ტურბო ტრენერის გენერატორი: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

პედლების ენერგიით ელექტროენერგიის გამომუშავება ყოველთვის მომხიბლავდა. აქ არის ჩემი დამოკიდებულება მასზე.

ნაბიჯი 1: გაყიდვის უნიკალური წერტილი

მე ვიყენებ VESC6 ძრავის კონტროლერს და 192KV გადამყვანს, რომელიც მუშაობს რეგენერაციულ მუხრუჭად. ეს არის საკმაოდ უნიკალური, როგორც პედლების გენერატორები, მაგრამ არის კიდევ ერთი ნაწილი ამ პროექტში, რომელიც მე მგონი რომანია.

გზაზე ველოსიპედით სიარულისას თქვენ გაქვთ ინერცია და ეს ინარჩუნებს პედლების ბრუნვას ძალიან მუდმივ რევოლუციის განმავლობაში. ტურბო ტრენერებს აქვთ ძალიან მცირე ინერცია, ამიტომ პედლებზე დაჭერისას საჭე სწრაფად აჩქარდება/შენელდება და ეს არაბუნებრივად იგრძნობა. ბორბლები გამოიყენება ამ სიჩქარის რყევების შესამსუბუქებლად. სტაციონარული ველოსიპედის ტრენაჟორები ამ მიზეზით იწონიან.

მე მოვიფიქრე ამ პრობლემის ალტერნატიული გადაწყვეტა. საავტომობილო კონტროლერი არის კონფიგურირებული, რომ დატრიალდეს წინამორბედი "მუდმივი სიჩქარის რეჟიმში". Arduino უკავშირდება VESC6– ს UART– ის საშუალებით და კითხულობს ძრავის დენს (რაც პირდაპირ პროპორციულია ბორბლის ბრუნვისა). Arduino არეგულირებს საავტომობილო RPM– ის დადგენილ წერტილს თანდათანობით, რათა მოახდინოს ინერციის სიმულაცია და გადაადგილება, რაც გისურვებთ ველოსიპედით სიარულს გზაზე. მას შეუძლია გორაკზე თავისუფალი მოძრაობის სიმულაციაც კი, როგორც ძრავა, რათა ბორბალი დატრიალდეს.

ის ბრწყინვალედ მუშაობს, როგორც ამას მოწმობს ზემოთ მოყვანილი გრაფიკი, რომელიც აჩვენებს ძრავის RPM- ს. ველოსიპედით მოძრაობა შევწყვიტე 2105 წამამდე. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ მომდევნო 8 წამის განმავლობაში, ბორბლის სიჩქარე თანდათან მცირდება ისევე, როგორც ეს იქნებოდა, თუ შეწყვეტდით პედლაციას მცირე დახრილობისკენ.

ჯერ კიდევ არის ძალიან მცირე ცვლილებები პედლების დარტყმებთან. მაგრამ ეს ასევე შეესაბამება ცხოვრებას და სწორად არის იმიტირებული.

ნაბიჯი 2: დენის გამომუშავების ტესტირება

ველოსიპედით მოძრაობა მექანიკური მუშაობის ყველაზე ეფექტური საშუალებაა. მე გამოვიყენე VESC ინსტრუმენტი რეალურ დროში ენერგიის გამომუშავების გასაზომად. ველოსიპედამდე ველოდი კითხვებს ზუსტად 2 წუთის განმავლობაში. მე პედლებს ვატარებდი ისეთი ინტენსივობით, რომელიც, ჩემი აზრით, შემეძლო შეენარჩუნებინა დაახლოებით 30 წუთის განმავლობაში.

2 წუთის შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ მე წარმოებული 6.15 Wh. რაც შეესაბამება საშუალო სიმძლავრის გამომუშავებას 185 W. ვფიქრობ, რომ ეს საკმაოდ კარგია დანაკარგების გათვალისწინებით.

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ძრავის დენები ზემოთ მოცემულ გრაფიკში. ისინი სწრაფად მორგებულია VESC6– ის მიერ, რათა შეინარჩუნოს მუდმივი ძრავის RPM, მიუხედავად პედლებირებით გამოწვეული ცვალებადი ბრუნვისა.

როდესაც პედლებირება ჩერდება, ძრავა იწყებს მცირე ენერგიის მოხმარებას, რათა ბორბალი დატრიალდეს. ყოველ შემთხვევაში, სანამ არდუინო არ შეამჩნევს, რომ თქვენ არ ატარებთ პედლებს და საერთოდ არ გააჩერებთ ძრავას. როგორც ჩანს, ბატარეის დენი თითქმის ნულის ტოლია გათიშვის წინ, ასე რომ სიმძლავრე უნდა იყოს მაქსიმუმ რამდენიმე ვატი, რომ საჭე აქტიურად დატრიალდეს.

ნაბიჯი 3: შეხედეთ ეფექტურობას

VESC6– ის გამოყენება მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ეფექტურობას. ის ძრავის AC სიმძლავრეს გარდაქმნის DC ენერგიაზე მნიშვნელოვნად უკეთესად ვიდრე სრული ხიდის მაკორექტირებელი. მე ვფიქრობ, რომ ის 95% -ზე მეტი ეფექტურია.

ხახუნის დრაივი ალბათ სუსტი წერტილია რაც შეეხება ეფექტურობას. 5 წუთის ველოსიპედის გავლის შემდეგ გადავიღე თერმული სურათები.

ძრავა დაახლოებით 45 გრადუსი ცელსიუსამდე მიაღწია 10 გრადუსიან ოთახში. ველოსიპედის საბურავიც სითბოს გაფანტავდა. ქამრით მართული სისტემები ამ ტურბო გენერატორს გადააჭარბებს ამ მხრივ.

მე გავაკეთე მეორე 10 წუთიანი ტესტი, რომლის საშუალო მაჩვენებელი იყო 180 ვტ. ამის შემდეგ ძრავა ძალიან ცხელი იყო დიდხანს შეხებით. ალბათ დაახლოებით 60 გრადუსი. და 3D დაბეჭდილი პლასტმასის ზოგიერთი ჭანჭიკი მოიხსნა! მიმდებარე იატაკზე ასევე იყო წითელი რეზინის მტვრის თხელი ფილმი. ხახუნის წამყვანი სისტემები საზიზღარია!

ნაბიჯი 4: ინერციისა და გადაადგილების სიმულაცია

პროგრამული უზრუნველყოფა საკმაოდ მარტივია და აქ არის GitHub. საერთო ფუნქცია განისაზღვრება ამ ხაზით:

RPM = RPM + (a*Motor_Current - b*RPM - c*RPM*RPM - RPMIENT);

ეს თანდათანობით არეგულირებს მომდევნო RPM- ის განსაზღვრულ წერტილს (ანუ ჩვენს სიჩქარეს) განხორციელებული სიმულაციური ძალის საფუძველზე. ვინაიდან ის 25 ჯერ/წამში გადის, ის ეფექტურად აერთიანებს ძალას დროთა განმავლობაში. მთლიანი ძალა მოდელირებულია შემდეგნაირად:

ძალა = Pedal_Force - Laminar_Drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

მოძრავი წინააღმდეგობა არსებითად შედის გრადიენტის ტერმინში.

ნაბიჯი 5: რამდენიმე სხვა მოსაწყენი წერტილი

მე მომიწია VESC– ის PID– ის სიჩქარის კონტროლის პარამეტრების მორგება, რათა უკეთესი RPM მაჩვენებლები მეპოვნა. ეს საკმაოდ ადვილი იყო.

ნაბიჯი 6: რაც მე ვისწავლე

მე გავიგე, რომ ხახუნის ძრავის მექანიზმები იწოვს. ველოსიპედის მხოლოდ 20 წუთის შემდეგ ვხედავ საბურავების ხილვას და რეზინის მტვერს. ისინი ასევე არაეფექტურია. დანარჩენი სისტემა ოცნებად მუშაობს. მე ვთვლი, რომ ქამრით მოძრავ გენერატორს შეუძლია მიიღოს დამატებითი 10-20% ეფექტურობა, განსაკუთრებით მაღალი RPM– ით. უფრო მაღალი RPM– ები შეამცირებს ძრავის დენებს და გამოიმუშავებს უფრო მაღალ ძაბვებს, რაც მე ვფიქრობ, რომ გააუმჯობესებს ეფექტურობას ამ შემთხვევაში.

მე არ მაქვს საკმარისი ადგილი ჩემს სახლში, რომ შევქმნა ქამარი მართული სისტემის ატმოსფერო.