Собираем генератор-тренажер своим руками и обеспечиваем свой дом электроэнергией
Если вам, как и мне, надоели веерные отключения света на работе и дома, то самым правильным решением станет приобретение генератора. Или создание генератора своими руками. Второй способ гораздо дешевле. Мой отец пообещал мне помочь, если я найду инструкцию, как сделать быстро недорогой генератор. Во время поиска я наткнулась на эту статью, которая предлагала сделать довольно необычный генератор-тренажер.
Это довольно необычный проект генератора-тренажера на базе велосипеда, который способен вырабатывать зарядный ток до 10 ампер и на 220 вольт. То есть, крутишь педали и заряжаешь приборы в доме.
Отцу идея показалась забавной, хоть он и сразу предупредил, что это, скорее, тренажер для ног, чем мощный генератор. Но он «загорелся» идеей, и собрал генератор буквально за день.
Что нам понадобилось:
- коллекторный мотор на 12 вольт (у отца оказался подходящий мотор, а вообще автор советует купить его в автомагазине или на б/у рынке);
- патрон от дрели послужил насадкой для оси мотора;
- бесперебойник от моего старого компьютера формата UPS (можно заменить обычным инвертором с 12 на 220 вольт);
- любой диод на 10 ампер (мы использовали Д214, но можно купить и Д242 или КД203 в магазине радиозапчастей);
- велосипед с педалями;
- аккумулятор на 12 вольт.
Как собрать генератор в домашних условиях:
- нужно зафиксировать велосипед, при этом заднее колесо должно крутиться плавно, чтобы развить большую скорость;
- потом патрон дрели нужно прикрутить на моторную ось;
- затем нужно зафиксировать мотор, так чтобы патрон дрели вплотную был прижат к колесу;
- зафиксированный мотор нужно подключить к аккумулятору («минусовый» провод к «минусу» аккумулятора, а «плюсовый» моторный провод вначале к аноду диоду, а потом подключить катод диода к «плюсу» аккумулятора);
- теперь осталось полкдчить аккумулятор к бесперебойнику.
В бесперебойник теперь можно подключать приборы на 220 вольт. Аккумулятор заряжается полностью за полтора часа кручения педалей.
Мой опыт использования велосипедного генератора:
Как и утверждал автор, уже в течение двух недель активной эксплуатации генератора я уже и не понимала, как раньше обходилась без этого прибора в доме. Крутить педали оказалось полезно и весело, а при максимально допустимой скорости средняя мощность получалась на 120 ватт. Крутить педали мне довелось полтора часа, чтобы полностью зарядить генератор, но мощности хватает на день, если заряжать небольшие приборы.
Следуя подсказкам автора, я смогла:
- полностью зарядить ноутбук (примерно 40 Вт);
- полностью зарядить телефон (3-4 Вт);
- полностью зарядить планшет (7 Вт);
- наполовину зарядить фотокамеру (примерно 6 Вт);
- посмотреть телевизор в течение двух часов (примерно 60 Вт).
Как видите, такой генератор подойдет, скорее, для зарядки потребителей малой мощности – телефонов, планшета, ноутбука или небольшого телевизора. Мне подходит, так у меня потребности в потреблении электроэнергии довольно скромные. К тому же, крутить педали действительно полезно, а проблему с перебоями электроэнергии этот генератор «решает» на 100%.
Если инструкция показалась недостаточно понятной или детальной, предлагаю ознакомиться с видео, которое записал автор этого самодельного генератора:
Источник
Добавление генератора к велотренажёру
Многие знают, что к велотренажёру можно добавить генератор, и не такой маломощный, какой устанавливают на велосипед для питания фары, а мощностью в несколько десятков ватт. Но не все знают, как именно выполнить переделку. Автор Instructables под ником wingsinger предлагает один из способов. Начинает мастер с удаления компонентов, создающих нагрузку. Здесь они двух видов: тормоза.
. и неподвижные ремни:
Также мастер удаляет ваттметр:
Новый ремень будет подвижным, поэтому потребуется канавка, эскиз которой приведён ниже:
Мастер придумал способ её получения. Потребуются два человека. Один усердно вращает педали велотренажёра, а второй обрабатывает маховик по принципу токарного станка. Медленно, долго, но оно того стоит.
Был просто маховик, получился шкив и маховик одновременно. Мастер примеряет ремень:
Составляет эскиз основания для установки генератора:
И изготавливает его:
Ну а по следующему эскизу.
. изготавливает крепление, в котором генератор будет установлен на основание с возможностью перемещения для натягивания ремня.
Всё собирает и подключает розетку:
На следующих двух фото в розетке уже вилка со шнуром. К какому же потребителю идёт шнур?
Шутка. Перед вами — составленная мастером схема устройства, содержащего амперметр, вольтметр, выключатели, патроны для ламп и розетку для нагрузки. Конечно, подключать можно только такие нагрузки, которые выдерживают колебания напряжения в широких пределах и периодические его пропадания.
По этой схеме мастер собирает в деревянном корпусе конструкцию, достойную появления в кадре Fallout или «Гостьи из будущего»:
Велотренажёр с генератором готов принимать тренирующихся:
Умножив ток на напряжение, можно рассчитать мощность, вырабатываемую генератором. Человек при этом вырабатывает ещё большую мощность, так как кпд ремённой передачи и генератора меньше единицы.
Источник
Как сделать тренажер-генератор из велосипеда
Эта самоделка будет полезна для тех, кто любит ездить на велосипеде или велотренажере. Теперь это будет не только полезно для здоровья, но еще и благодаря физкультуре будет вырабатываться электроток, от которого можно заряжать различные приборы, включая мобильные телефоны и ноутбук.
Принцип работы самоделки довольно просто, сложнее всего собрать электронную часть. Механическая часть состоит из велосипеда и генератора (используется двигатель постоянного тока), соединенных ремнем. Далее от генератора напряжение идет на контроллер заряда, а затем на кислотно-свинцовый аккумулятор. Ну а далее энергию можно расходовать на свое усмотрение. К примеру, можно подключить к аккумулятору инвертор и преобразовывать напряжение для зарядки и работы различных устройств.
Материалы и инструменты для самоделки:
— велосипед (будет нужна рама с задним колесом);
— материалы для закрепления рамы велосипеда (фанера, брус, болты с гайками и прочее);
— двигатель постоянного тока на 24V;
— ремень и шкив для подключения генератора к колесу;
— свинцово-кислотный аккумулятор на 12V;
— зарядное устройство типа DC-DC;
— инвертор DC-AC c выходами USB;
— микроконтроллер Arduino;
— МОП-транзистор;
— LED и фотодиод;
— датчик Холла;
— LCD экран;
— выключатель;
— регулятор 5V, реле, диод, резисторы, кнопки и другое.
Конечно, список материалов может быть и другим, не следует точно копировать самоделку, если проявить смекалку, можно собрать лично свою модель по такому образцу.
Процесс сборки зарядной станции:
Шаг первый. Фиксируем раму велосипеда
Этот шаг один из самых важных, так как если рама будет закреплена плохо, с велосипедом можно упасть и получить травмы. Переднюю вилку автор крепит при помощи болта с гайкой к конструкции из брусьев. Ее сделать не сложно, понадобятся саморезы, дрель и ножовка.
Далее эта конструкция крепится к листу фанеры 2Х6’, это будет основой конструкции.
Ну а теперь остается подсоединить к велосипеду генератор, в качестве него выступает электродвигатель постоянного тока на 24 Вольта. Двигатель нужно закрепить на фанере, желательно, чтобы конструкция позволяла натянуть ремень. Шина на колесе не ставится, вместо нее устанавливается ремень. Теперь лишь нужно натянуть ремень, чтобы он не пробуксовывал при зарядке аккумулятора. Но не следует натягивать ремень слишком сильно, так как при этом возрастут силы трения и ремень будет быстро изнашиваться.
Шаг второй. Подготовка батареи и контроллера
Для такой самоделки можно использовать различного типа батареи, но автор решил остановиться на свинцово-кислотном аккумуляторе. Во-первых, они легкодоступны, а во-вторых, значительно дешевле литиевых и прочих. Но важно понимать, что для каждой батареи нужен определенный режим зарядки. К примеру, для выбранной автором батареи напряжение зарядки не должно превышать 14В, а сила тока не более 5.4А. Чаще всего данные о режимах зарядки батареи пишут на листке, который выдают с ней при покупке.
Выбрав такую батарею, придется время от времени следить за уровнем электролита в ней, так как при зарядке он испаряется. Впрочем, это не сложно, нужно только время от времени подливать в него дистиллированную воду. Если уровень электролита станет слишком низким, батарея может замкнуть.
Еще важно не перегружать аккумулятор, так как это быстро сократит срок его службы. Впрочем, со временем аккумуляторы в любом случае теряют свою емкость, этого не избежать, зато при бережном отношении срок службы АКБ можно значительно продлить.
Теперь пару слов о контроллере заряда. Конечно, проще всего было бы подключить провода от аккумулятора напрямую к генератору, но в таком случае батарея будет перезаряжаться и быстро выйдет из строя. В связи с этим в схеме предусмотрен контроллер зарядки. Покупая регулятор зарядки, важно обратить внимание, что он должен иметь вход и выход, это нужно для зарядки батареи. Контроллер должен принимать напряжение до 24В, а на выходе выдавать 12В с максимальным током не более 5.4А.
В продаже также можно найти универсальные контроллеры, которыми можно заряжать различные типы аккумуляторов.
Шаг третий. Выбор инвертора
Для того чтобы от зарядной станции можно было заряжать мобильные и ноутбуки, будет нужен инвертор, так как напрямую от аккумулятора такую электронику зарядить не выйдет. Инвертор должен принимать на входе 12В и при этом раздавать напряжение на выходы портов USB, через которые и будет производиться зарядка. Также нужно учесть мощность инвертора, средний телефон потребляет порядка 5Ватт, а ноутбук в среднем берет 45-60 Ватт.
Автор выбрал инверотор, который может выдавать до 400Ватт и имеет два порта USB. Подключить инвертор к батарее очень просто, нужно только подключить два провода от АКБ по полярности, и схема собрана.
Шаг четвертый. Участие контроллера Arduino в работе генератора
Одним из недостатков самоделки было в том, что для активации процесса зарядки нужно было начинать крутить педали и удерживать кнопку питания в течение 3 секунд. Чтобы сделать процесс зарядки полностью автоматическим, автор решил установить микроконтроллер Arduino, теперь он сам отслеживает обороты колеса, замеряет напряжение и решает, когда можно включить зарядку аккумулятора.
Arduino также будет отключать и включать инвертор тогда, когда это нужно, управление происходит при помощи МОП-транзистора.
Чтобы получать некоторую статистику при езде на этом тренажере-генераторе, можно установить на самоделку датчик Холла, с помощью него считывается частота вращения колеса. С помощью этих данных можно рассчитать пройденный путь, максимальную скорость, количество сожженных калорий и прочее.
Но автор решил заменить это решение установкой оптического датчика.
Шаг шестой. Завершающий этап
На заключительном этапе нужно тщательно закрепить и установить все элементы, чтобы они не мешали при работе устройства. Всю электронику автор разместил справа от велосипеда в контейнере, не считая LCD экрана и инвертора. Провода, идущие к задней части велосипеда, были проложены через ПВХ трубу, которая прикручена к фанере.
В целях безопасности автор установил на руль переключатель, с помощью которого при необходимости можно будет отключить всю электросеть при поломке. Этот переключатель подключен к минусу батареи, то есть это так называемая «масса». Важно, чтобы контакты переключателя не прикасались к металлическому рулю, иначе он работать не будет. Лучше всего перед установкой обмотать рули изолентой.
Впоследствии автор покрасил фанеру для придания большей элегантности самоделке.
Самоделка еще доделана не полностью, в будущем автор планирует некоторые доработки. Есть потребность сделать теплоотвод для контроллера заряда, заменить оптический датчик датчиком Холла, оптимизировать программный код, сделать удобное меню и так далее.
Все необходимые коды Arduino собраны здесь
Источник