Генератор на велосипед

В мире, где более половины населения вообще не имеет доступа к электроэнергии или доступ этот значительно ограничен, устройство, которое преобразует мышечную энергию человека в электричество, может значительно повлиять на развивающиеся страны, а его потенциал способен изменить жизни миллиардов людей.

Манодж Бхаргава (Manoj Bhargava) – американский миллиардер с индийскими корнями, владелец компании, выпускающей мегапопулярный в США энергетический напиток 5-hour Energy, основал движение под названием «Billions in Change» (рус. Миллиарды Меняются). Его целью служит «создание лучшего будущего, посредством разработки и внедрения технологий для решения наиболее серьезных мировых проблем в таких областях, как запасы пресной воды, энергия и здоровье».

В рамках проекта были представлены несколько инновационных решений, способных в корне изменить жизни многих людей – это стационарный велосидед-генератор, медицинский аппарат, новый способ получения геотермальной энергии и промышленный метод получения питьевой воды.

Байк-генератор

С помощью своего велосипеда-электрогенератора «Free Electric» Маноджа Бхаргава намерен снабдить электричеством миллионы домов по всему миру, которым не доступны центральные электросети. Так, например, в Индию, уже в начале следующего года планируется поставить 10 000 гибридных «электробайков», оснащенных батареей, которая, по его словам, способна обеспечить суточную потребность в энергии для сельского дома, после, всего лишь, одночасового вращения педалей.

Видео: Генератор-велосипед Free Electric

«Он настолько прост, что, я думаю, мы сможем продавать его по 100 долларов… Любой человек, занимающийся ремонтом велосипедов сможет починить его», — рассказывает о своем детище Бхаргава. И действительно – проще некуда: педальный привод вращает ротор электрического генератора, который сохраняет энергию в батарее. Первые 50 байков Free Electric будут опробованы в 15 или 20 деревнях штата Уттаракханд на севере Индии и только потом, в первом квартале 2016, последует основная партия. Кроме того, что велосипеды будут произведены в самой Индии, ни каких деталей миллиардер не сообщает.

Бхаргава, бросивший Принстонский университет после года обучения и скитавшийся по ашрамам родной Индии в течении 12 лет, на генерирующем электричество велосипеде не остановился. Он также разработал эффективный метод превращения морской воды в питьевую, создал аппарат для улучшения кровообращения и предложил концепцию по добыче неограниченного количества геотермальной энергии с помощью графенового кабеля.

«Если вы богаты, то ваш долг помогать тем, кто ничего ни имеет», — говорит 62-летний филантроп в документальном фильме «Billions in Change», рассказывающем о проектах его мичиганской лаборатории Stage 2 Innovations lab. «Действительно изменяйте жизнь людей, а не просто говорите об этом», — делится своими мыслями Бхаргава.

Здоровье

Команда инженеров его лаборатории, которую называют «лучше всех финансируемым поприщем для инженеров, какое только можно представить» успешно работает и в медицинском направлении. Ими разработан «Renew» — аппарат, который играет роль вспомогательного сердца, вытесняющего кровь из ног к центральным органам человеческого тела.

Видео: Медицинский аппарат Renew, обзор

«Renew представляет собой машину для улучшения кровотока, которая использует метод УНКП (усиленная наружная контрпульсация). УНКП улучшает кровообращение путем вытеснения крови из нижних частей тела к его центральным органам, одновременно разгружая сердце. Это похоже на дополнительную подачу крови между каждым сердцебиением. Таким образом, скорость кровобращения возрастает и снижается нагрузка на сердце, доставляя больше питания и кислорода органам человека» — говорится на сайте Billions in Change.

Вода

Проблемы нехватки воды и засухи исследователи Stage 2 Innovations lab предлагают решить с помощью устройства Rain Maker (рус. создатель дождя) – машины, способной превращать грязную или соленую воду в питьевую с производительностью 1000 галлонов (3785 литров) в час.

Видео: Опреснитель морской воды Rain Maker

По словам Бхаргавы, вода, которою можно использовать также в сельскохозяйственных целях, может доставляться потребителям прямо из оснащенных его машинами баржей, расположенных в прибрежных морских водах. На данный момент опреснительный аппарат размером с небольшой автомобиль тестируется исследовательским отделом в Нью-Мексико.

Энергия Земли

Манодж Бхаргава вынашивает еще более грандиозную идею – избавить мир от зависимости от ископаемых видов топлива, использование которых отравляет атмосферу парниковыми газами. Как бы не рассуждали люди о вопросах загрязнения окружающей среды, в фильме он говорит: «Загрязнение – это проблема», и предлагает свое «простое» решение: «Возьмите энергию, лежащую в недрах Земли».

Видео: Billions in Change Solution — бесконечная энергия Земли

Геотермальная энергия уже давно используется в различных странах, таких как Индонезия, Исландия, Норвегия и другие. Но Бхаргава применяет совсем другой подход. Вместо того, чтобы использовать для доставки тепла на поверхность смешанный с различными химикатами пар, он предлагает делать это с помощью графенового троса. Графен известен своей прочностью, которая выше чем у стали, кроме того, он обладает «невероятной» теплопроводностью.

«Нет необходимости сжигать что-либо. Если вам удастся «поднять» тепло на поверхность, менять инфраструктуру не понадобится», — говорит миллиардер, добавляя, что коммунальные предприятия будут просто доставлять энергию потребителям вместо природного газа, угля или нефти.

По оценкам Бхаргава, с применением геотермальных технологий можно отказаться от 85% объема современного потребления углеводородов. По его словам, карты Земли показывают, что, как минимум, половина планеты обладает богатыми запасами подземного тепла, а поскольку графеновый кабель способен «работать» и в горизонтальном направлении, вторая половина — также может быть освоена.

«Я думаю, меня скоро кто-нибудь убьет» — шутит предприниматель-филантроп, высказываясь о том, как подобная идея может изменить геополитику. Работы над инновационной геотермальной технологией ведутся в сингапурском исследовательском центре, а первые результаты разработки графеногово троса и его фотографии планируется представить уже в этом году.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Генератор для велосипеда | Мастер-класс своими руками

И тут я вспомнил, что как-то делал генератор из шагового двигателя. Решил повторить задумку. Но где взять шаговый двигатель? Они есть почти что во всей оргтехнике. Я полез в кладовку и нашел там старый принтер. Естественно в нем стояла пара шаговых двигателе. Я взял одни, больше мне не надо.

Что понадобиться ещё для генератора?

Вам понадобится несколько вещей, если вы хотите построить генератор для велосипеда. Вот что они:

— Шаговый двигатель от принтера или другой техники.
— 8 штук диодов, любых, на ток 0,5 — aliexpress
— Регулятор напряжения LM317 – aliexpress
— Радиатор для LM317 — aliexpress
— Макетная плата — aliexpress
— Переключатель – aliexpress
— Корпус для регулятора — aliexpress
— Провода.
— Крепление от крыла.
— Колесико от машинки.

Схема регулятора с выпрямителем

Нам понадобиться собрать регулятор напряжения, чтобы он не только выпрямлял ток от шагового двигателя, но и регулировал напряжение на выходе, тем самым защищая светодиоды от скачков напряжения при езде. Схема регулятора проста. Выпрямительный мост на диодах и регулятор напряжения на микросхеме LM317.

Я все собрал на макетной плате с отверстиями. Просто вставил детали, загнул контакты в направлении пайки и все спаял. Припаял провода и вот мой регулятор-выпрямитель готов.

Тумблером можно выключать генератор.

Сборка генератора

Собираем крепление шагового двигателя к колесу. Принцип прост: колесо вертит шаговый двигатель, двигатель вырабатывает электричество.

Я долго думал, как реализовать крепление и попроще, и понадежней. Вот что придумал:

Я взял крепление от крыла (пыльника, брызговика). К нему прикрутил винтами алюминиевый уголок, немного его подрезав. А уже к уголку прикрепил шаговый двигатель. Все – конструкция проверена, работает нормально. Конечно, желательно чтобы она подпружинила двигатель к колесу, но в принципе, и так вполне нормально.

Ах, да. На шаговый двигатель одевается колесико от машинки с резиновой покрышкой. На вал двигателя намотана изолента, чтобы колесико плотно натягивалось на вал. Ничего лучше в голову не пришло.

Крепление регулятора

Я также долго думал где разместить корпус регулятора, куда его прикрепить, ведь он должен находиться в близости шагового двигателя, иначе придется тянуть 4 провода от шагового двигателя.

Наконец я придумал и решил закрепить регулятор на стойках на той же планке, где крепиться шаговый мотор.

Вырезал из тонкого алюминиевого листва прямоугольник, и привернул длинными болтами через стойки длинной 1 см. Ну а к прямоугольнику прикрепил регулятор.

Проверка работы генератора

Шаговый двигатель что я взял был на 24 вольта. И при нормальной скорости велосипеда выдавал более 30 вольт. Регулятор на выходе выдавал 3,1 вольт. Что вполне нормально. Если вас не устроит это напряжение, отрегулируйте его резисторами 150 и 220 Ом. Вообще можно запаять переменный резистор и настраивать напряжение, как угодно.

Провода от регулятора я подвел к переднему фонарю. Подключил параллельно элементам питания. В итоге, когда велосипед стоит фонарь светит от батареек. А когда велосипед едет – фонарь светит от генератора, а элементы немного заряжаются. В идеале конечно нужно использовать аккумуляторы, но пальчиковые аккумуляторы напряжением 1,2 вольта, фонарь будет гореть тускло. А принципе батарейки можно вообще выкинуть, и фара будет гореть только в движении. В общем кто как хочет.

Генератор на велосипед как сделать

Велогенератор – устройство, которое позволяет получить электроэнергию за счет вращения педалей и передать ее на осветительные приборы велосипеда или сторонние электроприборы. По конструкции велосипедные генераторы делятся на несколько типов: втулочные, бутылочные, кареточные и бесконтактные.

Выдаваемые сила тока и напряжение неразрывно связаны с частотой педалирования – скоростью передвижения. Закономерность справедлива для всех типов генераторов. Велосипедный генератор выдает переменный ток, который стабилизируется в постоянный с помощью моста-выпрямителя. Его роль могут играть спаянные диодные лампы или специальные устройства, например, двухполупериодовой выпрямитель.

Динамо-втулка как электродвигатель

Динамо-втулка, или втулочный генератор, – обычная велосипедная втулка со встроенным магнитным механизмом. При вращении образуются вихревые токи, на выходе из втулки механическая энергия преобразуется в ток с заданной силой, напряжением и мощностью. На велосипедных динамо-машинах напряжение достигает 6В, а мощность – 1.8-2 Вт.

Изобретение запатентовано английской компанией Sturmey Archer. В наши дни производство активно поддерживают и другие фирмы-производители – Shimano и Schmidt.

Особенности конструкции втулки-генератора:

неподвижный якорь (обмотка) на оси;
зафиксированный и вращающийся вместе с втулкой кольцевой магнит;
клеммы и двойные провода;
высокая масса.

Втулочный источник электричества не использует в качестве заземления велосипедную раму и вместе с лампами изолируется от нее. В двухполупериодовом выпрямителе цепь переменного тока (на выходе) и постоянного тока (к фаре) полностью отделены друг от друга.

Динамо-втулки тяжелые, правда, более легкие магниты редкоземельных металлов и алюминиевая оболочка позволили немного снизить их массу. В работе устройство имеет невысокое сопротивление раскручиванию, а при возрастании угловой скорости усиливается частота тока. Этот эффект сглаживает усиление напряжения и позволяет генератору работать в широких диапазонах скоростей.

Фары, которыми оснащается втулочный генератор, имеют встроенный стабилизатор тока. При подключении другой фары в цепь устанавливается отдельный выпрямитель, чтобы не спалить электроприбор. Яркость фары зависит от ее требований к источнику энергии и, собственно, выходного напряжения втулки. Чем больше несоответствия в меньшую сторону (фара мощнее), тем свет будет тусклее. В противоположной ситуации источник света работать не будет.

Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы

Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.

Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.

Преимущества «бутылок»:

возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
легко установить на любой тип велосипеда;
недорогие в сравнении с втулочными генераторами.

К слабым сторонам относятся:

весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
шум, высокое трение на скоростях;
износ боковин покрышек;
долго регулировать наклон и положение.

Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.

Бесконтактный велосипедный генератор

Бутылочный и кареточный генераторы выдают электроэнергию, соприкасаясь с движущимся колесом. Динамо-втулка является встроенным элементом колеса. Бесконтактный генератор никак не прикасается к колесу, не создает сил трения и сопротивления вращению. Вихревые токи образуются за счет близкого расположения плоскости вращения намагниченного обода и сильного магнита.

Фары встроены прямо в устройство, передача электричества идет напрямую через выпрямляющий мост. К неоспоримым достоинствам этого генератора относятся:

отсутствие кабелей;
нет силы трения и сопротивления со стороны устройства;
небольшой вес конструкции – не более 60 г.

Приборы крепятся парно: на вилку – передняя фара, на перо – задний катафот. Фактически это самостоятельные фонарики, только работают они не от батареек, а через вращение колес в магнитном поле. Светимость ламп находится на уровне или превышает аналогичный параметр аккумуляторных световых приборов.

При замедлении колеса интенсивность вихревых токов снижается, лампочки должны тускнеть, а при остановке колеса – полностью гаснуть. Для обеспечения равномерного света и возможности использовать свет даже на стоянке, в конструкции предусмотрен конденсатор («батарея» для получения электроэнергии), который наполняется при движении велосипеда.

Как сделать генератор своими руками

А сейчас попробуем сделать генератор для велосипеда самостоятельно. В качестве основы будем использовать шаговый мотор. Для питания световых приборов понадобится двигатель с характеристиками:

номинальный ток – 2.4 А;
сопротивление – 1.2 Ом;
выдаваемое напряжение – 2.88 В.

Устанавливать динамо-машину следует вблизи втулки заднего колеса. Для передачи вращения от колеса на маховичок (прорезиненное колесико) мотора необходимо передаточное кольцо. Для его создания потребуется гибкая пластиковая лента. Изготовление:

Скрутить ленты в кольцо, заварив концы.
Вырезать посадочные прорези сбоку под каждую спицу колеса. Глубина прорезей – ¼ от толщины кольца.
Посадить кольцо на спицы, залить клеем-герметиком прорези с внутренней стороны у каждой спицы.

Когда кольцо готово, на свободные посадочные места к перьям прикручивается шаговый мотор, а маховик устанавливается поверх кольца. Если свободные места для двигателя отсутствуют, нужно будет наварить на раму дополнительную пластину с отверстиями.

Общая схема создания генератора своими руками: генератор – сборка электрической схемы (мосты, резисторы, конденсаторы) – соединение – установка фар.

Для сборки электрического блока на фары понадобятся:

светодиоды 1N4004 – 8 шт (мост-преобразователь);
стабилизатор LM317T;
конденсатор керамический емкостью 1 мкФ;
резисторы 240 Ом и 820 Ом для стабилизатора;
диод мощностью 1Вт и резистор к нему 110 Ом (0.25 Вт);
провода;
пластиковая коробка, где все будет находиться.

Собираем компоненты с учетом следующей схемы:

Другой вариант этой схемы:

Электроцепь своими руками

Спаять диоды 1N4004 в параллельные мосты.
Припаять конденсатор между «положительным» и «отрицательным» концами схемы.
Установить резисторы и стабилизатор напряжения.
Припаять светодиод (1Вт) и резистор к цепи фары.
Через провода соединить фару с конденсаторами, а затем электрическую цепь с генератором на заднем колесе.
Чтобы отключать лампу даже во время езды на велосипеде, на промежутке между конденсаторами и установить выключатель, который будет замыкать и размыкать цепь.

Корпус с электрической схемой закрепляется на раме велосипеда, провода фиксируем хомутиками.

На последнем этапе проверяется работа системы: колесико должно свободно проходить по колесу и двигаться синхронно с ним. При правильно собранной электрической схеме из конденсаторов, резисторов и мостов-выпрямителей фара включится. Правда, на низких оборотах колеса ее свет будет мерцать.

Заключение

Электрогенератор позволит извлечь дополнительную выгоду от кручения педалей – совершенно «бесплатно» получать энергию на освещение своего двухколесного транспорта при движении по темному шоссе или пересеченной местности. Небольшое и полезное, это устройство практически не нуждается в обслуживании, и его вполне можно собрать самостоятельно.

Навешиваем динамогенератор на велосипед

Привет Всем! Это моя первая статья. В ней я расскажу как собрал динамогенератор (ДГ) для велосипеда, который питает светодиод переднего фонаря.

Идея:
Во времена СССР динамогенераторы были довольно широко распространены, но источники света оставляли желать лучшего. В наше время в качестве ДГ используются динамовтулки или обычные генераторы приставляемые к колесу велосипеда. Мощность первых около 5 Вт, вторых 3 Вт, прямо скажем не густо, да и КПД их неизвестен. В предлагаемой конструкции в качестве генератора было решено использовать шаговый мотор Mitsumi M49SP-1 (рис.3) с небольшой доработкой. Реализации подобной идеи в интернете уже есть, но об их эффективности не сказано ни слова.
Купить эти ДГ можно, стоят они по разному, динамовтулки 1500-2000р, а другие от 300 и более, можно посмотреть здесь: www.aliexpress.com/product-fm/356677739-5pcs-lot-GENERATOR-BICYCLE-HEADLIGHT-TAIL-LITE-BIKE-DYNAMO-LIGHT-wholesalers.html

Предисловие:
У меня нет радиотехнического образования, а все выкладки по электронике – личный опыт, поэтому критикуйте и поправляйте. Порядок сборки написан прямым текстом, курсивом отмечены мои наблюдения и замечания по всему процессу конструирования.
Для питания LED’а фонаря можно использовать и батарейки, но моей целью при конструировании этого генератора было удовлетворение собственного любопытства и интереса, да и готовый результат впечатляет (меня и заказчика;-)).

ТЗ: Разработать ДГ к велосипеду с диаметром колес 28” для питания переднего фонаря на светодиоде Cree XM-LT6. ДГ должен развивать мощность не менее 5 Вт при скорости движения от 20 Км/ч.
Само ТЗ очень условно, но дает толчок к действиям.

Пациент:
Велосипед Orion 1200 (диаметр колес 28”, Рис. 1), c него снята корзина, а её крепление к рулю (зеленая рамка) использовано для крепления фонаря. (Вообще на фото не оригинал, но суть не меняется.)
ДГ установлен в точке крепления багажника к задней вилке (красная рамка), а крутящий момент снимается с боковой части покрышки с помощью прижимного ролика.
Велосипед не мой, а кореша. Дешев и сердит.

Рис.1

По последней формуле можно сосчитать частоту вращения ролика. При скорости движения в 20 Км/час, диаметре ролика 6 см получаем частоту вращения ролика 29,5 об/сек, а при V=5км/ч – 7,4 об/сек.
Вообще так как заранее было известно мало, я предполагал что необходимая для генерации скорость 20 км/час, но оказалось что хватает гораздо меньшей скорости – скорости прогулочного бега. Также в момент проектирования у меня не было светодиода. Как видно из последней формулы диаметр D1 не участвует в расчете.

Конструирование и сборка:
Механическая часть:
В качестве генератора используется биполярный шаговый мотор Mitsumi M49SP-1 (рис.3).

Этот мотор можно снять с некоторых принтеров HP, например, HP 6L, хотя его можно найти и в других моделях.
Перед использованием я проверил мотор. У меня был случай когда магнит ротора был размагничен наполовину! Для проверки берем маломощную лампочку (3В), подсоединяем её к одной обмотке и резко крутим за вал мотора, делаем то же самое с другой, если горит в обоих случаях – хорошо, нет — мотор испорчен.
Мотор необходимо доработать, предварительно вскрыв его. Понадобиться плосковыпуклый натфиль, которым нужно сточить следующие крепления (обозначены синим) (Рис.4).

Рис.4

Если Вы будете повторять эту конструкцию, то можете вскрыть мотор любым доступным способом.

Получается (Рис.5) нечто подобное (обозначено голубым):

Рис.5

После этого аккуратно выстучал заднюю крышку с помощью ударов мотора дном о твердую поверхность. В итоге получилось разобрать мотор на следующие части: корпус, крышка, ротор (магнит+вал), статор. Для того чтобы вытащить вал из ротора следует выбить его прямо в разобранном моторе с помощью узкого стержня, я использовал стержень от заклепки.
Все эти процедуры нужны для того чтобы перемотать статор мотора (Рис.6, фото из интернета) более толстым проводом, по моему разумению это повысит выходную мощность генератора.

Рис.6

Потом аккуратно намотал эмалированный провод диаметра 0,6 до заполнения пластиковой части секции. Начало и конец катушек завел в оригинальные места пайки (на фото просто статор, он не перемотан).
После намотки статора необходимо было вставить в магнит более длинный вал, для этого взял стержень из CD-Rom’а (Рис.7), предварительно его подрезал и вставил в магнит с помощью молотка.
На рисунке показаны: 1 – оригинальный вал мотора, 2 – стержень для замены, 3 – магнит.

Рис.7

Стержень в CD-Rom’е используется как направляющая для каретки лазера, а её диаметр как раз такой что нужно! Берем этот стержень, отрезаем на нужную длину, так чтобы из мотора в итоге выход был на 2-3см. Собираем мотор аккуратно, используя все уплотнительные кольца, не забываем накапать масла.
Закрепил заднюю крышку, для этого загнул образовавшиеся после расточки на корпусе «места» (см. выше, обозначено розовым на рис.5) молотком.
Для того чтобы мотор служил генератором на его вал необходимо насадить ролик (Рис.8). Он хорошо приклеивается клеем ЭДП.

Рис.8

В качестве ролика можно использовать колесо для авиамоделей Hobby Pro с ободом из пенополиуретана диаметром 60мм, внутренним отверстием 3мм и шириной обода 20мм (http://hobbyostrov.ru/product_info.php?products_id=19923). Можно использовать и другое, но я нашел это. Кстати оно плохо себя показало со временем — стачивается.
Мотор переделан и было нужно придумать какую то систему крепления его к велосипеду. Для этого мне понадобился лист стали из того же лазерного принтера 6L, его выточили в виде буквы L, а потом по длинной её стороне согнули пополам. Получилась следующая конструкция (Рис.9).

Рис.9

По фото видно что у мотора одно его “ушко для крепления” использована в качестве шарнира (белая деталь на нижнем фото слева его прижимает), а другое ушко зажато между пластиной и дугообразной деталью, к нему прикреплена пружина. Такая конструкция выбрана потому, что колесо велосипеда имеет заметное торцевое биение, а прилегающий ролик (и сам генератор), соприкасаясь с ним, может свободно «покачиваться» относительно него. Да и еще такая конструкция позволяет отвести генератор от колеса, тем самым выключив его механически. Трущиеся части генератора смазывать нельзя, их лучше отполировать, я смазал только шарнир.
На фото генератора ролик не показан, диодный мост был впоследствии заменен. Пластина довольно толстая, но из мягкого металла, поэтому её можно довольно легко деформировать.

Фото в сборе на рис.10

Рис.10

Демонстрация работы генератора:

Электрическая часть:
Электрическая часть очень проста, схема на рис.11. Что интересно — генератор вырабатывает переменный ток да еще и переменной частоты в зависимости от скорости. Так как у генератора две обмотки, то на каждую поставил свой диодный мост, а получившиеся + и – соединил параллельно. Чтобы не тратить зря полезную мощность использовал диоды Шоттки. Мною проверены диоды 10bq015tr (1А) и MBR0520LT1 (0,5А).
Первых я брал 8 штук, а вторых 16, использовал в мосту по два параллельно для пропуска большего тока. Ощутимой разницы между ними нет! Погрешность измерений нивелирует разницу в значениях мощности. Так что используйте какие предпочтете или свои).

После мостов поставил конденсаторную батарею на 50000+ мкФ, а уже потом от неё толстую пару проводов, сечения 2,5мм. На задний фонарь тоже использована батарея конденсаторов, чтобы запитывать его на остановках (еще не доделан).
В качестве переднего фонаря использовал Cree XM-LT6 (рис.12) со световым потоком около 1000 люмен, но драйвер для него в 5 Вт (рис.13) с выходной мощностью около 4 Вт, поэтому получил световой поток около 400-450 люмен согласно даташиту. Так же для фокусировки света использовал рефлектор (рис.14). Драйвер интересен тем что работает в диапазоне напряжений 4,5-18 В.
Все это было приобретено на www.dealextreme.com.
LED www.dealextreme.com/details.dx/sku.50599
Драйвер www.dealextreme.com/details.dx/sku.26110
Рефлектор www.dealextreme.com/details.dx/sku.5937
Диаметр подложки LED’a и платы драйвера одинаковы и составляют всего 16мм, в рефлекторе нет места для размещения проводов от светодиода, поэтому пришлось использовать медную фольгу).

Рис.12

Рис.13

Рис.14

Полевые испытания:
Когда я испытывал генератор первый раз (еще когда не было светодиода) — использовал в качестве нагрузки две 3х ваттные лампочки накаливания на 6в. Генератор отдавал им около 5 Вт при скорости в 20-25 Км/час (все подсчитывалось с помощью велокомпа, но результатов точных не помню). Тогда мне казалось что это максимальная выходная мощность, я конечно понимаю, что передача мощности в нагрузку зависит от сопротивления нагрузки, но тогда я думал что это предел. Но когда пришел LED и мы с корешем начали проверку на улице, генератор показал впечатляющие результаты! Драйвер начинает работать на полную мощность уже на скорости прогулочного бега (

8 км/ч), это говорит о том что есть потенциал для передачи большего тока в LED посредством установки более мощного драйвера.

Таким образом, возвращаясь к теории, узнаем что необходимая для нормальной генерации частота вращения ролика 12 об/сек. От этого параметра можно отталкиваться при проектировании Вашего варианта генератора.

Результат:
К сожалению не могу показать как работает вся система в действительности с помощью видео, лишь могу предположить, что световой поток (400-450 люмен) похож на поток настольной люминесцентной лампы в 11 Вт. Но в любом случае этого хватает для уверенной езды по ночной дороге. Что удивительно — дополнительная нагрузка на ноги почти не заметна.

Достоинства: хорошая выходная мощность, возможность установки более мощного драйвера и получения более сильного светового потока. Фонарь не требует использования источников питания.

Недостатки: открытая конструкция боится влаги и дорожной грязи (поэтому нельзя смазывать место трения генератора и пластины), пластина из мягкого металла легко гнется. Прижимной ролик из пенополиуретана не лучшим образом подходит к данной конструкции.

Доработка:
Всем желающим повторить идею рекомендую придерживаться след. пунктов:
1) Основательно подойти к способу передачи крутящего момента с колеса на ролик, не допускать перекоса как у меня (ролик не лежит в одной из плоскостей проходящих через касательную в точке касания, а пересекает её, это как раз и стало причиной истирания рис.15)
2) По возможности использовать ролик из более плотного материала
3) Сделать конструкцию крепления генератора жесткой
3) Защитить конструкцию от грязи и влаги

Рис.15

Велосипедный генератор: для чего нужен и как сделать?

При вращении педалей вырабатывается энергия, которую можно преобразовать в ток и запустить этим фары. Такой прибор позволяет не тратиться на фары с батарейками или другим самостоятельным блоком энергии.

У бюджетных генераторов есть эффект воздействия на компоненты велосипеда, из-за чего они быстрее затираются. Поэтому многих людей интересует, как сделать электрогенератор своими руками.

Что такое велосипедный генератор и для чего он нужен?

Велосипед – это конструкция, которая передвигается за счет работы ног для вращения педалей. Вращательные действия можно использовать для выработки энергии. За эту выработку отвечает велосипедный электрогенератор.

Он нужен для функционирования световой фары, как у автомобиля. Электрогенератор перерабатывает часть энергии от вращений педалей для освещения дороги. Это удобно при езде в темное время суток как на специально отведенных дорожках, так и на проезжей части.

Виды велосипедных генераторов, их особенности, плюсы и минусы

Динамо-втулка

Динамо-втулка – это улучшенная магнитом обычная втулка. Ее механика заключается в образовании вихревых токов. На выходе энергия становится током, соответствующим велосипеду по силе, напряжению и мощности. Для сравнения в автомобиле энергия мощностью 6 Ватт, а для велосипеда – не больше 2.

Динамо-втулка популярна из-за простоты и небольшого размера.
Она закрепляется на втулку, а не колесо и не создает лишнее трения. Ток передается прямо к фаре.
Из недостатков этого типа выделяют замедленную скорость переднего колеса и тяжесть велосипеда. Вес исправляется легким магнитом.

При вращении педалей ток поступает волнообразно, с ускорением или замедлением. Поэтому в фарах при втулочном генераторе установлен стабилизатор.

Если фара другая, то будет необходим выпрямитель для стабилизации. Яркость освещения зависит от мощности выхода втулки. Чем мощнее фара и менее мощный выход, тем более тусклый свет.

Конструкция состоит из компонентов:

Якорь, который обматывает ось,
Кольцевой магнит, закрепленный на втулку,
Двойные проводы с клеммами.

Бутылочный велогенератор

Бутылочный электрогенератор имеет такое название из-за внешнего сходства с бутылкой. Он прикрепляется на колесо, регулируется в сторону увеличения или уменьшения мощности. При его смещении он легко выключается.

Цена на генераторы такого типа недорогие.
Почти не влияют на вес байка.
Но от него затираются покрышки колеса.
На сильной скорости работу сопровождает характерный шум.
А в дождливое время энергия вырабатывается плохо.

Бесконтактный велосипедный генератор

Бесконтактный генератор – это самая дорогая конструкция из всех аналогов. Это оправдывается почти полным отсутствием недостатков. Принцип работы заключается в накоплении энергии от вращений колеса через магнитное поле.

Электрогенератор располагается близко к колесу, в которое встроена динамо-втулка. Таким образом нет трения или сопротивления движению, как в других конструкциях. Электрогенератор крепится парой спереди и сзади.

Весь принцип похожий на работу фонариков. У электрогенератора прямой мост передачи тока от выхода втулки к фаре. Получается, что фара работает, как самостоятельный механизм. У такого прибора нет стабилизатора, поэтому при низкой езде свет должен был бы тускнеть.

Но этот недостаток возместили накоплением энергии во время поездки. Таким образом, фара может гореть даже в условиях полной остановки велосипеда.

Плюсы прибора:

Отсутствие трения, затирания, контакта с компонентами велосипеда,
Низкий вес,
Система сохранения энергии для работы фар во время остановок.
Из минусов характерна высокая стоимость.

Как сделать генератор для велосипеда самостоятельно?

Электрогенератор можно сделать самостоятельно в домашних условиях. Для этого за основу берется шаговый мотор.

Характеристики у мотора для осветительного прибора должны быть:

Напряжении – 2.88 Ватт,
Сопротивление – 1.2 Ом,
Номинальный ток – 2.4 А.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания оптимального электрогенератора понадобятся материалы:

Пластиковая лента (гибкого материала) для маховичка.
Светодиоды выпрямительного 4 типа, компании 1N400 –4 пары.
Регулятор линейного напряжения (стабилизирующий) компании LinearRegulatorStandardRegulatorPos.
Резистор одноваттныйCF-100.
Резистор 1206 на 820 Ом.
Резистор для диода до 0.25 Ватт.
Одноваттный диод.
Проводки.
Конденсатор на 1 мкФ.
Емкость для помещения генератора (пластиковая коробка).
Пластина для дополнительного пространства при креплении (по необходимости).

Инструменты:

Клеевой пистолет (клей-герметик),
Сварочный аппарат,
Плоскогубцы,
Острый нож.

Порядок действий

Для создания электрогенератора своими руками нужно придерживаться порядка действий:

Создание передаточного кольца. Ток должен поступать от вращений колеса к маховичку (или колесику) мотора через соединение – передаточное кольцо. Для этого следует пластиковую ленту скрутить в кольцо и заварить концы.

По бокам вырезаются прорези для посадки под спицы. Глубина не должна превышать четверть толщины скрученной ленты. Далее следует установка кольца на спицы. Закреплять лучше внутри клеем-герметиком, чтобы конструкция крепче держалась.

После этого можно приступить к созданию самого генератора:

Диоды 1N4004 нужно спаять до параллельного состояния.
Конденсатор прикрепляется посередине концов схемы + и -.
К конструкции прикрепляются резисторы и стабилизатор скачков напряжения.
После этого одноваттный светодиод с резистором крепятся к фарной цепи.
При помощи проводов фара соединяется с конденсаторами.
Требуется соединить электрогенератор и электрическую цепь.
Для удобства можно установить выключатель между конденсаторами. Его принцип действия будет в замыкании или размыкании цепи. Это позволит велосипедисту выключать фары даже при езде.
Далее закрепляется электрическая схема на раму велосипеда, а оставшиеся провода фиксируются хомутиками.
После этого к перьям можно прикрутить мотор и установить маховик поверх пластиковой конструкции. При отсутствии места рекомендуется приварить пластину с отверстиями к раме.
Обязательная проверка в конце: маховичок передвигается синхронно с колесом велосипеда. При вращении фара включится. Стоит обратить внимание, что на низкой скорости свет имеет мерцательный эффект.

Электрогенераторы делятся на три основных типа:

Динамо-втулка (у бюджетных вариантов низкая мощность, тусклое освещение, но не воздействует на колесо),
Бутылочный электрогенератор (трение о колесо, перевес на одну сторону),
Бесконтактный электрогенератор (высокая стоимость).

Можно сделать электрогенератор своими руками при наличии инструментов и компонентов для сборки. Проще всего сделать динамо-втулку из подручных средств. Создание своими руками бесконтактного электрогенератора требует большей подготовки и материалов.

Электрогенератор из велосипеда своими руками, схемы, описание, фото

Электрогенератор из велосипеда

Можно ли сделать электрогенератор из велосипеда?
Как в Бразилии генерируют электричество.
Где применить велосипедный генератор.
Что нужно для его изготовления.
Как просто сделать вело-электрогенератор.

Многие из нас, наверное, задавались вопросом: вот если бы к велосипеду приделать генератор, то сколько электроэнергии можно выработать? А учёные уже давно подсчитали — велосипедист в зависимости от уровня подготовки может выработать от 0,15 до 0,25 КВт/ч.

Хотя есть и рекорды. В ходе одного из испытаний удалось выработать 12 КВт/ч за 24 часа. Но это не предел, компания Siemens заявила, что создала установку при помощи которой человек за час смог получить 4,2 КВт/ч. А вот 62-летний изобретатель Manoj Bhargava собрал уникальный велотренажёр. Занимаясь на нём всего один час можно обеспечить электроэнергией небольшой дом на целые сутки. Учёный надеется, что Free Electric (так он назвал своё изобретение) поможет решить проблемы с электроснабжением в странах третьего мира. Посмотрим видео о нём:

Теперь посмотрите на фото ниже. Как думаете, чем занимаются эти люди?

Это заключённые, нарушители порядка колонии, в одной из бразильских тюрем вместо карцера вырабатывают электричество. Они заряжают аккумуляторы, которые ночью используются для питания осветительных фонарей города Santa Rita. А идея взята начальником этого заведения в женской тюрьме Феникса (штат Аризона, США). Там осуждённые крутят педали по 16 часов в сутки и это им засчитывается за сутки отсидки. Таким образом они сокращают себе срок.

Применение электрогенератора

А где можно применить велосипедный электрогенератор в нашей обычной жизни?
Можно, например, заряжать телефон занимаясь спортом по утрам. Ну и правда, почему бы не тренироваться и экономить электроэнергию в то же время? Замерьте, сколько времени потребуется, чтобы зарядить свой сотовый. Попробуйте запомнить время и пытаться побить его в будущем.
Можно совместить, так сказать приятное с полезным — посмотрите, сможете ли вы генерировать столько энергии, сколько потребляет блендер. Тогда вы сможете приготовить себе спортивный коктейль.

Если у вас есть технически смелый ребёнок, то почему бы ему не заняться воплощением этой идеи в жизнь просто ради опыта.
Включите свою фантазию и может вам придут в голову ещё какие-то забавные идеи.

Не исключено, что вы захотите воплотить свои задумки в жизнь. Что для этого понадобиться?

Велосипед. Для этих целей отлично подойдёт старый, давно не используемый или валяющийся без дела.
Двигатель на 12V постоянного тока.
Клиновой ремень, для соединения заднего колеса с двигателем.
Брус для подставки 100*50 мм.
Диод.
Аккумулятор 12V.
Инвертор, преобразующий постоянный ток 12V в переменный 220V.

Если вы не планируете подключать к этому устройству ничего, кроме лампочки постоянного тока, то без последних трёх пунктов можно обойтись.
А для подключения других электроприборов они понадобятся. Причиной этого является неравномерное напряжение, которое будет поступать из генератора (электродвигателя).

Как сделать электрогенератор

Приступаем. Выкладываю две схемы для сравнения. На первой педальный генератор может питать только лампочки постоянного тока, а на второй может полноценно работать с приборами, рассчитанными на 220V переменного тока. Выбираем схему.

Теперь снимаем с заднего колеса покрышку с камерой. Примерно измеряем нужную длину ремня. Точное значение не понадобится, потому что натяжение будем регулировать при помощи стойки. Идём в ближайший магазин запчастей для авто и покупаем соответствующий ремень. Далее из бруса сечением 100*50 мм делаем стойку для установки заднего колеса велосипеда и электродвигателя. У вас должно получиться примерно так:

Устанавливаем велосипед задней осью в прорезь стойки, надеваем ремень на колесо и двигатель. После этого регулируем натяжение ремня отодвигая и закрепляя электродвигатель в нужном положении.

В принципе, первая схема готова. Осталось только подключить к генератору электролампу. А для второй схемы потребуется взять аккумулятор на 12V и соединить его с электродвигателем через диод. Диод в этой схеме позволяет току течь только от генератора к батарее. При установке убедитесь, что ножка катода направлена в сторону положительной клеммы аккумулятора. Катод обычно помечен тонкой серой полосой на корпусе диода.

После этого останется к аккумуляторной батарее подключить инвертор.

Только перед подключением убедитесь, что правильно подключаете положительные и отрицательные клеммы, иначе вы рискуете спалить предохранитель инвертора. И вообще будьте осторожно, потому что на выходе мы уже получим переменный ток напряжением 220V. На фото ниже можно увидеть ка будет выглядеть наше творение после окончательной сборки и покраски.

Велогенератор своими руками

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как построить своими руками велогенератор.

На базе велосипеда можно создать генератор, с помощью которого можно запитывать различные электронные приборы: ноутбуки, телефоны, а также заряжать аккумуляторы!

— Подставка для велосипеда;
— Велосипедная рама;
— 24 В DC электродвигатель;
— DC-DC зарядное устройство;
— Автомобильный аккумулятор или какой-нибудь другой подходящий;
— DC-AC инвертор;
— Провода для электрических соединений;
— Мультиметр;
— саморезы;
— брус 10х10 см;
— доска 10х5 см;

Конкретное оборудование, которое использовал мастер:

— Электродвигатель: 24V 300W;
— Батарея: 12 В, 18 А, свинцово-кислотная батарея, модель 7448k51;
— Зарядное устройство: Thunder 620 — 300 Вт, 20 А;
— Инвертор: 400 Вт Модель 6987k22;

Шаг 1: Подставка для велосипедной рамы

Для того, чтобы велосипед ровно стоял на своем месте, необходима подставка. Её можно купить или построить самому. Для заднего колеса мастер использовал купленную стойку, для переднего — самодельную.

Купленный стенд очень хорошо подходит для заднего колеса, потому что он имеет регулировку из стороны в сторону. Это облегчает соединение с двигателем.

Шаг 2: Изготовление подставки для переднего колеса

Передняя подставка была изготовлена из дерева. Основа создана из деревянного бруса 10x10x60 см. С помощью двух досок 5×10 см, мастер изготовил блок, в котором закрепил 9 мм шпильку. В данной шпильке была закреплена велосипедная вилка. Шпилька установлена достаточно высоко, чтобы было удобно сидеть на велосипеде. Расстояние от земли составило 31 см.

Данная вертикальная стойка фиксируется при помощи опорных блоков, расположенных по краям. Данные блоки также изготовлены из доски 5х10 см и длиной 10см. Вся конструкция зафиксирована при помощи саморезов.

Подобная опора для вилки необходима лишь в том случае, если в наличии имеется только одна велосипедная рама.

Шаг 3: Велосипедная рама

Велосипедная рама сгодится совершенно любая с рабочим средником, шатунами, педалями и цепью.

Шаг 4: Электродвигатель

Здесь также два варианта: можно вращать вал двигателя с помощью заднего колеса или непосредственно цепью. Если использовать заднее колесо, то придется преодолевать трение, а это в свою очередь энергозатраты.

По заверению мастера, в данной самоделке будут работать шаговый двигатель, автомобильный генератор или электродвигатель. Он использовал электродвигатель. Двигатель будет выдавать напряжение в зависимости от его оборотов, и производить ток в зависимости от потребителя.

Количество оборотов двигателя определяется соотношением размера колеса и втулки на валу электродвигателя.

Шаг 5: Велогенератор с приводом от заднего колеса

Использование заднего колеса в велогенераторах является наиболее распространено. На вал электродвигателя необходимо найти цилиндр, который имеет хорошее сцепление с колесом. С помощью шарнира и металлических пластин мастер собрал крепеж для двигателя, который может изменять плотность контакта между цилиндром и колесом. С помощью болта изменяется угол электродвигателя.

Шаг 6: Велогенератор в связке «цепь – двигатель»

Для этого необходимо отрегулировать основную цепь. Она должна быть натянута от большой звездочки в среднике до маленькой звездочки заднего колеса. При наличии переключателя скоростей регулировать длину цепи не требуется.

На блок шестеренок заднего колеса мастер наклепал большую шестерню, точно такую же, как располагается на среднике.
Для соединения электродвигателя и большой задней звездочки необходима вторая цепь. На блоке шестеренок заднего колеса будут находиться две цепи.

Педали будут легко крутиться, но напряжение, которое будет при этом вырабатываться, получится около 3-6 В.

Чтобы добиться большего количества оборотов, мастер установил коробку передач, соотношением 1 к 8. Данная трансмиссия вращает входной вал и быстрее/ медленнее поворачивает выходной вал. В качестве коробки передач был использован старый двигатель переменного тока. Мастер добавил сцепку к выходному валу редуктора и входному валу электродвигателя. С дополнительными оборотами напряжение возрастет. Данная коробка передач имеет функцию, которая замедляет обороты при возникновении слишком большого крутящего момента. Данная функция не позволит вырабатывать больше 0,7А при включенной батарее.

Большая звездочка на заднем колесе позволила получить около 12-15В.

Обороты также можно отрегулировать выбором подходящего двигателя. В данной самоделке двигатель имеет характеристики: 24 В при 2800 об/мин.

Чтобы получить более высокое напряжение, потребуется электродвигатель с более низкими оборотами, но его будет труднее вращать.

Так или иначе вал вращать предстоит велосипедной цепью.

Шаг 7: Подключение двигателя к зарядному устройству

Чтобы зарядить аккумулятор необходимо напряжение, превышающее выходное. Высокое напряжение повредит батарею.

Выбор зарядного устройства:

Напряжение, которое выдает электродвигатель, напрямую зависит от скорости вращения педалей. Зарядное устройство мастера принимает от 12 до 24 В. с зарядным током 5,4А. Ток зарядного устройства должен соответствовать возможностям аккумулятора.

Измерьте напряжение, которое выдает двигатель. Положительную клемму двигателя нужно подключить к положительному зарядного устройства, отрицательный к отрицательному. В зависимости от направления вращения двигатель может дать обратное напряжение.

Нужно следить за тем, чтобы двигатель не выдал более 24В, так как зарядное устройство придет в негодность. В случае превышения напряжения, необходимо продумать электросхему с добавлением в неё стабилитронов.

Шаг 8: Подключение аккумулятора к зарядному устройству

Некоторые гаджеты требуется заряжать слишком долго. На помощь придет аккумулятор. Он удержит полученный заряд. Осталось его выбрать. Выбор мастера пал на герметичный 18-амперный аккумулятор.

Шаг 9: Подключение инвертора к аккумулятору

Задача инвертора состоит в преобразовании напряжения постоянного тока аккумулятора в напряжение переменного тока. Бывают небольшие автомобильные инверторы, которые питаются от прикуривателя.

Необходимо убедиться, что выходное переменное напряжение инвертора находится на уровне напряжения сети.
Так же очень важна мощность инвертора. Она будет зависеть от типа электронного устройства, которое будет подключено.

Многие преобразователи потребляют только 12 В постоянного тока. Поэтому лучший инвертор, это тот, который сможет принимать входное напряжение от 12 до 14 В.

Инвертор необходимо держать в открытом месте, чтобы защитить потребители. Циркуляция воздуха очень важна для работоспособности инвертора, так как преобразование тока создает много тепла.

Мастер решил использовать модель «Wagan 400 Вт», который имеет два дополнительных USB-порта от McMaster-Carr (модель 6987K22). Мощность, которая ему необходима, должна быть не менее 250 Вт. Этот преобразователь распознает наличие перегрузки по входному напряжению и отключается, тем самым защищая приборы.

Мастер также любезно предоставил несколько видеоматериалов системы в действии.

Система с использованием заднего колеса:

Подключение двигателя к зарядному устройству:

Система с использованием цепи и коробки передач:

Если понравилась самоделка автора, то пробуйте повторить и изготовить. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

Бесконтактный генератор электричества для велосипеда своими руками

Велосипедный педальный генератор большой мощности для подзарядки аккумуляторов

Как вырабатывать электричество крутя педали? Один киловатт-час стоит 5 центов. Для получения такого количества энергии необходимо вращать педали 10 часов. Нет никакого смысла говорить о промышленных масштабах производства электроэнергии с помощью педальных генераторов. Тем не менее такой способ получения электрического тока требуется достаточно часто, потому что с помощью мускульной силы мы можем вырабатывать электричество где угодно без потребления топлива, днём и ночью. Оборудование дешёвое и практически не требует технического обслуживания.

В основном они требуются в двух случаях:

Для подзарядки батарей для мобильных устройств во время путешествий на велосипеде.
Для выработки как можно большего количества электроэнергии на стационарных педальных генераторах.

Педальные велогенераторы предназначены для получения электричества в отдалённых районах, где неудобно использовать солнечные батареи неудобны. Генератор для велосипеда может вырабатывать до 300 Вт электроенерги (в среднем 40-150 Вт в зависимости от велосипедиста).

В интернете дано много рекомендаций, как своими руками сделать велосипедный генератор, работающий за счёт вращения педалей. Самодельные генераторы не лучший выбор, так как они содержат много редких ненужных деталей или требуют много работы по адаптации генератора к велосипеду, страдают от проблем с трением, проскальзыванием ремня и быстрого износа.

С ростом популярности электрических велосипедов купить педальный втулочный электрогенератор стало проще. Сейчас хороший выбор вело-мотор-генераторов китайского производства, которые уже можно купить менее чем за 100 евро. В них магниты перенесены на ротор, а медная обмотка неподвижна. Достаточно неплохие динамо-машины.

Как правильно выбрать велогенератор.

Мотор устанавливается на неподвижный велосипед — это задний втулочный мотор (переднее колесо неподвижного велосипеда не вращается).
Для хорошей производительности в моторе должны использоваться современные редкоземельные постоянные магниты, велогенератор должен быть бесщёточной конструкции.
Для получения хорошего эффекта инерции, он должен быть тяжёлым и представлять собой электрическое велосипедное колесо.
Для уменьшения механических потерь мотор должен быть прямоприводным/не использовать передач на шестерёнках.
Чтобы человек мог справится с педалированием в течении длительного времени, мотор должен давать мощность не менее 200 Вт. Чем больше — тем лучше (снижаются потери, возрастает масса).
Напряжение мотора должно превышать заданное выходное напряжение, чтобы оно не падало ниже критического значения, даже во время педалирования не на полную мощность.

На рисунке вверху показано внутреннее устройство мотор-колеса, исполненного в виде втулочного генератора на 24 В, 500Вт производства Golden Motor / Jiangsu, заряжающего аккумулятор 12 В.

Установка генератора на велосипед.

Найдите велосипед — любую рухлядь, но с работающими передней осью, педалями, цепью, седлом и желательно задним переключателем.
Замените заднее колесо на втулочный мотор.
Установите велосипед на опору так, чтобы заднее колесо могло свободно вращаться. Также можно подвесить зад велосипеда, чтобы он совсем не касался земли, взять подставку из металлических кронштейнов, установленных на деревянное основание.

Вернуть велосипед в его исходное состояние можно очень быстро — нужно лишь снять с опоры и поставить колесо назад.

Электрическая схема подзарядки аккумуляторов с помощью педального генератора.

Мотор-генератор расположен слева схемы, выходящее напряжении (+/-12 В) — справа. К выходу можно подсоединить любую нагрузку: лампочки, люминесцентные лампы, светодиодное осветительное оборудование, радио, портативное зарядное устройство для мобильного телефона, телевизор, спутниковый ресивер, инвертор. Все подключённые устройства должны быть рассчитаны на 12 В.

Разберём схему более детально. Велосипедный генератор производит 3-трёхфазный переменный ток, который перед использованием необходимо преобразовать в постоянный. Трёхфазный выпрямитель можно сделать из шести диодов или приобрести в готовом виде (используется в ветроэнергетике). Он выглядит как обычный мостовой выпрямитель, только снабжён пятью клеммами вместо четырёх. Выпрямитель должен быть рассчитан не меньше чем на 100 В и 35 А. Каждый из диодов должен выдерживать такое же напряжение, но только половину тока (20 А). Для выпрямителя требуется некоторое охлаждение — поэтому прикрепите его к большой металлической детали.

Выходная мощность выпрямителя не может напрямую подаваться на лампочку или телевизор, так как при педалировании не вырабатывается стабильное напряжение. Оно будет колебаться между нулём и максимумом и может повредить оборудование. Данная проблема решается подсоединением аккумулятора параллельно к выходу выпрямителя, который будет поглощать лишнюю мощность вырабатываемую генератором и заполнять промежутки времени, когда генератор не вырабатывает достаточно мощности или даже останавливается на короткое время. Аккумулятор не обязательно должен быть большим или каким-то особенным — подходит любой свинцово-кислотный аккумулятор. Если он имеет большую ёмкость это тоже неплохо. Можно использовать старый аккумулятор компьютерного ИБП на 12 В 16 А·ч. Для домашнего применения рекомендуются герметичные аккумуляторы, не выделяющие газов.

На схеме есть и другие компоненты. Один из них это плавкий предохранитель, который нужен на случай короткого замыкания. Аккумулятор производит настолько сильный ток, что даже может воспламенится кабель. Рекомендуется кабель 2.5 мм 2 и плавкий предохранитель на 30 А. Также на схеме есть два измерительных прибора (нет на фотографии). Один вольтметр (со своим плавким предохранителем) и один амперметр. Несмотря на то что педальный генератор работает и без них, вольтметр крайне рекомендуется ради исправности аккумулятора. Лучше брать цифровой вольтметр. Как только на нём высветится 14 В (для систем на 12 В) нужно прекратить вращать педали. Никогда не превышайте 15 В. Напряжение также не должно падать ниже 10.5 В. Аналоговый амперметр (с нулевой отметкой в середине шкалы) не очень важен, но он показывает идёт ли закачка энергии в аккумулятор (в итоге ведущая к полной зарядке аккумулятора) или потребление (ведущее к разряду аккумулятора). В схеме не может использоваться цифровой амперметр, так как ток меняется слишком часто, что не позволяет стабильно считывать показания. Диапазон амперметра зависит от отводимого нагрузкой тока. Лучше всего купить с диапазоном +/- 20 А.

Взаимосвязь напряжения аккумулятора, напряжения генератора, размеров передней и задней звёздочек.

Напряжения аккумулятора и генератора, размер передней и задней звёздочек влияют на затрачиваемые человеком усилия и его каденс. При правильном подборе данных параметров на выбранной мощности система выдаёт требуемое выходное напряжение при адекватном каденсе (50 — 60 об/мин).

Велогенератор своими руками

Идея о создании этого велогенератора родилась в тот момент, когда заряд у аккумуляторов полностью истощился. Если вы хотите, чтобы фонарь на вашем велосипеде ярко освещал вам путь, и при этом не желаете иметь хлопот с перезарядкой или покупкой батарей – этот материал для вас!

Краткое описание проекта:

— Отсутствие батарей! Энергия будет накапливаться в двух суперконденсаторах емкостью по 100Ф и рабочим напряжением 2,7В.

— Зарядка займет несколько минут, но фонарь будет светить максимально ярко, как только вы начнете крутить педали.

— Прежде чем фонарь начнет тухнуть с момента остановки должно пройти не менее 15 минут (например, при остановке на светофоре или при другой ситуации, когда генератор не работает). Мощный светодиод на 1Вт имеет рабочее напряжение равное 3,5В. Приняв это во внимание и используя нужные резисторы, можно изменять этот временной промежуток с 4 до 30 минут. Светодиоды потребляют ток до 350мА, конструкция в примере питается от тока 350мА и при этом свет остается достаточно ярким для того, чтобы ослеплять водителей.

— Генератор обеспечивает освещение и при этом сохраняет заряд в конденсаторах. В примере был использован шаговый электродвигатель от матричного принтера. С помощью мультиметра было определено, что он может вырабатывать ток силой до 500мА.

— Еще одним преимуществом является то, что конденсаторы являются саморегулирующимися. Это значит, что они не будут перегружены при зарядке.

Прежде всего, для сборки велогенератора вы должны найти подходящий для наших целей шаговый двигатель. Вам нужен мотор с очень низким сопротивлением в катушках. В примере использован двигатель, на наклейке которого указаны 2,88В и 2,4А, с сопротивлением в катушках 1,2Ом. На испытаниях этот мотор выдавал ток силой 500мА при 400 об/мин. При езде на велосипеде при скорости 15 км/ч, генератор будет делать от 160 до 200 оборотов в минуту. Это означает, что мотор надо установить рядом с втулкой заднего колеса для снижения усилия на его вращение, в отличие от старого динамо, рассчитанного на 1000 об/мин.

Во-вторых, вам нужно будет приобрести пару суперконденсаторов о которых шла речь выше.

В-третьих, вам также понадобятся:

— Импортные диоды 1N4004 (8шт) – они преобразуют переменный ток, выработанный двигателем, в постоянный.

— Стабилизатор напряжения LM317T (1шт).

— Керамический конденсатор 0,1мкФ (1шт).

— Резисторы 240Ом и 820Ом 0,25Вт для стабилизатора напряжения, которые дадут нам ток 5,5В, необходимый для конденсаторов. Это значение не должно быть превышено!

— Светодиод мощностью 1Вт (1шт).

— Резистор для светодиода 11Ом 0,25Вт (1шт), даст ток силой около 160мА.

— Корпус фары для того, чтобы вставить туда светодиод.

— Небольшой корпус для защиты конденсаторов от повреждений.

— Отрезок пластиковой трубы диаметром 10см шириной около 2,5см. Он будет закреплен эпоксидной смолой на спицах колеса.

— Резиновый шкив или колесо для двигателя диаметром 5см.

— Различные инструменты, в том числе паяльник.

Во-первых, я не озаботился созданием печатной платы, а просто спаял все компоненты схемы вместе, после чего залил все эпоксидным клеем для защиты.

У двигателя в примере имеется шесть проводов, два из которых использованы не будут (Com), а другие четыре, с обмоток – и есть те, которые нам понадобятся.

Спаяв диоды таким образом, как показано на схеме, мы получим параллельную схему из двух диодных мостов, которая преобразует переменный ток в постоянный. Припаяйте конденсатор между «плюсом» и «минусом», это стабилизирует регулятор напряжения. После этого припаяйте на место LM317 и резисторы. Установите светодиод и токоограничивающий резистор в корпусе фары. Соедините проводами фару с конденсаторами, включив в цепь между ними выключатель, и далее – со стабилизатором напряжения.

Шаговый двигатель — Стабилизатор напряжения — Конденсаторы — Выключатель — Фара

Теперь приступим к монтажу двигателя на велосипед. Для фиксации мотора используйте хомуты для труб, которые можно закрепить в отверстиях под дисковые тормоза. Резиновое колесико двигателя должно бегать по поверхности секции пластиковой трубы диаметром 10см. Эта секция должна быть закреплена при помощи эпоксидного клея и клеящей ленты, но, возможно, потребуются резьбовые хомуты для более надежного крепления – это предупредит проскальзывание резинового колесика велогенератора по ее поверхности.

Выбор генератора для велосипеда — виды и особенности

Существует специальное устройство, которое может вырабатывать энергию питания. Таким аппаратом является велогенератор. Получаемая электроэнергия абсолютно бесплатная. Процесс выработки происходит путем прокрутки педалей. По разновидностям генераторов велосипедного происхождения существует 4 типа:

Довольно тесно и практически неразрывно связано учащенность педалирования с выдачей силы тока, а также напряжения. Данное воспроизведение присуще для всех разновидностей генераторов. Выдается ток велосипедным генератором только переменный. Чтобы был ток постоянный, необходимо установить выпрямительный мост. Он состоит из специализированных ламп диодного происхождения. Или же можно установить выпрямитель из двух полупериодов. Купить генератор на велосипед можно в специальных магазинах, а также на авторынках.

Генератор бутылочный для велосипеда

Данный тип генератора называют шинным. По типу он является генератором второстепенного значения. Состоит бутылочный генератор велосипедный из корпуса, который полностью изолированный. Снаружи на нем есть специальный ролик, который предназначен для вращения. Он плотно прикреплен к корпусу, то есть на вилку. Также начинка данного генератора состоит из обычной медной обмотки и магнита. Движение поля магнитного происхождения возникает вследствие контакта ролика с покрышкой колеса велосипеда. Исходя из этого, идет передача энергии от колеса к механике.

Чем быстрее вращается колесо, тем быстрее прокручивается валик на генераторе. Достигается максимальная полярность в самом генераторе, воспроизводится напряжение.

Положительной стороной данного вида генератора является:

Небольшая цена относительно других видов.
Легкость в установке на велосипед.
Аппарат можно без труда отключить или включить, путем отдвижки от велосипеда.

Что касается недостатков, то они не так уж и весомы:

Покрышка со временем начинает изнашиваться.
Занимает время установка уровня наклона.
Появление звука из-за трения об покрышку, особенно при высоких скоростях.
Незначительный перекос колеса из-за веса генератора, который колеблется от 200-250 грамм. Это связанно за счет его крепежа на одну сторону.
Если дождливая погода, то генератор не работает на полную мощность. Трение по колесу неполноценно из-за скольжения.

Но учитывая данные недостатки и преимущества, то в целом, данный вид генератора вполне эффективен.

Генератор бесконтактный для велосипеда

Производится выдача электроэнергии путем работоспособности бутылочного генератора. Кареточный также выдает ток. По-другому данный вид велогенератора называют динамо-втулка. Название происходит из-за того, что никакого соприкосновения генератора к колесу не наблюдается. Ток появляется в результате тесного контакта обода к генератору. Из-за чего формируется намагниченное поле ободка колеса.

Диод освещения непосредственно установлен в аппарат. Напряжение идет напрямую, без каких-либо дополнительных устройств стабилизации. Положительными сторонами данного аппарата является:

Отсутствие факторов трения об колесо.
Компактность и маленький вес, до 70 грамм.
Кабелей соединения нет.

Фара, которая находится спереди, устанавливается на вилку. Задняя фара – сзади. Исходя из этого, данные фонарики сами по себе самостоятельны. Они горят не за счет аккумуляторов, а за счет прокручивания колеса в поле магнетизма. Качество выдачи освещения на достаточном уровне. При замедленном движении на велосипеде лампочки по идее должны гаснуть, но это не так. Это не происходит из-за того что установлен специальный конденсатор. По сути его можно назвать аккумулятором, который набирает энергию при езде на велосипеде.

Использование генератора для велосипеда является выгодным. Во-первых, абсолютно бесплатная выработка электроэнергии. Во-вторых, удобное и комфортное освещение дороги в темное время суток. Велогенератор 12 вольт постоянный ток является удобным в использовании и в легкости установки. Также его практически быстро можно собрать. При транспортировке не занимает много места. Генератор для велосипеда не приносит никакого вреда.

ВЕЛОГЕНЕРАТОР ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ

Генератор на велосипеде — вещь незаменимая в дали от благ цивилизации. Зарядить телефон, ночное освещение дороги, послушать музыку на ходу, подключить навигатор или GPS-трекер — да, мало ли для чего понадобится электричество в дороге.

СТАРИННЫЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР

Школота не помнит о первых велогенераторах появившихся вместе с «Камами» и «Салютами»:

Крепится такой генератор на вилку и прижимается валом к боковой поверхности колеса, за счет чего может выдавать напряжение до 7 вольт и мощность в 5 ватт. Немного, но для фары вполне достаточно. Подключить такой генератор напрямую для зарядки телефона или MP3 проигрывателя не получится, необходим преобразователь который выдаст на выходе стабильных 5 вольт. Короче, без доработки, для современных девайсов он не годится.

Хотя жаль, вещь надежная, сделано на века. До сих пор на блошинном рынке можно купить такой велогенератор в рабочем состоянии. По мощности превосходит даже следующий велогенератор от известного велосипедного брэнда SHIMANO.

ВТУЛОЧНЫЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР

Электрогенератор от SHIMANO достаточно дорогая игрушка. Есть определенные сложности в установке, например нужно переспицовывать переднее колесо для установки такого генератора. Напряжение выдает не стабилизированное, т.е. электронные устройства запитать напрямую так же не получится — нужен преобразователь напряжения. А не какой то там, делитель из двух резисторов как пишут в разных некомпетентных источниках.

Велогенератор Shimano AlfineDH-S701 на колесе

Напряжение выдает 6 вольт, мощность 2,4 Ватта. Вполне пригоден для питания фары.

Самый дешевый втулочный генератор SHIMANO стоит от 35$.

Посмотрите видео о проверке характеристик SHIMANO DH-3N30:

Источники:

https://ecotechnica.com.ua/energy/302-velosiped-generator-snabdit-doma-elektrichestvom-a-grafenovyj-kabel.html
https://dommol29.ru/generator-dlya-velosipeda-master-klass-svoimi-rukami/
https://avtopraim.ru/mototsikl/generator-na-velosiped-kak-sdelat.html
https://vsedelaisam.ru/generator-svoimi-rukami/beskontaktnyj-generator-elektrichestva-dlya-velosipeda-svoimi-rukami