[Jak Arc Zoreon]

Bolo сказал:

Это блочная схема того, что собирается сделать Жак на своём велосипеде. Полностью автономное энергообеспечение, самодостаточное.

Почти угадал.

Но о бо всём по порядку...

Началось всё с покупки туристического вела с бортовой электросистемой (динамовтулка, передняя и заднияя фары). Идея расширить её возможности возможности появилась ещё до покупки.

Номинальная мощьность генератора 3 Вт. По стендовым испытаниям, напряжение он выдаёт в приделах от 0 до 17 В (это с нагрузкой). Возможно и больше, вручную раскрутить колесо больше 20 км/ч было сложно. Провод от динамки входит в переднюю фару. В ней вот такая плата:




По сути на здесь всего 5 элементов, диодный мост, чип-резистор, трехножечный переключатель (одна из ножек пустая), непосредственно сам светодиод и нечто под названием WK29 (что это я так и не понял, возможно конденсатор). Входящие контакты от генератора и выходящие на заднюю фару объединены в один разъем. По дорожкам выходит что ток на заднюю фару минует всю эту схему и идёт почти в чистом виде захватывая только переключатель. Мультиметр определяет ток на входе в заднюю фару как переменный. В задней фаре стоит собственная схема с большим конденсатором, от которого она светится во время остановки несколько минут.

Так как я использую телефон в качестве и нафигатора и основного устройства для фото и видео съемки (про остальные функции вообще молчу), нужно было добиться от сети заряжать именно его. То есть задача выдоить из системы 5В постоянного тока.



В первый раз я использовал линейный стабилизатор напряжения типа «КРЕНка» выглоядело это так:





Зацеплено было к плате фонаря, параллельно с цепью светодиода, на пустующую ножку выключателя так, чтобы работало только что-то одно. Когда свет выключен идёт зарядка когда свет включён, зарядка не отбирает у него энергию.
Но на деле, работать это всё не захотело. При стендовых испытаниях выяснилось что при холостом ходу на выходе действительно получалось 5В, при подключении телефона, напряжение проседало до 3 – 3,5В и зарядка не шла, зато КРЕНка при этом хорошо грелась. На сколько понял, причина была в слишком низком КПД преобразования, и не слишком большой мощности генератора.



Во второй раз я решил задействовать импульсный преобразователь с высоким КПД. Был использован вот такой модуль:


В основе микросхема LM2596.

Для этого уже потребовался отдельный корпус.




Прицеплено устройство было к передней фаре, но на этот раз уже минуя вообще всю её плату, прямо к входящим контактам.
Это устройство уже работало исправно. Стендовые испытания показали что напряжение при зарядке держится стабильно, в независимости от скорости вращения колеса (при слишком низкой оно просто выключается). Ток заряда при этом находится в приделах 300 -400 мА, в реальных покатушках вероятно можно получить и больше.




Устройство было испытано во время поездки из Ярославлья в Дубну.
Телефона работал в режиме музыка + GPS-трекер, в принципе заряд при этом увеличивался, но выявилась проблема. От постоянной тряски USB кабель постоянно выпадал из разъёма телефона, замечал я это обычно только при остановке, от этого телефон довольно длительные периоды не заряжался и к вечеру первого дня все равно разрядился до нуля (изначальный заряд был около 70%). На следующий день, продолжив движение и регулярно следив за кабелем удалось к полудню зарядить его до 60%. К вечеру он опять разрядился, но уже потому что последние 50 км пути я ехал с постоянно включённой на максимум подсветкой и энергии уже не хватало чтоб покрыть энергозатраты.



Сейчас в разработке находится сдедующая версия системы.
Тут новая фара, буферный АКБ и раширенный функционал. Кроме питания телефона, устройство должно питать ещё и рацию и возможно другие устройства работающие от 12-ти вольт.





По компонентам получается следующее:

Родная фара пришла в негодность (этой зимой из за обледенения отломился выключатель, патом ещё от неё потерялась линза) теперь её обязанности будет выполнять любезно предоставленный Беркутом клон фары Magicshine MJ-808E (светодиод Cree XM-L T6 до 10Вт 1000 люмен) с внешним аккумулятором. В качестве буферной АКБ, аккум от этой же фары.

Родная зарядка от него на 8,4В столько же должен будет выдавать первый преобразователь. Расчетный ток заряда от втулки (8,4В 3Вт) не более 350 мА, средний 250-300мА.
В устройстве по сути будет 3 цепи с разным напряжением:
1. Первичная 8,4В (понижающий преобразователь мощностью до 10Вт). От неё питается освещение и буферный АКБ. От неё же питаются вторичные цепи. В будущем возможно использование более мощного АКБ в качестве буфера
2. Вторичная 10-12В (Повышающий преобразователь мощностью до 100 Вт) выходы для зарядки раций и пр. приборов на 9-24В
3. Вторичная 5В(Понижающий преобразователь мощностью до 10Вт). Выходы USB для питания различных гаджетов


Энергоовооруженность фтулки примерно 12,5 Вт/ч на 100км пробега (Из расчёта 2,5 Вт на скорости 20 км/ч). Вопрос в том что сколько будет потреблять. И будет ли вообще хватать получаемой энергии на всё то что запланированно питать. На телефон в принципе хватает, даже остаётся немного, свет хоть и мощный но используется не часто, а вот как часто нужно заряжать рацию, я пока не знаю. Хотя, они вроде разряжаются медленней телефона.
В будущем планирую в качестве буфера использовать батарею из LiFePO4 элементов.


http://velomastera.r...v=501445&grid=5

Номинальное напряжение: 3.2V
Номинальная емкость: 15000mAh
Вес 494g с винтами
Номинальный ток разряда 25А (Один элемент может спокойно выдавать 80Вт)
Максимальный продолжительный ток разряда: 5C(75A)
Максимальный пиковый (10 секунд) ток разряда: 10C(150A)
Напряжение отключения: 2.0V
Нормальное напряжение заряда: 3.65V±0.05V
Рекомендуемый ток заряда - 2А,
Максимальный ток заряда - 10A
Внутреннее сопротивление 4-5 Ом

Дальше уже можно будет заменить динамовтулку на мотор-колесо с настройкой его на режим постоянной регулироемой по мощности рекуперации. Но это уже будет другая история.

[Bolo]

Батарейка в пол кило на на 15А. Это надо круто ехать, чтоб зарядить...

[vitalik_b]

Jak Arc Zoreon (20 февраля 2015 - 15:04) писал:

нечто под названием WK29 (что это я так и не понял, возможно конденсатор).

Скорее всего это стабилизатор тока для светодиода. Или просто диод.

[Максим]

Jak Arc Zoreon сказал:

WK29

Возможно это стабилитрон

[vit]

круто за месяц зарядится

[Neyasit]

Вот наш подход,не сметь творить безобразия
А если серьезно,то стоит,возможно,попробовать.У меня вела нету,но,может,кто из наших попробует.Да и их можно несколько поставить.

[Bolo]

Там шаговик, и с него всего 5 вольт получают. Крепёж громоздкий...

[Максим]

Bolo сказал:

и с него всего 5 вольт получаю

Я с 12в шаговика получил 110 Только вот я его так "разгонял" не на велосипеде а просто приделав к нему другой моторчик обычный на 12в 1200об/м
Только он сильно грелся но на воздухе будет нормально
Так что задумку с шаговиком считаю хорошей,только шаговик надо подбирать под требуемые требования
Кстати 110в было только с 1 фазы а в моём шаговике их было 6 По идее с 6 фаз вообще 660 вольт выйдет а после выпрямления так вообще за тысячи уйдёт

[Neyasit]

Ну это уже перебор Такое ни один стабилизатор не выдержит,там уже супрессоры надо ставить,что-бы не вывести стабилизатор из строя...Только на веле столько не будет.А вообще,если использовать импульсный преобразователь,то можно и небольшой ток и большое напряжение превратить в большой ток и небольшое напряжение.А для зарядки емких аккумов так и надо.
Вопрос в другом-на сколько его хватит,не полетит-ли через неделю...

[Neyasit]

Jak Arc Zoreon (20 февраля 2015 - 15:04) писал:

Энергоовооруженность фтулки примерно 12,5 Вт/ч на 100км пробега (Из расчёта 2,5 Вт на скорости 20 км/ч). Вопрос в том что сколько будет потреблять. И будет ли вообще хватать получаемой энергии на всё то что запланированно питать. На телефон в принципе хватает, даже остаётся немного, свет хоть и мощный но используется не часто, а вот как часто нужно заряжать рацию, я пока не знаю. Хотя, они вроде разряжаются медленней телефона.
В будущем планирую в качестве буфера использовать батарею из LiFePO4 элементов.
Номинальное напряжение: 3.2V
Номинальная емкость: 15000mAh
Вес 494g с винтами
Номинальный ток разряда 25А (Один элемент может спокойно выдавать 80Вт)
Максимальный продолжительный ток разряда: 5C(75A)
Максимальный пиковый (10 секунд) ток разряда: 10C(150A)
Напряжение отключения: 2.0V
Нормальное напряжение заряда: 3.65V±0.05V
Рекомендуемый ток заряда - 2А,
Максимальный ток заряда - 10A
Внутреннее сопротивление 4-5 Ом

Тот генератор,что есть,эту батарейку заряжать не сможет.Там нужно 7,2 Вт для одного такого,и это без учета потерь на преобразование и стабилизацию.То есть даже если ты поставишь еще одну втулку на переднее колесо,все равно мало...
Хотя сама батарея интересная,но увы...
Правда,есть обна хитрость,но с этой банкой она не сработает...Фокус в том,что-бы заряжать аккумы не всей батареей,а по банкам.Тогда нужно меньшее напряжение,а значит,и мощность меньше нужна.Одна банка зарядилась-началась зарядка другой.
Тот генератор потянет зарядку чего-то в 3,6 вольта и зарядным током 0,7А ,из этого с ним исходить надо.
А вообще,надо где-то 10Вт,тогда есть смысл что-то такое всерьез придумывать,тем более если батарея будет емкая.Хотя для полу килограммового чуда того с учетом фар и этого не хватит...

[Bolo]

Давеча (на праздники) на Янтарной Базе, кроме много чего прочего, провели драйв-тест полной системы зарядки цаппой. То есть реализовали эту схему в реальности, и посмотрели "Как оно":

Только вместо велогенератора была цаппа, а буферный аккумулятор - тот что обсуждали выше - синий китайский, который как бы на 9800, но на самом деле конечно меньше 2 раза.

Так вот всё оказалось не так просто как хотелось бы В общем, физику не обманешь...
В принципе всё работает - крутим цаппу, преобразователь стабилизирует, акум заряжается, и сам может заряжать рацию. Но есть несколько но, которые надо учитывать берясь реализовывать что-то подобное хоть с велогенератором, хоть с цаппой. Для заряда большой ёмкости акума нужна соответственно большая мощность. Энергия не берётся из воздуха. В итоге цаппу крутить довольно тяжело, и как видно на фото на выходе с преобразователя (акум разряжен полной зарядкой рации предварительно) не без труда достигали 11 вольт, вместо 13,8 которые надо. Понятно, по мере заряда вольтаж вырастает одновременно облегчая вращение, но попотеть приходится изрядно.

Наши акробатические трюки из спектакля "Как приспособить цаппу половчее" засняты на видео, так что как-нибудь выложу. Было весело. По примерным оценкам, для того, что бы забить такой акум до вменяемого заряда такая акробатика должна была продолжаться часов 6-10.
Из этого можно сделать вывод, что чем больше ёмкость буфера, тем больше нужно усилий для его заряда, соотв. скажем в веловарианте со втулкой обеспечить нужный ток заряда будет не так уж просто.

[Neyasit]

Все так.Но если заряжать его банки отдельно,то и мощность нужна намного меньше.
Правда,время на заряд это выиграть не поможет,но поможет немного сэкономить силы.
А вообще,с помощью генератора автомобильного заряжали автомобильный аккум,так вот-его разделяли на 2 части,иначе вообще не реально заряжать.А вот по половинкам удалось.

[Bolo]

Neyasit сказал:

Но если заряжать его банки отдельно,то и мощность нужна намного меньше.

Да, но тогда пока не зарядишь все, нужное напряжение даже близко не получишь. И к тому же нужно устройство контроля и переключения заряжающих групп. Тут опять - нужно бы увидеть как это всё в реальности будет работать. А эта схема хоть и с трудностями уже есть и работает (я про цаппу). Про велозарядник Жака нам ещё предстоит узнать.

[Neyasit]

Ну,в основном это ему подсказка.Переключатель да,нужен.Но законы природы нерушимы,и чем больше ток-тем больше сопротивление генератора на вращение.Или ставить что-то мощное и потеть,пытаясь им заряжать,или разделять и заряжать по кускам.У второго варианта есть большой плюс-более равномерное распределение нагрузки на того,кто крутит педали.Именно в этом ценность.А с цаппой это может и не имеет смысла.Цаппе можно просто педали приделать и крутить ногами-они сильнее рук.Хотя,обороты будут меньше.

[Bolo]

Насчёт приделать к цаппе педали (и велоредуктор соответственно) - мысль есть, но с исполнением пока загвоздка.
А вот подоспело видео про цаппу.

[vit]

вы все хотите обмануть физику ? ну ну
а вообще если к цапфе приделать двигатель то даже будет ничего ,но в режиме ЧС (да же просто отсутствие света) она самое то -если кто то будет ее крутить конечно

[Neyasit]

vit (24 февраля 2015 - 05:52) писал:

вы все хотите обмануть физику ? ну ну
а вообще если к цапфе приделать двигатель то даже будет ничего ,но в режиме ЧС (да же просто отсутствие света) она самое то -если кто то будет ее крутить конечно

Природу не обманешь.Но найти рациональный вариант вполне возможно.
Самое то в режиме ЧС быть от него подальше А если не как,то тогда не только цаппа пойдет

[Bolo]

Накидал реальную схемку зарядки рации от цаппы через буфер

[Neyasit]

Bolo (24 февраля 2015 - 23:54) писал:

Накидал реальную схемку зарядки рации от цаппы через буфер

Теперь нас в шаманстве может перестанут подозревать

[Neyasit]

В качестве заднего фонаря вела могут неплохо подойти светодиодные "мерцалки" из китайских зажигалок.Там частенько разные цвета светодиодов,да и яркость нередко достаточная.К тому-же,они экономичны,да и дешевые,идут бонусом к зажигалке многоразовой Корпус только сделать,и порядок