Як зробити саморобний генератор велосипед. Електрогенератор з велосипеда своїми руками, схеми, фото, опис. Перевірка роботи генератора

Я зовсім недавно купив велосипед для їзди на роботу, та й взагалі, щоб кататися та отримувати задоволення від велосипедних прогулянок. Для безпеки я вмикаю передні та задні ліхтарі, щоб учасники дорожнього руху мене краще помічали. Мої світлодіодні ліхтарі працюю від двох пальчикових батарей «АА». І заряду вистачає лише на 4 години їзди. Власне, це і наштовхнуло мене задуматися про придбання велосипедного генератора, який міг би живити всі ліхтарі.
Я нічого не знайшов у магазинах. Всі ліхтарі пропонують живлення від батарейок. Тоді я вирішив зробити генератор для велосипеда сам, з того що під руку попадеться так би мовити.

І тут я згадав, що якось робив генератор із крокового двигуна. Вирішив повторити задум. Але де взяти кроковий двигун? Вони є майже у всій оргтехніці. Я поліз у кладовку і знайшов там старий принтер. Природно в ньому стояла пара крокових двигунів. Я взяв одні, мені більше не треба.

Що потрібно ще для генератора?

Вам знадобиться кілька речей, якщо ви бажаєте побудувати генератор для велосипеда. Ось що вони:

• - Кроковий двигун від принтера чи іншої техніки.
• - 8 штук діодів, будь-яких, на струм 0,5 -
• - Регулятор напруги LM317 –
• - Радіатор для LM317 -
• - Макетна плата -
• - Перемикач –
• - Корпус для регулятора -
• - Провід.
• - Кріплення від крила.
• - Коліщатко від машинки.

Схема регулятора з випрямлячем

Нам доведеться зібрати регулятор напруги, щоб він не тільки випрямляв струм від крокового двигуна, але і регулював напругу на виході, тим самим захищаючи світлодіоди від стрибків напруги при їзді. Схема регулятора проста. Випрямний міст на діодах та регулятор напруги на мікросхемі LM317.

Я зібрав усе на макетній платі з отворами. Просто вставив деталі, загнув контакти у напрямку паяння і все спаяв. Припаяв дроти і ось мій регулятор-випрямляч готовий.

Тумблером можна вимикати генератор.

Складання генератора

Збираємо кріплення крокового двигуна до колеса. Принцип простий: колесо крутить кроковий двигун, двигун виробляє електрику.
Я довго думав, як реалізувати кріплення і простіше, і надійніше. Ось що вигадав:
Я взяв кріплення від крила (пиляка, бризковика). До нього прикрутив гвинтами алюмінієвий куточок, трохи його підрізавши. А вже до куточка прикріпив кроковий двигун. Все – конструкція перевірена, працює нормально. Звичайно, бажано щоб вона підпружила двигун до колеса, але в принципі, і так цілком нормально.
Ах да. На кроковий двигун одягається коліщатко від машинки з гумовою покришкою. На вал двигуна намотана ізолятора, щоб колесо щільно натягувалося на вал. Нічого краще на думку не спало.

Кріплення регулятора

Я також довго думав де розмістити корпус регулятора, куди його прикріпити, адже він повинен знаходитися поблизу крокового двигуна, інакше доведеться тягнути 4 дроти від крокового двигуна.
Нарешті я вигадав і вирішив закріпити регулятор на стійках на тій же планці, де кріпиться кроковий двигун.
Вирізав із тонкого алюмінієвого листя прямокутник, і пригорнув довгими болтами через стійки довжиною 1 см. Ну а до прямокутника прикріпив регулятор.

Перевірка роботи генератора

Кроковий двигун що я взяв був на 24 вольтах. І за нормальної швидкості велосипеда видавав понад 30 вольт. Регулятор на виході видавав 3,1 вольт. Що цілком нормально. Якщо вас не влаштує ця напруга, відрегулюйте її резисторами 150 та 220 Ом. Взагалі можна запаяти змінний резистор і налаштовувати напругу, як завгодно.

Провід від регулятора я підвів до переднього ліхтаря. Підключив паралельно до елементів живлення. У результаті, коли велосипед стоїть ліхтар світить від батарейок. А коли велосипед їде – ліхтар світить від генератора, а елементи трохи заряджаються. В ідеалі звичайно потрібно використовувати акумулятори, але пальчикові акумулятори напругою 1,2 вольта, ліхтар горітиме тьмяно. А принцип батареї можна взагалі викинути, і фара горітиме тільки в русі. Загалом хто як хоче.

Існує спеціальний пристрій, який може виробляти енергію живлення. Таким апаратом є велогенератор. Отримувана електроенергія абсолютно безкоштовна. Процес вироблення відбувається шляхом прокручування педалей. За різновидами генераторів велосипедного походження існує 4 типи:

• Пляшковий.
• Втулковий.
• Безконтактний.
• Каретковий.

Досить тісно і практично нерозривно пов'язано прискореність педалювання з видачею сили струму, а також напруги. Дане відтворення притаманне всім різновидів генераторів. Видається струм велосипедним генератором лише змінний. Щоб був постійний струм, необхідно встановити випрямний міст. Він складається із спеціалізованих ламп діодного походження. Або ж можна встановити випрямляч із двох напівперіодів. Купити генератор на велосипед можна у спеціальних магазинах, а також на авторинках.

Генератор пляшковий для велосипеда

Цей тип генератора називають шинним. За типом він є генератором другорядного значення. Складається пляшковий велосипедний генератор з корпусу, який повністю ізольований. Зовні на ньому є спеціальний ролик, призначений для обертання. Він міцно прикріплений до корпусу, тобто на вилку. Також начинка даного генератора складається із звичайної мідної обмотки та магніту. Рух поля магнітного походження виникає внаслідок контакту ролика з шиною велосипеда. Виходячи з цього йде передача енергії від колеса до механіки.

Чим швидше обертається колесо, тим швидше прокручується валик на генераторі. Досягається максимальна полярність у самому генераторі, відтворюється напруга.

Позитивною стороною цього виду генератора є:

• Невелика ціна щодо інших видів.
• Легкість у встановленні на велосипед.
• Апарат можна легко відключити або включити, шляхом відсунення від велосипеда.

Що стосується недоліків, то вони не такі вже й вагомі:

• Покришка з часом починає зношуватися.
• Займає час встановлення рівня нахилу.
• Поява звуку через тертя про шину, особливо при високих швидкостях.
• Незначний перекіс колеса через вагу генератора, що коливається від 200-250 грам. Це з його кріплення однією сторону.
• Якщо дощова погода, генератор не працює на повну потужність. Тертя по колесу неповноцінне через ковзання.

Але з огляду на ці недоліки та переваги, то в цілому, даний вид генератора цілком ефективний.

Генератор безконтактний для велосипеда

Проводиться видача електроенергії шляхом працездатності пляшкового генератора. Каретковий також видає струм. Інакше даний вид велогенератора називають динамо-втулкою. Назва походить через те, що жодного дотику генератора до колеса не спостерігається. Струм з'являється в результаті тісного контакту обода до генератора. Через що формується намагнічене поле обідка колеса.

Діод освітлення безпосередньо встановлений на апарат. Напруга йде безпосередньо, без будь-яких додаткових пристроїв стабілізації. Позитивними сторонами даного апарату є:

• Відсутність факторів тертя об колесо.
• Компактність та невелика вага, до 70 грам.
• Кабелів з'єднання немає.

Фара, яка знаходиться попереду, встановлюється на вилку. Задня фара – ззаду. Виходячи з цього, ці ліхтарики самі по собі самостійні. Вони горять не за рахунок акумуляторів, а за рахунок прокручування колеса на полі магнетизму. Якість видачі освітлення на достатньому рівні. При уповільненому русі на велосипеді лампочки, за ідеєю, повинні гаснути, але це не так. Це не відбувається через те, що встановлений спеціальний конденсатор. По суті, його можна назвати акумулятором, який набирає енергію при їзді на велосипеді.

Висновок

Використання генератора для велосипеда є вигідним. По-перше, абсолютно безкоштовне виробництво електроенергії. По-друге, зручне та комфортне освітлення дороги у темний час доби. Велогенератор 12 вольт постійний струм є зручним у використанні та в легкості установки. Також його практично швидко можна зібрати. Під час транспортування не займає багато місця. Генератор для велосипеда не приносить жодної шкоди.

При використанні звичайних динамаків для велосипеда завжди виникає питання їх довговічності. Адже в такому пристрої обертається ротор, внаслідок чого у підшипниках (або втулках) виникає тертя, яке згодом руйнує генератор. Також зайва сила тертя призводить до втрати енергії, тобто велосипед котитися вже не так далеко і потрібно прикладати більше зусиль, щоб його розігнати.

Виходом із цієї ситуації може стати використання безконтактного генератора. У такому пристрої немає деталей, що обертаються, і воно може працювати практично вічно. Як правило, роль ротора виконує саме колесо велосипеда, а статор кріпиться до рами або вилці. Вартість таких генераторів досить велика, тому є сенс спробувати його створити самому.

Нижче буде розглянуто найпростіший спосіб створення безконтактного генератора для велосипеда. Але це лише модель, принцип, який можна брати для створення подібних саморобок.

Матеріали та інструменти для саморобки:
- потужний магніт (автор використовує неодимовий від жорсткого диска);
- Три котушки (можна зробити самому);
- задній ліхтар трьома світлодіодами;
- конденсатор на 4700 нФ;
- передня фара (з п'ятьма білими світлодіодами);
- подвійний перемикач від комп'ютерного блоку живлення;
- два гвинти з гайками та шайбами ​​(для кріплення магніту до колеса);
- викрутки та гайкові ключі, паяльник, ізолента;
- дроти, перемикачі та інші дрібниці.

Процес виготовлення генератора:

Крок перший. Установка елементів генератора на велосипед
Все працює за дуже простою схемою. До колеса велосипеда за допомогою двох гвинтів та гайок кріпиться потужний неодимовий магніт від жорсткого диска комп'ютера (Автор використовує три магніти, це дозволяє прибрати вібрації. Можна використовувати і більше). Навпроти нього до вилки велосипеда на мінімальній відстані розміщується котушка, при проходженні біля неї магніту в ній виникає струм. У автора котушки три, одна потрібна для роботи заднього ліхтаря, а дві для роботи переднього. Так як струм виходить імпульсним, то при їзді ліхтарі блиматимуть. Чим ближче магніт проходитиме біля котушки, тим більше вона зможе виробити енергії.

Котушки можна намотати як самому, так і знайти вже готовий, для цього підійдуть старі реле. В ідеалі опір котушки має становити 100-200 Ом, автор використовує дві котушки по 600 Ом і запевняє, що все працює відмінно. Чим вище буде опір котушки, тим більше вона вироблятиме енергії, але при цьому знижується ККД через втрати в котушці. Бажано придумати для котушок якийсь корпус, або інакше захистити їх від попадання води та бруду.
Якщо все зроблено правильно, то при обертанні колеса котушки вже будуть виробляти імпульсну напругу.

Крок другий. Підключаємо задній ліхтар
Передній та задній ліхтарі у системі абсолютно незалежні. Задній ліхтар живиться лише від однієї котушки. Для того, щоб трохи стабілізувати напругу, у схемі передбачено конденсатор на 4700 нФ. Початкова напруга тут становить 2.2 Вольта. Як саме генерується напруга котушками можна подивитися на осцилографі.
При повному обороті колеса має бути три імпульси, тому що в системі встановлено три магніти.

Щоб підключити ліхтар, його потрібно розібрати. З нього потрібно витягти батарейки, оскільки вони тут більше не знадобляться. Замість батарейок у ліхтар потрібно встановити конденсатор. Після того, як ліхтар буде зібраний, його можна встановити на велосипед і потім за допомогою двожильного дроту підключити до однієї з котушок. При обертанні колеса задній ліхтар повинен блимати.

Крок третій. Підключення переднього ліхтаря
Передня фара живиться від двох котушок, автор встановив п'ять світлодіодів білого кольору. Схема влаштована таким чином, що при їзді передня фара також блиматиме. Тут не використовується конденсатор, але його можна встановити паралельно зі світлодіодом "3", тому що на нього ніколи не подається негативна напруга. Таким чином, при їзді один світлодіод постійно горітиме, а три мерехтять. Котушки не виробляють енергію одночасно, якщо їх підключити послідовно, то одна котушка поглинатиме частину енергії іншої, у цій схемі все працює інакше.

А далі все підключається так, як і у разі підключення заднього ліхтаря. Після складання можна спробувати протестувати систему. Важливо розуміти, що чим швидше рухатиметься велосипед, тим більше генератор вироблятиме енергії, а це може призвести до перегорання світлодіодів. Тож на майбутнє важливо придумати схему, яка обмежуватиме подачу струму на світлодіоди.

Нарешті з'явилася можливість показати вам відео на тему, яка цікавить дуже багатьох користувачів інтернету. У цьому відеоуроці покажемо, як зробити досить потужний електричний генератор з велосипеда, який вироблятиме струм напругою 12 і 220 вольт. Завдяки цьому пристрою за 1-1,5 години зарядити акумулятор і через інвертор запитати від нього на кілька годин телевізор або інші електроприлади. Як бонус такий генератор стає добрим велотренажером, на якому “їхати” приємно, усвідомлюючи користь, яку він приносить. Використовувати велогенератор можна на дачі, вдома при частому вимкненні світла, а в поході він стане чудовою підмогою для створення майже міського комфорту, якщо зробити всі деталі конструкції складними та мобільними.

Технічні характеристики велогенератора.При повільній "їзді" обертанням педалей виробляється електричний струм 5 Ампер, напругою 220 Вольт. Прискорення обертання видає понад 10 ампер; у цьому режимі автор цього пристрою згорів запобіжник.

Для роботи знадобиться:
- Колекторний мотор на 12 вольт;
- Насадка на вісь мотора - патрон від дриля;
- Безперебійник або інвертор з 12 на 220;
- Діод на 10 ампер: Д214, Д242, Д215, Д232, КД203 і т.д.;
– дроти;
- Велосипед;
– акумулятор на 12 вольт (що вище потужність, тим довше вистачить його заряду).

Складання.
Спочатку встановлюємо велосипед таким чином, щоб заднє колесо було підвішене над землею та вільно оберталося. Для закріплення велосипеда у потрібному положенні автор відеоуроку використовував підручні матеріали та з дощок зробив підставку. На вісь двигуна він закріпив патрон від дриля і встановив двигун так, щоб за допомогою пружини він надійно притискався до заднього колеса. З'єднання виявилося надійним, без ковзань.

У даній конструкції двигун виконує функції генератора, тому можна використовувати будь-який колекторний мотор на 12 вольт. Чим більше потужність двигуна, тим більше енергії він виробить. У пристрої, який виконав автор, використовується вентилятор від автомобіля ВАЗ. Його номінальна потужність – 120 Вт.

Для того, щоб з'ясувати, скільки за потужністю здатний цей мотор виробити електроенергії в режимі генератора, приєднуємо до нього лампочку на 90 ват і бачимо, що продуктивність генератора настільки висока, що лампочка при посиленні обертів двигуна може перегоріти.

Для накопичення електроенергії доцільно використати акумулятор. Добре підійде для цього автомобільний акумулятор. Щоб двигун не став обертатися від акумулятора, потрібно зібрати схему з діодом, який перекриватиме струм у потрібному напрямку і запобігатиме непотрібній розрядці. Анодом діода до плюс двигуна, катодом до плюс акумулятора.

Тепер можна заряджати 12-вольтовий акумулятор, напругу з якого можна знімати для апаратури з відповідною напругою. Але щоб на виході генератора напруга було 220 вольт, допоможе безперебійник від комп'ютера.

У конструкції безперебійника є невеликий 12-вольтовий акумулятор низької потужності. При відключенні струму в мережі перетворювач, який закладений у схему ДБЖ підвищує 12 вольт до 220, даючи можливість комп'ютеру деякий час працювати від нього. Для того, щоб забезпечити роботу на тривалий час, можна прибрати зі схеми малопотужний акумулятор і підключити замість нього потужний автомобільний акумулятор, як було написано вище.

Тепер простим обертанням педалей можна отримати 220 вольт, практично ті ж самі, які у звичайній мережі. Такий генератор здатний запитати багато електроприладів у будинку. Є одне але. Якщо підключати до безперебійника навантаження понад 500 ват, він починає грітися і швидко розряджається акумулятор. Тому необхідно порівнювати потужність велосипедного генератора та вбудованого в нього акумулятора та передбачуване навантаження. Замість безперебійника можна використовувати автомобільний інвертор із 12 вольт на 220 вольт.

При зарядці акумулятора обертанням педалей напруга на ньому підвищуватиметься. Коли воно досягне 14,4 Вольт, акумулятор зарядиться. Далі продовжувати зарядку не можна, тому що при перезарядженні почне википати електроліт.

На відміну від бензинового генератора електрогенератор на основі велосипеда не вимагає ресурсів, які можуть бути в дефіциті.

Велогенератор для заряджання телефону та підтримки роботи фар – це портативний пристрій, що дозволяє виробляти енергію шляхом обертання педалей.

Електрогенератор, що встановлюється на велосипед, - це зручний портативний пристрій, який дозволяє самостійно виробляти електричний струм для підтримки роботи фар або інших електроприладів. Наприклад, за його допомогою вдасться безкоштовно заряджати телефон або GPS-навігатор.

Принцип роботи полягає у генерації змінного струму, який перетворюється на постійний за рахунок діодного мосту. Факти про велогенератори:

• в залежності від навичок та швидкості їзди велосипедист виробляє 0,15-0,25 КВт на годину;
• рекордний показник, досягнутий за 24 години, становив 12 кВт;
• що частота обертання педалей, то більше вписувалося генерується електроенергії. Подібна закономірність характерна як для покупних, так і для саморобних генераторів електрики на велосипед;
• педальні генератори бувають стаціонарними: пристрій вдасться виготовити самостійно, використовуючи старий і непотрібний велосипед.

У промислових масштабах використання педальних генераторів втрачає сенс, тому що на вироблення 1 кВт енергії йде близько 10 годин, але для особистого використання такий прилад - хороший вибір. Адже головні переваги: ​​можливість безкоштовно добувати струм і вдень, і вночі, дешевизна обладнання та простота обслуговування. Ще більше знизити вартість вийде, якщо зробити велогенератор власноруч.

Стаціонарний педальний генератор також є альтернативою або батареям, які не завжди виходить використовувати через кліматичні умови. Пристрій ніяк не залежить від сонця, вітру та легко розміщується в будинку чи квартирі.

Види конструкцій для велосипедистів

Виділяють такі типи велогенераторів:

• пляшкова динамо-машина;
• динамо-втулка;
• генератор безконтактний.

Кожна з конструкцій має ряд переваг і недоліків, тому велосипедисту слід заздалегідь визначити пріоритети: чи відіграє вирішальну роль вартість, зручність обслуговування, рівень шуму, що відтворюється, або інші характеристики.

Пляшкова динамо-машина

Пристосування формою нагадує пляшку. По суті це невеликий електричний генератор, який кріпиться на бічну стінку велосипедної шини. Принцип роботи: коли велосипедист рухається, шина прокручує ролик динамо-генератора.

У таблиці розглянуто переваги та недоліки такого типу конструкцій:

Плюси	Мінуси
Якщо вимкнути пляшковий генератор для велосипеда або пристрої, що заряджаються, фари, то прилад не буде створювати додатковий опір під час їзди.	Пристрій погано переносить вологу погоду і починає виробляти менше енергії.
Пристосування встановлюється на будь-яку шину.	Створення шуму під час їзди.
У середньому пляшкові прилади дешевші, ніж конструкції інших типів, але є й винятки.	У включеному режимі пляшкові динамо-машини сильніше ускладнюють пересування велосипедиста, ніж динамо-втулки та безконтактні велогенератори.
	Динамо-машину складно правильно встановити нефахівцю: важливу роль відіграє, під яким кутом, на якій висоті йде зіткнення з боковою стінкою шини.
	Пристрій необхідно переміщати та вмикати вручну. Автоматичний режим не передбачено.

Важливо: якщо велогенератор такого типу неправильно відрегульований, під час поїздки він може зачепитися за спиці. Але в деяких моделях передбачені додаткові петлі для запобігання подібним ситуаціям.

Велосипедист слід знати: падіння на землю здатне істотно пошкодити велогенератор. Перед кожною поїздкою рекомендується перевіряти, чи не ослаблені кріпильні гвинти.

Динамо-втулки – це підвид динамо-машин, які розміщуються не на покришці, а у маточині велосипедного колеса. Генератор створила англійська виробнича компанія Sturmey-Archer, потім подібні пристрої стали випускати виробники Shimano і Schmidt.

В основі роботи лежить багатополюсний магніт, який розташовується в маточині велошини і обертається навколо нерухомої котушки, закріпленої на осі. Потужність для різних моделей відрізняється від 1,8 до 3 Вт.

Перед покупкою краще ознайомитися з головними перевагами та недоліками динамо-втулок:

У комплекті з багатьма туристичними велосипедами йдуть саме динамівки. Такий велогенератор своїми руками в домашніх умовах змайструвати можна.

У безконтактному типі електрогенератора велосипедна шина виступає ротором: на ній фіксується спеціальний обід із закріпленими 28 магнітами з різними полюсами, що чергуються. Статор у цій системі – індукційна котушка, що виробляє струм. Фари вже вбудовані в електрогенератор, тому електрика надходить безпосередньо.

Плюси та мінуси пристосування детально представлені в таблиці:

Загалом велосипедисти відзначають, що яскравість свічення фар на безконтактних моделях приблизно така сама, як у звичайних акумуляторних ламп. Той, хто хоче заощадити, може зібрати безконтактний генератор для велосипеда своїми руками.

Портативні електрогенератори - це девайс, який стане в нагоді кожному велосипедисту. Краще зупинити свій вибір на безконтактних приладах чи динамо-втулках, але за обмеженого бюджету вдасться знайти цікаві та не дуже галасливі пляшкові моделі. ТОП-виробників, на яких варто звернути увагу: Shimano, CadenceX, Sturmey-Archer, Schmidt.