taki opór stworzy generator, więc ten mechanizm można usunąć.
Cóż, teraz pozostaje podłączyć generator do roweru, ponieważ jest to 24-woltowy silnik prądu stałego.Silnik musi być zamontowany na sklejce, pożądane jest, aby konstrukcja pozwoliła na zaciśnięcie paska. Opona nie jest umieszczana na kole, zamiast tego montowany jest pasek. Teraz wystarczy napiąć pasek, aby nie zsuwał się podczas ładowania akumulatora. Nie należy jednak nadmiernie rozciągać paska, ponieważ zwiększy to siły tarcia, a pasek szybko się zużyje.
Krok drugi Przygotowanie baterii i kontrolera
Do takiej domowej roboty możesz użyć innego rodzaju baterii, ale autor postanowił pozostać na baterii kwasowo-ołowiowej. Po pierwsze są łatwo dostępne, a po drugie znacznie tańsze niż lit i inne. Ale ważne jest, aby zrozumieć, że każdy akumulator wymaga określonego trybu ładowania. Na przykład dla akumulatora wybranego przez autora napięcie ładowania nie powinno przekraczać 14 V, a natężenie prądu nie powinno przekraczać 5,4 A. Najczęściej dane dotyczące trybów ładowania baterii są zapisywane na arkuszu, który jest wydawany przy zakupie.
Wybierając taką baterię, będziesz musiał od czasu do czasu monitorować poziom elektrolitu, ponieważ odparowuje on podczas ładowania. Nie jest to jednak trudne, wystarczy od czasu do czasu wlać do niego wodę destylowaną. Jeśli poziom elektrolitu stanie się zbyt niski, akumulator może spowodować zwarcie.
Ważne jest również, aby nie przeciążać akumulatora, ponieważ szybko skróci to jego żywotność. Jednak z czasem akumulatory tracą swoją pojemność, nie można tego uniknąć, ale przy ostrożnym podejściu żywotność baterii można znacznie wydłużyć.
Teraz kilka słów o kontrolerze ładowania. Oczywiście najprostszym sposobem byłoby podłączenie przewodów z akumulatora bezpośrednio do generatora, ale w tym przypadku akumulator się naładuje i szybko zawiedzie. W związku z tym kontroler ładowania znajduje się w obwodzie. Kupując kontroler ładowania, należy pamiętać, że musi on mieć wejście i wyjście, jest to konieczne do naładowania akumulatora. Sterownik musi przyjąć napięcie do 24 V, a napięcie wyjściowe 12 V o maksymalnym prądzie nie większym niż 5,4 A.
W sprzedaży można również znaleźć uniwersalne sterowniki, za pomocą których można ładować różne rodzaje akumulatorów.
Krok trzeci Wybór falownika
Do ładowania telefonów komórkowych i laptopów ze stacji ładującej potrzebny będzie falownik, ponieważ takiej elektroniki nie można ładować bezpośrednio z akumulatora. Falownik musi otrzymywać napięcie wejściowe 12 V i jednocześnie rozdzielać napięcie na wyjścia portów USB, przez które będzie wykonywane ładowanie. Trzeba też wziąć pod uwagę moc falownika, przeciętny telefon zużywa około 5 watów, a laptop średnio 45–60 watów.
Autor wybrał falownik, który może dostarczyć do 400 watów i ma dwa porty USB. Podłączenie falownika do akumulatora jest bardzo proste, wystarczy podłączyć dwa przewody od akumulatora w biegunowości, a obwód jest zmontowany.
Krok czwarty Udział kontrolera Arduino w pracy generatora
Jedną z wad domowej roboty było to, że aby aktywować proces ładowania, trzeba było zacząć pedałować i przytrzymać przycisk zasilania przez 3 sekundy. Aby proces ładowania był w pełni automatyczny, autor postanowił zainstalować mikrokontroler Arduino, teraz sam monitoruje prędkość koła, mierzy napięcie i decyduje, kiedy włączyć ładowanie akumulatora.
Arduino wyłączy się i włączy falownik, gdy będzie to potrzebne, sterowanie odbywa się za pomocą tranzystora MOS.
Aby uzyskać statystyki podczas jazdy na tym symulatorze-generatorze, możesz zainstalować czujnik Halla na produkcie domowej roboty, za jego pomocą odczytuje się prędkość koła. Korzystając z tych danych, możesz obliczyć przebytą odległość, maksymalną prędkość, liczbę spalonych kalorii i inne.
Ale autor postanowił zastąpić to rozwiązanie instalacją czujnika optycznego.
Krok piąty Ekran LCD
Aby ułatwić uzyskanie statystyk dotyczących działania symulatora-generatora, autor wyświetlił dane na wyświetlaczu LCD.Tutaj możesz zobaczyć takie informacje jak:
- całkowity czas pracy;
- przebyta odległość;
- generowana moc i więcej.
Ostateczny obwód elektroniczny generatora
Krok szósty Ostatni etap
Na ostatnim etapie musisz dokładnie naprawić i zainstalować wszystkie elementy, aby nie zakłócały działania urządzenia. Autor umieścił całą elektronikę po prawej stronie roweru w pojemniku, nie licząc ekranu LCD i falownika. Druty prowadzące z tyłu roweru zostały poprowadzone przez rurkę PCV przykręconą do sklejki.
Ze względów bezpieczeństwa autor zainstalował przełącznik na kierownicy, za pomocą którego, w razie potrzeby, możliwe będzie wyłączenie całego źródła zasilania w przypadku awarii. Przełącznik ten jest podłączony do ujemnego bieguna akumulatora, czyli jest to tak zwana „masa”. Ważne jest, aby styki przełącznika nie dotykały metalowej kierownicy, w przeciwnym razie nie zadziała. Przed montażem najlepiej owinąć koła kierownicy taśmą elektryczną.
Następnie autor pomalował sklejkę, aby nadać domowej elegancji większą elegancję.
Domowy produkt nie jest jeszcze w pełni ukończony, w przyszłości autor planuje pewne ulepszenia. Istnieje potrzeba wykonania radiatora dla kontrolera ładowania, zastąpienia czujnika optycznego czujnikiem Halla, zoptymalizowania kodu programu, stworzenia wygodnego menu i tak dalej.
Wszystkie niezbędne kody Arduino są gromadzone tutaj.