Добавляйте самоделоки - получайте оплату

*кликни за подробностями

» » » Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Эта самоделка будет полезна для тех, кто любит ездить на велосипеде или велотренажере. Теперь это будет не только полезно для здоровья, но еще и благодаря физкультуре будет вырабатываться электроток, от которого можно заряжать различные приборы, включая мобильные телефоны и ноутбук.
Принцип работы самоделки довольно просто, сложнее всего собрать электронную часть. Механическая часть состоит из велосипеда и генератора (используется двигатель постоянного тока), соединенных ремнем. Далее от генератора напряжение идет на контроллер заряда, а затем на кислотно-свинцовый аккумулятор. Ну а далее энергию можно расходовать на свое усмотрение. К примеру, можно подключить к аккумулятору инвертор и преобразовывать напряжение для зарядки и работы различных устройств.

Материалы и инструменты для самоделки:
- велосипед (будет нужна рама с задним колесом);
- материалы для закрепления рамы велосипеда (фанера, брус, болты с гайками и прочее);
- двигатель постоянного тока на 24V;
- ремень и шкив для подключения генератора к колесу;
- свинцово-кислотный аккумулятор на 12V;
- зарядное устройство типа DC-DC;
- инвертор DC-AC c выходами USB;
- микроконтроллер Arduino;
- МОП-транзистор;
- LED и фотодиод;
- датчик Холла;
- LCD экран;
- выключатель;
- регулятор 5V, реле, диод, резисторы, кнопки и другое.

Конечно, список материалов может быть и другим, не следует точно копировать самоделку, если проявить смекалку, можно собрать лично свою модель по такому образцу.

Процесс сборки зарядной станции:

Шаг первый. Фиксируем раму велосипеда
Этот шаг один из самых важных, так как если рама будет закреплена плохо, с велосипедом можно упасть и получить травмы. Переднюю вилку автор крепит при помощи болта с гайкой к конструкции из брусьев. Ее сделать не сложно, понадобятся саморезы, дрель и ножовка.
Далее эта конструкция крепится к листу фанеры 2Х6’, это будет основой конструкции.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Для крепления задней части была использована учебная стойка, это значительно упрощает процесс крепления рамы. В такой стойке можно встретить механизм, который создает сопротивление при вращении колеса. Но здесь он не нужен, так как такое сопротивление будет создавать генератор, поэтому этот механизм можно убрать.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Ну а теперь остается подсоединить к велосипеду генератор, в качестве него выступает электродвигатель постоянного тока на 24 Вольта. Двигатель нужно закрепить на фанере, желательно, чтобы конструкция позволяла натянуть ремень. Шина на колесе не ставится, вместо нее устанавливается ремень. Теперь лишь нужно натянуть ремень, чтобы он не пробуксовывал при зарядке аккумулятора. Но не следует натягивать ремень слишком сильно, так как при этом возрастут силы трения и ремень будет быстро изнашиваться.

Шаг второй. Подготовка батареи и контроллера
Для такой самоделки можно использовать различного типа батареи, но автор решил остановиться на свинцово-кислотном аккумуляторе. Во-первых, они легкодоступны, а во-вторых, значительно дешевле литиевых и прочих. Но важно понимать, что для каждой батареи нужен определенный режим зарядки. К примеру, для выбранной автором батареи напряжение зарядки не должно превышать 14В, а сила тока не более 5.4А. Чаще всего данные о режимах зарядки батареи пишут на листке, который выдают с ней при покупке.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Выбрав такую батарею, придется время от времени следить за уровнем электролита в ней, так как при зарядке он испаряется. Впрочем, это не сложно, нужно только время от времени подливать в него дистиллированную воду. Если уровень электролита станет слишком низким, батарея может замкнуть.
Еще важно не перегружать аккумулятор, так как это быстро сократит срок его службы. Впрочем, со временем аккумуляторы в любом случае теряют свою емкость, этого не избежать, зато при бережном отношении срок службы АКБ можно значительно продлить.

Теперь пару слов о контроллере заряда. Конечно, проще всего было бы подключить провода от аккумулятора напрямую к генератору, но в таком случае батарея будет перезаряжаться и быстро выйдет из строя. В связи с этим в схеме предусмотрен контроллер зарядки. Покупая регулятор зарядки, важно обратить внимание, что он должен иметь вход и выход, это нужно для зарядки батареи. Контроллер должен принимать напряжение до 24В, а на выходе выдавать 12В с максимальным током не более 5.4А.

В продаже также можно найти универсальные контроллеры, которыми можно заряжать различные типы аккумуляторов.

Шаг третий. Выбор инвертора
Для того чтобы от зарядной станции можно было заряжать мобильные и ноутбуки, будет нужен инвертор, так как напрямую от аккумулятора такую электронику зарядить не выйдет. Инвертор должен принимать на входе 12В и при этом раздавать напряжение на выходы портов USB, через которые и будет производиться зарядка. Также нужно учесть мощность инвертора, средний телефон потребляет порядка 5Ватт, а ноутбук в среднем берет 45-60 Ватт.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Автор выбрал инверотор, который может выдавать до 400Ватт и имеет два порта USB. Подключить инвертор к батарее очень просто, нужно только подключить два провода от АКБ по полярности, и схема собрана.

Шаг четвертый. Участие контроллера Arduino в работе генератора
Одним из недостатков самоделки было в том, что для активации процесса зарядки нужно было начинать крутить педали и удерживать кнопку питания в течение 3 секунд. Чтобы сделать процесс зарядки полностью автоматическим, автор решил установить микроконтроллер Arduino, теперь он сам отслеживает обороты колеса, замеряет напряжение и решает, когда можно включить зарядку аккумулятора.

Arduino также будет отключать и включать инвертор тогда, когда это нужно, управление происходит при помощи МОП-транзистора.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Чтобы получать некоторую статистику при езде на этом тренажере-генераторе, можно установить на самоделку датчик Холла, с помощью него считывается частота вращения колеса. С помощью этих данных можно рассчитать пройденный путь, максимальную скорость, количество сожженных калорий и прочее.

Но автор решил заменить это решение установкой оптического датчика.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Шаг пятый. LCD экран
Чтобы было удобно получать статистику о работе тренажера-генератора, автор вывел данные на LCD-дисплей. Здесь можно увидеть такую информацию как:
- общее время работы;
- пройденный путь;
- генерируемая мощность и другое.
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Окончательная электронная схема генератора
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда

Шаг шестой. Завершающий этап
На заключительном этапе нужно тщательно закрепить и установить все элементы, чтобы они не мешали при работе устройства. Всю электронику автор разместил справа от велосипеда в контейнере, не считая LCD экрана и инвертора. Провода, идущие к задней части велосипеда, были проложены через ПВХ трубу, которая прикручена к фанере.

В целях безопасности автор установил на руль переключатель, с помощью которого при необходимости можно будет отключить всю электросеть при поломке. Этот переключатель подключен к минусу батареи, то есть это так называемая «масса». Важно, чтобы контакты переключателя не прикасались к металлическому рулю, иначе он работать не будет. Лучше всего перед установкой обмотать рули изолентой.

Впоследствии автор покрасил фанеру для придания большей элегантности самоделке.

Самоделка еще доделана не полностью, в будущем автор планирует некоторые доработки. Есть потребность сделать теплоотвод для контроллера заряда, заменить оптический датчик датчиком Холла, оптимизировать программный код, сделать удобное меню и так далее.

Все необходимые коды Arduino собраны здесь
sketch.rar [7,77 Kb] (cкачиваний: 27)

Источник
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
2 комментария
  1. Иван_Похмельев
    Покупая регулятор зарядки, важно обратить внимание, что он должен иметь вход и выход, это нужно для зарядки батареи.
    Ни в коем случае не покупайте регулятор без входа или без выхода! ))
  2. Иван_Похмельев
    Автор выбрал инверотор, который может выдавать до 400Ватт и имеет два порта USB.
    Не только два порта USB (жирновато 400 Вт для них), а ещё и две розетки сетевого напряжения. не зря же про ноутбуки вспоминали.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаше всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Все комментарии

Комментаторы месяца

Иван_Похмельев
Комментариев: 1173 Публикаций: 0
1
Валерий
Комментариев: 1307 Публикаций: 38
2
popvovka
Комментариев: 32 Публикаций: 4
3
axivovka
Комментариев: 13 Публикаций: 0
4
Кудеяр
Комментариев: 206 Публикаций: 55
5