DIY Fahrrad-Generator

13 Schritt:Schritt 1: Montage des Fahrrad Schritt 2: Hinzufügen der Keilriemen an den Motor Schritt 3: Über den Keilriemen Wahl Schritt 4: Schritt 4: Motor zu Charger Schritt 5: Schritt 5: Charger Battery Schritt 6: Schritt 6: Batterie auf Wechselrichter Schritt 7: Making the Bike User Friendly Schritt 8: Hacking the Laderegler Schritt 9: Batteriespannung Schritt 10: Die Erhaltung der Batterie Schritt 11: Brett Layout- Schritt 12: Aktuelle Fortschritte Schritt 13: Zukunftsideen

DIY Fahrrad-Generator

Verwendung von leicht zugänglichen Teile, ist es möglich, Ihr eigenes Fahrrad-Generator, laden Sie Ihr Handy wird zu bauen! Diese instructable ist eine Erweiterung dieses instructable von unseren Freunden gemacht. Schließlich wird dieses Fahrrad für sich in unserer Studentenwerk stehen, so dass unsere Klassenkameraden nachhaltig ihre Handys aufzuladen aus dem Netz!
Das Basis-Setup des Bikes ist wie folgt: das Hinterrad des Fahrrades dreht einen Gleichstrommotor über Keilriemen wird der Motor auf einen Laderegler angeschlossen ist, lädt der Laderegler eine Blei-Säure-Batterie, und die Batterie wird dann verbunden einen Inverter. Sie können dann stecken Sie das Telefon in die Auslässe des Wechselrichters!
Benötigte Rohstoffe:
Fahrradständer
Fahrradrahmen mit Hinterrad
12V Blei-Säure-Batterie-
DC-AC-Inverter
DC-DC-Ladegerät
24V DC Scooter Motor
Keilriemen
Fan Riemenscheiben-
Drähte, Schrauben, Holz, und eine Metallstange
HINWEIS: Wir haben mehr zu unserem Motorrad, damit es besser laufen, aber diese sind das absolute Minimum Material, um es zum Laufen zu bringen.

Schritt 1: Montage des Fahrrad

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    Wir angebracht unsere bike System zu einem 2 '6' Stück Sperrholz. Wir verwendeten einen Fahrradständer auszusetzen und Stabilisierung des Hinterrades. Sie können die Hinterrades Stand in den Vorstand Bolt, aber wir dachten, es war nicht notwendig, da andere Teile des Bike in den Vorstand gebunden. Unsere Bike wurde mit dem Vorderrad gespendet, so bauten wir eine Vorderradständer. Stellen Sie sicher, dass Sie genügend Platz auf der Platine, um den Motor hinter dem Hinterrad anbringen zu haben!
    Bau der Vorderradständer: Die Gabeln hatten einen Durchmesser Loch 1 cm, so fanden wir ein ein Zoll Dübel für sie zur Ruhe auf. Darüber hinaus haben wir eine 1,5 "x 3" Holzbalken und schneiden Sie es in zwei 9,5 "und zwei 4.5" Blöcke. Wir bohrte ein Loch 1cm 1/2 "von oben nach unten von jedem der 9" Blöcke. Wir setzen Sie dann die Metallstange durch die Blöcke und montiert den Stand (siehe Foto oben). Wir haben ein paar Scheiben und Muttern die Verbindungen sicherer zu machen. Die zwei 4.5 "Blöcke sollten geschnitten werden, um fest zwischen den 9 fit" Blöcke, wie oben gezeigt. Nach dem Bau der Montageständer, sollte das Vorderrad eng auf den Blöcken sitzen. Als nächstes geschraubt wir die unteren 4,5 "Block hinunter zum Sperrholz. Schließlich den oberen 4,5 befestigt wir" block für Stabilität. Jetzt das Fahrrad stehen für das Vorderrad vollständig und sollte fest auf der Stange zwischen den Blöcken zu sitzen.

Schritt 2: Hinzufügen der Keilriemen an den Motor

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    Wir entfernten den Reifen von der Hinterrad mit Video (sicherzustellen, dass alle die Luft aus Ihren Reifen). Als nächstes legten wir die Riemenscheibe in unseren Motor durch Zugabe eines Kragens an der Riemenscheibe und macht es D-förmig. Der Stift läuft ab Seite des Motors ist in einer D-Form auf, so ermöglicht dies die Riemenscheibe an dem Motor fixiert und drehen sich der innere Teil des Motors problemlos. Die Schraube, mit der es auf eine linkshändige Schraube, was in die entgegengesetzte Richtung einer normalen Schraube erlaubt den Motor, ohne dass die Schraube herauskommen drehen. Dann befestigt das Band auf das Rad und an der Riemenscheibe. Stellen Sie sicher, dass der Motor direkt mit dem Hinterrad ausgerichtet sind. Wir verschraubt den Motor auf die Sperrholzplatte, indem er eine Person halten Sie die Motoreinheit so weit wie möglich nach hinten, während das andere geschraubt it down, diese versichert maximale Spannung in der Keilriemen. Je mehr Spannung können wir auf das Band, desto besser wird es funktionieren.
    Hinweis: Achten Sie auf die Richtung, die Ihren Motor dreht, um eine positive und nicht negative Spannung ausgegeben. Wenn es negativ ist, schalten Sie die Leitungen an Ihrem Laderegler.

Schritt 3: Über den Keilriemen Wahl

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    Der Motor wird bei 2800 Umdrehungen pro Minute bewertet, aber Reiten bei 20 Meilen pro Stunde nur 250 UpM am Hinterrad. Daher entschieden wir uns für eine Riemenscheibe mit einem Durchmesser von etwa zehn mal kleiner ist als das Rad, so reitet leisurely könnte uns höherer Drehzahl (ca. 10-fach zu erhöhen) zu ergeben. Für praktische Zwecke wählten wir die dicksten Riemen, der in den Rand unserer Rad passen könnte. Unsere Band betrug sehr lang, da es benötigt, um Sitz um das gesamte Rad und noch zusätzliche Länge, um die Riemenscheibe an dem Motor zu befestigen. Je nachdem, welche Band Sie verwenden, könnte der Motor in verschiedenen Abständen von dem Hinterrad montiert werden.
    Funktion Motor: Diese Komponente ist, was die Umwandlung der Bewegung der Beine auf dem Fahrrad in eine Gleichspannung.

Schritt 4: Schritt 4: Motor zu Charger

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    Zweck der Charger
    Der Laderegler regelt die Geschwindigkeit, mit der aktuellen reist in die Batterie. Letztendlich verhindert der Laderegler Ladung und Entleerung der Batterie, die die Gesundheit der Batterie ruinieren. Wenn die Batterie überladen wird, dann werden die Wasserelektrolyse auftritt, Umwandeln der Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoffgas innerhalb der Batterie. Dies wird die Schwefelsäure-Konzentration in der Batterie zu erhöhen und setzen die inneren Platten, um Sauerstoff rasch abbau die internen Materialien. Entleeren der Batterie zur Sulfatierung führen, die Kristallisation des Schwefels auf den Platten im Inneren der Batterie. Dadurch wird die Konzentration der Schwefelsäure in der Batterie zu verringern, und es wird nicht mehr in seine ursprüngliche Potential aufzuladen.
    Charger Immobilien
    Dieses Ladegerät kann die Menge an Strom, der an die Batterie zu regeln, lesen Sie die Spannung, die Sie produzieren, wenn Radfahren und den Gesamtbetrag der Energie, die Sie in einem Fahrrad-Sitzung generiert haben. Es wird nicht geben Ihnen den Prozentsatz der Akku geladen, also (dies ist in den zusätzlichen Abschnitt) haben wir gefordert, dass der Benutzer Fahrt auf dem Fahrrad wird eine bestimmte Zeit vor dem Wechselrichter, damit sie ihre Geräte aufladen, dass der Benutzer können Sie das Gerät nicht aufladen, wenn sie nicht Biking.
    Die Batterie, die wir verwenden, ist eine 12 V-Batterie daher der Laderegler wählten wir können uns von 12V bis 24V zu nehmen. Der Akku hat eine maximale Ladestrom von 5,4 A, damit der Laderegler sollte auf einem Stromausgang Einstellung kleiner als die max gesetzt werden. Erhöhen des Stroms, dass der Laderegler benötigt wird Treten schwieriger machen. Das ist ein guter Grund, warum es gut ist, um das Getriebe auf dem Fahrrad zu halten und nicht zu einem Ein-Geschwindigkeit!
    Hinzufügen eines Kondensators oder Zener Diode
    Auch ist es wichtig, den Leistungsregler nicht überladen mit dem Fahrrad auf seiner Grenze von 24V. Sie kann eine Zenerdiode mit einer Durchbruchspannung von 24 V hinzuzufügen, so dass, wenn Spannung über 24 V ist die Zener-Diode ermöglicht Überspannung, um weg von der Ladeeinrichtung zu fließen.
    In dieser Konfiguration haben wir einen Kondensator, der parallel mit dem Laderegler in die Regelung der durch den Motor erzeugte Spannung zu unterstützen. Wenn wir plötzlich Lance Armstrong Hop auf dem Fahrrad und erzeugen eine Spannung mehr als 24 V vorübergehend, können wir eine plötzliche Überlast an den Laderegler zu vermeiden, indem ein regelmäßiger Entladung des Kondensators.

Schritt 5: Schritt 5: Charger Battery

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    Wählen Sie Ihren Akku
    Wie wir schon sagten, um sicherzustellen, dass Ihr Akku wird zu einem geeigneten Strom und Spannung gut innerhalb der auf Ihrer Batterie genannten Grenzen belastet, Sie wollen. Achten Sie darauf, eine Batterie, die Ihr Laderegler aufladen kann, oder umgekehrt zu finden. Der Grund, dass Sie, um eine Batterie haben wollen, ist, so dass Sie die Energie, die Sie erstellen, so sind, dass Sie nicht haben, um Fahrrad ständig verschiedene Geräte aufladen, dass speichern Sie können Fahrrad ohne Entrichtung der Vorrichtung und speichern Sie Ihre Energie für später.
    Die Pflege Ihrer Batterie
    Stellen Sie sicher, Ihre Batterie sich nicht bewegt, wenn Sie Radfahren-Schwappen um die Flüssigkeiten in der Batterie wird eine kinetische Energie in variable Speicherung Ihrer Energie hinzuzufügen. Es ist nicht eine gute variabel. Ihr Akku wird Ausgang verschiedene Spannungen auf verschiedenen Ebenen zur Verfügung. Die Spannung über Ihre Batterie wird anders sein, wenn es geladen wird, sitzend, und Entladen; sie werden über 14 V, 12,5 V und 11 V betragen. Denken Sie daran, dass diese Werte im Laufe der Zeit als Ihre Batterie altert ändern (wahrscheinlich Abnahme) und wird verwendet. Degradation auftritt. Seien Sie sicher, dass, wenn der Ausgang der Batterie 14 V, dann die Batterie entladen, so dass es nicht zu überladen.
    http://www.power-sonic.com/images/powersonic/sla_batteries/ps_psg_series/12volt/PS-12180_12_Sept_10.pdf

Schritt 6: Schritt 6: Batterie auf Wechselrichter

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    Zweck der AC Inverter
    Der Strom, der von Ihrer Steckdose kommt, Wechselstrom (AC) als Gleichstrom (DC). Der Wechselrichter wandelt den Gleichstromausgang des Teigs zu AC, so dass Sie entsprechend belastet Ihre Geräte. Auch er bietet die Infrastruktur, um Ihre Geräte in einem Stecker und USB-Ports zu laden.
    Die Wahl der richtigen Inverter
    Bei der Auswahl Ihrer Wechselrichter können Sie sicher sein, um sicherzustellen, dass sie einen Ausgangsstrom und Spannung ähnlich wie bei der typische Steckdose geben wollen, übernimmt eine Reihe von ähnlich wie Ihre Batteriespannungen, und die Wattleistung, dass es ausgeben kann.
    Abhängig von den Geräten, die Sie sich entscheiden, zu laden (hier waren wir an Lade Laptops, Mobiltelefone und andere kleine Geräte Student) müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Wechselrichter ausgeben kann die richtige Menge an Watt. Als Erinnerung sind Watt ein Maß für Energie über eine Zeiteinheit benötigt, Joule pro Sekunde. Appliances Liste in der Regel die Leistung, die sie benötigen, sondern um Ihnen eine Vorstellung eine Zelle erfordert in der Regel 5 Watt und einem Laptop-Computer benötigt ca. 45-60 Watt zu geben. Der Wechselrichter in diesem instructable vorge hat eine Leistung von 400 Watt.

Schritt 7: Making the Bike User Friendly


  1. Unser Ziel ist, dieses Motorrad in unserem Studentenwerk gestellt. Deshalb wollten wir dieses Bike so benutzerfreundlich wie möglich zu machen. Ein großes Hindernis, das wir fanden, war, dass der Laderegler benötigt Sie eine Taste für 3 Sekunden drücken, um es für den Ladevorgang zu starten. Das ist zwar relativ einfach für uns zu tun, wir fühlten uns wie andere Nutzer nicht die Anweisungen lesen und denken, dass sie verlangten, auch wenn sie nicht gedrückt Start hatte könnte. Der Bildschirm leuchtet auf, was irreführend ist, weil es technisch "on", aber wird nicht geladen. Daher gehackt wir unser Ladegerät und wird es mit einem Arduino Kontrolle statt auf die Energieerzeugungsprozess benutzerfreundlich zu machen.

Schritt 8: Hacking the Laderegler

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    Hacking the Ladegerät: Wir nahmen abgesehen das Ladegerät, indem Sie die Seiten und Abspringen des oberen Deckels. Wir fanden, dass es eine Bandleitung, welche die 4 Tasten an der Leiterplatte. Es gab 5 Drähte auf der Bandleitung so dachten wir, dass es möglicherweise ein "Referenz" Draht sein und die anderen vier Drähte ging zu den Tasten. Anschließen des "Referenz" Draht an eine der anderen vier Taste Drähte entsprach Knopfdruck. Wir nahmen ein Multimeter und getestet unsere Theorie, und es war gültig. Eine Taste zu drücken, sollten wir einer der Drähte mit der "Referenz" Draht zu verbinden. Als nächstes wir Mehr Drähte an jede der fünf Anschlüsse, wo der Flachdraht verwendet, um eine Verbindung zu. Die Drähte wurden außerhalb des Ladereglers durch Bohren eines Loches durch die Seitenwand und sie durch Ziehen geführt. Diese Drähte führen zu unseren Arduino Schild, der uns erlauben wird, die Tasten drücken und die Kontrolle der Start-Taste autonom über ein Relais.
    Externe Tasten: Wir haben 4 Tasten auf unser Schild, um die Tasten auf dem Controller zu Testzwecken erstellen und, falls wir, um die Einstellungen auf der Laderegler verändern wollte.
    Verwendung eines Relais: Wir verwendeten eine OMROM G5V-1- Relay zu "drücken" der Start-Taste mit unserem Arduino. Das obige Bild zeigt, wie wir jede der Relaisstiften verbunden. Das digitale Ausgangsstift aus dem Arduino, die an das Relais angeschlossen ist, wird das Drücken der Taste zu signalisieren, wenn es auf HIGH gesetzt. Zwei weitere Stifte auf dem Relais eine Verbindung mit dem Startknopf Draht und der "Referenz" Draht, Abschluss der Verbindung. Wir mussten ein weiteres Relais Pin mit Masse zu verbinden. Für Vorsichtsmaßnahme haben wir eine Diode über Signal- und Masse unserer Relais, weil wir nicht wollen, in unser arduino fließt, wenn der digitale Ausgangsstift auf LOW geschaltet (Start-Taste ist aus). Jetzt ist der Arduino hat die Fähigkeit, Drücken der Starttaste autonom.
    Programmierung der Start: Obwohl wir wissen, wie man die Arduino zu Beginn drücken, wissen wir nicht, wann es zu sagen, um so noch nicht. Wir möchten, dass es Anfang für einige Sekunden drücken, nachdem der Benutzer für etwa 10 Sekunden wurde die Pedale. Woher wissen wir, ein Benutzer in die Pedale tritt? Wir möchten unsere Arduino um die Gleichspannung von unserem Motor, der anwesend sein wird, wenn eine Person Biken lesen. Allerdings ist unsere Spannung über 5 V, so dass unsere Arduino nicht lesen kann direkt, wie es eine Grenze von 5 V hat. Wir haben diesen Artikel , um einen geeigneten Spannungsteiler das arduino lesen Motorspannung zu haben, zu erstellen.
    Eine einfache Skizze dieses Spannungsteilers ist im Bild oben. Ich werde all das Arduino-Code in einem weiteren Schritt umfassen. Wir verwendeten einen 3.9k und 1K Widerstand um einen Faktor von 5. verkleinere die Spannung geht in die Arduino Wir haben noch nicht hart genug, um den Motor auf über 17V holen Pedal, so dass wir sicher sein sollten. In der Regel werden wir die Ausgabe weniger als 15 V aus unserem Motor. Der Spannungsteiler wird in ein Analogeingang in der Arduino, das lassen Sie die Arduino berechnen die Motorspannung gehen wird.
    Psudo Code:
    Leere Schleife () {
    while (! gestartet) {
    startCharger ();
    }
    Leere startCharger () {
    if (motorVoltage> 12 && hasBeenOnForLong) {
    digital (Neu-Layout, HIGH); // Das ist wirklich entspricht dem Drücken auf Start
    begann = true;
    }
    else if (motorVoltage> 12) {
    // Sagen, es hat sich auf für länger
    }
    else {
    // HasBeenOnForLong an den Anfang zurückgesetzt
    }
    }

Schritt 9: Batteriespannung

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    Wir verlötet einen zusätzlichen Spannungsteiler auf der Abschirmung, um die Spannung der Batterie zu messen unseren. Wir fanden, dass dies der beste Weg, um zu berechnen, wie viel unsere Batterie wirklich aufgeladen wurde, war. Die Ausgangsspannung der Batterie ist zwischen 14-11V; abnimmt, wenn sie entladen wird. Wir fanden diese Tabellen , die die Ausgangsspannung der Batterie auf den Batterieladezustand in Prozent Werte für einen 12V-Blei-Säure-Batterie beziehen. Wir können Schätzungen aus diesem Diagramm zu machen, aber wir werden später noch zu kalibrieren. Schließlich könnten wir einen LCD-Bildschirm hinzufügen, um die prozentuale Batterieladung auf unserer arduino auslesen. Diese Anzeige kann durch eine Menge von "wenn" Aussagen einfach strukturiert wie folgt codiert:
    if (Batteriespannung <12) {
    batteryPercent = 0,7;
    }
    Weil die Batterie gibt nur bis zu den absoluten schlimmsten Fall 15V, wählten wir 2.2K und 1K-Widerstände für unsere Spannungsteiler. Dieser Teiler funktioniert genauso wie unsere Motorspannungsteiler. Das Bild oben zeigt die Widerstände für die Spannungsteiler auf unserem Board.
    Hinweis: Die Batterien entladen sich, und die die Fähigkeit, dem eine Batterie aufladen kann wird sich ändern, Änderung der Ladungs ​​Prozent Graphen.

Schritt 10: Die Erhaltung der Batterie

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    Bleibatterien dauern viel länger, wenn sie nicht vollständig entleert werden. Darüber hinaus wollen wir sicherstellen, dass die Benutzer, die Elektrizität und das nicht nur Ladegeräte von der Batterie, ohne zu treten. Wir beschlossen, dass wir wollten es Benutzern, Fahrrad für mindestens 2 Minuten lang kontinuierlich, bevor ihnen erlaubt, ihr Telefon zu laden. Diese Idee erwies sich als ein wenig schwierig, weil wir etwas, das eine Menge Strom steuern kann, benötigen. Wir landeten Verwendung einer HUF7345 MOSFET , die wir zwischen unseren Wechselrichter und Batterie sein. Wenn wir signalisieren den MOSFET mit auf der Arduino unserer digitalen Ausgangspin, wird es ermöglichen, um Strom von dem Wechselrichter an den Minuspol der Batterie fließen, womit der Wechselrichter / Batterie Teil der Schaltung. Wenn es auf signalisiert, wird der MOSFET handeln, als ob sie nicht da ist überhaupt, und die Mobiltelefone können in der Regel in Rechnung. Dies ist möglich, weil der MOSFET verwendeten wir ermöglicht einen hohen Strom. Allerdings haben wir beschlossen, nicht auf den Computer ermöglicht Aufladen auf unserem Fahrrad, denn das würde mehr Strom als der MOSFET umgehen konnte ziehen. Darüber hinaus hatten wir Angst der Computer würde unsere Batterie führen. Wir setzen auf einige Benutzer Radfahren nur so zum Spaß, ohne aufzuladen.
    Wir werden die Zeit, da der Ladestart gedrückt halten und einmal 2 Minuten verstrichen sind, wenden wir uns den MOSFET "on", indem Sie den Digitalausgang auf HIGH. Hier ist ein Teil des Codes:
    String allowBatteryAccess () {
    if (currentMillis-startMillis> (1000 * 120)) {// wenn 2 Minuten abgelaufen ist
    digital (allowBattery, HIGH);
    zurück "Ihr Gerät hat damit begonnen, in Rechnung Halten Hausieren.";
    }
    Rückkehr ""
    }

Schritt 11: Brett Layout-

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    Wir gelötet alle Komponenten auf eine kleine Platine. Hier ist eine farbcodierte Layout, wie wir alles befestigt. Vieles, was wir Anbringen war es, Komponenten weg vom Brett, so dass die Namen dieser Komponenten anstelle geschrieben. Beigefügt ist die ungetestete Arduino-Code für unser Forum.

Schritt 12: Aktuelle Fortschritte


  1. Unser Board hat derzeit die gleichen Funktionen wie der Laderegler, bevor es mit dem Arduino gehackt. Wir haben das Board verdrahtet bis zum größten Teil, aber wir brauchen noch brauchen, um ein paar mehr Bauteile zu befestigen:
    Schließen Sie den Akku und Motor positive führt zu dem Spannungsteiler erden Sie das andere Ende des Spannungsteilers befestigen Sie den Wechselrichter Minuskabel an den Drain des MOSFET befestigen Sie das Massekabel von der Batterie an die Source des MOSFET befestigen Batterie Boden zum Arduino Boden Masse des Relais
    Diese Verbindungen können schwieriger zu erstellen, da die Drähte zu den externen Komponenten des mortor und Laderegler sind viel größer als die Drähte auf der Arduino Schild sein. Sobald wir alles hinzugefügt können wir unseren Code zu testen. Möglicherweise müssen wir mit dem Timing der Start-Taste und wie lange wir es "on" sein Geige. Das Ladegerät führt Batterie überprüft, wenn es eingeschaltet wird, so müssen wir es für nicht weniger als 8 Sekunden gedrückt halten könnten. Wir werden dies zu überprüfen, sobald wir unser Board beendet.

Schritt 13: Zukunftsideen

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    Obwohl unser System funktioniert, gibt es viel mehr zu tun mit Benutzerschnittstellen getan, bevor sie unbeaufsichtigt in das Studentenwerk eingeführt werden. Wir sollten auf jeden Fall unsere Elektronik umschließen, so dass niemand kann sie berühren. Wir würden auch gerne eine LCD-Anzeige kann das mit dem Benutzer zeigen, wie viel sie den Akku und die Echtzeit-Motorausgangsspannung aufgeladen interagieren. Wir haben bereits eine klare Plexiglas stehen, wo Menschen ihre Hausaufgaben Lesung. Wir planen, Anweisungen an die Rückseite dieses Stand eingefügt haben und montieren Sie den Laderegler und Arduino an die Unterseite des Ständers.