Генератор для велосипеда

Выбор генератора для велосипеда — виды и особенности

26.12.2017

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:

• Бутылочный.
• Втулочный.
• Бесконтактный.
• Кареточный.

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.

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.

Вывод

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.

Бесконтактный генератор на велосипед своими руками

При использовании обычных «динамок» для велосипеда всегда возникает вопрос их долговечности. Ведь в таком устройстве вращается ротор, вследствие чего в подшипниках (или втулках) возникает трение, которое впоследствии разрушает генератор.

Также лишняя сила трения приводит к потере энергии, то есть велосипед катиться уже не так далеко и нужно прикладывать больше усилий, чтобы его разогнать.Выходом из этой ситуации может стать использование бесконтактного генератора.

В таком устройстве нет вращающихся деталей, и оно может работать практически вечно. Как правило, роль ротора выполняет само колесо велосипеда, ну а статор крепится к раме или вилке. Стоимость таких генераторов довольно велика, поэтому есть смысл попробовать создать его самому.

Ниже будет рассмотрен простейший способ создания бесконтактного генератора для велосипеда. Но это лишь модель, принцип, который можно брать для создания подобных самоделок.

Материалы и инструменты для самоделки:

— мощный магнит (автор использует неодимовый от жесткого диска);- три катушки (можно сделать самому);- задний фонарь тремя светодиодами;- конденсатор на 4700 нФ;- передняя фара (с пятью белыми светодиодами);- двойной переключатель от компьютерного блока питания;- два винта с гайками и шайбами (для крепления магнита к колесу);- отвертки и гаечные ключи, паяльник, изолента;- провода, переключатели и другие мелочи.
Процесс изготовления генератора:

Шаг первый. Установка элементов генератора на велосипед

Все работает по очень простой схеме. К колесу велосипеда с помощью двух винтов и гаек крепится мощный неодимовый магнит от жесткого диска компьютера (Автор использует три магнита, это позволяет убрать вибрации. Можно использовать и больше).

Напротив него к вилке велосипеда на минимальном расстоянии размещается катушка, при прохождении возле нее магнита в ней возникает ток. У автора катушки три, одна нужна для работы заднего фонаря, а две для работы переднего. Так как ток получается импульсным, то при езде фонари будут мигать.

Чем ближе магнит будет проходить возле катушки, тем больше она сможет выработать энергии.Катушки можно намотать как самому, так и найти уже готовый, для этих целей подойдут старые реле. В идеале сопротивление катушки должно составлять 100-200 Ом, автор же использует две катушки по 600 Ом и уверяет, что все работает отлично.

Обратите внимание

Чем выше будет сопротивление катушки, тем больше она будет вырабатывать энергии, но при этом снижается КПД из-за потерь в катушке. Желательно придумать для катушек какой-то корпус, либо иначе защитить их от попадания воды и грязи.Если все сделано верно, то при вращении колеса катушки уже будут вырабатывать импульсное напряжение.

Шаг второй.

Подключаем задний фонарьПередний и задний фонари в системе абсолютно независимые. Задний фонарь питается всего от одной катушке. Для того чтобы немного стабилизировать напряжение, в схеме предусмотрен конденсатор на 4700 нФ. Исходное напряжение здесь составляет 2.2 Вольта. Как именно генерируется напряжение катушками, можно посмотреть на осциллографе.

При полном обороте колеса должно быть три импульса, так как в системе установлено три магнита.

Чтобы подключить фонарь, его нужно разобрать. Из него нужно извлечь батарейки, поскольку они тут более не понадобятся. Вместо батареек в фонарь нужно установить конденсатор.

После того как фонарь будет собран, его можно установить на велосипед и затем с помощью двужильного провода подключить к одной из катушек. При вращении колеса задний фонарь должен начать мигать.

Шаг третий.

Подключение переднего фонаряПередняя фара питается от двух катушек, здесь автор установил пять светодиодов белого цвета. Схема устроена таким образом, что при езде передняя фара также будет мигать. Здесь не используется конденсатор, но его можно установить параллельно со светодиодом «3», потому что на него никогда не подается отрицательное напряжение.

Таким образом, при езде один светодиод будет постоянно гореть, а три мерцать. Катушки не вырабатывают энергию одновременно, если их подключить последовательно, то одна катушка будет поглощать часть энергии другой, в этой схеме все работает иначе.

Ну а далее все подключается так, как и в случае подключения заднего фонаря.

После сборки можно пробовать протестировать систему. Важно понимать, что чем быстрее будет двигаться велосипед, тем больше генератор будет вырабатывать энергии, а это может привести к перегоранию светодиодов. Так что на будущее важно придумать схему, которая будет ограничивать подачу тока на светодиоды.

Само собой схему можно еще дорабатывать, к примеру, установить небольшой аккумулятор и сделать схему для его зарядки. Но самая главная цель — построить бесконтактный генератор для велосипеда, здесь успешно достигнута. Единственным недостатком можно считать то, что к магнитам могут притягиваться при езде различные металлические предметы, так что лучше размещать магниты как можно ближе к центру колеса.Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Идея

Описание

Исполнение

Итоговая оценка: 5.5

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:

Важно

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.

Совет

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 мм2 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).

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 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…

Обратите внимание

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…

Бортовая сеть велосипеда

Велосезон уже начался, и многих велосипедистов стали посещать мысли о создании бортовой сети для велосипеда. Чтобы на велосипедной прогулке можно было использовать фонарь, сигналы поворота, стоп сигналы или музыкальную систему, и не только во время движения.

А, кроме того, нелишней была бы возможность зарядки телефона, смартфона или фотоаппарата. Вот одно из таких писем: «Здравствуйте. Предлагаю вам идею продукта для раздела авто-мото-вело (хотя он четко для «вело», конечно).

Это некое универсальное зарядное устройство для подзарядки аккумуляторов и питания световых элементов на велосипедах с электрогенераторами. Проблема в том, что во время стоянки весь свет гаснет, т.к. нет аккума.

Данное устройство должно подключаться к динамке, уметь подзаряжать небольшой аккумулятор, отображать уровень его заряда, ну и конечно запитывать при движении световые приборы».

Готового устройства у нас нет, но в этой статье мы расскажем, как на базе модулей Мастер Кит можно создать бортовую сеть для велосипеда.

В качестве источника берем обычный велосипедный генератор «бутылочного» типа, например, такой, как более универсальный:

Для минимальной бортовой сети нам понадобятся три модуля. Это BM037, PW810 и NT800.

BM037 представляет собой импульсный понижающий DC/DC преобразователь. В схеме он будет использоваться в качестве выпрямителя для преобразования переменного напряжения простого велосипедного генератора «бутылочного» типа в постоянное напряжение. При необходимости, вместо данного модуля можно использовать диодный выпрямитель с электролитическим конденсатором большой емкости.

PW810 – это импульсный универсальный DC/DC преобразователь. Модуль способен как уменьшать, так и повышать входное напряжение. Так как генератор при движении имеет нестабильное выходное напряжение, оно сильно зависит от скорости движения, с помощью этого преобразователя мы получим стабильное напряжение бортовой сети.

Важно

При использовании двух этих устройств мы сможем получить стабильное выходное напряжение от 5 В до 12 В. Необходимое напряжение устанавливается с помощью регулятора на модуле PW810. Но при таком включении при остановке напряжение, вырабатываемое генератором, в бортовой сети будет пропадать.

Что бы этого не происходило, необходимо дополнить схему аккумулятором NT800. Такое включение позволит пользоваться бортовой сетью при остановках и увеличит мощность системы, что позволит подключать большее количество устройств.

А в процессе движения на велосипеде будет происходить процесс зарядки аккумулятора.

Кроме того, в статье написано: Вместо NT800 можно использовать любой имеющийся у вас под рукой аккумулятор с рабочим напряжением 3.7 В, 6 В или 12 В.

Схему подключения модулей можно увидеть на рисунке:

Она получилась несложной. Ее сможет повторить любой человек, даже незнакомый с электроникой. Настройка схемы тоже не вызывает никакой сложности. Подключите лабораторный источник питания вместо генератора или раскрутите колесо, на котором установлен генератор.

Теперь с помощью регулятора напряжения на модуле BM037 необходимо ограничить максимальное выходное напряжение до 26 В. С помощью регулятора напряжения на модуле PW810 необходимо выставить выходное напряжение используемого аккумулятора, в нашем случае 13.8 В.

Теперь выведите кабель с аккумулятора на необходимые розетки, например, типа автомобильного прикуривателя, и используйте любые любимые гаджеты не переживая, что они разрядятся в самый неподходящий момент.

Если вам необходимо иметь в бортовой сети нестандартное напряжение ниже 12 В, например, 5 В или 2.4 В, можно подключить к клеммам аккумулятора понижающий DC/DC преобразователь PW841:

Данный преобразователь оснащен двумя дисплеями: верхний служит для отображения выходного напряжения, нижний – для отображения потребляемого тока. Это позволит вам контролировать состояние и потребляемый ток подключенных устройств.

При желании аккумулятор можно оснастить модулем контроля заряда MP606:

Совет

Модуль подключается параллельно клеммам аккумулятора. Несмотря на то, что модуль имеет очень низкое энергопотребление, всего 10 мА, при длительных стоянках рекомендуется предусмотреть его отключение. Данный модуль так же может пригодиться в любой другой технике, где используется аккумулятор, например скутер, автомобиль и т.п.

Тогда финальный вариант будет выглядеть согласно схеме:

Мастер Кит

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.

Фрагменты обсуждения:
Полный вариант обсуждения »

• Велосипедист не купит этот «генератор», если он продвинутый у него может быть динамо-втулка от Шимано, обычный возьмёт на Алиэкспрес батарею из 4-6 Литиевых элементов 18650. Причём возьмёт с Правильной фарой : http://ru.aliexpress.com/item/2015-N…398844341.html Обязателен задний габарит, можно с поворотниками (у меня правда самопал, в китайкорпусе за 3-4 $ ) ну и конечно же USB — питальник для сотового и экшн камеры.
• Генератор бутылочного типа очень неудобен в сырую погоду, особенно на проселке. Есть в продаже динамо-втулки и для переднего и для заднего колеса. Они почти не тормозят движение и легко сопрягаются со светодиодами. Требуется только выпрямитель. Ток стабилизируется магнитопроводом генератора.
• аккумулятор NT800 (1,3 А/ч. 12V = 15 Вт/ч. больше чем достаточно на один вечер чтобы запитать светодиодный свет и еще и на плеер останется.Заряжаться от генератора просто нет необходимости, проще прийти домой и подсоединиться к розетке (через зарядное устройство етствнно). Если вы вечерком куда то ездите на велике, то как правило недалеко. В этом случае вам нужна скорость и легкость движения, а генератор вас сильно затормозит. А потому ни какого генератора вам не надо, только акку. Если же вы в походе то какое либо движение по незнакомой местности в темное время вообще не допустимо. Поэтому имеет смысл использовать солнечные батареи для зарядки аккумуляторов днем, чтобы потом пользоваться накопленной энергией в палатке вечером. Генератор «бутылочного» типа самый неудобный из всех возможных. Он имел смысл до появления недорогих аккумуляторов и появления генераторов втулок, а сегодня этот металлолом надо просто беспощадно выкидывать и все. Но согласно тому что я написал ранее генератор на велосипеде вообще не нужен.
• Интересно, а генераторы вот такого типа существует? Логично, что такой крошечный мотор-редуктор, умещающийся в раму и разработанный для нечестной борьбы в велоспорте, можно использовать и как генератор для подзарядки предложенных аккумуляторов, и как вспомогательный движитель на сложных участках.
• Энергии не бывает много. Другой вопрос — какой ценой? Бутылочный генератор на велосипеде с приводом от шины — анахронизм! Втулка-генератор сильно усложняет конструкцию колеса, а, значит, снижает её надёжность, да и дорого. Проще организовать дополнительный привод от звёздочки на колесе к звёздочке на генераторе через цепь, а генератор закрепить на раме или вилке переднего колеса. Это под силу любому самоделкину. Тогда, может быть, сгодятся устройства, рекламируемые в обсуждаемой статье (если бюджет позволит;)
• А я себе вот такую систему замутил: http://radiokot.ru/circuit/digital/automat/87/ (в конце статьи есть видео, как это всё выглядит). Система эта упрощённая, не лишена недостатков, тут нужно ещё долго размышлять, как её улучшить (и исправить корявое в плане дизайна исполнение — тоже). И прежде всего, главный процессорный модуль должен быть заменён на блок полноценного самодельного велокомпьютера (работа в этом направлении тоже проделана значительная). Теперь о том, какой хотелось бы видеть систему электрооборудования. Безусловно, в качестве генератора однозначно должна быть динамо-втулка (бутылка возможна, но только как резервный или вспомогательный генератор, а лучше её совсем выкинуть). Генератор должен питать фару и габариты, а в дневное время может использоваться для подзарядки АКБ (литиевой, свинцовые — не годятся из-за большой массы). Желательно реализовать систему поддержки яркости свечения фары на низких скоростях — путём автоматического включения отдельного светодиодного драйвера, питаемого от АКБ. Повороты и стопарь должны быть мощными и питаться от АКБ. Ну и система подзарядки внешних девайсов (гаджетов) должна быть (как от АКБ, так и от генератора в движении). Что касается ночных поездок, то с чего это они недопустимы? Не раз так ездил. До покупки динамо-втулки приходилось и на бутылке ночью по трассе ездить, и ничего… Да и ещё, тут высказывалось мнение, что генератор не нужен, что он будет тормозить движение. Два года езжу с динамо-втулкой, сопротивления движению — не ощутил. Дистанции в 10 — 15 и даже 30-40 км проезжаются точно так же, как и с простым передним колесом. Может, на 60-80 км почувствуется разница, но я не такой бугай, чтоб так далеко ездить, здоровья не хватит). А генератор просто необходим — это бесплатная вечная энергия. Если даже АКБ сядет в ноль — генератор будет работать, а значит, можно ехать в любое время суток, и можно подзарядить севший в дальнем походе телефон. З.Ы. Тут упоминали о динамо-втулках на заднее колесо. Сам хочу, но не могу такое найти, а хотелось бы… 6 Вт вместо трёх — это повеселее будет)
• Ссылка что-то не открывается. Хотелось бы взглянуть на образчик описываемый.

Полный вариант обсуждения »

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Динамо-машина (Велогенератор). Виды и особенности. Работа

Генератором электрической энергии называется устройство, преобразующее химическую, механическую или тепловую энергию в электрический ток. Таким генератором, использующимся на велосипедах для питания задних фонарей и передней фары, является динамо-машина.

Разновидности

Рассмотрим существующие виды велосипедных динамо-машин заводского исполнения.

Бутылочная

Этот вид велосипедного генератора наиболее доступный и простой. Однако его мощность не самая большая из всех видов. Приводной ролик генератора вращается за счет касания к протектору шины колеса во время движения.

Втулочная динамо-машина

Динамо-втулка по своему устройству является осевой динамо-машиной. Исполнения таких моделей могут быть различного вида. Стоимость втулочного генератора довольно высока. Установка более сложная, по сравнению с бутылочным вариантом.

При приобретении необходимо проверить число спиц и метод фиксации установочного колеса. К достоинствам втулочного генератора относится его защищенность от влаги, в отличие от бутылочного генератора, приводной ролик которого в сырую погоду проскальзывает по покрышке велосипеда. Устройство заключено внутри втулки колеса, и работа происходит от его вращения.

К недостаткам такого устройства относится то, что выключить работу втулочного генератора не получится.

Цепная

Цепной вариант велосипедного генератора встречается достаточно редко. Однако есть несколько разных исполнений этого вида. Устройство может оснащаться USB портом для зарядки мобильных гаджетов.

Недостатком такой конструкции является малый срок службы, так как при эксплуатации происходит воздействие металлической велосипедной цепи на пластиковые элементы генератора.

Бесконтактная

Это оригинальная динамо-машина с бесконтактным принципом действия. Колесо велосипеда играет роль ротора. На колесо фиксируется специальный обруч, на котором закреплены 28 магнитов. Они расположены поочередно, с разными полюсами.

Статором является индукционная катушка, в которой вырабатывается электрический ток. В эту систему включена аккумуляторная батарея для накопления энергии. По заверениям производителя для обеспечения нормального светового потока достаточно двигаться со скоростью 15 км в час.

Достоинствами этой конструкции является:

• Отсутствие трущихся элементов.
• Бесшумная эксплуатация.
• Неограниченный срок эксплуатации (кроме батареи аккумуляторов).

Недостатком бесконтактной модели является малая емкость аккумуляторов. Ее хватает всего на несколько минут. Однако многие умельцы легко исправляют этот недостаток различными способами, в том числе заменой батареи на более мощную.

Другие конструкции

В настоящее время очень популярны различные интересные устройства, которые изготовлены в Китае. Иногда видишь такие устройства, которые раньше нигде не производили. Даже их принцип действия не всегда понятен, однако они работают.

Такое китайское устройство можно смело назвать велогенератором будущего. Динамо-машина из поднебесной выглядит по аналогии фантастических фильмов. Судя по внешнему виду, для ее функционирования нет необходимости в контакте с шиной колеса или цепью. Также нет никаких магнитов.

Принцип ее работы не совсем понятен. Возможно, это является технологическим секретом завода изготовителя.

Конструктивные особенности и работа

Наиболее популярной моделью динамо-машины на велосипедах является ее бутылочная конструкция, за ней идет динамо-втулка. Остальные виды используются значительно реже. Поэтому рассмотрим самые распространенные модели.

Динамо-бутылка

Динамо-машина бутылочного вида работает на боковой части передней шины велосипеда. Выполнена в виде небольшого генератора электрической энергии, и служит для работы заднего фонаря и передней фары велосипеда, а также зарядки электронных мобильных устройств.

Такой мини-генератор может монтироваться как на переднее колесо, так и на заднее. В первом случае устройство может совмещаться со встроенным фонарем. Для отключения генератора предусмотрен специальный откидной механизм, фиксирующий корпус генератора в том положении, когда нет соприкосновения с шиной колеса велосипеда.

Название этого устройства происходит от внешнего сходства формы с бутылкой. Бутылочный велогенератор имеет и другое название – боковое динамо. Приводной резиновый или металлический ролик приводится во вращение на боковой стороне шины колеса. При движении велосипеда шина придает вращательное движение ролику велогенератора, который вырабатывает электрический ток.

Достоинства

• Отключенный привод генератора не оказывает сопротивления движению велосипеда. При включенном генераторе велосипедисту приходится прикладывать больше силы для движения. Динамо-втулка в отличие от бутылочного велогенератора, всегда оказывает сопротивление вращению колеса, хотя значение этого сопротивления незначительно. Если бутылочный велогенератор включен, но фонари и фара не подключены к питанию, то сопротивление движению велосипеда меньше.
• Легкая и простая установка. Такое устройство легко установить на любой велосипед, в отличие от втулочного генератора, для установки которого необходима сборка всего динамо-колеса со спицами.
• Небольшая стоимость. Такие модели обычно стоят дешевле других видов велосипедных генераторов, хотя бывают и исключения из этого правила.

Недостатки

• Сложная настройка. Требуется тщательная настройка и регулировка соприкосновения с покрышкой колеса под определенным углом, давлением в шине, высотой. Если велосипед упадет, либо ослабнут фиксирующие винты, генератор может быть поврежден. Неправильно отрегулированное устройство генератора будет издавать много шума, создавать чрезмерное сопротивление, проскальзывать по колесу. Если винты крепления слишком ослабнут, то механизм может сдвинуться с места и попасть в спицы колеса, что приведет к поломке спиц и выходу колеса велосипеда из строя. Некоторые велогенераторы оснащены специальными петлями, предохраняющими их попадание в спицы.
• Для переключения требуется физическое усилие. Чтобы привести в действие генератор, необходимо переместить его корпус до соприкосновения с колесом. Втулочные генераторы могут включаться автоматически или с помощью электроники. Для этого не нужно прикладывать усилия.
• Повышенный шум. При эксплуатации слышен шум в виде жужжания, в то время как динамо-втулки не создают шума.
• Износ шины колеса. Для эксплуатации генератора требуется соприкосновение с шиной, в результате происходит трение и износ покрышки. Если сравнить с динамо-втулкой, то там трение с покрышкой отсутствует.
• Сопротивление движению. Бутылочная динамо-машина оказывает значительно больше сопротивление движению велосипеда, чем втулочная модель. Однако при правильной настройке сопротивление незначительное, а в отключенном виде отсутствует.
• Проскальзывание. При сырой дождливой погоде приводной ролик бутылочного генератора будет скользить по шине колеса, что уменьшает выработку электрического тока и снижает яркость света фары и заднего фонаря. Втулочные генераторы не требуют для работы хорошего сцепления с покрышкой, и не зависят от погоды и других неблагоприятных условий.

Динамо-втулка

Втулочная конструкция велогенератора разработана в Англии, а производится различными фирмами во многих странах. Мощность такой конструкции может достигать 3 ватт при напряжении 6 вольт.

Технологии их изготовления постоянно совершенствуются, размеры конструкции становятся меньше и мощнее.

Современные фары для велосипеда стали излучать более эффективный свет, так как применяются светодиоды и галогенные лампы.

Динамо-втулки при работе не создают шума, но их масса больше, чем у других моделей. Трущиеся части во втулочном варианте устройства отсутствуют.

Они функционируют за счет магнита, имеющего множество полюсов, и выполненного в виде кольца. Он находится в корпусе втулки и вращается вокруг неподвижного якоря с катушкой, зафиксированной на оси.

Сопротивление вращению такой конструкции очень незначительное.

Динамо-втулки вырабатывают переменный ток. На малых скоростях вырабатывается больше электричества, по сравнению с бутылочной моделью, за счет низкой частоты тока. Существуют схемы выпрямителей для динамо-машины. Они выполнены по простой схеме моста из четырех диодов.

Динамо-машина втулка вырабатывает низкое напряжение, поэтому при применении кремниевых диодов потери составляют значительную величину – 1,4 вольта. С германиевыми диодами потери снижаются, и составляют всего 0,4 вольта.

Принцип работы динамо-машины

Динамо-машина вырабатывает электрический ток с помощью эффекта электромагнитной индукции. Ротор вращается в магнитном поле, в результате чего в обмотке возникает электрический ток. Концы обмотки ротора подключены к коллектору, выполненному в виде колец. Через них с помощью прижимающихся щеток электрический ток поступает в сеть.

Ток в обмотке имеет максимальное значение, если ротор находится перпендикулярно по отношению к магнитным линиям.  Чем больше угол поворота обмотки, тем ток меньше. Вращение обмотки в магнитном поле изменяет направление тока за один оборот два раза. Поэтому ток называют переменным.

Подобный генератор для постоянного тока изготавливается на этом же принципе. Разница в некоторых деталях. Концы обмотки соединяют не с кольцами, а с полукольцами, которые изолированы друг от друга. При вращении обмотки щетка контактирует поочередно с каждым полукольцом. Поэтому ток, поступающий на щетки, будет иметь только одно направление и будет постоянным.

Похожие темы:

Я бы такое купил: велосипед – электростанция

На сегодняшний день помимо самых различных велофонарей и фар, теми или иными производителями выпускается преогромное множество различных полезных (и не очень) гаджетов для применения на велопрогулках: MP3-магнитолы, навигаторы, различная иллюминация и так далее.

Самым полезным, пожалуй, является GPS-навигатор, который, будучи автомобильным, как известно, имеет внутри довольно слабый аккумулятор и потому разряжается достаточно быстро. Впрочем, даже специализированные велосипедные и туристические навигаторы, хоть и живут подольше, но все равно имеют определенный предел заряда, а значит нуждаются в источнике питания для его пополнения.

Где же его можно взять в путешествии, когда до ближайшей розетки могут быть десятки или даже сотни километров? Да у вас под седлом!

Сегодня, когда буквально во всех мобильных приборах и устройствах энергия берется от аккумуляторов и батареек, рядовые обыватели стали просто забывать об альтернативных источниках получения энергии.

Стыдно сказать — велосипедные фары теперь питаются от батарей, хотя в дальних путешествиях такой источник питания может оказаться крайне непрактичным. Решением может стать активный генератор электроэнергии, работающий прямо в процессе езды на велосипеде.

Сегодня существует два основных типа велосипедных генераторов. «Бутылочные», получившие свое название из-за характерной формы корпуса, являются самыми распространенными и простыми в применении. Они знакомы отечественным велолюбителям уже не один десяток лет и отличаются высокой надежностью и простотой эксплуатации.

Обратите внимание

Просто прикрепив такой генератор за специальную проушину на вилку переднего или заднего колеса так, чтобы в рабочем положении крутящийся ролик получал вращательное усилие непосредственно от боковой части велосипедной покрышки, вы получаете постоянный ток, питающий велофару, сила которого непосредственно зависит от скорости движения.

Недостаток бутылочных генераторов лишь один – в мокрую погоду ролик генератора часто проскальзывает по влажной резине покрышки, что сказывается на его эффективности и функциональности.

Второй тип генераторов – втулочные, то есть встроенные непосредственно во втулку переднего колеса.

Они вообще не зависят от погоды, имеют показатели кручения, то есть поворачиваются лишь немного тяжелее, чем обычный подшипник во втулке и вообще не зависят от погодных условий.

Из недостатков таких генераторов можно отметить ощутимо более высокую стоимость (по сравнению с «бутылочными»), невозможность легкого демонтажа, так как генератор является частью переднего колеса, и небольшой, но все-таки дополнительный вес на переднем колесе.

Оба типа генераторов выдают на выходе переменный ток с напряжением 12 или 6 вольт (зависит от модели генератора) и средней силой тока в «районе» 1-го ампера при крейсерской скорости движения велосипеда 10 километров в час.

Некоторые производители сегодня выпускают адаптеры, позволяющие преобразовать переменный ток генератора в постоянный и снизить напряжение до приемлемых пяти вольт, позволяя заряжать от обычного порта USB MP3-магнитолы, мобильные телефоны, смартфоны, планшеты и другие типовые гаджеты, вплоть до вышеупомянутых GPS-навигаторов.

Так в свое время поступила компания Nokia, выпустив на рынок собственный преобразователь и стабилизатор напряжения в комплекте с «бутылочным» генератором, но снабдив разъемами для зарядки исключительно своих телефонов.

Важно

Впрочем, о нем чуть позже, а пока давайте познакомимся с тем, что еще предлагают сегодня безымянные китайские и брендовые мировые производители подобных устройств.

Данный генератор не так давно создал нидерландский дизайнер Тьеерд Веенховен. По своей конструкции и техническим параметрам он является, пожалуй, одним из самых простых и удобных в применении.

Генератор работает на энергии проходящего воздушного потока, который можно легко создать, разогнавшись на велосипеде даже до сравнительно невысокой скорости от 10-ти километров в час.

Вентилятор в корпусе, закрепленном на руле, раскручивается, а iPhone, установленный в специальный отсек, заряжается.

Важным достоинством данного генератора является способность работать даже на привалах, но с условием достаточно ветреной погоды.

Можно также заряжать гаджет, просто высунув генератор из окна движущегося автомобиля или поезда, только в этом случае стоит побеспокоиться, чтобы случайно не выпустить его из рук вместе со смартфоном.

Стоит отметить, что ушлые китайцы мгновенно скопировали концепцию идеи Веенховена и выпустили на рынок несколько вариаций данного гаджета, которые можно поискать на западных интернет-аукционах.

Еще одна зарядная «приблуда» появилась сразу на китайских «развалах» под разными именами и, признаться, внушает мало доверия к своей надежности, подкупая оригинальностью конструкции и приятной ценой всего около 5-10 у.е.

Совет

С помощью специального хомута небольшая коробочка с шестеренкой крепится на заднюю вилку велосипеда рядом с ведомой звездочкой, причем цепь пропускается в паз коробочки через шестеренку.

Идея проста до гениальности – цепь движется, шестеренка крутится, динамка внутри коробочки генерирует ток до 1 Ампера.

КПД гаджета кажется очень высоким, однако пластик в деталях не внушает доверия с учетом огромных нагрузок, которые предстоит им испытать от быстро движущейся стальной велосипедной цепи.

Единственное, что успокаивает – доступная цена, так что когда гаджет разлетится в клочья, горевать по потерянным деньгам особо не придется.

Другой, намного более надежный зарядник, работающий совместно с велосипедом, можно назвать самым оптимальным из всех существующих на рынке, если бы не его цена под 150 и выше у.е.

Пока он встречается с двумя названиями на «борту» и потому очень сложно идентифицируется в плане производителя: BikeCharge и ECOXGEAR.

Гаджет надевается на переднее колесо велосипеда, прижимаясь к боковой части его вращающейся втулки.

Втулка вращается во время движения, сообщая усилие кольцу внутри крепежа устройства, которое в свое очередь передает генерируемый переменный ток на преобразователь.

Обратите внимание

На выходе мы имеем два полноценных USB-порта, закрытых от непогоды заглушками, к которым можно подключить любой гаджет, заряжаемый от USB.

Еще один тип зарядных устройств – на солнечных батареях, сложно отнести к велосипедным зарядным устройствам хотя бы потому, что пользоваться ими без всяких ограничений могут буквально все туристы: вело-, мотто-, авто- и пешие. Более того – даже не туристы могут подзарядить свой гаджет на природе с помощью такой батареи.

Но, помимо дороговизны, недостатком зарядников на солнечных батареях является необходимость располагать их в прямых солнечных лучах, чего в движении не смогут обеспечить никакие туристы, даже пешие. Если они, конечно, не пересекают пустыню.

В наших широтах оптимальны зарядные устройства на основе аккумуляторов и генераторов. И если первые сегодня можно приобрести в огромном ассортименте и ценовом диапазоне, то вторые пока являются экзотикой.

Кроме того, у любого «пауэрбанка» есть одно важное ограничение – если вы уже зарядили гаджет от внешнего аккумулятора, и путь до ближайшей розетки предстоит еще долгий, вы рискуете оказаться в щекотливом положении – с непреодолимо «умирающим» устройством и уже истощенным внешним аккумулятором.

Этого недостатка лишены велогенераторы, но их особенность генерировать только переменный ток не позволяет использовать их для зарядки обычных устройств.

Возвращаясь к конструкции компании NOKIA, можно отметить, что нечто подобное на самом деле может собрать любой, кто умеет просто спаять пару проводов паяльником.

Вам потребуется всего ничего: диодный мост, который «выпрямит» переменный ток с генератора в постоянный, и понижающий стабилизатор, который, уже готовый, стоит меньше доллара на китайских аукционах.

Важно

Диодный мост можно выдрать из старого блока питания на 12 Вольт, при условии, что перегорел не сам мост, а, скажем – трансформатор, или просто спаять самостоятельно из четырех пол-амперных диодов FR407 (или любых выпрямительных на пол ампера) и 25-тивольтового конденсатора на 1000-2000 мкФ.

Понижающий стабилизатор можно купить за полдоллара на китайских интернет-аукционах или за 20 тысяч – на отечественных.

Дальше просто припаиваем нужные проводки, замеряем напряжение на выходе и снижаем его регулятором на плате выпрямителя до, нужных вам, 5-ти вольт. Потом остается только припаять USB-разъем от USB-удлинителя или старого USB-хаба.

Теперь, где бы вы не находились, главное – чтобы переднее колесо вашего велосипеда крутилось, а динамка работала. Стабильными пятью вольтами для зарядки любых гаджетов – телефонов, GPS-навигаторов, медиаплееров и т.д. вы обеспечены.

Ну, а какой генератор выбрать для своего зарядного устройства – бутылочный или втулочный, уже решать вам.

Иван Ковалев

VanoID@tut.by