Чи можу я натиснути на педаль живлення пристрій під час використання пристрою?

Я хочу дослідити, наскільки легко було б використовувати невеликий пристрій для ноутбука, при цьому вмикаючи його педалем на нерухому раму. (Наприклад, використовуючи планшет на велотренажері або користуючись нетбуком під час педалювання за столом.)

Я вже знаю, що можна запустити ноутбук з потужністю педалі, тому що я знайшов кілька прикладів того, що робиться. [1] [2] Зараз я хочу побудувати таку установку для свого академічного навчання . Мені потрібно підтвердити саме те, що мені потрібно, перш ніж купувати обладнання. Я не маю досвіду в електротехніці , тому, хоча у мене є чимало номерів, я не знаю, що мені потрібно обчислити чи вважати, щоб вибрати можливий варіант.

МОЖЛИВІ ЦІЛЬНІ ПРИСТРІЇ:

1. нетбук: вхід адаптера: 100-240 В 1,7 А, вихід: 19 В 65 Вт [3,4 А]
2. планшет: вхід адаптера: 100-240 В 0,45 А, вихід: 5,1 В 2,1 А [10,7 Вт]
3. смартфон: 3.7V 4.44WH (вся інформація, яку я маю)

МОЖЛИВІ АРХІТЕКТУРИ: Окрім розташування сидінь (велосипед, лежачий велосипед, письмовий стіл), можливо, є кілька варіантів, як підключити обладнання:

1. колесо> велосипедне динамо> регулятор> пристрій (достатньо потужний для планшета чи нетбука?)
2. педалі> Генератор постійного струму> Перетворювач постійного струму> регулятор> пристрій
3. педалі> генератор постійного струму> контролер заряду> акумулятор (наприклад, свинцева кислота)> інвертор> пристрій [3]

Додаткові дані:

• Доросла людина може генерувати 50-150 Вт протягом години напруженого педалювання. Я хочу, щоб мої користувачі крутили педалі зручніше, а не посилено.
• Будь-який пристрій матиме власну батарею, тож чи можу я усунути необхідність мати батарею в налаштуваннях?
• Це погана ідея підключити пристрій безпосередньо до регулятора, щоб уникнути використання власного адаптера пристрою?

ПИТАННЯ

Я дуже заплутаний у цьому напрямку (навіть якщо здається, що мене немає). Що я найбільше шукаю у відповідях - це ясність та остаточність .

З цих комбінацій пристроїв (1-3) та архітектури (1-3), які обов'язково спрацюють?

Які комбінації слід викреслити зі списку, оскільки вони категорично не будуть?

Динамо архітектура виглядає добре для мене , тому що , здається , простіше / дешевше підключити - це здатне приводити всі ці пристрої, навіть нетбук?

Передумови: я розробляв контролери для тренажерів. Машина приводила в дію трифазний генератор, і резистивне навантаження застосовувались відповідно до різних критеріїв.

Я провів навантажувальні випробування з певним баченням того, щоб встановити, скільки споживачів електроенергії можуть легко зробити протягом тривалого періоду, щоб живити електронне обладнання або заряджати акумулятори.

Подумайте, що людина з середньою мірою є людиною, яка могла б годину ходити по рівній поверхні і бути втомленою, але не дуже виснаженою в процесі. тобто не надто атлетичний за можливостями і навіть не "надзвичайно придатний" - але набагато вище фітнесу "диванної картоплі".

Використовуючи хороший якісний генератор, помірно придатний користувач може постачати 50 Вт протягом години. Це рівень, на якому ви точно знаєте, що займаєтесь фізичними вправами, але це було б терпімо для багатьох.

Той самий помірно придатний користувач міг би постачати 100 Вт протягом години і бути вкрай втомленим.

якби ви мали на меті часте завдання живлення, 50 Вт було б набагато кращим, ніж 100 Вт.

Сказане передбачає хорошу якісну систему розумної ефективності. В ідеалі з мінімальним "зубчиком" або витримкою - тобто відсутністю повільної швидкості швидкості для руху, коли магніти наближаються і відходять від котушок. Деякі системи використовують генератори зі значним передавальним числом, використовуючи ланцюговий привід. Вони можуть бути розумними, але зазвичай ні. Ремінь приводу до генератора низької схильності може бути змушений працювати добре.

Зауважте, що претензії, подані на веб-сайті, зазвичай суперечать їм самим. Я оцінюю середній вихідний показник, показаний на цьому графіку, як 60 - 70 Вт. Їх графік:

Але, вони кажуть:

• ПРИМІТКА. Хтось, хто працює щодня, може витратити від 200 до 300 Вт потужності.

  Ті, хто не в такій хорошій формі, можуть витратити близько 80 до 100 Вт потужності, як показано на графіку тренугодинної тренування вище.

  І нарешті - той, хто є конкурентоспроможним велосипедистом, може випустити до 500 Вт !!

Заявка на 200-300 Вт правда, але тат дуже вимогливий.
500 Вт + також стосується кращих топ-спортсменів.

Набагато більше у вибраних випадках - таких як
Госсамер Альбатрос - перший рейс, що працює на людині, через Ла-Манш, 12 червня 1979 року. !!! :-).
Близько 300 Вт безперервно знаходиться в спокійному повітрі і без турбулентності. "Піднімається швидко" з турбулентністю.
Ще один день в офісі для Брайана Аллена . ( денна робота ) -

Я можу робити 500 Вт близько 10 секунд, після чого ноги перетворюються на желе і я сильно виснажений.

Ваші 3 варіанти не мають значення для того, щоб мати значення:

• колесо> велосипедне динамо> регулятор> пристрій (достатньо потужний для планшета чи нетбука?)
• педалі> Генератор постійного струму> Перетворювач постійного струму> регулятор> пристрій
• педалі> генератор постійного струму> контролер заряду> акумулятор (наприклад, свинцева кислота)> інвертор> пристрій 2

Будь-яке з них може спрацювати добре або бути страшним, якщо погано продумано.

Не ясно, що ви маєте на увазі під колесами / педалями.
Харчування від обода колеса, як показано на малюнку, може спрацювати нормально - і це може бути, як ви розумієте, під "колесом". Основна мета - низькі втрати, відсутність ривків і нерівностей. В ідеалі стійке нециклічне навантаження.

Деякі з них виглядають добре - на сайті, на який ви посилалися.

Найкращим є генератор змінного струму - бажано 3 фазний або більше. Як показано нижче, 3-фазова форма хвилі не опускається до нуля на будь-якій стадії. Виправлення цього та фільтрування дає ще більш плавний результат. Більше 3 фаз дає ще кращий результат, але це рідко. Генератор постійного струму - це генератор змінного струму, в якому випрямлення забезпечується комутатором і щітками - у міру зміни рівня напруги нова обмотка вибирається комутатором, що обертає новий контакт обмотки під щітками. Незважаючи на те, що принцип схожий на використання генератора з діодами, за допомогою щіток ви, як правило, отримуєте більше механічного опору та втрат, ніж з генератором. Більшість пропозицій генераторів (постійного струму) будуть причалами постійного струму, які рухаються як генератори - дві ролі взаємозамінні, але машини, розроблені для однієї, будуть менш оптимізовані для іншої.

Динамо на базі ободового двигуна, яке ви цитували, є в принципі нормальним, але, ймовірно, буде жахливо неефективним на практиці через механічні проблеми. У дитинстві багато динамових ободок, які я бачив, були всі жахливі, тому я був здивований, побачивши сучасні підрозділи, які роблять це досить добре - справа в тому, щоб насправді знати, що ви робите механічно з вирівнюванням вала, передач, тертя поверхні та ін. " динамо "роду", як правило, виробляє від 1 до 10 Вт. З ефективною системою ви помітите 10 Вт під час їзди на велосипеді, і майже не помітите 1 Вт, за винятком дуже легких навантажень або на узбережжі.

Деяка форма зберігання акумуляторів майже важлива. Ноутбук або планшет тощо буде мати свою власну, якщо її не вилучено. До нижньої межі, більш ніж звичайно нетбук планшета може отримати 6 годин від 3 x 18650 LiIon клітин. Скажімо, 3,5 В середнє х 2 ампер години x 3 = 21 Вт годин. Тому працює понад 6 годин = 21/6 = 3,5 Вт. Великі ноутбуки можуть отримувати за 2 години з 6 або 8 або 9 або 12 осередками, так що в гіршому випадку 20-30 Вт. Швидкість, за яку вони будуть заряджати свої акумуляторні батареї, безпосередньо не пов'язана, але очевидно, що більший пакет забирає більше енергії. Більш великий зарядний пристрій може задавати 19 В х 5,5 А = 110 Вт. Одному осередку 2 літіона AH 18650 (як використовується в комбінації у більшості акумуляторних батарей ноутбука) потрібно близько 10 Вт пік для зарядки (4,2 В х 2А + деякий «простір для запасів»), тому вищезазначені 110 Вт приблизно підходять для самих великих акумуляторних батарей (12 клітин). Це приблизно протягом перших 40 хвилин циклу заряду від повністю «плоского». Після цього осередки переходять у режим постійного звуження постійного напруги.

Більше пізніше, якщо потрібно. Сон закликає на жаль ..

Мені, мабуть, за це вдаряться, але ... ви, хлопці, все думаєте, як, ну, інженери-електрики. Чому ніхто навіть не згадав про механічні переваги великих маховиків, передавальне число до приводних генераторів тощо? Час відключення маховика та енергії, необхідної для його переміщення, безумовно, повинен бути фактором, оскільки людина не є машиною з чистою енергією. Powertap на моєму велосипеді TT говорить, що я можу гасити ~ 400 Вт або близько години, під час моєї найкращої гонки за рік. За максимум коротких зусиль я можу вдарити 16-1700, а більші хлопці, ніж я, ламають 2К регулярно. Однак покладіть мене на свого тренера з крихітним маховиком (не дуже налаштування PRO), і ефект віджимання, коли я припиняю педалювання, змушує докладати більше зусиль для підтримки тієї ж швидкості. Рішення проблеми не є t оптимізуючи стабільний вихід, розуміючи, що постійний вихід майже неможливий для людини, і що свіжіша людина може видати більше енергії, щоб почати роботу, ніж потрібно для продовження руху. Те саме, що встати та йти на знак зупинки.

Я, мабуть, пішов би під номером 3, з невеликою модифікацією.

Якщо ви не здійснюєте педалювання з ідеально постійною швидкістю, напруга, ймовірно, буде досить сильно змінюватися. Варіювання вище регульованої напруги не повинно мати великого значення, але нижче, оскільки регулятору знадобиться мінімальна вхідна напруга для правильної роботи.
Ви можете отримати дуже широкий регулятор комутації вхідного діапазону, але це все ще не дозволить повністю зупинити (або близько до)

EDIT - щодо зовнішнього акумулятора, я чомусь спочатку не розглядав батарею пристрою. Я думаю, що ви могли б обійтися і без, але оскільки ви запитали, хто з трьох буде обов'язково спрацює, я б, мабуть, дотримувався цього. Посилання MIT, яке ви згадували, використовувало 12В акумулятор та прикурювач 12В -> 19,5В перетворювач, це був би простий спосіб забезпечення вхідної напруги, якщо ви не хочете возитися з регуляторами комутації.

Тож деяке зберігання енергії - це гарна ідея (хоча ви насправді нічого не згадуєте про те, щоб дозволити уповільнення / зупинку педалювання).
Ви можете використати великі (супер) конденсатори (або навіть великі маховики), але при розумній потужності це виграє " не даю стільки свободи, тому я думаю, що маленький акумулятор - це шлях.
У мене був би генератор -> контролер заряду -> 12В акумулятор -> підвищення (або долар залежно від пристрою) перетворювач + фільтрація -> вхід ноутбука / планшета.
Я б не переймався використанням постачання ноутбука / планшета та інвертора, оскільки це буде більш неефективно, ніж просто використання перетворювача постійного струму в постійний струм. При достатній фільтрації (пара конденсаторів та індуктор / феритовий шар) та перехідному захисті (наприклад, ТВС - придушувач перехідного напруги) це повинно бути добре.
Я б, напевно, обрав планшет або ноутбук меншої потужності, оскільки 30-65 Вт - це розумний обсяг енергії, який можна тривалий час тримати, тоді як ~ 10 Вт для планшета буде набагато простіше.

Я пам’ятаю, як дитина мав динамо-освітлення на своєму велосипеді - і майже перебігав, коли зупинився на перехресті, тому що мої вогні згасли!

Концептуально, так, можна використовувати генератор, що працює на педалях (динамо чи DC / DC); і я, безумовно, пішов би з варіантом (3), інакше ви можете витрачати сили, якщо покоління перевищує попит, або втратити потужність, якщо попит перевищує покоління.

Багато в чому (3) карти з поточною парадигмою в електромобілях, які використовують невеликий двигун як генератор розширення дальності, а не як рушійну силу.