0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Генератор для велосипеда

Содержание

Обзор генераторов электрического тока на велосипед: бутылочные, бесконтактные и динамо-втулки

Дата публикации: 14 августа 2019

  • Что такое велогенераторы и зачем нужны
  • Виды конструкций для велосипедистов

Велогенератор для зарядки телефона и поддержания работы фар — это портативное устройство, позволяющее вырабатывать энергию путем вращения педалей.

Что такое велогенераторы и зачем нужны

Электрогенератор, устанавливаемый на велосипед, — это удобное портативное устройство, которое дает возможность самостоятельно вырабатывать электрический ток для поддержания работы фар или других электроприборов. Например, с его помощью получится на ходу бесплатно заряжать телефон или GPS-навигатор.

Принцип работы заключается в генерации переменного тока, который преобразуется в постоянный за счет диодного моста. Факты о велогенераторах:

  • в зависимости от навыков и скорости езды велосипедист производит 0,15-0,25 КВт в час;
  • рекордный показатель, достигнутый за 24 часа, составил 12 КВт;
  • чем выше частота вращения педалей, тем больше генерируется электроэнергии. Подобная закономерность характерна как для покупных, так и самодельных генераторов электричества на велосипед;
  • педальные генераторы бывают стационарными: приспособление получится изготовить самостоятельно, используя старый и ненужный велосипед.

В промышленных масштабах использование педальных генераторов теряет смысл, так как на выработку 1 КВт энергии уходит около 10 часов, но для личного использования такой прибор — хороший выбор. Ведь главные преимущества: возможность бесплатно добывать ток и днем, и ночью, дешевизна оборудования и простота обслуживания. Еще больше снизить стоимость получится, если сделать велогенератор своими руками.

Стационарный педальный генератор также выступает альтернативой солнечной черепице или батареям, которые не всегда получается использовать из-за климатических условий. Приспособление никак не зависит от солнца, ветра и легко размещается в доме или квартире.

Виды конструкций для велосипедистов

Выделяют следующие типы велогенераторов:

  • бутылочная динамо-машина;
  • динамо-втулка;
  • бесконтактный генератор.

Каждая из конструкций обладает рядом преимуществ и недостатков, поэтому велосипедисту следует заранее определить приоритеты: играет ли решающую роль стоимость, удобство обслуживания, уровень воспроизводимого шума или другие характеристики.

Бутылочная динамо-машина

Приспособление по форме напоминает бутылку. По сути, это небольшой электрический генератор, который крепится на боковую стенку велосипедной шины. Принцип работы: когда велосипедист движется, покрышка прокручивает ролик динамо-генератора.

В таблице рассмотрены преимущества и недостатки такого типа конструкций:

ПлюсыМинусы
Если выключить бутылочный генератор для велосипеда или заряжаемые устройства, фары, то прибор не будет создавать дополнительное сопротивление во время езды.Устройство плохо переносит влажную погоду и начинает вырабатывать меньше энергии.
Приспособление устанавливается практически на любую шину.Создание шума во время езды.
В среднем бутылочные приборы дешевле, чем конструкции других типов, но есть и исключения.Во включенном режиме бутылочные динамо-машины сильнее затрудняют передвижение велосипедиста, чем динамо-втулки и бесконтактные велогенераторы.
Динамо-машину сложно правильно установить неспециалисту: важную роль играет, под каким углом, на какой высоте идет соприкосновение с боковой стенкой шины.
Приспособление необходимо перемещать и включать вручную. Автоматический режим не предусмотрен.

Важно: если велогенератор такого типа неправильно отрегулирован, то во время поездки он может зацепиться за спицы. Но в некоторых моделях предусмотрены дополнительные петли для предотвращения подобных ситуаций.

Велосипедисту следует знать: падение на землю способно существенно повредить велогенератор. Перед каждой поездкой рекомендуется проверять, не ослаблены ли крепежные винты.

Динамо-втулка

Динамо-втулки — это подвид динамо-машин, которые размещаются не на покрышке, а в ступице велосипедного колеса. Генератор создала английская производственная компания Sturmey-Archer, затем подобные приспособления стали выпускать производители Shimano и Schmidt.

В основе работы лежит многополюсный магнит, который располагается в ступице велошины и вращается вокруг неподвижной катушки, закрепленной на оси. Мощность для разных моделей разнится от 1,8 до 3 Вт.

Перед покупкой лучше ознакомиться с главными преимуществами и недостатками динамо-втулок:

ПлюсыМинусы
Полная бесшумность, достигаемая за счет отсутствия движущихся и, как следствие, соприкасающихся деталей.Большой вес, но проблема решается благодаря использованию оболочек из алюминия и редкоземельных магнитов.
Минимальное сопротивление при езде.Высокая стоимость.
Низкие требования к обслуживанию.Иногда требуется сборка отдельного динамо-колеса.
Эффективная работа при любых климатических условиях.
Не изнашивает покрышку велосипеда.
Автоматическое включение.

В комплекте со многими туристическими велосипедами идут именно динамо-втулки. Стоит отметить, что такой велогенератор своими руками в домашних условиях смастерить возможно.

Бесконтактный велосипедный генератор

В бесконтактном типе электрогенератора велосипедная шина выступает ротором: на ней фиксируется специальный обод с закрепленными 28 магнитами с чередующимися разными полюсами. Статор в этой системе — индукционная катушка, вырабатывающая ток. Фары уже встроены в электрогенератор, поэтому электричество поступает напрямую.

Плюсы и минусы приспособления подробно представлены в таблице:

ПреимуществаНедостатки
Отсутствие проводов и кабелей.Небольшая электроемкость аккумуляторов, но можно вручную установить более мощную батарею.
Легкость генератора: вес не превышает 60 г.Высокая стоимость.
Применение в дальних поездках.Небольшой выбор производителей. Однако, учитывая растущий интерес к альтернативным источникам энергии и высокой перспективности их применения, можно ожидать скоро появления новых интересных моделей.
Полное отсутствие сопротивления при езде, поэтому велосипедисту не нужно прилагать дополнительных усилий.
Использование света даже во время стоянки за счет встроенного конденсатора, выполняющего функцию батареи.
Полная бесшумность.

В целом велосипедисты отмечают, что яркость свечения фар на бесконтактных моделях примерно такая же, как у обычных аккумуляторных ламп. Тот, кто желает сэкономить, может собрать бесконтактный генератор для велосипеда своими руками.

Портативные электрогенераторы — это девайс, который пригодится каждому велосипедисту. Лучше остановить свой выбор на бесконтактных приборах или динамо-втулках, но при ограниченном бюджете удастся найти интересные и не очень шумные бутылочные модели. ТОП-производителей, на которых стоит обратить внимание: Shimano, CadenceX, Sturmey-Archer, Schmidt.

  • Окна — они как люди
  • Российская светодиодная лампа SvetaLED получает международное признание
  • Энергоэффективность современной экономики России
  • Что такое энергосберегающий дом и в чем его преимущества

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Генератор для велосипеда

8 минут Автор: Михаил Скворцов 2438

  • Динамо-втулка как электродвигатель
  • Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы
  • Бесконтактный велосипедный генератор
  • Как сделать генератор своими руками
  • Электроцепь своими руками
  • Заключение
  • Комментарии

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.

Читать еще:  Собака-робот — все об интерактивной игрушке

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:

  1. Скрутить ленты в кольцо, заварив концы.
  2. Вырезать посадочные прорези сбоку под каждую спицу колеса. Глубина прорезей – ¼ от толщины кольца.
  3. 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

  1. Спаять диоды 1N4004 в параллельные мосты.
  2. Припаять конденсатор между «положительным» и «отрицательным» концами схемы.
  3. Установить резисторы и стабилизатор напряжения.
  4. Припаять светодиод (1Вт) и резистор к цепи фары.
  5. Через провода соединить фару с конденсаторами, а затем электрическую цепь с генератором на заднем колесе.
  6. 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.

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:

  1. Для подзарядки батарей для мобильных устройств во время путешествий на велосипеде.
  2. 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.

  1. Найдите велосипед — любую рухлядь, но с работающими передней осью, педалями, цепью, седлом и желательно задним переключателем.
  2. Замените заднее колесо на втулочный мотор.
  3. 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.

Читать еще:  ТОП 15: Лучший опрыскиватель (бензиновый, аккумуляторный, ручной)

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).

Возрастание напряжения аккумулятора (без изменения других параметров)->Увеличение каденса и уменьшение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание напряжения генератора (без изменения других параметров)->Уменьшение каденса и увеличение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание размера передней звёздочки (без изменения других параметров)->Уменьшение каденса и увеличение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание размера задней звёдочки (без изменения других параметров)->Увеличение каденса и уменьшение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности

Чтобы проверить эту зависимость на практике необходимо установить напряжение генератора выше, чем напряжение аккумулятора, а также попробовать использовать разные передачи (потребуется велосипед с исправным переключателем).

По мере зарядки аккумулятора каденс возрастает и только своевременная смена звездочек переключателем позволяет поддерживать стабильный каденс. Наличие передач также необходимо для индивидуальной настройки педального генератора под каждого отдельно взятого человека.

Технические характеристики системы на базе Golden Motor / Jiangsu: генератор на 24 В, аккумулятор на 12 В, передняя звезда на 42 зуба, задняя звезда на 14 зубьев (18 зубьев, если напряжение аккумулятора ниже 11 В).

Генератор для велосипеда – что это и как его сделать своими руками в домашних условиях

  • Что такое генератор для велосипеда
  • Для чего он необходим
  • Разновидности велогенераторов
  • Как сделать генератор из велосипеда в домашних условиях
  • Материалы и инструменты
  • Инструкция
  • Заключение

Велогенератор – это устройство, позволяющее получить электрическую энергию благодаря вращению педалей и использовать ее для работы фонарей и фар велосипеда или функционирования других аксессуаров. В зависимости от конструктивных характеристик велосипедные генераторы делятся на 4 типа. Самая примитивная конструкция – это динамо-втулка. Более серьезный агрегат – бесконтактный генератор велосипеда. О каждой разновидности мы расскажем чуть позже.

Познания в механике не обязательны, чтобы понять: выдаваемая сила тока и, соответственно, напряжение, напрямую связаны со скоростью вращения педалей. Это правило распространяется на все типы велосипедных генераторов. Устройство выдает переменный ток, поступающий волнообразно, который можно стабилизировать посредством установки моста-выпрямителя. В качестве последнего могут использоваться спаянные друг с другом диодные лампы или специальные компоненты (например, 2-полупериодовый выпрямитель).

Что такое генератор для велосипеда

Возможность подключения хоть к маломальскому источнику электроэнергии – большая удача для велосипедиста. Особенно для тех, кто предпочитает дальнобой. Работа осветительных приборов, зарядка для телефона или навигатора – все это не может происходить без электричества. Можно, конечно, упаковаться батарейками и накопителями энергии, но это не всегда практично и удобно. Решением может стать велосипедный генератор – компактное устройство, которое в процессе вращения педалей выдает переменный ток.

Для чего он необходим

Представьте: вы можете ехать на велосипеде в темное время суток, а фара велосипеда достаточно мощно освещает дорогу. При этом не расходуется заряд батареек и не тратится энергия автономного накопителя – мощность свечения зависит от того, как вы крутите педали. Удобно, согласитесь?

Велосипедный генератор – это практичное решение для тех, кто частенько совершает вылазки в темное время суток. Для работы осветительных приборов на велосипеде генератор – просто незаменимый прибор. Более того, он позволяет подзаряжать телефон, навигатор, колонку и другие гаджеты непосредственно во время движения.

Разновидности велогенераторов

Как мы уже говорили, велосипедные генераторы делятся на 4 категории:

  1. Втулочные. По сути, это модифицированная магнитом обычная велосипедная втулка. Механизм ее действия сводится к образованию вихревых токов. На выходе получается энергия, которая подходит для функционирования различных велосипедных устройств и аксессуаров. Динамо-втулка хороша тем, что получаемый ток передается непосредственно к фаре велосипеда. Это небольшое устройство, которое крепится непосредственно на втулку, а не на колесо, что исключает вероятность образования дополнительного трения. Что касается недостатков, то велогенератор подобного типа незначительно влияет на скорость велосипеда, а также немного утяжеляет его конструкцию. Во время вращения педалей ток поступает волнообразно, то ускоряясь, то замедляясь – соответственно, на втулочном генераторе необходим стабилизатор. Устройство состоит из нескольких компонентов: якорь, обматывающий ось; кольцевой магнит, который крепится на втулку; двойные провода с клеммами.
  1. Бутылочные. Устройства получили такое название из-за некоторого свойства с бутылкой. Прибор монтируется на колесо. Бутылочные генераторы отличаются небольшой стоимостью и практически не меняют вес велосипеда. В то же врем я подобные устройства плохо работают в сырую погоду, а их работа сопровождается специфическим звуком. Бутылочные генераторы подходят для непродолжительных поездок в ясную погоду.
  2. Бесконтактные. Устройства подобного плана являются самыми дорогостоящими. Высокая цена обусловлена практически абсолютным отсутствием изъянов. Принцип работы бесконтактных велогенераторов сводится к накоплению энергии от вращения колес через магнитное поле. Устройство располагается в непосредственной близости от колеса, в которое вмонтирована динамо-втулка – это позволяет практически полностью нивелировать силу трения и сопротивления. Данные устройства отличаются незначительной массой и возможностью сохранения энергии для работы фар во время остановки. Что касается недостатков, то высокая цена – пожалуй, единственный из всех возможных минусов.

Учитывая характеристику каждого устройства для выработки энергии, можно подобрать наиболее подходящий вариант в зависимости от специфики катания и личных предпочтений. Генератор для велосипеда можно приобрести в магазине, а при наличии необходимых компонентов и инструментов можно попробовать сделать его своими руками.

Как сделать генератор из велосипеда в домашних условиях

За основу следует взять шаговый мотор. Чтобы прибор обеспечивал достаточной мощностью осветительные устройства велосипеда, он должен обладать следующими характеристиками:

  • номинальный ток – 2,4 А;
  • сопротивление – 1,2 Ом;
  • выдаваемое напряжение – 2,88 В.

Монтировать устройство следует непосредственно вблизи заднего колеса. Дабы обеспечить передачу вращения от колеса на маховик (прорезиненное колесико), понадобится передаточное кольцо. Лучше заранее подготовить необходимые материалы и инструменты, чтобы спокойно работать над созданием полезного велосипедного устройства.

Материалы и инструменты

Чтобы соорудить генератор для велосипеда, понадобится:

  • гибкая пластиковая лента (пойдет на создание маховичка);
  • светодиоды выпрямительного 4 типа (например, компании 1N400) – 4 пары;
  • регулятор линейного напряжения (стабилизатор переменного тока);
  • одноваттный резистор (Cf-100);
  • резистор 1206 на 802 Ом;
  • резистор для диода до 0,25 Ватт;
  • одноваттный диод;
  • проводки;
  • конденсатор на 1 мкФ;
  • емкость для генератора (сгодится обычная пластиковая коробка).

Может пригодиться также и пластинка для образования дополнительного пространства при креплении (не обязательно).

Что касается инструментов, то примитивный набор состоит из следующих элементов:

  • клеевой пистолет с клеем-герметиком;
  • плоскогубцы;
  • сварочный аппарат с необходимыми расходниками;
  • острый канцелярский нож.

Теперь, когда собрано все нужное, можно приступать к работе.

Инструкция

Чтобы не переделывать одну и ту же работу несколько раз, следует воспользоваться уже подготовленным алгоритмом действий, который позволит избежать распространенных ошибок.

Начать следует с изготовления передаточного кольца. Вырабатываемый ток должен поступать от колеса к маховичку мотора через специальное сочленение, в качестве которого выступает передаточное кольцо. Чтобы его изготовить, необходимо скрутить пластиковую ленту в колечко и спаять концы, а по бокам вырезать небольшие отверстия для посадки под спицы. Желательно, чтобы глубина не превышала ¼ толщины скрученной ленты. Передаточное кольцо нужно установить на спицы, после чего закрепить клеем-герметиком.

Дальнейший алгоритм действий сводится к изготовлению непосредственно самого генератора. Последовательность:

  1. Диоды типа 1N4004 спаять между собой до параллельного расположения.
  2. Конденсатор закрепить посередине концов схемы «+» и «-».
  3. К полученной конструкции прикрепить резистор вместе со стабилизатором.
  4. Прикрепить одноваттный светодиод с резистором к фарной цепи.
  5. Соединить фару с конденсаторами с помощью проводков.
  6. Соединить генератор с электрической цепью.

Для большего удобства можно дополнительно установить выключатель между конденсаторами. Его принцип действия сводится к замыканию и размыканию электрической цепи, что позволит велосипедисту выключать фару во время движения.

Остается только надежно закрепить электрическую схему на велосипеде и зафиксировать хомутами провода, чтобы они не мешали движению. И последний этап – проверка работы. Маховичок в результате должен синхронно передвигаться с задним колесом. Если все сделано правильно, то при вращении педалей фара включится. Мерцание осветительного прибора на небольшой скорости – это нормально.

Заключение

Велосипедный генератор можно сделать и самостоятельно, если под рукой есть необходимые компоненты и инструменты. Изготовление динамо-втулки гораздо проще, чем создание бесконтактного генератора – для него понадобится больше деталей и гораздо больше времени. Наличие генератора на велосипеде позволяет беспрепятственно передвигаться в темное время суток.

Читать еще:  Куда я использовал болгарку со сгоревшим якорем

Автор статей. Серьезно увлекаюсь велосипедами и мотоциклами. Интересуюсь всем, что связано с активным образом жизни.

Выходные на электромопеде с бензогенератором

В конце 2016 года я собрал свой первый электровелосипед. Тогда я использовал его только для поездок на работу, а скромного аккумулятора емкостью 0,5 кВт*ч на элементах с химией LiFePO4 едва хватало на дистанцию около 20 километров в условиях Москвы. Но окрыляющее чувство «Оно едет! Само! И это я сам собрал!» захватило меня всерьез и надолго: за два года я прошел путь от переднеприводного ригида (велосипеда без амортизации) через полноприводный ригид к заднеприводному хардтейлу (велосипед с амортизационной вилкой спереди и без амортизации сзади), который уже мог с достаточным комфортом перемещать меня по грунтовым дорогам и лесным тропинкам. Росла и емкость аккумуляторных батарей — 0,5 кВт*ч, 1,5 кВт*ч, 3 кВт*ч. Совершенствуя характеристики дальности и комфорта я перестал использовать электровелосипед только как транспортное средство для поездок на работу и начал традицию еженедельных поездок для удовольствия, без явной конечной цели. Новые условия использования техники поставили очередные задачи по ее совершенствованию — и вот весной 2019 года я уже выезжаю на вполне серьезном аппарате на основе пространственной рамы с запасом электроэнергии в 6 кВт*ч в батарейном отсеке и мощным мотор-колесом в подрессоренной задней маятниковой вилке. Запас дальности поездки увеличился до гарантированных в любых разумных условиях 150 километров. Но что делать, когда мало и этого? Увеличивать батарею — дорого и тяжело, заряжаться в пути — потери времени и риск «обсохнуть» из-за отсутствия гарантированных точек зарядки. Пришлось превращать свой электротранспорт в гибридный при помощи бензогенератора! Вдохновившись рассказом sith о поездке на электромобиле по Канаде я решил написать эту статью про испытательную поездку на электромопеде-гибриде.

Подбор бензогенератора

Начал я с изучения состояния местного рынка бензогенераторов. Довольно быстро нашлась почти безальтернативная по характеристикам модель — компактный и легкий инверторный генератор номинальной мощностью 0,7 кВт, достаточно широко представленный в магазинах под разными брендами. Каких результатов позволяет достичь такое дополнение к основной силовой установке? Я рассуждал следующим образом: при максимальной скорости в 50 км/ч и средней скорости в 40 км/ч за световой день можно находиться в движении не более 10 часов по соображениям комфорта и безопасности. Получается, что на мопеде можно проехать не более 400 километров в сутки. При среднем расходе электроэнергии в 30 Вт*ч/км потребуется запас в 12 кВт*ч. 6 кВт*ч мы уже забрали «из розетки» перед выездом, следовательно генератор должен нам добавить в течение суток 6 кВт*ч для движения и 6 кВт*ч для полного заряда батареи на следующий день. Учитывая потери, примем мощность зарядного устройства в 0,6 кВт. Генератор должен обеспечивать электроэнергией это зарядное устройство минимум 20 часов в сутки — 10 часов во время движения и 10 часов на стоянках. Ну что же, по предварительным расчетам все складывается хорошо и кроме необходимости «тарахтеть» часть времени на ночной стоянке явных минусов такой конструкции не видно. Генератор заказан и оплачен, пора переходить к практике.

Подготовка к поездке

Генератор я привез в гараж своим ходом, чтобы сразу оценить влияние его массогабаритных характеристик на управляемость электромопеда. Все доехало без проблем:

Генератор оснащен четырехтактным двигателем, картер которого согласно инструкции по эксплуатации следует заправить маслом:

В отзывах о генераторе некоторые пользователи жаловались, что при заливке масла сложновато точно выдержать уровень и при первом запуске генератор может «плеваться» лишним маслом и глохнуть. Так случилось и у меня. При помощи шприца с трубкой лишнее масло было удалено из картера и проблема исчезла:

Тестовый запуск с нагрузкой показал — генератор работает устойчиво, зарядное устройство свои обещанные 7,5А в батарею вливает. Пора компоновать все необходимое снаряжение на мопед. Генератор идеально повис на правой стороне багажника при помощи багажной стропы, канистра с запасом топлива встала по центру багажника, слева расположилась сумка для запаса провизии, инструмента и запасных частей. На руль отправились не тяжелые, но объемные «пенка» и палатка, зарядное устройство же по остаточному принципу было притянуто багажной резинкой прямо перед сидением (на фото не показано):

Первый день поездки

Поздним субботним утром я отправился в путь. Проехав без приключений «скучную» часть пути по Московской области я выехал на окраину Протвино:

Груженый мопед устойчиво вез меня и по асфальту, и по песку:

Кончились подмосковные леса, начались холмистые поля Калужской области. На одном из полей я остановился на обед:

Снял с себя экипировку и рюкзак, разложил на мопеде. Количество вещей впечатляет:

Возле реки Оки за Тарусой у меня впервые заглох генератор — выработалось доступное топливо. Время работы на одной заправке составило 4 часа 40 минут — несколько меньше, чем я ожидал. Впрочем, причина была довольно-таки очевидной — висящий на багажнике генератор не параллелен горизонту, отчего увеличивается невырабатываемый остаток топлива в баке. Заправил генератор из канистры, снова завел. Первые минуты он работал неустойчиво, глох. С таким эффектом я сталкивался и после других заправок — видимо, воздух в топливопроводе. На фото место моей первой дозаправки и величественные опоры ЛЭП-750 над Окой (но используется сейчас эта линия только под напряжением 500 кВ):

Мой дальнейший путь пролегал по грунтовым дорогам через деревни Тарусского района. На фото подболоченная грунтовка:

Последствия купания в «болоте» — сугубо косметические, техника работает исправно:

Грейдер в сторону Алексина:

Граница Калужской и Тульской областей:

Исторический момент для меня, расходомер на экране бортового компьютера показывает отрицательный остаток энергии в батарее:

Постепенно наступал вечер. Живописные поля Ясногорского района:

Въезжаю в лес на границе Ясногорского и Веневского районов. Охотничья вышка:

Ровно на границе районов брод через верховья ручья. Это брод потребовал от меня мою обувь и мой мотоцикл:

Ровно посреди брода, пока я боролся с липкой и вязкой грязью снова глохнет генератор. Отработал 4 часа 50 минут — not great, not terrible. Снова заправляюсь из канистры:

Закат близко, пора вставать на ночевку:

Ставлю палатку без тента (тепло и сухо, росы не ожидается, к чему тент?):

Оставляю генератор тарахтеть до выработки топлива и ложусь спать:

Итог первого дня — 273,5 километров пути по асфальту, грейдеру и грунтам (местами тяжелым) за 11 часов, из которых час пришелся на дозаправки и перекусы. На работе я занимаюсь разработкой телематических контроллеров (автомобильных GPS трекеров), и как сапожник с сапогами катаю на своем мопеде устройство своей разработки. Вот такой трек нарисовался:

Второй день поездки

Генератор на остатках топлива доработал примерно до часа ночи и заглох. Заправлять я его не стал — дневной пробег был небольшим, энергии хватало. Остаток ночи провел в тишине, ранним утром слил остатки из канистры в генератор, завел его, позавтракал и отправился в дальнейший путь. Первым делом заехал на заправку, набрал там полную канистру топлива и еще чуть-чуть долил прямо в бак генератора. Утро было прекрасным. Долина реки Осетр возле поселка Метростроевский:

Заброшенные строения в карьере. В карьерах добывали камень для нужд Московского метрополитена, отсюда и название поселка:

Выезд из поселка Метростроевский:

Раннее воскресное утро, ни людей, ни машин вокруг:

Только ты, поля вокруг и дорога, уходящая за горизонт:

Околица села Щучье:

Окрестности Щучьего городища:

Остановился на обед прямо в городище:

Остатки земляного вала:

Вид от городища на скальник:

После обеда в живописном Щучьем городище я повернул к дому. Не дожидаясь остановки генератора долил до полного бака топлива из канистры, после чего решил без лишних заморочек ехать по М6 и Старому Каширскому шоссе. Дорога через поля к трассе М6:

Большую часть обратного пути ехал против ветра и домой «привез» расход в 33 Вт*ч/км:

Итог второго дня — 247,3 километра за 9 часов, из которых 45 минут ушло на перекусы и дозаправки. Трек:

Выводы

Схема показала себя полностью рабочей. Если не ставить рекордов в виде обязательных 400 километров в сутки, а заранее ограничить себя примерно до 350 километров, то можно путешествовать на электромопеде на неограниченные ничем, кроме выносливости человека и наличия запасов топлива расстояния. Точный расход топлива генератором подсчитать не удалось (для этого пришлось бы сливать весь бензин из бака и канистры в мерную емкость, которой у меня нет),

Итак, плюсы: неограниченная дальность хода, независимость от инфраструктуры.
Минусы: шум и вибрации от генератора (актуально для владельцев электротранспорта, привыкших к бесшумности), шум на ночной стоянке (впрочем, терпимый — я под него спал), лишний объем и масса груза (по сравнению с поездкой с дозаправками «от розетки»), неэкологичность (относительно «чистого» электротранспорта).

Первый успешный опыт получен, впереди доработки узлов крепления и багажных отсеков и, я надеюсь, еще не мало живописных дорог и приключений!

Источники:

Обзор генераторов электрического тока на велосипед: бутылочные, бесконтактные и динамо-втулки

http://velofans.ru/vibor/generator-velosipeda

http://velofun.ru/led/velosipednyy-pedalnyy-generator-bolshoy-moshchnosti.html

http://bikepedia.ru/sovety/velogenerator/

http://habr.com/ru/post/466837/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector