Tai naminis bus naudinga mėgstantiems važiuoti dviračiu ar mankštai. Dabar tai bus ne tik naudinga sveikatai, bet ir dėl fizinio lavinimo bus generuojama elektros srovė, iš kurios bus galima įkrauti įvairius prietaisus, įskaitant mobiliuosius telefonus ir nešiojamąjį kompiuterį.
Namų darbo principas yra gana paprastas, sunkiausia surinkti elektroninis dalis. Mechaninę dalį sudaro dviratis ir generatorius (naudojamas nuolatinės srovės variklis), sujungti diržu. Toliau nuo generatoriaus įtampa eina į įkrovimo valdiklį, o po to - į švino rūgšties akumuliatorių. Na, tada jūs galite išleisti energiją savo nuožiūra. Pavyzdžiui, galite prijungti keitiklį prie akumuliatoriaus ir konvertuoti įtampą, kad būtų galima įkrauti ir valdyti įvairius įrenginius.
Medžiagos ir įrankiai namų ruošimui:
- dviratis (jums reikės rėmo su galiniu ratu);
- dviračio rėmo tvirtinimo medžiagos (fanera, mediena, varžtai su veržlėmis ir kt.);
- 24 V nuolatinės srovės variklis;
- diržas ir skriemulys generatoriaus prijungimui prie rato;
- 12 V švino-rūgšties akumuliatorius;
- įkroviklio tipas DC-DC;
- DC-AC keitiklis su USB išvestimis;
- mikrovaldiklis Arduino;
- MOS tranzistorius;
- LED ir fotodiodas;
- salės jutiklis;
- LCD ekranas;
- jungiklis;
- 5 V reguliatorius, relė, diodas, rezistoriai, mygtukai ir dar daugiau.
Žinoma, medžiagų sąrašas gali būti skirtingas, neturėtumėte tiksliai kopijuoti namų, jei esate protingas, galite asmeniškai surinkti savo modelis ant tokio modelio.
Įkrovimo stotelės surinkimo procesas:
Pirmasis žingsnis. Mes pritvirtiname dviračio rėmą
Šis žingsnis yra vienas iš svarbiausių, nes jei rėmas netinkamai pritvirtintas, dviračiu galite nukristi ir susižaloti. Autorius priekinę šakę pritvirtina varžtu ir veržle prie sijos konstrukcijos. Tai nėra sunku padaryti, jums reikės varžtų, gręžimo ir pjūklo.
Be to, šis dizainas pritvirtintas prie 2X6 faneros lakšto, tai bus projekto pagrindas.
Galinei daliai pritvirtinti buvo naudojamas treniruočių stovas, kuris labai supaprastina rėmo pritvirtinimo procesą. Tokiame stelaže galite rasti mechanizmą, kuris sukuria pasipriešinimą, kai ratas sukasi. Bet čia jis nereikalingas, nes toks pasipriešinimas sukurs generatorių, todėl šį mechanizmą galima pašalinti.
Na, dabar lieka prijungti generatorių prie dviračio, nes tai yra 24 voltų nuolatinės srovės variklis.Variklis turi būti sumontuotas ant faneros, pageidautina, kad konstrukcija leistų jums priveržti diržą. Padanga nėra dedama ant rato, vietoje jos sumontuotas diržas. Dabar tereikia užveržti diržą, kad jis neslystų kraunant akumuliatorių. Tačiau neturėtumėte per daug ištempti diržo, nes tai padidins trinties jėgas ir diržas greitai susidėvės.
Antras žingsnis Baterijos ir valdiklio paruošimas
Tokiems namų darbams galite naudoti kitokio tipo baterijas, tačiau autorius nusprendė likti prie švino-rūgšties akumuliatoriaus. Pirma, jie yra lengvai prieinami, ir, antra, daug pigesni nei ličio ir kiti. Tačiau svarbu suprasti, kad kiekvienai akumuliatoriui reikalingas specifinis įkrovimo režimas. Pavyzdžiui, akumuliatoriaus, kurį pasirinko autorius, įkrovimo įtampa neturėtų viršyti 14 V, o srovės stipris neturėtų viršyti 5,4A. Dažniausiai duomenys apie akumuliatoriaus įkrovimo režimus rašomi ant lapo, kuris išduodamas kartu su juo.
Pasirinkę tokią bateriją, turėsite retkarčiais stebėti elektrolito lygį joje, nes kraunant ji išgaruoja. Tačiau tai nėra sunku, jums reikia tik retkarčiais įpilti distiliuoto vandens. Jei elektrolito lygis tampa per žemas, akumuliatorius gali trumpai jungti.
Taip pat svarbu neperkrauti akumuliatoriaus, nes tai greitai sutrumpins jo tarnavimo laiką. Tačiau laikui bėgant akumuliatoriai bet kokiu atveju praranda savo talpą, to negalima išvengti, tačiau, atidžiai elgdamiesi, akumuliatoriaus veikimo laikas gali būti žymiai pailgintas.
Dabar keli žodžiai apie įkroviklio valdiklį. Žinoma, lengviausias būdas būtų prijungti laidus nuo akumuliatoriaus tiesiai prie generatoriaus, tačiau tokiu atveju akumuliatorius pasikrauna ir greitai sugenda. Šiuo atžvilgiu grandinėje yra numatytas įkrovimo valdiklis. Pirkdami įkrovimo valdiklį, svarbu atkreipti dėmesį, ar jis turi turėti įvestį ir išvestį, tai būtina norint įkrauti akumuliatorių. Valdiklis turi priimti iki 24 V įtampą, o išėjimo 12 V - maksimalią srovę, neviršijančią 5,4A.
Parduodant taip pat galite rasti universalius valdiklius, kuriais galite įkrauti įvairių tipų baterijas.
Trečias žingsnis Inverterio pasirinkimas
Norint, kad mobilieji ir nešiojamieji kompiuteriai būtų įkraunami iš įkrovimo stoties, reikės keitiklio, nes tokios elektronikos negalima įkrauti tiesiogiai iš akumuliatoriaus. Inverteris turi priimti 12 V įėjimą ir tuo pačiu metu paskirstyti įtampą USB jungčių, per kurias bus atliekamas įkrovimas, išėjimams. Taip pat turite atsižvelgti į keitiklio galią, vidutinis telefonas sunaudoja apie 5 vatus, o nešiojamasis kompiuteris vidutiniškai užima 45–60 vatų.
Autorius pasirinko keitiklį, kuris gali tiekti iki 400 vatų ir turi dvi USB jungtis. Inverterio prijungimas prie akumuliatoriaus yra labai paprastas, jums tereikia prijungti du laidus iš akumuliatoriaus, esant poliškumui, ir grandinė yra surinkta.
Ketvirtas žingsnis „Arduino“ valdiklio dalyvavimas generatoriaus veikime
Vienas iš namų darbo trūkumų buvo tas, kad norint suaktyvinti įkrovimo procesą, reikėjo pradėti pedalus ir palaikyti maitinimo mygtuką 3 sekundes. Kad įkrovimo procesas būtų visiškai automatinis, autorius nusprendė įdiegti „Arduino“ mikrovaldiklį, dabar pats stebi rato greitį, matuoja įtampą ir nusprendžia, kada įjungti akumuliatoriaus įkrovimą.
„Arduino“ taip pat išsijungs ir įjungs keitiklį, kai to prireiks, valdymas atliekamas naudojant MOS tranzistorių.
Norėdami sužinoti šiek tiek statistikos, kai važiuojate šiuo treniruokliu-generatoriumi, ant savo gaminio galite įdiegti „Hall“ jutiklį, kurio pagalba nuskaitytas rato greitis. Naudodamiesi šiais duomenimis galite apskaičiuoti nuvažiuotą atstumą, didžiausią greitį, sudegintų kalorijų skaičių ir dar daugiau.
Tačiau autorius nusprendė šį sprendimą pakeisti optinio jutiklio įrengimu.
Penktas žingsnis LCD ekranas
Kad būtų patogu gauti statistinius duomenis apie treniruoklio generatoriaus veikimą, autorius duomenis rodė LCD ekrane.Čia galite pamatyti tokią informaciją:
- visas veikimo laikas;
- nuvažiuotas atstumas;
- generuojama energija ir dar daugiau.
Galutinė generatoriaus elektroninė grandinė
Šeštas žingsnis Paskutinis etapas
Paskutiniame etape turite kruopščiai pritvirtinti ir įdiegti visus elementus, kad jie netrukdytų prietaiso veikimui. Autorius visą elektroniką, esančią dešinėje dviračio pusėje, sudėjo į konteinerį, neskaičiuodamas LCD ekrano ir keitiklio. Laidai, vedantys į dviračio galinę dalį, buvo nutiesti per PVC vamzdį, kuris buvo prisukamas prie faneros.
Saugumo sumetimais autorius ant vairo sumontavo jungiklį, kurio pagalba prireikus gedimo atveju bus galima išjungti visą energijos tiekimą. Šis jungiklis yra prijungtas prie neigiamos baterijos, tai yra, tai yra vadinamoji "masė". Svarbu, kad jungiklio kontaktai neliestų metalinio vairo, kitaip jis neveiks. Prieš montuodami, vairius geriausia apvynioti elektrine juostele.
Vėliau autorius piešė fanerą, kad namuose būtų daugiau elegancijos.
Namų produktas dar nėra iki galo pagamintas, ateityje autorius planuoja keletą patobulinimų. Būtina padaryti įkrovos valdiklio šilumos kriauklę, pakeisti optinį jutiklį „Hall“ jutikliu, optimizuoti programos kodą, sudaryti patogų meniu ir pan.
Čia surinkti visi reikalingi Arduino kodai.