Ручной генератор 12в. Самовозбуждение автомобильного генератора
"Я тебя слепила из того, что было..." :)
Никто не сталкивался с ситуацией, когда смартфон ругательски ругается на низкий заряд батареи, а свет как назло отключили? Думаю, что многие. Или та же история с любимым нетбуком, у которого питание 12 вольт? Или нужен автономный источник света, максимально независимый от наличия или отсутствия напряжения в сети? К сожалению, задуматься о создании такого девайса заставила гражданская война, идущая уже чуть ли не на пороге моего дома:(
Слава богу, с паяльником обращаться умею, в кладовке лежит целый ящик электронного барахла, которое и девать некуда, и выбросить жалко, а тут в сети попался видеоролик с аналогичным рукотворным чудом, из которого во все стороны торчали тумблеры, болты и контакты. Но оно работало, и работало прекрасно! Вот, думаю, как раз то, что нужно. Автор ролика особенно схему не раскрывал, но она и не слишком сложная. Прошу прощения, художник из меня от слова «худо»:)
В качестве корпуса я использовала убитую двухлетней эксплуатацией китайскую лампу Delux REL 500LED
Аккумулятор там вместо штатных 4 часов держал максимум минут 15, но я по природному женскому хомячеству решила его не выбрасывать, а дополнить двумя батарейками с дохлых мобилок. В итоге получилась достаточно ёмкая батарея, чтобы всю ночь работать в режиме светильника-ночника. Шаговый движок от старого матричного принтера найден на дне ящика. Диодные мосты можно было собрать самостоятельно из диодов Шоттки 5818, или выдрать из старых фонариков, но я использовала готовые сборки в одном корпусе 2W10. Единственное, что пришлось докупить, так это два конденсатора общей ёмкостью 11000 микрофарад и стабилизаторы напряжения 7805 и 142ЕН8Б, в моей барахолке таких деталей не нашлось. Конденсатор С3 взят из старого зарядника. Также мне понадобились два трёхпозиционных переключателя, один из которых любезно предоставила распотрошённая лампа, а другой позаимствован из старого фонарика, и пара метров тонкого двухцветного провода. Вот чего у меня не нашлось, так это сверла. Кто-то из родственников взял "во временное пользование", да так и не вернул. Но голь на выдумки хитра, при наличии саморезов, паяльника и моря изоленты дело решилось без него.
Всё. Дело оставалось только за схемой и реализацией.
Я с самого начала не хотела навешивать фонарь в корпус. Места там и так немного, а светодиоды ещё и греются. Потому решила сделать вывод 5 вольт на USB порт и лампы на соответствующих штекерах. Вот, кстати, нашлось применение снятой светодиодной панели, получился яркий светильничек.
Один недостаток - минут за 40 панель садит батарею вполовину. Ещё я сделала ночник и обычный фонарь на гибких ножках. Вывод 12 вольт приспособила на разъём, с которого в прошлой жизни запитывался блок питания лампы. Вал шагового двигателя отлично уместился в чуть-чуть расширенное ножом отверстие для гвоздя (лампу экономные китайцы планировали вешать на стеночку), а вот отверстие для штыря передаточного механизма пришлось проплавлять паяльником, попутно ругая забывчивых родственников. Ничего, справилась. А рычажок на зубчатое колесо сделала из обломка велосипедной спицы и кусочка тонкой пластиковой трубки.
Светильник и зарядное работали исправно, батарея от движка заряжалась достаточно весело, о чём сообщал зелёненький светодиодик. Он, кстати, не только сигнализирует о зарядке, но и не позволяет конденсаторам "тянуть" из батареи. А потом мне стало лениво каждый раз по полчаса крутить рукоятку. Разобрав своего уродца, я впаяла ещё один USB порт, взятый с погрызенного кошкой удлинителя, а USB штекер с того же шнура припаяла к старому заряднику от мобилки. И прекрасно заряжает устройство при наличии 220 вольт в сети. Единственное условие - переключатель "5в - 12в" должен быть при этом в нейтральном положении. На этих фото генератор, зарядное устройство, схема и комплект ламп "на все случаи жизни", в том числе светодиодная лента на 12 вольт.
Кроме того, из ящика был извлечён вполне рабочий китайский аккумуляторный фонарик с подзарядкой как бы от сети. "Как бы" - потому что штекер явно собирал слепой китаец в ночную смену: ни до одной розетки эти обрубки не дотягивались в принципе. Штекер, конденсатор и диодный мост выбросила в заветный ящик с барахлом, ещё пригодятся, напрямую к батарее подпаяла USB порт и воткнула его на место штекера. Заряжается как от генератора, так и от сети, и сам неплохо заряжает мобилки с батареей не более 1300 милиампер/час. Светит реально 8 часов, хоть тут китайцы не обманули...
Решил показать на всеобщее обозрение свой генератор собраный на велосипедной втулке от заднего колеса. Я имею дачу на берегу реки. Очень интересно мастерить самоделки своими руками на дачу , потому расскажу о своем генераторе.
Часто летом ночюем с детьми на даче а электричества нет, и меня толкнуло собрать этот генератор. Вообще-то этот генератор уже второй. Первый был попроще и послабее. Но при ветре приёмник работал. Его фото нет, я его уже разобрал. Конструкция была не такой.
Все детали моего генератора при желании можно найти. Магниты брал от сгоревших громкоговорителей (колокольчик). Эти колокольчики висят на вокзалах и в парках ж.д оборудованых громкой связью.
Мне понадобилось 4 сгоревших динамика. Попросил сгоревшие у людей обслуживающих эти устройства. Вытащил магниты, поделил на 16 частей болгаркой. Магниты стоят друг к другу одним полюсом.
На катушке 4 вывода, потому что я наматывал сразу 2 провода диаметром по1мм каждый. Если их запараллелить - увеличится ток, а соединяя последовательно увеличится напряжение, но ток соответственно будет меньше. В общем нужного напряжения добиваюсь методом эксперимента.
Катушка намотана на куске трубы 50 с резьбой. С одной стороны щечка затянута гайкой с другой - щечка приварена. И прикреплена к алюминевой пластине а пластина уже к основанию. При необходимости можно разобрать и поменять катушку. Провод 1 мм сечением, сколько витков не считал.
Куда приспособить этот генератор ещё думаю, может заставлю речку работать.
Затраты на изготовление такие:
- велосипедная втулка 250 руб;
- кусок трубы с гайкой 70руб;
- сварщику 50руб;
- проволоку от старых тансформаторов и полоску дал тот же сварщик.
У генератора есть магнитное залипание. Стронуть с места требуется усилие. 10 -12 кгс на звездочке 70 мм. Около 3,6 Нм. На маленьких оборотах чувствуется небольшая вибрация.
Пробовал подключать маленкий телевизор, и крутил руками. Немного не хватало скорости, чтоб кинескоп развернулся. При 1обороте в секунду генератор даёт 12 вольт 0,8 ампер.
Вот и добрались руки до написания этой статьи. А почему именно от ИЖа, а не от ЯВЫ 638 ?
На это есть несколько причин:
- достаточная мощность: 140 Вт(10 А) при 2100 об/мин, (часть генераторов: 100 Вт (8 А) при 2100 об/мин);
- наличие аккумулятора: гарантировонный пробег пр.300 км при выходе из строя электрических узлов генератора (при исправной системе зажигания);
- возможность подключения доп. потребителей напр. через гнездо прикуривателя;
- распостранённость и доступность по цене;
- "агрегатируемость" с распостранёнными и надёжными автомобильными агрегатами;
- якорь устанавливается без переделок (у 638-го якоря больше конус - требуется точёная конусная деталь);
- предельно надёжный щёточный узел (самое слабое место всех 638-х);
- простота установки на двухцилиндровые 360-ки и 634-ки (которых - большинство);
- простота эл. схемы, возможность тестирования и устранения неполадок в дороге (подача напр. на одну из щёток через реле-регулятор (возбуждение) проверяется любым стальным предметом: магнитит-не-магнитит якорь, при включении зажигания. Чаще всего виноваты щётки. При вылете реле-регулятора вместо него последовательно подключается лампа 12 В, 10-15 Вт. Статор и выпрямительный блок подводят редко, а для тестирования достаточно АКБ и контрольки);
Теперь, что нужно:
Желание!
- сам генератор ИЖ-Ю 12В;
- аккумулятор 12 В, ёмкостью не менее 5 Ач(я использую от источника бесперебойного питания 12В 7,5 АЧ);
- точёный переходник из любой стали; (см. чертеж, на кот. намеренно не приведены: угловое расп. отв. и зоны опиловки лишнего металла с наружного фланчика d 126, - всё равно делается по месту. Диаметр d 102 - нужно уточнить по реальному генератору, сняв с него штатное ал. кольцо);
- c моим вариантом, если неохото оставлять прерыватель, то нужно также датчик холла, коммутатор и комплект автомобильной проводки от зажигания (от жигулей подойдет);
- реле-регулятор (практически любое выносное реле (напр. 121.3702 (ВАЗ), с выводами (15) и (67), или Б и Ш от любого! современного автомобиля. (БПВ14-10 от ИЖ - ненадёжен, редок, в дороге - не ремонтируется!));
- выпрямительный блок на 6 диодов (рабочая "подкова" из автогенератора Г 250, можно б/у, как самая распостранённая, либо самодельный шестидиодный блок на 15 А), я использовал шесть диодов от БПВ14-10, предварительно перепрессовав их в две линейки, благодаря чему выпрямитель смог залезть в генераторный отсек;
- катушка зажигания, двухвыводная, от газели или от оки. я соединил две шестивольтовые катушки последовательно, и получилась одна двухвыводная, вроде пока все работает нормально;
- реле поворотов 12 В, все лампы 12 В, при желании сигнал 12 В;
- незначительная переделка эл. схемы: замена лампочек и проводов генератора, ну и зажигания заодно;
- я также отпилил от планшайбы и от генератора место под одно из трех "ушей" для крепления генератора, чтобы не пилить крышку. как в последствии оказалось хватает 2 болтов;
также вот характеристики трехфазного генератора от ИЖа:
На моделях мотоциклов от ИЖ350 до ИЖП№ и от ИЖЮ до ИЖЮ3 применялся генератор постоянного тока Г36М7 для одноцилиндрового двигателя и Г36М8 - для двухцилиндрового двигателя. Эти генераторы между собой унифицированы (кроме прерывателей). Номинальная мощность генератора 45 Вт при 1700 об/мин.
На мотоциклах, устанавливается генератор переменного тока 281.3701 или ГП7. Технические характеристики приведены в таблице 1.
Таблица 1. Техническая характеристика генераторов 281.3701 и ГП7. Параметры Величина
Напряжение номинальное, В 14
Мощность номинальная, Вт 140
Начальная частота отдачи номинальной мощности, мин-1 2100
Начальная частота токоотдачи, мин-1 1150
Максимальная мощность при частоте вращения 5000 мин-1, Вт 280
Максимальная частота вращения, мин-1 7000
Направление вращения левое
Масса, кг 2,05
Обмотка возбуждения, размещенная в пластиковом каркасе, выполнена проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,56 мм и содержит (600+5) витков. Сопротивление катушки при температуре окружающей среды (20+5)0 С составляет (6,4+0,3) Ом. Статор, шихтованный из листовой низкоуглеродистой стали, крепится в картере двигателя. Статор имеет 18 зубцов, на которых установлены 3-фазные обмотки. Каждая обмотка состоит из шести катушек непрерывно намотанных проводом ПТВЭМ диаметром 0,9 мм. В каждой катушке по 20 витков, в фазе - 120. Соединение фазных обмоток - на.
На мотоцикле установлен генератор 7.107-3701 переменного тока однофазный с возбуждением от постоянных магнитов. Генератор не имеет скользящих контактов и трущихся деталей. Статор генератора имеет две отдельные обмотки: зарядную и силовую.
Питание системы зажигания осуществляется переменным током, остальных потребителей - через выпрямитель-регулятор напряжения постоянным током. Техническая характеристика генератора 7.107-3701 приведена в таблице 2.
Таблица 2. Техническая характеристика генератора 7.107-3701 на постоянных магнитах. Параметры Величина
Напряжение номинальное, В 14
Мощность номинальная, Вт 70
Начальная частота отдачи номинальной мощности, мин-1 1700
Начальная частота токоотдачи, мин-1 970
Максимальная мощность при частоте 6000 мин-1, Вт 105
Максимальная частота вращения, мин-1 6000
Направление вращения Левое со стороны привода
1. Общий вид в сборе:
На этих фото видно, что срезана часть прерывателя (точнее весь он), и установлена площадка под датчик холла. Площадка представляет собой алюминевый кубик в котором сверху просверлены 2 отверстия с резьбой для регулировки датчика холла, а снизу прикручен болтами к генератору.
На второй фото видно что отпилено одно ушко генератора и как следовательно крышку боковую не надо точить/резать.
2. Общий вид без пластины-модулятора:
Этот мост сделаный из ижовского, путем выдирания всего лишнего и перепрессовки диодов в радиаторах (если не перепрессовать прийдется оставить все 3 полоски), из за их различной полярности. все это спрятано в коробочку и обмотано изолентой. Все умещается впритык. Также мост удобнее ставить здесь из за того что количество проводов сокращается и сложнее запутаться. Итого из проводов проходит выход (плюс) генератора, напряжение на обмотку возбуждения ротора, и три провода на датчик холла.
4. Снятый статор:
5. Планшайба прикрученная к картеру:
6. Планшайба сверху и снизу:
Напоследок вот схемка подключения автомобильного реле-регулятора:
1 - Реле регулятор 2 - Ротор(щетки) 3 - Обмотки статора 4 - диодный мост
Диод Д можно и не ставить, если на реле есть своя лампочка, либо она не нужна.
В данной статье использовались материалы из:
- книга Перепелица М.А. Перерва Н.Г. Все о мотоциклах: Устройство. Техническое обслуживание. Ремонт. Каталог деталей. - Ижевск: Удмуртия, 1997. - 272 с.
- Использован материал из журнала МОТО (N9/2002/стр.103) Автор материала: Сергей ЛАЗУТКИН, г. Балашиха Московской обл
- планшайба и кое что из опыта Олега Романюка. - немного своего оппыта.
Прислал:
Подробный обзор ручного механического генератора с выходом на 12В. Показаны не только внутренности данного устройства, но и как самому переделать его, чтобы вдвое увеличить выходную мощность. И, надо сказать, весьма приличные мощности можно получить - до 15...17Вт, в отличие от мелких китайских жужжалок на 1...2Вт.
Скажу сразу, имея опыт добычи электричества в полевых условиях с помощью солнечных батарей и элементов Пельтье, что механический генератор в походе, работающий от мышц человека нужно рассматривать исключительно как аварийный источник электроэнергии для связи. Ну, или использовать в виде наказания для провинившегося туриста:-) . Это моё личное мнение, сложившееся после вращения ручки в течение пяти подходов по 3 минуты с отдыхом в паузах по минуте и результатом в виде дозарядки аккумулятора телефона с 70% до 75%.
Вот это уже совсем другое дело. Думаю, что производитель побоялся превышения напряжения на потребительских устройствах в 12В и встроил ограничитель напряжения. И это правильно, но не должно мешать, т.е. рассеивать на себе мощность до достижения этого порога. За что оганичитель и был исключен из процесса.
Спросите меня - почему я не вытравил новую плату с усиленными диодами и нормальным, импульсным, синхронным, регулируемым преобразователем? Да, это не сложно сделать, если РГ у вас один и нет других источников электричества. У меня же и солнечные батареи и термоэлектрические, теперь и вот это чудо. Поэтому изначально я сделал себе универсальный преобразователь, со всеми контролируемыми параметрами входных/выходных токов/напряжений, коим и пользуюсь. А при моих потребностях ток диодов и так не будет превышать 1 А. (Выпрямительные диоды можно просто заменить на такого же размера, но с током 2А, например SK24(SS24) Шоттки 2А 40В. И при большей мощности, увеличить бы емкость "большого" электролита, если он будет греться или для снижения пульсаций. Прим.ред. )
PS: покрутив 15 минут ручку я заново зауважал Солнышко в солнечных батареях и язычки огня от горящих шишек в генераторе Пельтье...
Прим.ред.
На самом деле, электроника и ее логика работы достаточно проста. При превышении напряжения от генератора к нему подключаются шунтирующие резисторы 8шт по 220 Ом, т.е. около 27 Ом в итоге. Нагрузка генератора возрастает и его становится крутить тяжелее. Пока же крутим относительно медленно, резисторы на работу генератора не влияют. Их включение, как раз и разрешает операционник LM358. Последовательный стабилизатор LM317 обеспечивает на выходе около 12В, через него и питается нагрузка.
Сделать ветряк самостоятельно кажется непосильной задачей, которая отнимает много времени и сил. Но следуя пошаговой инструкции можно легко и быстро достичь желаемого результата за небольшие деньги.
Задавшись целью обзавестись ветрогенератором, многие хотят его сделать самостоятельно. Как показали исследования в интернете — большинство так и делает, но такое решение отняло у них очень много времени и усилий (по крайней мере, самая первая сборка). Чаще всего применяется схема сборки на магнитах постоянного тока. Этот путь является значительно проще, чем самостоятельное создание самого генератора. По этой причине рекомендуется запастись терпением и начинать поиски двигателя, который бы отлично подходил по параметрам, чтобы сделать ветрогенератор своими руками.
Подбор генератора
Как оказалось, большинство использует в виде генератора старый мотор из компьютеров. Такой мотор является раритетом и применялся еще во времена, когда у вычислительных машин использовались большие ленточные катушечные накопители. Среди всех возможных вариантов самым лучшим можно считать двигатель постоянного тока от производителя Ametekна 30 вольт. Это самый подходящий вариант, чтобы сделать ветрогенератор, так как даже легкое вращение его вала может свободно генерировать 12 В. Данный двигатель довольно тяжело найти, но на торговых площадках ebay и Amazon полно его аналогов. Дополнительно в описании знающие люди указывают возможность их использования в качестве генератора для ветряка.
Подбор двигателя нужно делать с учетом следующих параметров:
- постоянный ток;
- низкие обороты;
- высокое напряжение;
- высокая сила тока.
Все дело в том, что двигатель, рассчитанный на 7200 оборотов и напряжением в 24 В, при низких оборотах вряд ли сможет дать требуемые значения. Но если взять 30-вольтовый мотор с номинальным значением в 325 об/мин, то вполне реально ожидать от него напряжение в 12 вольт даже при характерных ветряку низких оборотах.
Примерная стоимость того же Ametek примерно 26 $. Можно найти и немного дешевле двигатель, но это не столь важно. При обычном легком толчке он зажигает без проблем лампу на 12 вольт, что нам и требовалось. Итак, двигатель-генератор мы нашли. Приступаем к следующему шагу — расчету лопастей.
Лопасти
В качестве лопастей, создавая ветрогенератор, можно без проблем использовать обычную сантехническую трубу из ПВХ длиной 60 см и диаметром 15 см. Разрежьте ее на 4 части. Это будут заготовки лопастей. Затем вырежьте квадрат 5х5 у основания для создания крепежа в дальнейшем. Чтобы сохранить точную форму и не срезать лишнего рекомендуется просверлить изначально небольшое отверстие в нужном месте. Далее просто обрезаете лишний пластик вдоль заготовки по диагонали. Все, первая лопасть готова.
Используйте вырезанный элемент как шаблон для создания остальных трех лопастей. Также он будет играть роль запасной детали, если что-то пойдет не так. Двигатель на наш ветрогенератор мы выбрали и изготовили лопасти. Теперь нужно их сделать одним единым.
Сборка генератора с лопастями
Для объединения лопастей с генератором можно применять обычный шкив как основу и алюминиевый диск диаметром 13 см. Скрепив их вместе с использованием болтового соединения, вы получите отличную легкую и практичную основу, которая будет являться промежуточным звеном, передающим силу ветра с лопастей, вращая ветрогенератор. Сами лопасти крепятся также при помощи болтов. В магазине сантехники можно приобрести колпак, чтобы скрыть все металлические детали и придать ветряку большей обтекаемости. Практика показала, что все эти параметры позволяют даже легкому ветерку создавать вращения и при этом ветрогенератор вырабатывает положенные ему 12 В.
Установка турбины
Для установки турбины своими руками можно использовать обычную деревянную подставку из бруска длиной 84 см. Также желательно использовать кусок пластиковой трубы диаметром 10 см для защиты двигателя от разного рода осадков. В качестве хвоста для ветряка на 12 вольт рекомендуется применять алюминиевую пластину размером 21х35 см и толщиной 20-30 мм. Она идеально подойдет как противовес и как элемент для поворота установки по ветру. Все размеры не критичны и могут быть немного изменены под особенности конструкции.
Также рекомендуется провести шлифовку всех элементов и закругление углов для более привлекательного вида и лучших аэродинамических показателей. Затем покройте все деревянные части несколькими слоями краски. Цвет можете выбрать любой, так как от этого ничего не зависит.
Для большего удобства на краю, где будет располагаться сам генератор, можно прикрутить несколько планочек, чтобы он плотно сидел на своем месте. Крепиться мотор при помощи хомутов. Ветрогенератор готов. Теперь нужно установить его на мачте.
Элементы мачты
Конечный результат при создании ветряка своими руками полностью зависит от возможности поворачиваться в зависимости от направления ветра и основной высоты.
Обычная железная труба диаметром 2,5 сантиметра легко скользит внутри электрического трубопровода сечением 3 сантиметра. На бруске установите железный фланец с посадочным местом под трубу 2,5 см. Центр ее должен находиться примерно в 19 см от края. Далее просто вверните кусок трубы в фланец. Также нужно просверлить отверстие в бруске под провода, которые будут проходить через него.
Основание можно сделать в следующей последовательности:
- Из фанеры вырезается круг диаметром 60 см;
- К нему крепятся два металлических сантехнических колена диаметром 2,5 см при помощи фланцев;
- Посредине устанавливается тройник диаметром 3,5 см, на который накручивается основная труба;
- В деревянном диске нужно просверлить несколько отверстий для закрепления его на земле.
Труба, которая будет служить мачтой, может использоваться как разборная, так и цельная. Длина ее должна быть не менее 3 метра, а диаметр 3,5 см. Для закрепления трубы можно использовать обычные веревки с хомутами.
Мы создали мачту и теперь можем смело устанавливать наш 12-вольтовый ветрогенератор в рабочее положение. При этом не нужно забывать о подсоединении к нему проводов и протягивании их через трубу. У основания требуется проделать отверстие, чтобы их вывести и подсоединить к контроллеру, который мы сейчас и рассмотрим.
Схема контроллера
Контроллер позволяет регулировать заряд в батареях и при этом не дает им излишка энергии. Если АКБ полные, то это устройство перенаправляет ток напрямую к потребителю. Контроллер на 12 вольт можно легко найти в любом магазине электроники. Но его можно сделать и своими руками, что в положительно отразится на цене.
На рисунке приведена схема сборки контроллера. Она немного изменена в силу того, что большое количество стандартных деталей очень тяжело найти. Любой радиолюбитель сможет ее собрать в кучу.
Установив ветряк и присоединив контроллер мы видим, что наша конструкция работает и даже мультиметр демонстрирует практически точное значение в 12 вольт при слабом ветре. Сборка ветрогенератора своими руками выполнена.
Затраты
Наверное, самой важной частью являются затраты. Проведя небольшое исследование рынка можно прийти к выводу, что на закупку всех элементов с учетом инвертора и батарей, наш ветряк, собранный своими руками, обойдется не более 250 $. Заводские ветрогенераторы имеют практически такие же характеристики, как и тот, что вы соберете своими руками. Вот только придется за них выложить больше 1000 $.