Un generatore per bicicletta è un dispositivo che consente di generare elettricità ruotando i pedali e trasferirla agli impianti di illuminazione della bicicletta o ad apparecchi elettrici di terze parti. In base alla progettazione, i generatori di biciclette sono suddivisi in diversi tipi: boccola, bottiglia, carrello e senza contatto.

L'uscita di corrente e tensione è indissolubilmente legata alla frequenza di pedalata, ovvero alla velocità del movimento. Lo schema è valido per tutti i tipi di generatori. Il generatore della bicicletta produce corrente alternata, che viene stabilizzata in corrente continua tramite un raddrizzatore a ponte. Il suo ruolo può essere svolto da lampade a diodi saldati o dispositivi speciali, ad esempio un raddrizzatore a onda intera.

Dinamo da mozzo come motore elettrico

Una dinamo da mozzo, o generatore di boccole, è normale con un meccanismo magnetico incorporato. Durante la rotazione si formano correnti parassite; all'uscita dalla boccola l'energia meccanica viene convertita in una corrente di determinata forza, tensione e potenza. Sulle dinamo per biciclette, la tensione raggiunge i 6 V e la potenza è di 1,8-2 W.

L'invenzione è stata brevettata dalla società inglese Sturmey Archer. Al giorno d'oggi, la produzione è attivamente supportata da altre aziende manifatturiere: Shimano e Schmidt.

Caratteristiche del design della boccola del generatore:

• armatura fissa (avvolgimento) sull'asse;
• un anello magnetico fisso e rotante insieme alla boccola;
• terminali e doppi fili;
• massa elevata.

Dinamico Shimano AlfineDH-S701

La fonte di energia elettrica passante non utilizza il telaio della bicicletta come massa e, insieme alle lampade, è isolata da esso. In un raddrizzatore a onda intera, il circuito CA (uscita) e il circuito CC (al faro) sono completamente separati l'uno dall'altro.

Le dinamo al mozzo sono pesanti, anche se i magneti in terre rare più leggeri e un guscio in alluminio hanno permesso di ridurne leggermente il peso. Durante il funzionamento il dispositivo presenta una bassa resistenza allo svolgimento e all'aumentare della velocità angolare aumenta la frequenza della corrente. Questo effetto attenua il guadagno di tensione e consente al generatore di funzionare su ampi intervalli di velocità.

I fari di cui è dotato il generatore a boccole hanno uno stabilizzatore di corrente integrato. Quando si collega un altro faro, nel circuito viene installato un raddrizzatore separato per non bruciare l'apparecchio elettrico. La luminosità del faro dipende dai suoi requisiti per la fonte di energia e, di fatto, dalla tensione di uscita della boccola. Maggiore è la discrepanza verso il basso (il faro è più potente), più debole sarà la luce. Nella situazione opposta, la sorgente luminosa non funzionerà.

Generatore di bici da bottiglia: caratteristiche, pro e contro

Facciamo conoscenza con un'altra fonte di energia: una bottiglia o un convertitore "autobus".

Un generatore elettrico a bottiglia è un alloggiamento chiuso con un rullo di gomma rotante all'esterno, fissato alla forcella anteriore. L'alloggiamento contiene il dispositivo di conversione diretta: avvolgimento e magneti. Il movimento del campo magnetico si ottiene impegnando il rullo con il pneumatico e trasferendo direttamente l'energia meccanica dalla ruota ad esso. Maggiore è la velocità, più forte è la polarità all'interno del generatore e maggiore è la tensione in uscita.

"Bottiglia" ha paura delle cadute in bicicletta

Vantaggi delle "bottiglie":

• la possibilità di disabilitarlo in quanto non necessario: basta spostare il rullo di lato;
• facile da installare su qualsiasi tipo di bici;
• economico rispetto ai generatori a maniche.

I punti deboli includono:

• squilibrio di peso: peso circa 250 g, la “bottiglia” è attaccata su un lato;
• bassa efficienza in caso di pioggia: il rullo scivola sul pneumatico;
• rumore, attrito elevato alle velocità;
• usura del fianco del pneumatico;
• La regolazione dell'inclinazione e della posizione richiede molto tempo.

Separatamente, vale la pena menzionare il generatore di biciclette da carrozza. Il suo corpo è fissato nella zona della pedaliera - il carrello, sotto i supporti inferiori. La rotazione del dispositivo magnetico è regolata da un rullo ingranato con la ruota posteriore della bicicletta. Il rullo è fissato al pneumatico tramite una molla di bloccaggio.

Generatore di biciclette senza contatto

I generatori di bottiglie e carrelli producono elettricità quando entrano in contatto con la ruota in movimento. La dinamo nel mozzo è un elemento integrato della ruota. Il generatore contactless non tocca in alcun modo la ruota e non crea forze di attrito o resistenza alla rotazione. Le correnti parassite si formano a causa della stretta vicinanza del piano di rotazione del bordo magnetizzato e di un potente magnete.

I fari sono integrati direttamente nel dispositivo, l'elettricità viene trasmessa direttamente attraverso il ponte raddrizzatore. I vantaggi innegabili di questo generatore includono:

• nessun cavo;
• non c'è forza di attrito o resistenza da parte del dispositivo;
• peso leggero della struttura – non più di 60 g.

Le fonti di energia senza contatto possono essere utilizzate in sicurezza sulle bici da strada per lunghi viaggi

I dispositivi sono fissati in coppia: sulla forcella - il faro, sulla piuma - il riflettore posteriore. Si tratta infatti di torce indipendenti, solo che non funzionano a batterie, ma attraverso la rotazione delle ruote in un campo magnetico. La luminosità delle lampade è pari o superiore a quella dei dispositivi di illuminazione alimentati a batteria.

Man mano che la ruota rallenta, l'intensità delle correnti parassite diminuisce, le luci dovrebbero abbassarsi e quando la ruota si ferma dovrebbero spegnersi completamente. Per garantire una luce uniforme e la possibilità di utilizzare la luce anche da parcheggiata, il progetto prevede un condensatore (“batteria” per generare elettricità), che si riempie quando la bici si muove.

Come realizzare un generatore con le tue mani

Ora proviamo a realizzare da soli un generatore per una bicicletta. Utilizzeremo un motore passo-passo come base. Per alimentare i dispositivi di illuminazione sarà necessario un motore con le seguenti caratteristiche:

• corrente nominale – 2,4 A;
• resistenza – 1,2 Ohm;
• la tensione di uscita è 2,88 V.

La dinamo deve essere installata vicino al mozzo della ruota posteriore. Per trasferire la rotazione dalla ruota al volano (ruota gommata) del motore è necessario un anello di trasferimento. Per crearlo avrai bisogno di nastro di plastica flessibile. Produzione:

1. Attorciglia i nastri in un anello, saldando le estremità.
2. Tagliare le fessure di montaggio sul lato per ciascun raggio della ruota. La profondità delle fessure è ¼ dello spessore dell'anello.
3. Posiziona l'anello sui ferri da maglia, riempi le fessure all'interno di ciascun ferro da maglia con colla sigillante.

Quando l'anello è pronto, il motore passo-passo viene avvitato sulle sedi libere delle piume e il volano viene installato sulla parte superiore dell'anello. Se non c'è spazio libero per il motore, sarà necessario saldare un'ulteriore piastra forata sul telaio.

Schema generale della creazione di un generatore con le proprie mani: generatore – assemblaggio del circuito elettrico (ponti, resistori, condensatori) – collegamento – installazione dei fari.

Per assemblare la centralina elettrica per i fari avrete bisogno di:

• LED 1N4004 – 8 pz (convertitore a ponte);
• stabilizzatore LM317T;
• condensatore ceramico con una capacità di 1 μF;
• resistenze da 240 Ohm e 820 Ohm per lo stabilizzatore;
• un diodo da 1 W e una resistenza da 110 Ohm (0,25 W);
• fili;
• una scatola di plastica dove verrà collocato tutto.

Montiamo i componenti tenendo conto del seguente schema:

Un'altra versione di questo schema:

Circuito elettrico fai da te

Sequenza di montaggio:

1. Saldare i diodi 1N4004 in ponti paralleli.
2. Saldare un condensatore tra le estremità "positiva" e "negativa" del circuito.
3. Installare resistori e stabilizzatore di tensione.
4. Saldare il LED (1W) e la resistenza al circuito del faro.
5. Collegare il faro ai condensatori tramite i fili, quindi il circuito elettrico al generatore sulla ruota posteriore.
6. Per spegnere la lampada anche mentre si va in bicicletta, installare un interruttore nello spazio tra i condensatori che chiuderà e aprirà il circuito.

Generatore elettrico fatto in casa per la ruota posteriore di una bicicletta

L'alloggiamento con il circuito elettrico è fissato al telaio della bicicletta, i cavi sono fissati con fascette.

Nell'ultima fase viene controllato il funzionamento del sistema: la ruota deve muoversi liberamente lungo la ruota e muoversi in sincronia con essa. Con un circuito elettrico di condensatori, resistori e ponti raddrizzatori correttamente assemblato, il faro si accenderà. È vero, a bassa velocità delle ruote la sua luce tremolerà.

Conclusione

Un generatore elettrico ti consentirà di trarre ulteriori benefici dalla pedalata, ricevendo energia assolutamente "gratuita" per illuminare il tuo veicolo a due ruote durante la guida su un'autostrada buia o su un terreno accidentato. Piccolo e utile, questo dispositivo non richiede praticamente alcuna manutenzione e può essere facilmente assemblato da soli.

Tutti conoscono la situazione: stai aspettando una chiamata importante e poi sei sfortunato, la batteria del telefono è scarica e sei per strada. Oggi naturalmente sul mercato si possono trovare caricabatterie alternativi, in particolare quelli basati su batterie solari. Ma di norma, le batterie solari hanno una bassa efficienza (non più del 15-17%) e non hanno il tempo di caricare un telefono cellulare, e talvolta il processo di ricarica richiede fino a 6 ore.

Ovviamente puoi utilizzare caricabatterie da una batteria AA, ma di norma tali dispositivi sono destinati solo alla ricarica e la batteria si scarica rapidamente.

Di conseguenza, si è deciso di assemblare un caricabatterie compatto con un generatore CC incorporato. È noto che per caricare dispositivi autonomi a basso consumo (cellulari, ricevitori, lettori, ecc.) è necessario avere una tensione di esercizio di almeno 4,5-4,8 volt, quindi è necessario utilizzare batterie adeguate, ma occupano un molto spazio, quindi si è deciso di utilizzare un convertitore di tensione CC-CC 1,5-6 volt. Il convertitore è stato utilizzato già pronto, da un caricabatterie su una batteria (acquistato per 130 rubli). Il convertitore è abbastanza compatto e ha un'elevata efficienza al di sotto dei parametri del convertitore.

Voltaggio in ingresso – 1,2-1,7 volt
Consumo corrente: fino a 2 ampere
Tensione di uscita: 5,5 volt
Corrente di uscita: fino a 500 mA
L'induttore è comodo da avvolgere su un anello da una lampada a risparmio energetico, contiene 9 spire di filo da 0,3 mm;

L'essenza del funzionamento del dispositivo è abbastanza semplice: il generatore ruota, carica la batteria integrata, quando un carico (nel nostro caso un telefono) è collegato all'uscita del convertitore, quest'ultimo si accende e lo carica. Durante il processo di ricarica è possibile ricaricare la fonte di riserva ruotando il generatore.

Come generatore veniva utilizzato il motore elettrico di un lettore di cassette. A 2500 giri al minuto, il generatore è in grado di produrre fino a 8 volt di tensione con una corrente fino a 850 mA! D'accordo, molto per un bambino del genere.

Per fornire il numero di giri richiesto, è stato utilizzato un cambio. Per fortuna ho trovato un vecchio giocattolo con cambio incorporato, il numero di marce è solo 2, ma questo è sufficiente per caricare correttamente la batteria di riserva. Un tale "cambio" può essere realizzato dall'azionamento di un lettore DVD o di un computer non necessario, tutto ciò che serve è lì, l'importante è fornire al generatore più di 300 giri al minuto, a tali giri produce liberamente 2 -2,5 volt, che è abbastanza per caricare la fonte di backup.

Come fonte di riserva è stata utilizzata una lattina di una batteria ibrida nichel-metallo con una tensione di 1,2 volt e una capacità di 1200 mA, sebbene sia possibile utilizzare batterie di qualsiasi capacità. Un diodo deve essere collegato al lato positivo del generatore in direzione avanti per evitare che venga fornita tensione inversa al generatore, altrimenti quest'ultimo funzionerà come un motore elettrico.

La base è un convertitore DC-DC di alta qualità sul chip ZHDZ5.

Il microcircuito è abbastanza comune; può essere acquistato in un negozio di radio per 1 dollaro, anche se è possibile acquistare anche un caricabatteria già pronto per soli 3 dollari.

La particolarità di questo convertitore è che si accende solo quando un carico è collegato all'uscita, di questo si è parlato all'inizio dell'articolo 007G, noto anche come MMBR5031LT1, è un transistor NPN al silicio ad alta frequenza. Il circuito in sé è semplice e garantisce un'elevata efficienza; tutti i componenti sono in design SMD, motivo per cui tutto è così miniaturizzato.

Il dispositivo finito dovrebbe essere integrato con una presa per il collegamento dei cavi di ricarica di vari dispositivi autonomi. Il risultato è un caricabatterie universale abbastanza compatto che aiuterà sempre, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e da altri fattori.

Elenco dei radioelementi

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Negozio	Il mio blocco note
	Patata fritta	NCP1400A	1	Marcatura: ZHDZ5		Al blocco note
	Transistor	MMBR5031LT1	1	Marcatura: 007G		Al blocco note
	Diodo Schottky	SS14	1			Al blocco note
	Condensatore	70 nF	1

Un generatore di energia elettrica è un dispositivo che converte l'energia chimica, meccanica o termica in corrente elettrica. Un tale generatore, utilizzato sulle biciclette per alimentare le luci posteriori e i fari, è una dinamo.

Varietà

Consideriamo i tipi esistenti di dinamo per biciclette prodotte in fabbrica.

Negozio di bottiglie

Questo tipo di generatore per biciclette è il più economico e semplice. Tuttavia, il suo potere non è il più grande di tutti i tipi. Il rullo motore del generatore ruota toccando il battistrada del pneumatico durante la guida.

Bush Dinamo

La dinamo da mozzo è una dinamo assiale nel suo design. Le esecuzioni di tali modelli possono essere di vario tipo. Il costo di un generatore a boccole è piuttosto elevato. L'installazione è più complicata rispetto alla versione a bottiglia.

Al momento dell'acquisto è necessario verificare il numero di raggi e la modalità di fissaggio della ruota di installazione. I vantaggi di un generatore a boccola includono la protezione dall'umidità, a differenza di un generatore a bottiglia, il cui rullo motore scivola sul pneumatico della bicicletta in caso di pioggia. Il dispositivo è racchiuso all'interno del mozzo della ruota e il lavoro deriva dalla sua rotazione.

Gli svantaggi di tale dispositivo includono il fatto che non è possibile disattivare il funzionamento del generatore di boccole.

Catena

La versione a catena di un generatore da bicicletta è piuttosto rara. Tuttavia, esistono diverse versioni di questo tipo. Il dispositivo può essere dotato di una porta USB per caricare i gadget mobili.

Lo svantaggio di questa struttura è la sua breve durata, poiché durante il funzionamento la catena metallica della bicicletta urta gli elementi in plastica del generatore.

Senza contatto

Si tratta di una dinamo originale con principio di funzionamento senza contatto. La ruota della bicicletta svolge il ruolo di rotore. Alla ruota è fissato un cerchio speciale con 28 magneti. Sono disposti alternativamente, con poli diversi.

Lo statore è una bobina di induzione in cui viene generata corrente elettrica. Questo sistema include una batteria per l'accumulo di energia. Secondo il produttore, per garantire un flusso luminoso normale, è sufficiente spostarsi a una velocità di 15 km orari.

I vantaggi di questo disegno sono:

• Nessun elemento di sfregamento.
• Funzionamento silenzioso.
• Durata illimitata (ad eccezione delle batterie ricaricabili).

Lo svantaggio del modello senza contatto è la scarsa capacità della batteria. Dura solo pochi minuti. Tuttavia, molti artigiani correggono facilmente questo inconveniente in vari modi, inclusa la sostituzione della batteria con una più potente.

Altri disegni

Attualmente, vari dispositivi interessanti prodotti in Cina sono molto popolari. A volte vedi dispositivi che non sono mai stati prodotti da nessuna parte prima. Anche il loro principio di funzionamento non è sempre chiaro, ma funzionano.

Questo dispositivo cinese può essere facilmente definito il generatore di biciclette del futuro. La dinamo dal cielo assomiglia ai film di fantascienza. A giudicare dal suo aspetto, non necessita del contatto con la barra o la catena per funzionare. Inoltre non ci sono magneti.

Il principio del suo funzionamento non è del tutto chiaro. Forse questo è un segreto tecnologico del produttore.

Caratteristiche di progettazione e funzionamento

Il design della dinamo più popolare sulle biciclette è il design a bottiglia, seguito dalla dinamo da mozzo. Altri tipi sono usati molto meno frequentemente. Pertanto, considereremo i modelli più comuni.

Bottiglia dinamo

La dinamo a bottiglia scorre sul lato della ruota anteriore di una bicicletta. È realizzato sotto forma di un piccolo generatore di energia elettrica e viene utilizzato per azionare la luce posteriore e il faro anteriore di una bicicletta, nonché per caricare dispositivi elettronici mobili.

Un tale mini-generatore può essere montato sia sulle ruote anteriori che su quelle posteriori. Nel primo caso, il dispositivo può essere combinato con una torcia incorporata. Per spegnere il generatore è previsto uno speciale meccanismo pieghevole che fissa l'alloggiamento del generatore in una posizione in cui non vi è alcun contatto con il pneumatico della ruota della bicicletta.

Il nome di questo dispositivo deriva dalla somiglianza esterna della forma con una bottiglia. Il generatore di bottiglie ha anche un altro nome: dinamo laterale. Il rullo motore in gomma o metallo viene portato in rotazione sul lato del pneumatico della ruota. Quando la bicicletta si muove, il pneumatico trasmette il movimento rotatorio al rullo del generatore della bicicletta, che genera corrente elettrica.

Vantaggi

• L'azionamento del generatore scollegato non offre resistenza il movimento della bicicletta. Quando il generatore è acceso, il ciclista deve applicare più forza per muoversi. Una dinamo da mozzo, a differenza di un generatore di bicicletta a bottiglia, resiste sempre alla rotazione della ruota, sebbene il valore di questa resistenza sia insignificante. Se il generatore di bottiglie è acceso, ma le luci e i fari non sono collegati alla corrente, la resistenza al movimento della bicicletta sarà minore.
• Installazione facile e semplice . Un tale dispositivo è facile da installare su qualsiasi bicicletta, a differenza di un generatore a mozzo, la cui installazione richiede l'assemblaggio dell'intera ruota della dinamo con raggi.
• Basso costo . Questi modelli solitamente costano meno di altri tipi di generatori per biciclette, anche se esistono delle eccezioni a questa regola.

Screpolatura

• Configurazione complessa . È necessaria un'attenta regolazione e regolazione del contatto della ruota con il pneumatico a un determinato angolo, pressione del pneumatico e altezza. Se la bicicletta cade o le viti di fissaggio si allentano, l'alternatore potrebbe danneggiarsi. Un dispositivo generatore regolato in modo errato farà molto rumore, creerà una resistenza eccessiva e scivolerà sulla ruota. Se le viti di fissaggio sono troppo allentate, il meccanismo potrebbe spostarsi fuori posizione e rimanere intrappolato nei raggi della ruota, causando la rottura dei raggi e il guasto della ruota della bicicletta. Alcuni generatori di biciclette sono dotati di speciali anelli che impediscono loro di entrare nei raggi.
• Richiede uno sforzo fisico per cambiare . Per attivare il generatore è necessario spostare la sua sede fino a farla entrare in contatto con la ruota. I generatori a boccole possono essere accesi automaticamente o elettronicamente. Non è necessario fare alcuno sforzo in questo.
• Aumento del rumore . Durante il funzionamento si sente un ronzio, mentre le dinamo da mozzo non producono rumore.
• Usura dei pneumatici delle ruote . Per far funzionare il generatore è necessario il contatto con il pneumatico, con conseguente attrito e usura del pneumatico. Se lo confronti con un mozzo dinamo, non c'è attrito con il pneumatico.
• Resistenza al movimento . Una dinamo a bottiglia offre una resistenza notevolmente maggiore al movimento della bicicletta rispetto a un modello con mozzo. Tuttavia, se configurato correttamente, la resistenza è trascurabile e quando è spento non c'è resistenza.
• Scivolamento. In caso di tempo umido e piovoso, il rullo motore del generatore di bottiglie scivolerà sul pneumatico, riducendo la generazione di corrente elettrica e la luminosità del faro e del fanale posteriore. I generatori con mozzo non richiedono una buona aderenza degli pneumatici per funzionare e non sono influenzati dalle condizioni meteorologiche o da altre condizioni avverse.

Mozzo dinamo

Il design del mozzo del generatore per bicicletta è stato sviluppato in Inghilterra e prodotto da varie aziende in molti paesi. La potenza di questo design può raggiungere 3 watt con una tensione di 6 volt. Le loro tecnologie di produzione vengono costantemente migliorate, le dimensioni della struttura stanno diventando più piccole e più potenti. I moderni fari delle biciclette iniziano a emettere una luce più efficiente man mano che vengono utilizzati.

Le dinamo al mozzo non creano rumore durante il funzionamento, ma la loro massa è maggiore di quella di altri modelli. Non ci sono parti di sfregamento nella versione con custodia del dispositivo. Funzionano grazie ad un magnete avente molti poli e realizzato a forma di anello. Si trova nel corpo della boccola e ruota attorno ad un'armatura fissa con una bobina fissata sull'asse. La resistenza alla rotazione di questo design è molto bassa.

Le dinamo al mozzo producono corrente alternata. A basse velocità viene generata più elettricità rispetto al modello a bottiglia a causa della bassa frequenza della corrente. Esistono circuiti raddrizzatori per una dinamo. Sono realizzati utilizzando un semplice circuito a ponte di quattro diodi.

La dinamo nel mozzo produce una bassa tensione, quindi quando si utilizzano diodi al silicio le perdite sono significative: 1,4 volt. Con i diodi al germanio le perdite sono ridotte e ammontano a soli 0,4 Volt.

Principio di funzionamento di una dinamo

Una dinamo produce corrente elettrica sfruttando l'effetto dell'induzione elettromagnetica. Il rotore ruota in un campo magnetico, provocando una corrente elettrica nell'avvolgimento. Le estremità dell'avvolgimento del rotore sono collegate ad un collettore realizzato sotto forma di anelli. Attraverso di loro, con l'aiuto di spazzole pressanti, la corrente elettrica entra nella rete.

La corrente nell'avvolgimento ha un valore massimo se il rotore è perpendicolare alle linee magnetiche. Maggiore è l'angolo di rotazione dell'avvolgimento, minore è la corrente. La rotazione dell'avvolgimento in un campo magnetico cambia la direzione della corrente due volte in un giro. Pertanto, la corrente è chiamata alternata.

Un generatore simile per corrente continua è realizzato secondo lo stesso principio. La differenza sta in alcuni dettagli. Le estremità dell'avvolgimento non sono collegate agli anelli, ma ai semianelli, isolati l'uno dall'altro. Quando l'avvolgimento ruota, la spazzola entra in contatto a turno con ciascun semianello. Pertanto, la corrente che scorre alle spazzole avrà una sola direzione e sarà costante.

Ora molte apparecchiature digitali si stanno rompendo, computer, stampanti, scanner. Il tempo è così: il vecchio viene sostituito dal nuovo. Ma le attrezzature che hanno fallito possono ancora servire, anche se non tutte, ma sicuramente alcune parti.
Ad esempio, nelle stampanti e negli scanner vengono utilizzati motori passo-passo di varie dimensioni e potenze. Il fatto è che possono funzionare non solo come motori, ma anche come generatori di corrente. In effetti, questo è già un generatore di corrente quadrifase. E se si applica anche una piccola coppia al motore, in uscita apparirà una tensione significativamente più alta, che è abbastanza per caricare batterie a bassa potenza.
Propongo di realizzare una torcia a dinamo meccanica da un motore passo-passo di una stampante o uno scanner.

Realizzare una torcia elettrica

La prima cosa che devi fare è trovare un piccolo motore passo-passo adatto. Tuttavia, se vuoi rendere una torcia più grande e più potente, prendi un motore di grandi dimensioni.

Poi mi serve un corpo. L'ho preso pronto. Puoi prendere dei portasapone o persino incollare la custodia da solo.

Facciamo un foro per il motore passo-passo.

Installiamo e proviamo il motore passo-passo.

Da una vecchia torcia prendiamo il pannello frontale con riflettori e LED. Naturalmente puoi fare tutto questo da solo.

Ritagliamo una scanalatura per il faro.

Installiamo un luminare da una vecchia torcia.

Realizziamo un ritaglio per il pulsante e lo installiamo nella scanalatura.

Nell'area libera posizioniamo la scheda su cui verranno posizionati i componenti elettronici.

Elettronica della torcia elettrica

schema

Per poter funzionare, i LED hanno bisogno di corrente costante. Il generatore produce corrente alternata, quindi è necessario un raddrizzatore quadrifase che raccolga la corrente da tutti gli avvolgimenti del motore e la concentri in un circuito.

Successivamente, la corrente risultante caricherà le batterie, che immagazzineranno la corrente risultante. In linea di principio, puoi fare a meno delle batterie, utilizzando un potente condensatore, ma il bagliore apparirà solo nel momento in cui il generatore viene acceso.
Sebbene esista un'altra alternativa: utilizzare uno ionistore, ci vorrà molto tempo per caricarlo.
Montiamo la scheda secondo lo schema.

Tutte le parti della torcia sono pronte per il montaggio.

Assemblaggio dinamo lanterna

Fissiamo la scheda con viti autofilettanti.

Installiamo il motore passo-passo e saldiamo i suoi fili alla scheda.

Colleghiamo i fili all'interruttore e al faro.

Ecco la lanterna quasi assemblata con tutte le parti.

Un generatore che produce energia elettrica mediante rotazione (energia meccanica) è chiamato dinamo. A causa delle sue proprietà, la corrente continua da esso generata non viene utilizzata nella vita di tutti i giorni così spesso come la corrente alternata. Tutte le centrali elettriche sono dotate di giganteschi generatori di corrente alternata (alternatori). Nonostante ciò, la dinamo rimane un dispositivo rilevante che funziona bene in alcuni campi elettrici, ad esempio quando si caricano le batterie. Pertanto, un piccolo generatore assemblato con le tue mani troverà sempre un'utilità.

Chi ha inventato la dinamo e come funziona?

Nel 1831, il fisico inglese Faraday scoprì un insolito fenomeno elettromagnetico. Durante la rotazione tra i poli magnetici si è formato un campo elettromagnetico nel filo di rame. Era questo che eccitava il movimento degli elettroni lungo il conduttore. Sulla base della ricerca, il fisico ha formulato la legge dell'induzione elettromagnetica. Il conduttore era un filo di rame avvolto su un'asta metallica con proprietà magnetiche. Quando le particelle magnetiche nell'asta furono allineate con i poli, si trasformò in un magnete e attirò a sé oggetti metallici. Per magnetizzare l'asta è possibile utilizzare una bobina o un magnete permanente. L'effetto si verifica quando un elettromagnete ruota fortemente attorno a un altro.

Nello stesso anno apparve un dispositivo per convertire l'energia elettrica in energia meccanica. I primi motori elettrici assomigliavano ai motori a vapore: al posto dei cilindri venivano installati solo elettromagneti e al posto dei pistoni venivano installate armature metalliche.

Nel 1834, l'accademico russo Boris Jacobi creò il primo motore elettrico con armatura rotante. Quattro anni dopo, l'accademico utilizzò un motore elettrico migliorato sulla prima barca a motore al mondo. Il primo generatore di corrente alternata al mondo è stato costruito da Pavel Yablochkov. E l'invenzione di un altro scienziato russo M. Dolivo-Dovolsky - un generatore di corrente trifase - è stata davvero rivoluzionaria.

Dinamo fai da te, i suoi elementi

Per costruire una dinamo, avrai bisogno di elementi di base come un alloggiamento, un'armatura rotante, un commutatore, un portaspazzole, spazzole e filo di rame isolato.

Consideriamo la preparazione di ciascun elemento separatamente.

Dispositivo dinamo
Telaio	Esistono diverse opzioni per presentare il caso. A questo scopo è adatto un barattolo di latta o un pezzo di tubo (diametro 100 mm). Per prima cosa devi tagliare il fondo della lattina e appesantire il corpo. Per fare ciò, avvolgere molto strettamente una striscia di ferro della stessa larghezza in più file all'interno o all'esterno della lattina. Quindi rivettiamo o saldiamo la striscia al corpo. In secondo luogo, produciamo nuclei per elettromagneti e relative scarpe in stagno o ferro. Prendiamo strisce di stagno lungo la larghezza del corpo, le pieghiamo, le mettiamo una sopra l'altra, le fissiamo con filo di ferro e le saldiamo lungo i lati. Fissiamo i nuclei ai fori nell'alloggiamento situati uno di fronte all'altro. Utilizzando le viti, avvitare il corpo al blocco (legno o metallo). Nell'alloggiamento realizziamo due strisce portanti (ottone o lamiera spessa, dimensioni 110x20 mm) e un supporto (80x20 mm) per fissare l'armatura. Saldiamo le strisce secondo uno schema a croce e facciamo un foro al centro lungo il diametro dell'asse. Lo stesso foro nella cremagliera a 10 mm dall'estremità. Nei fori dei cuscinetti è possibile saldare tubi di rame (10-15 mm con un diametro di 8 mm). Saldiamo il primo cuscinetto al corpo con le estremità delle strisce, dopodiché il sistema si piegherà verso l'esterno.
Ancora rotante	L'ancoraggio deve essere realizzato con attenzione, poiché determina in gran parte il funzionamento della dinamo. Puoi assemblare un'ancora da lastre di stagno. Lo spessore di tutte le piastre deve essere uguale allo spessore del corpo (50 mm la loro fabbricazione richiede una precisione speciale); Dal ferro dovranno essere ritagliati circa 120 cerchi (46 mm di diametro). Dividiamo ogni cerchio in otto settori usando un compasso, facciamo dei segni attraverso il centro del cerchio e al centro dei cerchi disegniamo due cerchi con un diametro di 8 e 38 mm. All'intersezione del cerchio grande con le linee del settore, disegniamo altri cerchi di 8 mm. Su tutte le piastre tonde, dove sono disegnati i cerchi, praticiamo accuratamente otto fori da 8 mm. Fissiamo saldamente le piastre con i dadi e le mettiamo sull'asse, dovresti ottenere un'ancora con scanalature longitudinali rotonde. Arrotondiamo gli angoli acuti nelle scanalature con una lima.

Produzione collettore e portaspazzole

Nel montaggio della dinamo, in particolare del collettore e dei portaspazzole, è richiesta attenzione e precisione.

Collettore		Il collettore può essere costituito da un tubo (rame, ottone) o assemblato da piastre. Avrai bisogno di un tubo con un diametro di 20-25 mm e una lunghezza di 25-30 mm, che verrà segato in 4 parti uguali. Nelle piastre vengono praticati due fori da due millimetri. Quindi ritagliamo un cilindro (diametro 20-25 mm, lunghezza 25 mm) da fibra o ebanite, andrà bene anche legno secco. Facciamo un foro al centro del cilindro in modo che possa adattarsi saldamente all'asse dell'armatura. Fissiamo le piastre al cilindro utilizzando piccole viti, lasciando ogni volta uno spazio di 1-2 mm tra di loro. È possibile utilizzare filo attorcigliato e nastro isolante. Le viti non devono toccare l'asse, altrimenti si verificherà un cortocircuito. Riempiamo gli spazi tra le piastre con colofonia.
Portaspazzole e spazzole		Un portaspazzole con spazzole viene utilizzato per alleviare lo stress nel commutatore. Le spazzole devono estendersi e ruotare attorno all'asse dell'armatura per modificare la forza e l'angolo di pressione sul commutatore. La base, di spessore 10 mm, sarà realizzata in legno di fibra, ebanite o paraffina. Facciamo tre fori in modo che i due esterni si adattino ai bulloni. Prendiamo bulloni in rame o contatti radio da 35 mm. Avvitiamo i bulloni che fissano le spazzole con dadi per il bloccaggio. Il foro al centro dovrebbe essere uguale al diametro del tubo di rame utilizzato per il primo cuscinetto nell'alloggiamento. Di fronte al foro centrale all'estremità del blocco, eseguiamo un foro passante e realizziamo una filettatura per la vite di fissaggio. Prendiamo una vite (per legno - una vite) con una fessura o bordi sulla testa. Praticare un foro leggermente più piccolo del diametro della vite, avvitare la vite. Avvitarlo prima di 2-3 giri, quindi svitarlo, ripetendo finché non si inserisce liberamente in tre giri. Quindi elaboriamo il passaggio successivo con la stessa vite. Realizziamo un telaio portante, praticiamo un foro nell'estremità superiore del quale, inseriamo un pezzo di tubo di rame e lo saldiamo. Le spazzole possono essere realizzate in diversi modi, da lastre di rame, ottone o spazzole di carbone. Possono essere piastre lunghe 40-50 mm con una sezione trasversale di 10-15 mm. All'estremità della spazzola pratichiamo un foro passante oblungo lungo 20 mm per i bulloni. Questo foro ti permetterà di modificare la pressione, avvicinando le spazzole al commutatore. Fissiamo le spazzole con le rondelle. Per garantire che le spazzole tocchino saldamente il commutatore, affiliamo le loro estremità obliquamente.

Avvolgimento

Per l'avvolgimento utilizzeremo filo di rame con isolamento in carta con una sezione trasversale di 0,5-0,8 mm. È necessario acquistare mezzo chilo di filo, il cui spessore influenzerà la tensione e la corrente. Ad esempio, quando si avvolge con un filo da 0,5 mm, verranno generati 25 volt con una corrente di 1 ampere, se si prende un filo da 0,8 - 8 volt con una corrente di 3 ampere. Prima di iniziare il lavoro, dividere il filo in due parti. Per avvolgere l'elettromagnete occorrono 450 g di filo da 0,5 e 60 g per l'avvolgimento dell'indotto. Se hai acquistato un filo da 0,8, metteremo da parte 430 g per l'elettromagnete e 70 g per l'armatura.

Assemblaggio della dinamo

La dinamo è assemblata con le tue mani in più fasi:

1. Per la base prepareremo una tavola di dimensioni 150x200 mm, spessore 30 mm. Facciamo due fori dai bordi dell'anello dell'elettromagnete.
2. Fissiamo il corpo alla base con due viti in modo che gli elettromagneti si trovino sulla stessa linea orizzontale uno di fronte all'altro.
3. Mettiamo dei blocchi di legno sui lati del corpo in modo che sia ben saldo e li avvitiamo alla base.
4. Quindi passiamo l'estremità libera dell'asse dell'indotto attraverso il cuscinetto sull'alloggiamento. Lo inseriamo in posizione tra gli elettromagneti.
5. Mettiamo un portaspazzole con spazzole sul cuscinetto del telaio dei cuscinetti dall'interno e inseriamo l'estremità dell'asse dell'indotto con il commutatore. Sul collettore deve essere prima posizionata una rondella metallica spessa o un anello metallico.
6. Installiamo l'armatura in modo che quando ruota tra gli elettromagneti non li tocchi e si trovi alla stessa distanza da essi. Il supporto è fissato alla base con due viti.

Regolazione della dinamo

• Fissiamo le spazzole in modo che tocchino leggermente il commutatore e non ne rallentino significativamente la rotazione.
• Controlliamo che i collegamenti siano corretti e che non siano presenti interruzioni o cortocircuiti. Colleghiamo una batteria da 15-20 volt al meccanismo. Se il motore è in funzione e l'armatura ruota rapidamente, la dinamo è stata assemblata correttamente con le proprie mani.
• Dopo il controllo, colleghiamo la dinamo a un azionamento, ad esempio da una macchina da cucire a pedale. Colleghiamo una tensione della batteria da 10 volt alle spazzole per magnetizzare gli elettromagneti. Dopo un minuto, la batteria dovrebbe spegnersi, quindi iniziamo a ruotare rapidamente l'armatura utilizzando l'azionamento. Colleghiamo un voltmetro o una lampada da 12 volt ai fili delle spazzole. Se tutto è assemblato correttamente, il voltmetro mostrerà la tensione e la lampadina si illuminerà.
• Utilizzando la rotazione uniforme dell'armatura, è necessario ruotare leggermente il portaspazzole nella direzione di rotazione dell'armatura, quindi le spazzole emetteranno meno scintille e allenteranno meglio la tensione. Regoleremo sperimentalmente l'installazione delle spazzole.

Dinamo per bicicletta

Sulla parete laterale del pneumatico è montato un piccolo generatore per una bicicletta. Permette di caricare le batterie di telefoni cellulari, ricevitori e altri dispositivi e di illuminare i fari. Una dinamo a bottiglia è anche chiamata dinamo laterale. Durante la guida, il pneumatico aziona il rullo della dinamo, che fa ruotare il generatore elettrico.

Per un generatore di bicicletta, puoi prendere un mozzo dinamo o un carrello dinamo. Funzionerà anche una dinamo senza contatto. Sarà in grado di caricare il telefono con successo.

• Un generatore di bottiglie crea resistenza durante la corsa e richiede uno sforzo maggiore per girare rispetto a una dinamo da mozzo. Una corretta regolazione aiuterà a ridurre la resistenza.
• Una dinamo per bici da bottiglia consuma il pneumatico, a differenza di una dinamo da mozzo.
• Quando è bagnato, il rullo della bottiglia della dinamo può scivolare sul pneumatico, riducendo significativamente la quantità di energia generata.
• Una dinamo da mozzo non richiede una buona presa e tenuta. Non fanno rumore come le dinamo.

Funzionamento di una dinamo per bicicletta

È molto importante installare con attenzione la dinamo, tenendo conto dell'angolo, dell'altezza e della pressione. Per iniziare, la dinamo da bicicletta a bottiglia viene spostata e collegata e la dinamo da mozzo viene semplicemente inserita manualmente o automaticamente.

La dinamo deve essere utilizzata rigorosamente secondo le istruzioni.

1. Prima di pedalare controllare il voltmetro. Dovrebbe mostrare la tensione (12-13).
2. Selezioniamo la modalità a basso consumo, accendiamo il generatore, la spia dovrebbe accendersi.
3. Pedaliamo aumentando gradualmente la velocità, fino all'accensione del generatore. La luce si spense, il voltmetro segnava 13-14. I pedali devono essere pedalati velocemente affinché il circuito possa mantenere la potenza.
4. Una dinamo per bicicletta funziona in modo più efficiente ad alta potenza. Per carichi pesanti, è meglio avviare il generatore a bassa potenza e, dopo aver scollegato il carico, passare ad alta potenza.

Caricatore dinamo

In condizioni di campo, è sempre utile una semplice “torsione” o una dinamo per caricare il telefono. I caricabatterie con batteria incorporata sono molto diffusi. Esistono caricabatterie meccanici che non occupano molto spazio. Molti "spinner" moderni sono dotati di torce elettriche.

Questi dispositivi caricano i telefoni cellulari con successo. Ad esempio, ruotando la manopola di 2-3 giri al secondo, è possibile ottenere un valore del coefficiente compreso tra 0,65 e 2,5. Giralo per un paio di minuti e puoi parlare al telefono per 2-5 minuti. Tutto dipende dal modello e dalle condizioni di ricezione. Una dinamo portatile non sarà in grado di alimentare uno smartphone potente con un ampio display. La ricarica meccanica fornirà risultati in combinazione con un semplice telefono insieme a un auricolare vivavoce.

La ricarica con dinamo funzionerà efficacemente quando la batteria è completamente scarica, ma puoi aumentare la carica del telefono solo ruotando la maniglia fino al 50%. Quando la batteria è scarica solo a metà, lo spinner diventa un giocattolo inutile. Se le istruzioni indicano una corrente di carica massima di 400 mA con una potenza di 2 W, non sarà possibile spremere energia aggiuntiva anche ruotando rapidamente la maniglia.

Potente generatore fai-da-te

Un potente generatore elettrico può essere assemblato utilizzando una vecchia bicicletta senza otto sulla ruota posteriore. Andranno bene una ruota da 28 pollici e un pignone da 52 denti, ma sono possibili altre opzioni, come un pignone da 26 pollici e un pignone da 46 denti. Prima di tutto rimuoviamo le parti non necessarie: la ruota anteriore, i pneumatici, il cambio, i freni. Posiziona la bici sul cavalletto.

Il generatore deve essere autonomo con due terminali grandi e uno piccolo. Colleghiamo insieme i due terminali grandi per formare un plus e quello piccolo con un indicatore luminoso. Colleghiamo il terminale di terra all'alloggiamento (meno). Puliamo il generatore e rimuoviamo la ventola di raffreddamento da esso. Fissiamo il generatore su una staffa dietro il sedile, il mandrino deve trovarsi all'esterno di 10-12 cm dal bordo. Selezioniamo una cinghia, preferibilmente dentata, con una circonferenza di circa 82 pollici. Per ruote da 26" sono adatte le cinghie A78 e per ruote da 27" - A80.

Per regolare la tensione dell'alternatore utilizziamo un tenditore a molla. Non è necessario tendere troppo la cinghia poiché la coppia è piuttosto bassa. Colleghiamo un voltmetro, un interruttore e una lampadina al volante. Se in casa sono presenti bambini, è necessario proteggere le parti mobili del meccanismo per eliminare la possibilità di lesioni.