Adattatore di alimentazione per generatore di bici.: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Buon giorno.

Si tratta di un adattatore (uno in più) per l'alimentazione elettrica fornita da un generatore di bici.

Prima di tutto, cos'è un "generatore di biciclette"? È un generatore di energia elettrica che prende il movimento dalle ruote e dai pedali di una bicicletta; infatti, converte la potenza delle tue gambe in energia elettrica (gratuitamente!!).

Ecco alcuni esempi:

Elettrico-bici-a-generatore-elettrico-Semplice-DIY-m/

Generatore di biciclette fai-da-te/

Bike-Generator-Stazione-di-ricarica

Best-fai da te-Bike-Trainer-Generator

L'esigenza all'origine di questo modello di adattatore è quella di avere alimentazione a 5Vdc (per la ricarica di dispositivi nomadi) e 12Vdc (per l'illuminazione, soprattutto quando il generatore viene utilizzato all'aperto: d'inverno qui il buio cala presto…).

Passaggio 1: schema generale

Questo è lo schema generale dell'adattatore:

Da sinistra, il generatore è un motore a magneti permanenti, recuperato da un'installazione dismessa;

Passaggio 2: il generatore

In questo caso è un motore brushless trifase, ma andrà bene anche un motore in corrente continua spazzolato: solo, ci saranno solo 2 fili invece di 3.

Nota: i fili rossastri sono la connessione "centro stella", non lo uso in questo progetto (il filo viene lasciato scollegato).

Passaggio 3: installazione

Come riparatore ho utilizzato un ponte a diodi trifase integrato, recuperato da un convertitore di frequenza; ovviamente è possibile realizzarne uno con 6 diodi collegati come da schema. (per un motore DC spazzolato a 2 fili, occorrono solo 4 diodi, seguendo la ben nota configurazione a "ponte di Graetz").

Il condensatore di livellamento è saldato direttamente sull'uscita del ponte a diodi, proprio per non aggiungere altri 2 fili al cablaggio già disordinato…

Passaggio 4: tensione riparata

Ho aggiunto un voltmetro, per visualizzare il rapporto tra la velocità del movimento e la tensione elettrica generata.

Dato che il mio voltmetro era un vecchio galvanometro da pannello con fondoscala da 100µA (anche qui, recuperato da una vecchia installazione dismessa), ho aggiunto un potenziometro da 500K per ottenere un fondoscala da 40V (il vero valore di resistenza necessario è circa 400K).

Perché 40V? Perché il convertitore DC-DC subito dopo può accettare un ingresso di 40V massimo.

Ovviamente, se il tuo motore fornisce una tensione più alta, dovrai trovare un convertitore CC-CC che possa accettare quella tensione; ad esempio, se il tuo generatore fornisce una tensione compresa tra 80V e 240V, potresti utilizzare un convertitore con presa a muro per PC portatile.

Il 1° convertitore DC-DC (12V):

L'ho fatto da solo perché non ne avevo uno abbastanza forte (circa 6 ampere) e prontamente disponibile; per farlo ho utilizzato l'integrato 34063A: eroga 1A max, ma nel suo Datasheet (dai siti ST.com o Addmtek.com, ad esempio) troverete uno schema applicativo per correnti maggiori, utilizzando un transistor PNP esterno (Ho usato un BDX54c). Per il diodo a ruota libera, ho usato un doppio diodo "Fast Recovery" recuperato da un vecchio alimentatore per PC desktop. La bobina è realizzata a mano, con filo di rame sufficiente a raggiungere il valore di induzione di 220 µH, come indicato nella scheda tecnica.

Dopo questo primo convertitore DC-DC, ho messo un Amperometro (in serie), per visualizzare la potenza consumata da tutti i dispositivi che puoi collegare (lampade da 12V, caricabatterie del telefono, …); ancora una volta non è necessario ma può essere utile per qualsiasi eventuale scopo pedagogico.

Questa tensione di 12Vdc ottenuta viene poi utilizzata per alimentare un connettore a molla (proprio come quelli utilizzati per collegare i diffusori agli impianti Hi-Fi domestici di bassa potenza), in modo da rendere quei 12V facilmente disponibili per qualsiasi utilizzo; Penso che nel mio caso sarà per l'illuminazione a LED a bassa tensione.

Passaggio 5: prese 5V

Poco più a valle, un 2° convertitore DC-DC per ottenere un'uscita a 5Vdc; questa volta ne avevo già fatta una, recuperata da una vecchia stampante termica.

Per rendere disponibile esternamente questa alimentazione a 5V, ho realizzato una semplice scheda con un connettore USB; questo è un fai-da-te, ma potresti recuperarne uno simile da qualche vecchio PC desktop: spesso hanno connettori 2-, 4- o anche 6- USB nella parte posteriore.

Passaggio 6: test

Le ultime foto riguardano la prova finale; Ho usato un alimentatore a 18Vdc, perché l'installazione della bici non è stata (ancora) realizzata.

La seconda immagine mostra la presa 12Vdc, l'ultima riguarda il test della presa USB 5Vdc.

Prossimo miglioramento:

Per quanto riguarda lo stoccaggio di energia, molti modi sono possibili; per esempio:

a) con 2 fili, rendere disponibile all'esterno la tensione ai capi dei condensatori di livellamento; sarà poi possibile fornire un regolatore di carica per batterie al piombo da 12V (come quelle usate per le auto).

b) collegare un power bank USB alle prese USB 5V.

Grazie per l'attenzione, spero possa essere di qualche utilità.

E, naturalmente, grazie al sito web di Instructable per questo spazio (gratuito!).