Turbo Trainer Generator: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Педалдын күчү менен электр энергиясын өндүрүү мени дайыма кызыктырып келген. Мына менин буга болгон көз карашым.

1 -кадам: уникалдуу сатуу чекити

Мен VESC6 мотор контроллерин жана регенеративдүү тормоз катары иштеген 192 КВ кубаттуулугун колдонуп жатам. Бул абдан уникалдуу, анткени педаль генераторлору бар, бирок бул долбоордун дагы бир бөлүгү бар деп ойлойм.

Жолдо велосипед тебүү учурунда инерция болот жана бул педалдардын айлануусун революция учурунда абдан туруктуу кармап турат. Турбо тренерлеринин инерциясы өтө аз, андыктан педальды басканда дөңгөлөк тез ылдамдайт/жайлайт жана бул табигый эмес сезилет. Бул ылдамдыктын өзгөрүүсүн жумшартуу үчүн маховиктер колдонулат. Стационардык велосипед тренерлери ушул себептен улам бир тоннаны түзөт.

Мен бул маселенин альтернативалуу чечимин ойлоп таптым. Кыймылдаткыч контролеру "туруктуу ылдамдык режиминде" алдыңкы орунду ээлөө үчүн конфигурацияланган. Arduino UART аркылуу VESC6га туташат жана мотордун агымын окуйт (бул дөңгөлөктүн моментине түз пропорционалдуу). Arduino мотордун айлануу ылдамдыгын акырындык менен тууралап, инерцияны симуляциялап, жолдо велосипед тебүүңүздү сүйрөйт. Ал атүгүл дөңгөлөктүн айланып кетпеши үчүн мотор катары иштөө менен адырдан эркин жүрүүнү симуляциялай алат.

Бул эң сонун иштейт, муну мотордун айлануусун көрсөткөн график далилдейт. Мен 2105 секунддун алдында велосипед тебүүнү токтоттум. Сиз кийинки 8 секундада көрө аласыз, дөңгөлөктүн ылдамдыгы акырындык менен төмөндөйт, эгер сиз кичине жантайыңкы педальды токтотсоңуз.

Педальды басуу менен дагы эле кичине ылдамдыктын өзгөрүүсү бар. Бирок бул жашоого да тиешелүү жана туура симуляцияланган.

2 -кадам: Power Output тестирлөө

Велосипед тебүү - механикалык жумуштарды аткаруунун эң эффективдүү жолу. Мен реалдуу убакытта кубаттуулукту өлчөө үчүн VESC куралын колдондум. Мен так 2 мүнөт велосипедге чейин көрсөткүчтөрдү нөлгө түшүрдүм. Мен 30 мүнөткө чейин сактай алмакмын деп ойлогом.

2 мүнөттөн кийин мен 6.15 Wh өндүргөнүмдү көрө аласыз. Бул 185 Вт орточо кубаттуулукка туура келет, менимче, бул жоготууларды эске алганда жакшы.

Сиз мотор токторун жогорудагы графиктен көрө аласыз. Алар VESC6 тарабынан педаль менен жасалган өзгөрмөлүү моментке карабастан, туруктуу мотордун айлануусун кармоо үчүн жөнгө салынат.

Педалинг токтогондо, мотор дөңгөлөктүн айланып кетпеши үчүн кичине эле энергия керектей баштайт. Жок дегенде Arduino сиздин педаль эмес экениңизди байкап, моторду таптакыр токтотуп коймокчу. Батарейканын току өчүрүлөр алдында дээрлик нөлгө барабар көрүнөт, андыктан дөңгөлөктү активдүү айлантуу үчүн кубаттуулугу эң көп дегенде эки ватт болушу керек.

3 -кадам: Натыйжалуулукту карап чыгуу

VESC6 колдонуу эффективдүүлүгүн абдан жакшыртат. Бул мотордун AC кубаттуулугун толук көпүрө түзөткүчүнө караганда DC кубатына айландырат. Менин оюмча, бул 95% эффективдүү.

Эффективдүүлүккө карата сүрүлүү диск, балким, алсыз жери. 5 мүнөттүк велосипед тебүүдөн кийин мен термикалык сүрөттөрдү тартып алдым.

Мотор 10 градустук бөлмөдө болжол менен 45 градус Цельсийге жеткен. Велосипеддин дөңгөлөгү да жылуулукту таратмак. Бел менен башкарылган системалар бул турбо генераторунан бул жагынан ашып түшмөк.

Мен орточо 180 Вт болгон экинчи 10 мүнөттүк тестти кылдым. Андан кийин мотор узак убакытка тийүү үчүн өтө ысык болчу. 60 градуска жакын болсо керек. Ал эми 3D басылган пластик аркылуу болттордун айрымдары бошоп кеткен! Айланадагы кабатта кызыл резиналуу чаңдын жука пленкасы да бар болчу. Фрикциондук диск системалары начар!

4 -кадам: Инерцияны симуляциялоо жана сүйрөө

Программа абдан жөнөкөй жана бул жерде GitHubда. Жалпы функция ушул сызык менен аныкталат:

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

Бул этап -этабы менен симуляцияланган күчкө негизделген кийинки RPM чекитин (башкача айтканда, биздин ылдамдыкты) тууралайт. Бул секундасына 25 жолу иштегендиктен, ал убакыттын өтүшү менен күчтү натыйжалуу бириктирет. Жалпы күч төмөнкүдөй окшоштурулган:

Force = Pedal_Force - Laminar_Drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

Роллинг каршылыгы негизинен градиент мөөнөтүнө кирет.

5 -кадам: Бир нече башка кызыксыз пункттар

Мен RPMди жакшыраак кармоо үчүн VESCтин PID ылдамдыгын башкаруу параметрлерин тууралашым керек болчу. Бул жетиштүү оңой эле.

6 -кадам: Мен эмнени үйрөндүм

Мен сүрүлүү кыймылдаткыч механизмдери начар экенин билдим. 20 мүнөттүк велосипед тебүүдөн кийин дөңгөлөктөрдүн эскиргенин жана резина чаңын көрө алам. Алар да натыйжасыз. Калган система кыял иштейт. Менин оюмча, кур менен башкарылуучу генератор 10-20% кошумча натыйжалуулукка ээ болот, айрыкча жогорку айлануу ылдамдыгы менен. Жогорку RPMs мотор токторун азайтып, жогорку чыңалууларды чыгарат, бул учурда эффективдүүлүктү жогорулатат деп ойлойм.

Менин үйүмдө кур менен башкарылуучу системаны орнотууга орун жок.