wtorek, 15 lutego 2022

Dwupoziomowy system zasilania roweru z silnikiem spalinowym - prądnica + solar + powerbank dwusystemowy

W tym temacie zaprezentuję wam najnowszą "aktualizację" do projektu SupeRoweR, będzie to aktualizacja V.3.1. będą to głównie lekkie modyfikacje oraz jedna dość poważna przeróbka a mianowicie nowy całkowicie przebudowany system zasilania "rowero-motora" który będzie w pełni samo-wystarczalny dokładnie tak jak w samochodach. Chodzi o ładowanie, które będzie odbywało się z całkiem nowej prądnicy umieszczonej w piaście roweru, która nie powoduje absolutnie żadnych oporów w przeciwieństwie do starodawnych dynam.




Nowa centralka zasilająca dwukomorowa:




Dlaczego nowy system będzie się zwał "dwupoziomowym systemem zasilania"? 

Chodzi tutaj oto że taki rower nie nadaje się do instalacji iskrownika czy jakichś alternatorów jak w motocyklach czy samochodach na 12 volt, będą zbyt duże opory, będzie zbyt mało miejsca i dużo kombinacji oraz przeróbek, więc jedynie można tutaj zastosować lekkie prądnice, które niestety nie wyrobią z dostarczaniem odpowiedniego prądu zarówno do ładowania akumulatora jak i jednocześnie zasilania wszystkich systemów. Natomiast starczy go już do samego ładowania akumulatorów czyli około 600 miliamper w trybie optymalnym, maksymalnie można z niej wycisnąć około 1 ampera.



600 miliamper to nie tak mało - liczy się czas ładowania i rozładowania

Dokładnie tak, wszystko zostało porządnie zaplanowane i przeliczone, chodzi oto że nowy system ładowania nie nadąży z dostarczaniem prądu zarówno do zasilania wszystkich systemów roweru a także dodatkowo do ładowania akumulatora przez cały rok (problemy będą głównie zimą i nocami) gdy braknie słońca dla panelu solarnego, jednak starczy tego prądu do samego ładowania w trochę dłuższym czasie, ale ten czas na pewno będzie mniejszy niż czas rozładowania dlatego zanim rozładuje się pierwszy pakiet ogniw, drugi zdąży się w tym czasie już naładować. Nowy system  ładowania ma być systemem całorocznym, w lecie dodatkowo ma to być panel solarny który wraz z prądnicą da ponad 1 amper prądu co starczy całkowicie do zasilania i ładowania i systemów elektronicznych, natomiast w zimie prąd będzie wytwarzany tylko z prądnicy i właśnie w zimie lub przy słabym słońcu ten powerbank oraz jego ładowanie zostało zaprojektowane by było to samowystarczalne i nie wymagało ładowań w domu.



Historia z Apollo 13 jako źródło mojego pomysłu

A więc jaki z tego wniosek? nie ukrywam że na pomysł zbudowania tego projektu wpadłem śledząc historię nieudanego lotu Apollo 13 oraz poszukiwania brakujących amperów.

Wniosek jest prosty:

jeśli brakuje amperów, trzeba ich poszukać (w drugiej kapsule księżycowej) w rezerwowym powerbanku!

Tak dobrze słyszycie, "dwupoziomowy system zasilania" to nic innego jak dwa oddzielne pakiety ogniw zasilających, które będą pracowały naprzemiennie, czyli:

W momencie rozładowywania jednego pakietu w trybie szeregowym 12 volt, drugi pakiet będzie ładowany w trybie równoległym napięciem 4,2 volt



Prosta zasada: "mniejsze napięcie więcej amperów"

Skoro nie da rady zbudować sporej prądnicy 12 voltowej o odpowiednim amperażu by ładowała np. akumulatory żelowe, to trzeba tutaj oprzeć się na prądnicy o niskim napięciu ale i większym amperażu i dostosować system zasilania (powerbank) do tej prądnicy. Pakiet ogniw 18650 jest w tym przypadku idealnym rozwiązaniem, bo można je łączyć w dowolny sposób.


Budujemy centralkę zasilającą "dwusystemową" i "dwupoziomową"


Dwusystemową ze względu na:

2 oddzielnie pakiety ogniw, które będą załączane naprzemiennie - jeden w tryb ładowania, drugi w tryb rozładowania

Czas rozładowania będzie odrobinę dłuższy niż czas ładowania, co w przeliczeniu daje niekończące się źródło energii elektrycznej wytwarzanej z pędu roweru lub napędzania go paliwem.


Dwupoziomową ze względu na:

2 różne napięcia pracy:  napięcie użytkowe: 12 volt - ogniwa przełączone na pracę szeregową

a napięcie ładowania 4,2 volt - ogniwa przełączone na prace równoległą



Przełącznik pakietów "na krzyż"

Obydwa pakiety będą również przełączane dodatkowo "na krzyż" czyli gdy pierwszy pakiet będzie w trakcie pracy równoległej ogniw 4,2 volt (tryb ładowania-kontroler ładowania), drugi pakiet będzie automatycznie przełączony na prace szeregową ogniw 12 volt (tryb rozładowania-centralka rowerowa)


Prądnica przedniego koła w piaście

Dynamo to przeżytek, poprzedni system ładowania czyli 2 dynama pracujące szeregowo zostały zdemontowane, był to całkowicie nie wydajny system dający zaledwie 200 miliamper przy 12 voltach, co prawda można było tym ładować bardzo słabo ale jednocześnie dawało straszny opór oraz odgłosy tarcia, a dodatkowo rzeźbiło oponę. W chwili obecnej jest to całkowicie bezgłośny i bez oporowy system dający około 600 miliamper natężenia. W tej chwili jest to prądnica w przedniej piaście SHIMANO NEXUS









Budowa krok po kroku powerbanka rowerowego



Przygotowanie szkieletu



System ogniw 18650 dzielony na 2 pakiety po 3 ogniwa przełączane zamiennie:
ładowanie/rozładowane




Konstrukcja obudowy wstępnie przygotowana + panel solarny który będzie zamontowany na kufrze rowerowym, łącznie solar+prądnica da około 1,2 ampera, całkowicie starczające do zasilania systemów elektronicznych oraz ładowania akumulatorów, bądź samego ładowania akumulatorów w bardzo szybkim czasie (tylko na wiosnę lato podczas pełnego słońca).





Będzie to dwukomorowa obudowa, w górnej części elektronika sterująca, w dolnej ogniwa oraz automatyczny bezpiecznik główny




Całość tej obudowy będzie zamykana oczywiście na kłódkę anty wandalową (alarm a także lokalizator GPS będą miały dodatkowe zasilania podtrzymujące i będą nadal działały w przypadku zniszczenia powerbanka głównego, są to małe akumulatorki doładowujące się z systemu głównego zasilania, taki sam akumulatorek posiada już licznik rowerowy, który musi podtrzymywać jego pamięć)

Zasilanie podtrzymujące GPSa oraz alarmu są to małe akumulatorki doładowujące się z systemu głównego zasilania, taki sam akumulatorek posiada już licznik rowerowy, który musi podtrzymywać jego pamięć. Zwyczajne kontrolerki ładowania 5 volt (system USB centralki rowerowej) na 4,2 

Dodatkowo obydwa pakiety ogniw będą zabezpieczone warystorami aby nie doszło do niebezpiecznych sytuacji czy pożaru z powodu zwarcia czy to w instalacji roweru czy też w obwodzie ładowarki, lub nawet wywołanych celowo przez wandali chcących zrobić zwarcie specjalnie.





A tutaj dokończenie prac, oraz oczekiwanie na resztę elementów w przesyłce ze shopee ale to co mogłem to już zrobiłem i oto prawie gotowy efekt, mówiłem że to wcale nie jest takie skomplikowane jakby się mogło wydawać, to jest prosta budowa




Tutaj widzicie jak działa już moduł powerbanka, oraz tester napięcia a także awaryjne odłączanie powerbanka od ogniw (będzie ono niezbędne aby nie zniszczyć przypadkowo płytki powerbanka napięciem 12 volt przy złej konfiguracji przełącznikami).














Panel solarny na kufrze, jest tak zakamuflowany że mało kto by się domyślił że to solar




Całość już prawie skończona, całe okablowanie do wpięcia do istniejącej instalacji elektrycznej, tylko zainstalować na rowerze, brakuje nadal tych niektórych elementów z Chin ale już wkrótce dojdą i dokończę już ten projekt. Jak widać ta centralka zasilająca ma kłódkę anty wandalową. W zestawie także ładowarka stacjonarna 230 volt na 2 amper, 5 volt. Wszystko oczywiście zabezpieczone przed wilgocią









Projekt przygotowany najtańszym kosztem jak zwykle


Co do tego projektu to zrobiłem go najtaniej jak mogłem, chciałem zrobić na elektrycznym isostacie, czyli przełączniku wielopozycyjnym (przekaźnik 8 kanałowy) uruchamiany elektrycznie stacyjką ale ostatecznie zrobiłem na zwykłych przełącznikach i tak jeśli wszystkie są w górnej pozycji a jest ich 6 to rozładowuje się pakiet ogniw 1 a 2 pakiet się doładowuje, a jak przełączniki wszystkie w dolnej pozycji to na odwrót - nie trzeba ogniw 18650 w ogóle wyjmować chyba tylko przy ich wymianie jak będą już zużyte. Myślę że to jest mój najlepszy projekt ułatwiający znacznie życie, bateria akumulatorowa prawie bezobsługowa

Do centralki można oczywiście podłączyć normalną ładowarkę 5 volt 2 amper i doładować w domu cały pakiet ogniw


Górną część zrobiłem ze skórzanego etui bo chciałem uchronić te przełączniki przed wilgocią a jednocześnie mieć łatwy do nich dostęp, lecz zablokowany kłódeczką











Tak wygląda nowy powerbank (z lewej) a tak stary z (z prawej)




Praca naprzemienna 1 pakiet ogniw rozładowuje się (12 volt szeregowo) a 2 pakiet ogniw się ładuje równolegle 4,2 volt









Panel solarny na kufrze wspomagający ładowanie w czasie dni pogodnych (pracuje równolegle z prądnicą w przedniej piaście - oba systemy oddzielone diodami prostowniczymi)






POWERBANK już zainstalowany na rowerze, może wygląda przerażająco po otwarciu etui ale nie o wygląd tu chodzi a o ułatwienie sobie życia













Pozostałe modyfikacje SupeRoweR V.3.1:


  • Tylna kamera wideorejestratora wpięta bezpośrednio w obwód zasilania 5 volt tego samego co przedniej kamery, uruchamianie kamery z automatu po przekręceniu stacyjki, tylna kamerka ma wypinaną wtyczkę w celu swobodnego umożliwienia otwierania kufra
  • Wymiana głośnika dzwonka elektronicznego - głośnik 5 wat (teraz jest bardzo głośno)
  • Amperomierz ładowania prądem z prądnicy i panelu solarnego
  • Przebudowa wskaźnika poziomu paliwa oraz termometru
  • Podświetlenie wskaźnika paliwa oraz amperomierza
  • Uruchamianie wszystkich wskaźników i podświetleń po przekręceniu kluczyka w stacyjce













Filmik jak działa to po przekręcaniu kluczyka w stacyjce:



Wskaźniki pracujące podczas jazdy:





A tutaj prezentuję jak działa centralka zasilania, jak działa przełączanie pakietów, są 4 przełączniki przełączania z trybu szeregowego na równoległy + 2 przełączniki pracujące "na krzyż" (przełącznik pakietów) + 1 przełącznik na ładowarkę/test napięcia  Na filmie widać że jeden pakiet ma w tej chwili napięcie 3,92 volt równolegle  (czyli 11,7 szeregowo) a drugi pakiet ma 4,01 volt równolegle  (czyli ponad 12 volt):





Prześlij komentarz

Whatsapp Button works on Mobile Device only

Wpisz czego szukasz i kliknij w ikonkę lupy