Demo ng Enerhiya ng Bisikleta (Bumuo): 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang layunin ng Instructable na ito ay upang lumikha ng isang interactive na demonstrasyon ng enerhiya ng bisikleta upang mapukaw ang interes ng bata sa engineering. Gumagana ang proyekto tulad ng sumusunod, habang ang isang bata ay mas mabilis na tumatakbo sa bisikleta, nakapag-aktibo siya ng higit pang mga ilaw sa display board, sa huli binabaybay ang salitang CITADEL sa asul na mga LED light. Habang nagpapatuloy ang pedal na mag-pedal ng mas mabilis, magagawa niyang paganahin ang mga mata ng bulldog bilang mga pulang LED light. Ang lapad ng bawat pagpupulong ay hindi hihigit sa 30 pulgada upang matiyak na ang proyekto ay maaaring magkasya sa mga silid-aralan sa pamamagitan ng anumang karaniwang sukat sa pintuan. Ang display board ay itinayo sa mga gulong upang madali itong madala. Gamit ang lahat ng mga materyales at tool na magagamit, ang proyektong ito ay tatagal ng halos 6 hanggang 10 araw upang makumpleto sa isang tinatayang gastos na humigit-kumulang na $ 400 USD kung kailangan mong bilhin ang lahat ng mga bahagi ng hardware / elektrikal pati na rin ang bisikleta.

Mga Ginamit na Tool: Power drill, saw saw, jigsaw, drill press, sander, sukat ng tape, vice grip, socket wrench set, solder iron, wire crimping tool, 3D printer, iba't ibang gamit sa bahay (pliers, gunting, atbp.)

Mga Ginamit na Materyal:

12mm Diffused Thin Digitel RGB LED Pixels (Strand of 25) (2)

GDSTIME 5V DC 50mm Fan (2)

Arduino Uno

5 mm (HTD) Pitch, 15mm ang lapad na Single Sided Belt

Ang Kent 20 "Boys Ambush Bicycle o anumang iba pang 20" na bisikleta na may likurang mga peg

Malaking Heatsink - Multiwatt Package (mula sa Sparkfun) (5)

Weathershield 2 "x4" x8 'Pressure Treated Lumber Everbilt 1-1 / 2 "(4)

Plywood para sa Display Board (nais na magaan ang timbang ngunit medyo matibay)

Particle Board para sa Mga Sulat

Square Wood Dowels para sa Display Board Legs

Pakete ng Halaga ng Corner Brace (18564)

Everbilt 2 mabigat na tungkulin sa brace (2 pack)

Grip-Rite # 8 x 2”Mga Screw (Model # PTN2S1)

24V 250W Electric Scooter Motor para sa mga scooter ng belt drive (Item # MOT-24250B)

WIR-110, 16 Gauge Black Power Cable Wire (12 ft)

WIR-110, 16 Gauge Red Power Cable Wire (12 ft)

16-20 Gauge Wire

LM338T / NOPB Linear Voltage Regulator

5 Gang Terminal Block (2)

Mga Solder Board

1.0 Ohm Resistors (5)

5.1 kOhm Resistors (2)

150 Ohm Resistor

100 kOhm Resistor

2200 uF Capacitor

20 kOhm Resistor

200 pF Capacitor

5V Zener Diode

2N2905 Transistor o Katumbas

1.5k Potensyomiter

LM308 Op-amp

Jumper Wire Kit

Mga Paint / Paint Brushes

Hakbang 1: Pagbuo ng Trainer

Magsimula sa pamamagitan ng pagputol ng isang 2x4x8 piraso ng kahoy sa dalawang 28 "board, isa pang dalawang board sa 24", at dalawa pa sa 16 ". Kakailanganin mo ang dalawang 2x4x8 board para dito. Gupitin ang isang karagdagang apat na board na may 45 degree na mga anggulo sa bawat dulo. Ang dalawang board na ito ay dapat na 10 "ang haba. Gamit ang 16 "board, gumamit ng jigsaw upang maputol ang mga notch sa board na 3" malalim at 1 3/4 "ang lapad. Kapaki-pakinabang na alamin ang mga sukat na ito bago mo gawin ang iyong hiwa.

Kumuha ng 2 sa 10 "board at ilakip ang mga ito sa isa sa 16" boards. Itayo ang 16 "board up pakanan at isandal ang 10" boards laban sa bawat panig ng 16 "upang mapula ang mga ito sa board at sa sahig. Gumamit ng mga tornilyo upang i-fasten ang 3 board. Ulitin ang prosesong ito para sa natitirang 16" at dalawang 10 "board.

Markahan ang gitna ng 12 "marka ng parehong 24" board at ang gitna ng 16 "boards. Linyain ang dalawang marka nang magkakasama upang ang 16" board ay patayo at i-flush kasama ang 24 "board na nakalatag sa gilid nito. Mag-drill ng 2 turnilyo sa ang 16 "sa 24" board at 2 pa para sa bawat 10 "board sa 24" board. Ulitin ang prosesong ito sa iba pang 24 "board at sa 16" board na may kalakip na 10 "board.

Susunod, markahan ang gitna ng pisara sa bawat isa sa 28 "mga board. Gumawa ng isa pang marka na 4" sa bawat panig ng markang 14 ". Dapat mayroong 8" sa pagitan ng 2 markang ito. I-line up ang 24 "boards sa mga marka na ito sa loob ng board sa marka. Mag-drill ng 2 mga turnilyo sa bawat isa upang i-fasten ang 3 board. Ulitin ito sa iba pang 28" board upang ang lahat ay konektado.

Hakbang 2: Pagbuo / Pag-attach ng Motor Tensioner

Ang pagkuha ng isang angkop na paraan upang mai-igting ang sinturon ay isang bagay na pinaghirapan ng koponan. Dumaan kami sa ilang magkakaibang ideya bago makarating sa nakikita sa itaas. Ang isang metal sliding rail ay magiging perpekto ngunit dahil sa isang mababang badyet ang koponan ay kailangang tumira para sa isang make-shift na kahoy na riles.

Magsimula sa pamamagitan ng paglikha ng isang hugis na pigura na L gamit ang 2 "x4" na mga bloke. Ang mas mababang bahagi ng L na kanyang riles ay mai-mount sa dapat na humigit-kumulang na 8 "haba. Ang itaas na bahagi humigit-kumulang na 6" taas. Gupitin ang isa pang 2 "x4" na bloke para sa motor mount. Gumamit ang koponan ng isang ekstrang, maliit na hugis-parihaba na posteng kahoy na nakita namin upang lumikha ng sistema ng riles. Ang ilalim na riles ay na-straddle ng dalawang daang-bakal na naka-mount sa ilalim ng bloke ng motor. Ang susi dito ay ang paggamit ng kahoy na matibay sapat upang hindi mahati kapag na-screw sa 2 "x4" s. Gumamit ang koponan ng isang drill press upang mag-drill ng isang butas hanggang sa 2 "x4" na bloke ang motor ay naka-mount sa. Ang isa pang butas ay drilled sa pamamagitan ng itaas na bahagi ng L. Ang isang mahabang bolt ay pinatakbo ang lahat ng mga paraan sa pamamagitan ng system. Siguraduhing gumamit ng malalaking washers sa alinman sa dulo upang maipamahagi ang pagkarga. Ang huling pagpupulong ay naka-mount sa trainer gamit ang L-bracket. Ang isang maliit na bloke ng kahoy ay ipinasok sa pagitan ng riles at ng tagapagsanay upang maiwasan ang pagkahilig ng system na yumuko kapag nasa ilalim ng mataas na pag-igting. Nakatutulong na magkaroon ng isang taong humahawak sa pagpupulong sa lugar kapag inilalagay ito sa trainer upang matiyak ang tamang pagkakahanay sa gulong sa likuran.

Hakbang 3: Alisin ang Back Tyre Mula sa Bisikleta at Maglakip ng Mga Rear Pegs

Upang alisin ang gulong sa likod mula sa bisikleta, i-deflate muna ang gulong. Susunod na alisin ang mga mani na humahawak ng tindig sa lugar para sa likurang gulong. Idiskonekta ang kadena mula sa likurang gear. Kung ang bisikleta ay may mga preno sa likuran, maaaring kinakailangan na alisin ang mga back preno. Kapag ang gulong at gulong ay tuluyan nang patayin, gumamit ng isang crowbar upang mabatak ang gulong sa gilid ng gulong. Habang pinapanatili ang crowbar sa pagitan ng gulong at gulong, ipaikot sa isang tao ang gulong upang dahan-dahang masiksik ang gulong. Kapag kumpleto na, sundin ang mga hakbang sa reverse order upang muling mai-install ang gulong pabalik sa bisikleta. Tiyaking ilagay ang sinturon sa paligid ng gulong bago muling i-install. Upang mai-install ang mga peg, i-slide ang mga ito sa likuran ng ehe bago muling i-install ang mga fastening nut.

Hakbang 4: Pagbuo ng Circuit

Ang circuit na nakita sa eskematiko ay nakuha mula sa ibinigay na link:

makingcircuits.com/blog/how-to-make-a-25-a…

Ang circuit na itinayo namin ay may dalawang pagpapaandar. Ang una ay upang makontrol ang variable ng pag-input ng boltahe DC mula sa motor sa isang pare-pareho na 5V DC output na ginagamit upang mapatakbo ang mga ilaw. Ang pangalawa ay ang paggamit ng isang divider ng boltahe upang mabawasan ang output ng boltahe mula sa motor hanggang sa pagitan ng 0 at 5 volts. Ang output na ito ay pagkatapos ay input sa analog input port ng Arduino Uno na mayroong isang limitasyon ng 5V. Ang Arduino Uno ay naka-code upang maisaaktibo ang mga tukoy na ilaw sa isang tiyak na boltahe. Ang code na ito ay ibinibigay sa ibaba.

Ang circuit na ipinapakita sa eskematiko sa itaas ay ginagamit upang ipamahagi ang kasalukuyang pantay sa pagitan ng 5 mga linear voltage regulator (lm338). Ang mga regulator na ito ay hindi maaaring mailagay nang kahanay upang maipamahagi ang pagkarga dahil ang mga pagkakaiba sa kanilang panloob na mga bahagi ay sanhi ng bahagyang magkakaibang mga output mula sa bawat isa. Ang linear regulator na nagbibigay ng pinakamataas na output ay nagtatapos sa pagkuha ng kabuuan ng karga. Ang paggamit ng circuit sa itaas ay nagpapatatag ng mga output at namamahagi nang pantay-pantay. Ang mga ilaw ay gumuhit ng isang maximum na kasalukuyang ng paligid ng 1.5A naka-configure gamit ang mga napiling kulay (48 asul 2 pula). Ang pag-coding ng mga ilaw sa lahat ay maputi ay lilikha ng maximum na kasalukuyang iginuhit (3A). Ang boltahe ay kinokontrol pababa mula sa maximum na 28V hanggang 5V. Ito ay isang pagkakaiba sa 23V. 23V x 1.5A = 34.5W ng lakas na dapat na mawala bilang init. Ito ang dahilan kung bakit ang pamamahagi ng pag-load sa pagitan ng mga regulator ay napakahalaga sa koponan. Kung ang isang regulator ay kukuha ng lahat ng karga, lalampas ito sa maximum na temperatura ng operating nito.

Una, itayo ang circuit sa isang solder-less breadboard. Ang isang medyo malaking kapasitor (gumamit kami ng 2200 uF) ay kailangang mailagay sa kabila ng output ng motor upang bawasan ang ingay nito. Nililinis nito ang input na natatanggap ng Arduino at ginagawang mas pare-pareho ang ilaw na ipinapakita (mga ilaw na hindi nag-flashing nang hindi sinasadya). Gayunpaman, kung nais mong lumikha ng isang seizure na gumagawa ng makina, makatipid ng $ 2 at i-void ang capacitor. Susunod, isama ang boltahe divider circuit. Patakbuhin ang isang jumper wire mula sa voltage divider patungo sa Arduino Uno analog input A0. Jumper ang Arduino sa lupa din. Tingnan ang nakakabit na guhit. Ang karagdagang impormasyon para sa mga kable ng mga ilaw ay matatagpuan sa link sa ibaba:

learn.adafruit.com/12mm-led-pixels/wiring

Hakbang 5: Pagsubok sa Circuit

Ang kagamitan na nakikita sa lab bench sa itaas ay kapaki-pakinabang ngunit hindi kinakailangan upang subukan ang circuit. Gayunpaman, kakailanganin mo ng ilang paraan upang i-on ang output shaft ng DC motor. Sa isip, gagamitin lang sana namin ang bisikleta ngunit dahil nasa koreo pa rin ito, kailangan naming maghanap ng alternatibong solusyon. Siguraduhing baligtarin mo ang polarity ng motor (ground (black) wire na naging mainit at mainit (pula) ang wire ay naging ground). Kapag ang lahat ay nai-hook up, ayusin ang potensyomiter sa circuit hanggang sa makuha mo ang isang output boltahe ng 5V. Ang anumang karaniwang voltmeter ay maaaring gamitin para dito. Ang circuit ay kailangan na nasa ilalim ng isang malaking load upang maayos na ayusin ang output ng boltahe. Ang software ng Arduino computer ay kailangang i-download upang patakbuhin ang code para sa micro-controller. Kailangan ding mai-install ang library ng FastLED. Kapag na-download ang software at na-upload mo ang code sa Arduino, pumunta sa serial monitor sa kanang sulok sa itaas at matutunghayan mo ang input ng boltahe na natatanggap ng Arduino Uno. Gumawa ng mga pagsasaayos upang maibalik ang circuit pababa hangga't maaari kung kinakailangan at subukang muli. Tiyaking gumana nang maayos ang lahat ng mga sangkap bago sumulong.

Hakbang 6: Maghinang sa Circuit

Sa larawan sa itaas maaari mong mapansin na mayroong dalawang circuit board na itinayo. Orihinal, ang koponan ay binalak na gumamit ng 10 lm338 linear voltage regulator ngunit pagkatapos ng karagdagang pagsubok, natukoy ang isang circuit na may 5 ay malaki. Gayunpaman, ang board na natapos namin na hindi nangangailangan ng nilalaman ang boltahe divider, samakatuwid ito ay ginagamit pa rin.

Dahil sa personal na kagustuhan, nagpasya ang koponan na ilukso ang mga linear regulator sa circuit board. Pinapayagan kaming i-mount ang mga ito nang kaunti nang malaya at mas mahusay na suportahan ang malaking heat sink. Maghinang ng lahat ng mga bahagi mula sa iyong prototype hanggang sa iyong bagong solder board. Gumamit kami ng isang permaproto board upang ang circuit ay magiging isang eksaktong kopya kapag inililipat ito mula sa solder-less breadboard. Dalawang 5 mga bloke ng terminal ng gang ang ginamit upang lumikha ng mabilis na mga pagkakabit mula sa motor at mga ilaw.

Hakbang 7: Buuin ang Display Board

Ang display board ay binuo sa isang serye ng mga hakbang.

1) Ang display board ay binubuo ng isang board at isang mount. Ang display ay itinayo sa labas ng manipis na kahoy at naka-mount sa isang stand na 57 1/2 sa pamamagitan ng 5 ft. Ang stand ay suportado ng isang cross-sectional beam na umaabot sa isang 45 deg. anggulo mula sa likurang binti hanggang sa patayong pagtayo. Ito ay itinayo gamit ang kahoy at mga turnilyo. Matapos ang pagkumpleto ng board at ang stand, apat na gulong ang drill sa bundok sa bawat kanya-kanyang sulok

2) Ang pagpapakita ng mga titik (C-I-T-A-D-E-L) ay itinayo nang magkahiwalay mula sa display at mount. Ang mga titik ay unang iginuhit at pagkatapos ay gupitin ang mga tile ng maliit na butil na 8 sa x 12 pulgada. Ang mga titik ay lahat ay may sukat na 10 ang taas, na may iba't ibang mga lapad. Ang mga titik ay pinutol ng isang band-saw para sa mga panlabas at isang lagari para sa loob ng mga titik.

3) Matapos maputol ang mga titik ay nakakabit sila sa board na may likidong kuko. Tinitiyak nito ang mga titik na na-secure sa board. Susunod, ang mga butas ay drilled sa mga titik gamit ang isang 12 'bit. Sisiguraduhin nitong ipapakita ang mga Ilaw.

4) Susunod, ang display ay pininturahan ng puti at ang mga titik (C-I-T-A-D-E-L) ay pininturahan ng asul na sanggol. Pagkatapos ay idinagdag ang isang asul na trim sa frame ng board.

5) Ang mga titik (T-H-E) ay ipininta sa pisara lahat sa taas na 4 na may iba't ibang mga lapad.

6) Ang Bulldog sa ilalim ng board ay ipininta sa pisara gamit ang isang halo ng acrylic na pintura. Ang mga butas ay drill sa pamamagitan ng mga mata na may isang 12mm na piraso upang magkasya ang mga ilaw.

7) Panghuli, ang mga ilaw ay nakalagay sa board at ang display board ay kumpleto.