Генератор для велосипеда

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.

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.

Установить такую конструкцию можно у втулки на заднем колесе.

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 перенаправляет ток в фару для ее работы. Это удобно при поездках в ночное время суток вдоль шоссе, на отведенных местах, по городу. Хорошее освещение обеспечивают мощные электрогенераторы или стабильное быстрое вращение колеса.

Генератор электричества для велосипеда

Генератор электричества или динамо изобрёл в 1827 году А. И. Йедлик — венгерский электротехник и физик. Это произошло на шесть лет раньше, чем такое же изобретение представил миру Сименс, но Йедлик не запатентовал его.

Электрический генератор — устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую. На велосипед электрический генератор устанавливается для получения электроэнергии, которая питает осветительные приборы велосипеда, а также в последнее время для подзарядки аккумуляторов мобильных телефонов, планшетных компьютеров, GPS навигаторов и других устройств, которые велосипедист имеет при себе.

Устройство генератора электричества для велосипеда

Если просто объяснить устройство генератора, то это катушка с проводом, которая вращается в магнитном поле статора. По закону Фарадея энергия вращения преобразуется в переменный ток, который подходит для осветительных приборов, но не подходит для других устройств, питающихся постоянным током, поэтому переменный ток выпрямляют с помощью диодного моста и стабилизируют, ограничивая максимальное значение напряжения.

Основной недостаток такого устройства для получения электроэнергии состоит в том, что генератор перестаёт выдавать энергию при полной остановке велосипеда, а также присутствует зависимость уровня напряжения от скорости велосипеда, что создаёт определённые неудобства. По своей конструкции генераторы для велосипеда делятся на виды:

Втулочный внутренний генератор

Генератор для велосипеда встраивается во втулку колеса: переднюю или заднюю. Неподвижный сердечник закреплён на оси колеса, а вокруг него вращается кольцевидный многополюсный магнит. Втулочные генераторы наиболее эффективные и тихо работают, имеют высокую цену.

Внешние генераторы — кареточный

Прикрепляется рядом с кареточным узлом, под нижними перьями рамы. Пружина прижимает ролик к покрышке колеса, которая передаёт ролику вращение.

Генератор на передней вилке

Наиболее распространённый тип генератора. Крепиться к вилке и также за счёт усилия пружины ролик генератора прижимается к боковой поверхности покрышки. Кареточный и бутылочный генераторы плохо работают в условиях большой влажности.

Современные аккумуляторные батареи вытесняют генераторы, благодаря небольшим размерам и способности выдавать большую мощность. Её значение для генератора составляет 3 — 6 Вт, тогда как аккумуляторы небольшого размера выдают до 15 Вт и более. В то же время, если аккумуляторы зарядить не имеет возможности, то генератор всегда выручит.

Также читать на эту тему:

Бесконтактный генератор электричества для велосипеда. Генератор может вырабатывать электрическую энергию, не прикасаясь к колесу, как классические генераторы. На рынке есть некоторые модели, которые также вырабатывают электричество не соприкасаясь с колесом, но при этом на колесе должны располагаться магниты…

Велосипедная фара. Длина луча. Слишком ближний свет не даёт времени оценить опасность и отреагировать на разъезд с препятствием. Слишком дальний свет не позволяет вблизи рассмотреть препятствие, когда оно уже вышло из светового пятна, а также требует использования более мощных источников света…

USB зарядка для велосипеда. Ничего сложного в ней нет, необходимо было только адаптировать уже существующие зарядные устройства к велосипеду. Отличие лишь в том, что домашние зарядные устройства питаются от сети, а здесь электричество вырабатывает генератор велосипеда…

Светодиоды пришли, и победили. Все знают слово светодиод. При его произнесении у обывателя возникают ассоциации с маленькой красной, белой или другого цвета светящейся точкой, которая символизирует, что работает какая-то функция или прибор включен. Но светодиоды бывают разные…

Приложения Runtastic для велосипедистов. Для велосипедистов Runtastic предлагает два приложения на русском языке Roadbike и Mountainbike. В каждое из них включено более 50-ти полезных и нужных функций для любителей и профессионалов велоспорта. Велосипедный компьютер Runtastic может…

velomasterclass.ru

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.

«Бутылка» боится падений велосипеда

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.

Самодельный генератор на 220 В с приводом от велосипеда

Самодельный генератор на 220 вольт, сделанный из асинхронного двигателя и велосипедного цепного привода.

Сделать самодельный генератор на 220 вольт, можно практически из подручных материалов. Автор этой самоделки Александр, задумал сделать генератор с цепным приводом от велосипеда. По сути это вело генератор, он выдаёт электроэнергию, пока вы, крутите педали, которые посредством цепной передачи вращают вал двигателя.

Задумка интересная, давайте ознакомимся с конструкцией генератора более подробно.

Для изготовления самоделки автор использовал следующие материалы:

• Асинхронный двигатель вместе с редуктором.
• Конденсатор — 6 мкф.
• Запчасти от велосипеда: большая и маленькая звёздочки, цепь, педали, сидение.
• Швеллер, трубы (для изготовления рамы).

Далее показан процесс изготовления самоделки.

Первым делом, автор изготовил крепление для маленькой велосипедной звёздочки и закрепил её на валу редуктора двигателя.

Затем, из швеллера и труб, сварил раму на которой закрепил двигатель, педальный узел и сидение.

Установил и натянул велосипедную цепь. Редуктор повышает обороты, в результате обороты вала генератора будут больше чем обороты цепной передачи.

Чтобы асинхронный двигатель смог работать в режиме генератора, к обмоткам, подключил конденсатор на 6 мкф.

Остаточное намагничивание ротора возбуждает эдс в обмотках статора, они заряжают конденсатор и генератор возбуждается.

После чего, автор испытал свой самодельный генератор, подключил лампу и начал крутить педали — результат лампа начала светить.

Затем, таким же образом подключил телевизор к генератору, результат — телевизор работает!

Генераторную установку можно усовершенствовать, например подключить контроллер и аккумулятор, а от аккумулятора уже можно запитать дежурное освещение, ТВ и прочую технику. Установку можно использовать например как велотренажёр, а когда понадобится, то можно получать электричество от заряженного генератором аккумулятора.

Работа генератора также показана в этом видео:

Автор самоделки: Alexander Polulyakh.

Популярные самоделки на нашем сайте

• Самодельный мотоцикл (мотовездеход) с двигателем от…
• Отрезной станок из болгарки и каретки велосипеда
• Крепление для велосипеда на фаркоп своими руками
• Cамодельный генератор для ветряка
• Авто самоделка ЗаЗ-965 с полным приводом 4х4 (21 фото)
• Генератор на 220 вольт своими руками
• Бензиновый генератор своими руками
• Тепловая мини электростанция: генератор на элементе Пельтье
• Самодельный электросамокат
• Самодельный картинг
• Самодельный самовар
• Самодельный ветрогенератор
• Самодельный минитрактор
• Самодельный кондиционер
• Самодельный бензогенератор

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.

Бесконтактные источники энергии можно смело применять на шоссейных велосипедах для дальних путешествий

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 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

Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаковое, вне зависимости от выбранной схемы.

• Пропеллер, который может быть установлен как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, шестеренной передачи).
• Собственно генератор. Это может быть готовое устройство (например, с автомобиля), либо обычный электродвигатель, который при вращении вырабатывает электроток.
• Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
• Буферный элемент — аккумуляторные батареи, обеспечивающие непрерывность генерации, вне зависимости от наличия ветра.
• Установочная конструкция: мачта, кронштейн для монтажа на крыше.

Пропеллер

Можно изготовить из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Правда гибкие лопасти существенно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них полости, для забора ветра.

Неплохой вариант — ветряк бытового из кулера. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально выполненными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция изготавливается из охладителя компьютерных блоков питания. Правда мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее, система вполне работоспособна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно отформовать, пропеллер получается достаточно легким.

Если вы создаете роторный пропеллер для вертикального генератора, можно воспользоваться жестяными банкам, разрезанными вдоль. Для мощных систем применяются половинки стальных бочек (вплоть до объема 200 литров).

Разумеется, придется с особой тщательностью подойти к вопросу надежности. Мощный каркас, вал на подшипниках.

Генератор

Как говорилось выше, можно использовать готовый автомобильный, или электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовой техники). В качестве примера: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает лишь на питание светодиодного светильника или зарядного устройства смартфона. На природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «на ты», и неплохо разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции — можно самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Можно переделать ротор имеющегося генератора.

Либо создать собственную конструкцию, с изготовлением обмоток.

Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество — компактность. Неодимовый генератор плоский, и его можно разместить непосредственно в центральной муфте пропеллера.

Мачта

Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

Например, мачта высотой 10–15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. Иначе сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, вес конструкции не такой большой, и вопросы прочности мачты отходят на второй план.

Измерения.

Максимальная мощность динамо-машин.

Установка:

Динамо-машина, удвоитель напряжения Гриначера с двумя 1N5818 и двумя 1000uF, нагрузка 100 — 250 мА, спидометр подсоединённый к динамо-машине.

Методика:

Запускаем динамо-машину на 15 км/час. Измеряем напряжение параллельно нагрузке по току 100, 130, 160, 190, 220, 250 мА. Повторяем на 40 км/час. Повторяем для каждой динамо-машины. Зная напряжение и ток подсчитываем мощность. Строим график мощности и тока.

Результаты:

AXA HR выдаёт максимальную мощность при токе 200 мА (после удвоителя напряжения), B&M Dymotec6 при 180 мА, дешёвая динамо-машина при 160 мА. Вне зависимости от скорости у AXA HR самая высокая мощность, а у дешёвой динамо-машины самая низкая.

Выводы:

Максимальная мощность достигается при определённом токе, она мало зависит от скорости, а преимущественно зависит от самой динамо-машины. Короче говоря: Динамо-машина — это источник тока.

Мощность и скорость Dymotec6.

Кривые для других моделей аналогичны кривой для Busch&Müller Dymotec6 с той только разницей, что мощность будет немного больше или меньше.

Установка:

Dymotec6, удвоитель напряжения Гриначера с двумя 1N5818 и двумя 1000uF, нагрузка на 180 мА, спидометр.

Методика:

Запускаем динамо-машину на 4, 5, 7, 9, 12, 15, 19, 24, 31, 40, 50 км/час и измеряем напряжение параллельно нагрузке. Подсчитываем для каждой скорости мощность = измеренное напряжение × 180 мА тока и строим график.

Вывод:

С хорошо подобранной нагрузкой на средней скорости Dymotec6 выдаёт 2.7 Вт, на высокой скорости 5 Вт и на очень высокой скорости 6 Вт. Данные показатели достигаются без изменения динамо-машины.Вопрос: Почему не перегорает лампочка в стандартной фаре на 3 Вт подключённой к Dymotec6 на скорости 50 км/час?Ответ: Потому что на такой скорости нагрузка подобрана неправильно (ток тоже большой) и лампочка не потребляет максимальную мощность.Вопрос: Где теряется энергия, если нагрузка не потребляет максимально возможную мощность?Ответ: Она не пропадает. Просто динамо-машина вращается с меньшим усилием. Попробуйте на полной скорости замкнуть выходы динамо-машины — ток сильно упадёт.

Производительность Dymotec6 при разной температуре.

Во время работы динамо-машины возрастает её температура. Мы тестировали B+M Dymotec6 на скорости 50 км/час при температуре 23º C. Подключены схема удвоителя Гриначера (два 1N5818 и два 1000uF) и нагрузка 180 мА. Измерялась выделяемая на нагрузке мощность. Эксперимент производился на стационарной платформе, поэтому динамо-машина не охлаждалась. Приблизительно через 20 минут её мощность снижается с 100% до 80%. Через 10 минут наблюдается ещё некоторое падение мощности. Через 30 минут температура корпуса составила 89º C. Внутри наверное ещё жарче.

Далее прикрутили обычный 80 миллиметровый компьютерный кулер для имитации охлаждения, которое возникает при движении на велосипеде. Мощность начала расти и в итоге достигла 89% от начального значения. Температура остановилась приблизительно на 40º C.

Для этого эксперимента была выбрана Dymotec6, так как в ней среди всех протестированных динамо-машин наилучшая механика. С ней ничего не случилось в течении двух часов при производстве 5 Вт энергии на скорости 50 км/час. Многие динамо-машины не выдерживают такую нагрузку. Из-за высокой внутренней температуры страдают подшипники, которые быстро изнашиваются. Если при вращении магнит приходит в соприкосновение со статором, то из-за трения резко увеличивается внутренняя температура, что приводит к оплавлению корпуса и заклиниванию ротора. На нашей установке это приведёт только к отсоединению мотора от динамо-машины, тогда как на реальном велосипеде переднее колесо может внезапно развалится вследствие разрушения валом ротора покрышки, обода или спиц. Поэтому лучше никогда не покупайте дешёвые динамо-машины.

Источник