Tohle domácí bude užitečné pro ty, kteří rádi jezdí na kole nebo na rotopedu. Nyní to bude nejen dobré pro zdraví, ale také díky tělesné výchově bude generován elektrický proud, ze kterého lze nabíjet různá zařízení, včetně mobilních telefonů a notebooku.
Princip domácí práce je poměrně jednoduchý, nejsložitější sestavit elektronický část. Mechanická část se skládá z kola a generátoru (používá se stejnosměrný motor) připojeného pásem. Dále od generátoru, napětí jde do regulátoru nabíjení a poté do olověné kyselinové baterie. Dobře, pak můžete utratit energii podle svého uvážení. Můžete například připojit střídač k baterii a převést napětí pro nabíjení a provozování různých zařízení.
Materiály a nástroje pro domácí použití:
- na kole (budete potřebovat rám se zadním kolem);
- materiály pro upevnění rámu jízdního kola (překližka, dřevo, šrouby s maticemi atd.);
- stejnosměrný motor při 24 V;
- řemen a kladka pro připojení generátoru k kolu;
- 12V olověná baterie;
- typ nabíječky DC-DC;
- DC-AC měnič s USB výstupy;
- mikrokontrolér Arduino;
- tranzistor MOS;
- LED a fotodioda;
- Hallov senzor;
- LCD obrazovka;
- spínač;
- 5V regulátor, relé, dioda, odpory, tlačítka a další.
Seznam materiálů se samozřejmě může lišit, neměli byste přesně kopírovat domácí, pokud jste chytrí, můžete si osobní sestavit model na takovém vzoru.
Postup montáže nabíjecí stanice:
První krok. Opravíme rám kola
Tento krok je jedním z nejdůležitějších, protože pokud není rám správně upevněn, můžete s motocyklem spadnout a zranit se. Autor připevňuje přední vidlici šroubem a maticí ke konstrukci paprsku. Není těžké to udělat, budete potřebovat šrouby, vrtačku a pilku na pily.
Dále je tento design připojen k překližkové desce 2X6, což bude základem tohoto návrhu.
K upevnění zadní části byl použit tréninkový stojan, což výrazně zjednodušuje proces připevnění rámu. V takovém stojanu najdete mechanismus, který vytváří odpor, když se kolo otáčí. Ale zde to není nutné, protože takový odpor vytvoří generátor, takže tento mechanismus může být odstraněn.
Nyní zbývá připojit generátor k jízdním kolům, protože se jedná o 24 V stejnosměrný motor.Motor musí být namontován na překližku, je žádoucí, aby konstrukce umožňovala utáhnout pás. Pneumatika není umístěna na kole, místo toho je nainstalován pás. Nyní stačí napnout pás, aby při nabíjení baterie neklouzl. Neměli byste však příliš protahovat řemen, protože by se tím zvýšily třecí síly a pás se rychle opotřebuje.
Krok dva Příprava baterie a ovladače
Pro takovou domácí práci můžete použít jiný typ baterie, ale autor se rozhodl zůstat na olověné baterii. Za prvé, jsou snadno dostupné a za druhé, mnohem levnější než lithium a další. Je však důležité pochopit, že každá baterie potřebuje zvláštní režim nabíjení. Například pro baterii vybranou autorem by nabíjecí napětí nemělo překročit 14V a proudová síla by neměla překročit 5,4A. Nejčastěji jsou data o režimech nabíjení baterií zapsána na listu, který je při zakoupení vydán.
Při výběru takové baterie budete muset čas od času sledovat hladinu elektrolytu v ní, protože se při nabíjení vypařuje. Není to však obtížné, stačí do něj nalévat destilovanou vodu. Pokud je hladina elektrolytu příliš nízká, může dojít ke zkratu baterie.
Je také důležité nepřetěžovat baterii, protože tím se rychle sníží její životnost. V průběhu času však baterie v každém případě ztratí kapacitu, tomu se nelze vyhnout, ale s opatrným přístupem lze výrazně prodloužit životnost baterií.
Nyní pár slov o kontroléru nabíjení. Nejjednodušším způsobem by samozřejmě bylo připojit vodiče z baterie přímo k generátoru, ale v tomto případě se baterie dobije a rychle selže. V tomto ohledu je v obvodu uspořádán regulátor nabíjení. Při nákupu regulátoru nabíjení je důležité věnovat pozornost tomu, že musí mít vstup a výstup, to je nutné k nabití baterie. Regulátor musí přijímat napětí až 24 V a výstup 12 V s maximálním proudem nepřesahujícím 5,4 A.
V prodeji najdete také univerzální regulátory, kterými můžete nabíjet různé typy baterií.
Krok tři Výběr střídače
Aby mohly být mobilní telefony a notebooky nabíjeny z nabíjecí stanice, bude zapotřebí střídač, protože takovou elektroniku nelze nabíjet přímo z baterie. Střídač musí přijímat vstup 12 V a současně distribuovat napětí na výstupy portů USB, přes které bude nabíjení prováděno. Musíte také vzít v úvahu výkon střídače, průměrný telefon spotřebuje asi 5 wattů a notebook zabírá v průměru 45–60 wattů.
Autor vybral střídač, který může dodávat až 400 wattů a má dva porty USB. Připojení střídače k baterii je velmi jednoduché, stačí připojit dva vodiče z baterie polaritou a obvod je smontován.
Krok čtyři Účast regulátoru Arduino na provozu generátoru
Jednou z nevýhod domácí práce bylo, že k aktivaci procesu nabíjení jste museli začít šlapat a držet tlačítko napájení po dobu 3 sekund. Aby byl proces nabíjení plně automatický, autor se rozhodl nainstalovat mikrokontrolér Arduino, nyní sám monitoruje rychlost kola, měří napětí a rozhoduje, kdy zapnout nabíjení baterie.
Arduino také vypne a zapne střídač, když je to potřeba, ovládání se provádí pomocí tranzistoru MOS.
Chcete-li získat nějaké statistiky při jízdě na tomto simulátoru-generátoru, můžete nainstalovat Hallův senzor na domácí produkt, pomocí kterého se odečte rychlost kola. Na základě těchto údajů můžete vypočítat ujetou vzdálenost, maximální rychlost, počet spálených kalorií a další.
Autor se však rozhodl nahradit toto řešení instalací optického senzoru.
Krok pět LCD obrazovka
Aby bylo možné získat statistiku o provozu simulátoru-generátoru, autor zobrazil data na LCD displeji.Zde vidíte informace jako:
- celková doba provozu;
- ujetá vzdálenost;
- generovaná energie a další.
Konečný elektronický obvod generátoru
Krok šestý Závěrečná fáze
V konečné fázi musíte všechny prvky pečlivě opravit a nainstalovat tak, aby nezasahovaly do provozu zařízení. Autor umístil veškerou elektroniku napravo od kola v kontejneru, nepočítal LCD obrazovku a střídač. Dráty vedoucí k zadní části kola byly vedeny trubkou z PVC, která byla přišroubována k překližce.
Z bezpečnostních důvodů autor nainstaloval na volant spínač, pomocí kterého bude v případě potřeby možné v případě poruchy vypnout celé napájení. Tento přepínač je spojen se záporným číslem baterie, tj. Jedná se o tzv. „Hmotu“. Je důležité, aby se kontakty spínače nedotýkaly kovového volantu, jinak to nebude fungovat. Před instalací je nejlepší zabalit volanty elektrickou páskou.
Autor následně maloval překližku, aby dodal domácí eleganci více eleganci.
Domácí produkt ještě není zcela dokončen, v budoucnu autor plánuje určitá vylepšení. Je třeba vyrobit chladič pro regulátor nabíjení, vyměnit optický senzor Hallovým senzorem, optimalizovat programový kód, vytvořit pohodlné menu atd.
Zde jsou shromažďovány všechny potřebné kódy Arduino.