Сіз педальдың күшімен , кем дегенде, оның ең дәстүрлі түрінде таныс болуыңыз мүмкін : Велосипедпен жүру! CCAT- те жұмысқа айналдыруға болатын энергияны жасау үшін педальмен жүру идеясы әдеттегі формадан тыс кеңейтілді. Велосипед тебу арқылы теледидарды, ноутбукты, кір жуғыш машинаны, бұрғылау прессін қуаттауға болады... опциялар тек сіздің қиялыңызбен шектеледі.
Бұл беттің мақсаты - велосипедпен жұмыс істейтін генераторды құру бойынша «қалай» нұсқаулығын беру . Алғашқы екі қадам механикалық педальмен жұмыс істейтін құрылғыны құрастырғысы келетіндер үшін де пайдалы болады , өйткені құрамдас бөліктер әр жағдайда нақтыланатын шамалы айырмашылықтармен бірдей.
Әрине, педальдық қуат бойынша тұрақты сарапшы Барт Орландодан көмек сұраудың зияны жоқ . Жобаңызға сілтеме ретінде CCAT студенттер жұмыс істегенқұрылғылардың тізімін сақтайды.
Contents
Құрамдас бөліктер
Бұл электрлік DIY педальмен жұмыс істейтін құрылғыны жасау үшін қажетті компоненттер:
- Стационарлық велосипед немесе жаттығу велосипеді
- Белдік пен шығыр
- Генератор
- Диод
- Сақтандырғыш
- Батарея
- Инвертор
- Қарапайым машина
1-қадам: Велосипед
Велосипед педальды қуат құрылғысының бірінші элементі болып табылады. Кез келген велосипедті, соның ішінде көп жылдамдықты велосипедті, тау велосипедін, тіпті жаттығу велосипедін ( CCAT педальды электр блендерінде қолданылатын сияқты ) қолдануға болады! Мұндағы айқын маңызды сипаттамалар мынада: біреудің қолы немесе аяғы дөңгелектің айналуына әкелетін тісті беріліске бекітілген иінді айналдырады.
Стационарлық
Роуэннің портативті педальды қуат генераторы сияқты стандартты велосипедпен педальмен жұмыс істейтін құрылғыны жобалаудың артықшылықтары бар. Сондай-ақ жаттығу велосипедін пайдаланудан гөрі көп жұмысты қажет етеді, өйткені жаттығу велосипеді қозғалмайтын етіп жасалған. Велосипедтер өте арзан болуы мүмкін (Арката, Калифорнияда керемет жергілікті ресурс — Велосипед кітапханасы , онда велосипедтерді іс жүзінде ешнәрсеге жалға алуға болады!) Құрылғыны қуаттандыру үшін велосипедті пайдалану қуат шотыңызды үнемдейді және велосипедіңізге екінші мақсат береді.
Педальмен жұмыс істейтін құрылғыны жобалаудағы негізгі қиындықтардың бірі - велосипедтің тұрақтылығы. Алдыңғы шинаның қозғалуын болдырмау керек. Не оны алып тастаңыз және шлак блоктарының арасына қою арқылы жақтауды тұрақтандырыңыз немесе тиісті шинаға арналған тіректерді пайдаланыңыз. Артқы доңғалақ еркін айналуы үшін көтерілуі керек. Бұл үшін ең жақсы шешім WaterPod Tour de Volts- та қолданылатын велосипед жаттықтырушы тірегі сияқты . Ол шиналарды алып тастауды және велосипедті тұрақты түрде өзгертуді қажет етпейді, бұл велосипедті пайдалануға жарамды күйде қалдырады. Тағы бір көп еңбекті қажет ететін нұсқа - шинаның қозғалуы үшін көтерілген платформа жасау үшін 2x4 арқалық пен фанерді пайдалану. Велосипедтің берік және тұрақты екеніне абай болыңыз.
Велосипед қозғалыссыз болу үшін дұрыс орнатылғаннан кейін педаль қозғалысын маховикпен реттеу керек. Негізінде маховик - бұл импульсті сақтау үшін қолданылатын ауыр айналмалы диск. Маховик жылдамдықтың өзгеруіне қарсы тұрады, бұл генератор білігінің айналуын біркелкі етуге көмектеседі, өйткені біркелкі емес момент велосипедтен келеді. Маховиктерді, соның ішінде дизайн сипаттамасын тереңірек түсіндіру үшін осы жерді басыңыз . Велосипедті уақытша жарамсыз етуді ойламасаңыз, артқы доңғалақтың айналасындағы шинаны және түтікті алып тастауға және генераторға бекітілген шкивке белдік жүргізуге болады (әдеттегі 10 жылдамдықты велосипедте B өлшемді V-белдігі болуы керек). 2,5î шкивпен жұмыс жасаңыз).
Жаттығу
Pedal Power MEOW- де қолданылатын жаттығу велосипеді тамаша нұсқа болып табылады. Ол стационарлық болу үшін жасалған, сондықтан ол қазірдің өзінде тұрақты болуы керек. Сондай-ақ, велосипедке қажетті көптеген қосымшалар қажет емес. Көптеген жағдайларда велосипедтің айналу дөңгелегінің айналасында маховик бар. Желдеткіш белбеуін орналастыру үшін арнасы бар алдыңғы монтаждалған маховик жақсырақ. Тиімділігі дәлелденген велосипед тетігі - бұл шынжыр арқылы 16 тісті бос доңғалақ бар маховикке жалғанған жаттығу велосипедіндегі 52 тісті тізбек сақинасы. Тиімділігі дәлелденген маховик диаметрі диаметрі 15,5 дюйм болатын қатты металл маховиктен тұрады.
2-қадам: белдік және шкив
Велосипедтің айналмалы дөңгелегін (немесе маховикті) генераторға шкив арқылы қосу үшін белдік қажет. Конфигурацияңызға байланысты белдікті дұрыс орнату үшін кейбір машина жұмысы қажет болуы мүмкін. Доңғалақ дайын болғаннан кейін, белдікті доңғалақ ойығы бойымен өткізіп, оны генераторға бекітілген шкивке қосыңыз (белдіктің бос болуына жол бермей). Белбеу мен шығырды пайдалану мысалын осьтегі Samoa Hostel Pain сайтынан табуға болады .
Шкив велосипедтегі дөңгелек сияқты жұмыс істейді. Белдік оны генераторға бекітеді. Бұл велосипедте жасалған жұмысты генераторға аударуға мүмкіндік береді. Белдік пен шығыр - әр түрлі механикалық жобалар үшін әдетте қолданылатын алты қарапайым машинаның бірі.
Педальді қуат құрылғыларында қажетті шкив түрі педальды қуат құрылғысы мотор құрылғысын ауыстырады ма ( CCAT педальді кір жуғыш машина жағдайындағыдай ) немесе педальды қуат құрылғысы электр қуатын өндіреді ме ( CCAT педальымен жұмыс істейтін сияқты) арасында бөлінеді. теледидар ). Қозғалтқышты алмастыратын құрылғылар әдетте білікке орнатылған жетек шкивін пайдаланады. Генератор шкивінің диаметрі 3-4 дюйм болуы ұсынылады. Шығырдың диаметрін үлкенірек шкив диаметрін кию арқылы шығырды айналдыруға жұмсалатын күш-жігерді жеңілдету үшін өзгертуге болады. Дегенмен, электр қуатын өндіруші құрылғыларға арналған шкив желдеткіш белдікті пайдаланады.
Желдеткіш белбеуі
Желдеткіш белдеуі CCAT педаль теледидарында және vcr педальында қолданылатын сияқты , маховиктің, генератор дөңгелегі мен әрбір дөңгелектің арасындағы қашықтықты жабу үшін жеткілікті үлкен болуы керек. V - белдіктер үйкеліске педальмен басқан күш-жігеріңіздің ~20% жұмсайды. Тіс белдіктері ~95% тиімді.
Рычагтардың тұтқалары және эллиптикалық тісті дөңгелектер
Flock House Handcar Generator сияқты иінді тіректердегі тұтқалар қуат шығысын 50%-дан жоғары арттыра алады. Осындай жүйенің бірін Морис Губраккен құрастырған .
Ұқсас мақсатқа дөңгелек емес, эллипс тәрізді шынжырлы жетектердегі тісті доңғалақтардың болуы арқылы қол жеткізуге болады. Мысалы, егер велосипедтің педальдарына бекітілген жұлдызша эллиптикалық болса, оның негізгі осі педаль иінділерінің осіне перпендикуляр болса және педальдардың осі эллипстің ортасынан өтетін болса, онда тісті доңғалақ тиімді. жетек қатынасы педальдардың айналуына қарай өзгереді. Шабандоздың аяғы төмен қарай қозғалғанда, ең жоғары жылдамдыққа жету үшін беріліс қатынасы ең жоғары болады. Шабандоздың аяқтары көлденеңінен аз күшпен қозғалғанда, беріліс қатынасы ең аз болады, бұл ең жақсы механикалық артықшылық береді және аяқтар бұл туралаудан мүмкіндігінше жылдам өтеді.
3-қадам: генератор
Бұл конфигурациялардың әрқайсысында әртүрлі конфигурация параметрлері бар, бірақ олардың мақсаты бірдей: электр энергиясын өндіретін генераторды айналмалы белдеу түрінде механикалық энергиямен қамтамасыз ету.
Генератор сиқырдың орын алатын жері деп айтуға болады. Генератор электромагниттік ток тудыратын магниттерді айналдыру үшін айналдыру қозғалысын (біздің жағдайда велосипедті педальмен айналдыру арқылы жасалған) пайдаланады. Бұл токты көптеген жолдармен пайдалануға болады, бірақ токты кездейсоқ пайдалану электрлік немесе электрондық құрылғының жұмыс істемеуіне немесе бұзылуына әкелуі мүмкін. Сіз генераторлар туралы мына жерден біле аласыз .
Бұл нұсқаулықта сіз дұрыс генераторды таңдайсыз. Әдетте, жұмыс үшін ең жақсы генератор 600 айн/мин жиілікте 24 вольт шығаратын тұрақты магнитті тұрақты ток қозғалтқышы болып табылады (мотор диод пен сақтандырғыш n сериясына орналастырылғанша генератор ретінде жұмыс істейді, бұл электротехника терминдерінде n қатарында дегенді білдіреді генератор мен аккумулятор арасындағы).
Сондай-ақ тиімділігін дәлелдеген 24 вольттық тұрақты ток генераторлары минутына 1800 айналу (айн/мин) және шығудың 1/3 ат күші потенциалы бар тұрақты магнит генераторлары болып табылады. Шығу кернеуі айналымға тура пропорционал және бұл жүйенің мүмкіндігі генераторды 900 айн/мин айналдыру болып табылады. Бұл 12 вольттың шығуына әкеледі.
Автокөлік генераторын қолданбаңыз. Олар тым жылдам айналуы керек (3000-10 000 айн/мин) және қуатты пайдаланбайтын тұрақты магниттерді пайдаланудың орнына электромагнитті қуаттандыру үшін педальдық күштің 1/3 бөлігін пайдалану керек.
Жақын жерде қалдыңыз! Енді барлық жұмыстар электрлік жұмыстар болмақ. Батареяны генераторға қосу уақыты келді (арасында бірнеше заттар бар).
Сымдар
10 калибрлі мыс жіпті мыс сым. Тұтас мыс сымды пайдаланбаңыз. Электр тогы мыс сымның беті бойымен жүргізіледі. Бетінің ауданы неғұрлым көп болса, соғұрлым кедергі аз болады (электр энергиясының жылуға айналуынан энергия жоғалуы). Мыс жіптері неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы.
4-қадам: диод
Адамдарды тек бір бағытта, метро станциясына немесе ойын-сауық саябағына жылжыту үшін турникет қолданылған сызықтан өттіңіз бе? Диод негізінен ток үшін бірдей жұмыс істейді. Оң немесе теріс сымға орналастырылған бір жақты электр клапаны. 25 ампер және кемінде 35 вольтпен есептелуі керек. Қозғалтқыш екі жақты құрылғы болғандықтан, ток келген жолдан кері бұрылып, қозғалтқыш генератор сияқты емес, қозғалтқыш сияқты әрекет етуі үшін бір нәрсе болуы керек (мотор генератордың қарама-қарсы жұмысын орындайды. өйткені ол ток қабылдайды және оны механикалық энергияға айналдырады).
Radioshack-тен диодты шамамен бір долларға сатып алуға болады. Диод генератор мен аккумулятордың арасында өтеді, тек сақтандырғыш пен батареяның арасында болады. Дегенмен, диодтың оң және теріс терминалдары бар. Оңды оңға және терісті теріске қосқаныңызға көз жеткізіңіз, әйтпесе құрылғы жұмыс істемейді. Қай терминал екенін анықтау үшін диодтың қаптамасына сілтеме жасаңыз және әлі де қиындықтар туындаса, мейірімді Radioshack-тен немесе басқа электрондық дүкеннен, тұтынушыларға қызмет көрсету өкілінен сұраңыз.
5-қадам: сақтандырғыш
Сақтандырғыш ұғымы әдетте жақсы түсініледі. Электр жүйесінде сақтандырғыш арқылы тым көп токтың өтуіне әкелетін асқын кернеу болса, ол тізбекте бос орын тудырады (ашық тізбек деп аталады) Бұл саңылау токтың өз жолын жалғастыруына жол бермейді. Иә, бұл құрылғының жұмысын тоқтатады. Ол сондай-ақ құрылғыларды тым көп токпен қиратудан сақтайды. Сақтандырғыш бағасы үшін құрылғыңыз қайтадан өмір сүре алады!
Сақтандырғыш 25 ампер болуы керек және батареяның оң терминалы мен диодтың оң терминалы арасында қосылуы керек.
Сақтандырғыштарды пайдаланатын велосипед генераторының мысалын WaterPod велосипедінің энергия генераторына кіріңіз
Кернеу реттегіші
Кернеу реттегіші батареяның зақымдалуын болдырмау үшін толық зарядталған кезде ток ағынының мөлшерін шектейді.
Ампер, кернеу және RPM өлшегіш
Жаттығу велосипедіне бекітілген.
6-қадам: қорғасын-қышқылды аккумулятор
Батарея сіз жасаған энергияны сақтайды және сіз батареяны сатып алған кез келген кернеу мен токта оны тұрақты түрде шығарады. Бұл батареяны құрылғының қажеттіліктеріне сәйкестендіру керек дегенді білдіреді. Дұрыс сәйкестікті алу үшін бірнеше батареяларды параллельді пайдалануға болады (олардың барлығы бір құрылғыға қатар қосылған, біздің жағдайда генератор). Тағы да, мен сізге арнайы орнату бойынша кеңес алу үшін электроника сатушысынан сұрауды ұсынамын. Батареяның параметрлерін анықтағаннан кейін генератор-диод сақтандырғышының оң терминалын аккумулятордың оң терминалына, ал теріс терминалды теріс терминалға жалғау керек.
12 вольтты терең циклді батарея педаль қуатымен қосымша заряд ала алады, бірақ батареядан немесе инвертор арқылы жұмыс істейтін электр құрылғысының жүктемесіне сәйкес педаль қуатын пайдаланған дұрыс. Кішірек шамды немесе ұялы телефон батареяларын зарядтау жақсырақ. Педальмен жұмыс істейтін электр блендер вазасындағыдай аккумуляторды мүлдем пайдаланбаған дұрыс.
Бір қадам қалды...
7-қадам: Инвертор
Инвертор тұрақты токты (генератордан шығатын) айнымалы токқа түрлендіреді (бұл розеткадан шығатын ток түрі). Ол 12 вольт тұрақты токты 110 айнымалы токқа өзгертеді. Құрылғыға оңай қосылу үшін генератордың 3 тісті ашасы болуы керек. Құрылғының ашасын генератордың розеткасына қосыңыз, ал генератор батареяның оң және теріс терминалдарына апарады. Әдеттегідей, оңды оңға және теріске теріс байланыстыруды ұмытпаңыз.
Инверторлар ықтимал ең жоғары электр жүктемелеріне төтеп бере алуы керек. Жүктемелерді анықтау үшін құрылғылардың артқы жағындағы ватт талаптарын қараңыз. Бұл есептеу инвертордың электрлік жүктемелерді көтере алатындығына көз жеткізу үшін пайдаланылуы керек. Көптеген инверторлар электр жүктемелері кезінде тиімділікте өзгереді, бұл бастапқы 12 вольт тұрақты токтың 60%-90% 110 вольт айнымалы токқа ауысуға мүмкіндік береді.
Міне бітті! Керемет жаттығу кезінде сіз электр энергиясын өндіруге дайынсыз! Электрондық емес электр құрылғылары үшін электр энергиясын өндіру кезінде, мысалы, жұмыс істейтін шамдар инвертор қажет емес. Ұзақ және қиын процестен кейін оны сынау уақыты келді.
8-қадам: Қарапайым машина
Бұл бөлік жобаңызға байланысты өзгереді, бірақ идея электр қуатымен бұрылатын механизмді айналдыру үшін бір немесе бірнеше белдіктер мен шығырларды пайдалану болып табылады. Мэттью Родстың диаграммасында кір жуғыш машинаны айналдыратын қозғалтқышқа белдік тікелей қосылған. Бұл ең қарапайым конфигурация. Қарапайым машиналар туралы білу үшін мына жерді басыңыз .
Мысалдар
Бөлшектерге сілтемелер
- Велосипед ресурстары:
- Аркатадағы велосипед кітапханасында 6 айға велосипедті 20 долларға жалға алуға болады. Велосипедіңізді 6 ай ішінде қайтарғанда ақшаңызды қайтарып аласыз!
- ScienceShareware бағдарламасында тұрақты велосипедтен жасалған тұрақты ток кернеуінің мысалы бар.
- Велосипед стендтері / жаттықтырушылар:
- Convergence Tech арнайы педальдық қуат тогын өндіру мақсатында тамаша стенд жасайды. Компания нұсқауларды сатады және оңай сатып алу үшін бөлшектер тізімдерін ұсынады. Қиын жұмыстардың көпшілігі сіз үшін жасалады!
- Генераторлар:
- Электр генераторларының қалай жұмыс істейтінін көрсететін Java апплетін қараңыз !
- Thomas Register каталогында генератор жеткізушілерінің тізімі бар.
- Диодтар:
- Мұнда диодтың не істейтіні туралы көбірек біліңіз
- Батареяларды, сақтандырғыштарды, инверторларды, генераторларды және басқа электр жабдықтарын Mouser Electronics- тен сатып алуға болады .
Басқа сілтемелер
- CCAT ресми сайты
- CCAT жариялаған Pedal Power туралы ағымдағы зерттеулерді қараңыз .
- Үйіңіздегі электр тогы туралы мына жерден біліңіз.
- Кейбір Pedal Power конструкцияларында генератор пайдалы болуы мүмкін . Олар туралы мына жерден біліңіз.
Sendog6913 17:30, 2 наурыз 2008 (PST)Cal Poly Humboldt - CCAT
