Deze pagina vertegenwoordigt het door fietsen aangedreven energieproject van "Team U^s" voor Flock House . "Team U^s" is een groep die is samengebracht via Engineering 215 Intro to Design , onderwezen door Lonny Grafman aan Cal Poly Humboldt .
Contents
Invoering
Flock Huis
Terwijl de stedelijke bevolking exponentieel blijft groeien, moeten duurzame levenspraktijken vooruitgang boeken om aan de fundamentele menselijke behoeften te voldoen. De behoefte aan duurzame levenspraktijken inspireerde onze klant, Mary Mattingly , om het Flock House te creërenmobiel kunstproject. Flock House-pods evolueren voorbij de grenzen van de typische stedelijke ontwikkeling en hebben het vermogen om te migreren en elke ongebruikte ruimte te bewonen. Van de zijkanten van gebouwen tot trottoirs, de exacte locatie is slechts beperkt tot de verbeelding. De "Flock Pods" zijn bedoeld als hernieuwbare boerderijen. De meeste voedsel- en energiebehoeften zullen worden gegenereerd via het interne systeem "Flock Pods", en de rest via gemeenschapsondersteuning. Om aan de energiebehoeften van de bewoners te voldoen, is elke pod uitgerust met een door een fiets aangedreven energiebron (Geared Up From the Feet Up) en een Flock House Handcar Generator . De eerste Flock House-pod, die op 1 mei 2012 wordt gelanceerd, zal door de wijk Lower Manhattan in New York trekken (bekijk het volledige schema ).
Voor meer informatie over het project kunt u de Flock House webpagina bezoeken en voor meer informatie over de andere projecten die deel uitmaken van Flock House kunt u de Appropedia webpagina bezoeken .
Team U^s
Flock Pod-afbeelding geleverd door Mary Mattingly
Logo voor Team U^s
Team U^s bestaat uit vier studenten: Jenna Bader ; Dashiel Bivens ; Jacob Rowe ; en Karen Stufkosky , ingeschreven in Engineering 215 Intro to Design van Cal Poly Humboldt , gegeven door Lonny Grafman . Het team werd uitgedaagd met de taak om een door een fiets aangedreven generator te ontwikkelen die meer dan 100 watt kan opwekken en tegelijkertijd het gebruik van alle soorten fietsen mogelijk maakt. Dit project is bedoeld om het grote publiek meer inzicht te geven in hernieuwbare energie en om elke fietser in staat te stellen deel te nemen aan het opwekken van energie.
Probleemstelling & criteria
| Criteria | Gewicht | Beschrijving |
|---|---|---|
| Vermogen | 10 | Moet minimaal 100 Watt genereren |
| Makkelijk te gebruiken | 10 | Eenvoudig in te stellen Past op alle fietsen met 25-29" banden Rider kan 20 minuten stroom opwekken |
| Samenhang | 9 | Werkt elke keer |
| Duurzaamheid | 8 | Moet bestand zijn tegen het weer en dagelijks gebruik |
| Draagbaarheid | 7 | Er hoefde niet meer dan één persoon te verhuizen |
| Esthetiek | 6 | Visueel aantrekkelijk |
| Veiligheid | 5 | Veilig voor berijder en omstanders |
| Kosten | 5 | Overschrijdt het budget van $ 375,00 niet |
Probleemstelling
Het Flock House heeft een stroombron nodig die gemakkelijk te gebruiken is voor alle leeftijden, geschikt is voor de meeste soorten fietsen, onderwijst en voldoende stroom kan opwekken om aan de behoeften van de twee bewoners te voldoen.
Het doel
Het doel van Team U^s is om voor Flock House, het metaproject, een draagbare, afneembare en opnieuw te creëren door een fiets aangedreven generator te ontwerpen met behulp van gerecyclede materialen. Indien mogelijk zouden meerdere fietsdocks worden aangesloten om de Flock House-pod van stroom te voorzien voor de bewoners en om bezoekers te leren over alternatieve energieopwekking.
Geared-Up van de Feet-Up
Kosten en materialen
| Materiaal (uw kosten) | Hoeveelheid | Kosten |
|---|---|---|
| Laadregelaar | 1 | $ 111,54 |
| Trainerstandaard | 1 | $ 67,35 |
| DC-motor | 1 | $ 63,08 |
| Fietspedaal Crankarm (zo mogelijk gebruikt zoeken) | 1 | $ 25,00 |
| Plexiglas (4 stuks) | 1 | $ 20,00 |
| Verlengsnoer (25 voet) | 1 | $ 14,84 |
| Plexiglas | 1 | $ 13,88 |
| Fietspedaal (zoek indien mogelijk gebruikt) | 1 | $ 9,99 |
| Derailleur | 1 | $ 9,99 |
| Koellichaam | 1 | $ 9,99 |
| BMX Fietsketting | 1 | $ 9,98 |
| Fiets Tandwiel | 1 | $ 7,66 |
| Blokkerende diode | 1 | $ 6,98 |
| Gloeilampfitting | 1 | $ 6,00 |
| Scharnieren | 2 | $ 5,99 |
| Gloeilamp van 12 volt | 1 | $ 5,84 |
| Kabinet magneet | 2 | $ 4,00 |
| Draad Connectoren | 2 | $ 4,38 |
| Ketting smeermiddel | 1 | $ 3,49 |
| Zekeringhouder | 1 | $ 2,19 |
| Scrap Wood (zoek gerecyclede stukken) | 4 | $ 2,00 |
| Vierkante Bout + Sluitring + Moer | 1 | $ 1,69 |
| Schroot (van schroothoop) | 6 | $ 1,00 |
| Samensmelten | 1 | $ 0,73 |
| Totale prijs | $ 407,59 | |
| Materiaal (onze kosten) | Hoeveelheid | Kosten |
|---|---|---|
| Laadregelaar | 1 | $ 111,54 |
| Trainerstandaard | 1 | $ 67,35 |
| DC-motor | 1 | $ 63,08 |
| Verlengsnoer (25 voet) | 1 | $ 14,84 |
| Plexiglas | 1 | $ 13,88 |
| BMX Fietsketting | 1 | $ 9,98 |
| Fiets Tandwiel | 1 | $ 7,66 |
| Blokkerende diode | 1 | $ 6,98 |
| Scharnieren | 2 | $ 5,99 |
| Gloeilamp van 12 volt | 1 | $ 5,84 |
| Draad Connectoren | 2 | $ 4,38 |
| Zekeringhouder | 1 | $ 2,19 |
| Vierkante Bout + Sluitring + Moer | 1 | $ 1,69 |
| Samensmelten | 1 | $ 0,73 |
| Derailleur | 1 | gedoneerd |
| Kabinet magneet | 2 | gedoneerd |
| Plexiglas (4 stuks) | 1 | gedoneerd |
| Koellichaam | 1 | gedoneerd |
| Fiets Pedaal Crank Arm | 1 | gedoneerd |
| Fietspedaal | 1 | gedoneerd |
| Gloeilampfitting | 1 | gedoneerd |
| Sloophout | 4 | gedoneerd |
| Ketting smeermiddel | 1 | gedoneerd |
| Schroot | 6 | gedoneerd |
| Totale prijs | $ 316,13 | |
Definitief ontwerp
Geared-Up From the Feet-Up is ontworpen om het Flock House efficiënt van stroom te voorzien met het hoogst mogelijke vermogen, terwijl het voor de meeste rijders toch eenvoudig genoeg is om vermogen op te wekken.
Overzicht
Dit ontwerp is gebouwd met behulp van een verstelbare fietstrainerstandaard, een gelijkstroommotor, een laadregelaar, BMX-fietstandwielen, een single-speed BMX-ketting, een derailleur en elektrische componenten die nodig zijn om een 12 volt-batterij van stroom te voorzien, allemaal ingesloten in een plexiglas doos.
Mechanisch systeem
De fietser vergrendelt de achterwielas van zijn eigen fiets in de fietsstandaard door aan de knoppen aan de zijkant van de standaard te draaien. De fietsstandaard is geschikt voor de meeste fietsen met een achterasdiameter van minder dan 8 1/2" en bandenmaten tussen 25"-29" in diameter door middel van een verstelbare rol onder de fietsband.
De rol draait een fietsketting met één versnelling die aan het uiteinde van de rol en vervolgens aan de motor is bevestigd. Omdat de standaard verstelbaar is voor verschillende banddiameters en onze motor op zijn plaats op een basisplaat wordt geschroefd, is het nodig om een spanner te gebruiken om... zijn werk te doen. We hebben een gebruikte derailleur hergebruikt om als kettingspanner te dienen. Dit voegt gebruiksgemak toe aan het systeem.
Elektrisch systeem
De elektronica die in het Geared-Up-ontwerp wordt gebruikt, is een gelijkstroommotor van 36 volt, een zekering en zekeringhouder van 15 ampère, een blokkeerdiode van 40 ampère en een laadregelaar van 12/24 volt, allemaal in serie geschakeld met een 12 volt deep-cycle batterij met behulp van 12 gauge koperdraad. Er is ook een 12 volt DC-gloeilamp die in een lichtsok is geschroefd die parallel is aangesloten via de laadregelaar, die wordt gebruikt om onze overtollige belasting van de laadregelaar af te voeren na het opladen van de batterij.
De laadregelaar was een noodzakelijk onderdeel in ons ontwerp omdat we moesten zorgen voor een gelukkige batterij die continu wordt opgeladen om het Flock House van stroom te voorzien. Deep cycle 12 volt accu's zoals degene die we gebruikten, worden graag opgeladen met een constante input van 13-15 volt. Als een gretige rijder die stroom op ons systeem genereert meer volt zou produceren dan waarop de laadregelaar is ingesteld, zal de lamp gaan branden. Optimaal opladen van de batterij vindt plaats op een "sweet spot" waar de berijder constant gemakkelijk op zijn fiets kan trappen en het licht nauwelijks flikkert. Dit flikkerende licht betekent dat de batterij wordt opgeladen met 13 volt en dat u boven die limiet nauwelijks overtollige energie opwekt.
De blokkeerdiode zorgt voor de richting van elektronen die van de generator naar de batterij stromen, in plaats van elektronen die van de batterij naar de motor stromen wanneer een berijder stopt met trappen. De diode heeft een vermogen van 40 ampère en zorgt voor optimale veiligheid voor de rijder, omdat onze motor slechts 13 ampère heeft.
In het geval van elektrische ongelukken zal de zekering van 15 ampère waarschijnlijk doorslaan. Dit zorgt voor veiligheid voor ons systeem en voor alle personen in de buurt van de elektrische componenten.
Resultaten
Het uiteindelijke ontwerp van Geared-Up From the Feet-Up had een variabel energiebereik. Een persoon die 5-10 minuten op de fiets zit, kan een vermogen produceren van 50-140 watt, afhankelijk van het fitnessniveau van de fietser.
Tijdens ons ontwikkelingsproces zijn er verschillende problemen naar voren gekomen die de complexiteit van ons uiteindelijke ontwerp hebben vergroot.
- De achterband van de fiets moet constant op spanning staan tegen de rol. Als de rol niet strak genoeg tegen de band zat, zou de rol rubber verbranden door de tractie die wordt veroorzaakt door uitglijden. Met de rol hard in de band gedrukt, werd de wrijving geminimaliseerd en werden de aandrijftoerentallen van de rol gemaximaliseerd.
- Het op maat ontworpen versnellingssysteem was moeilijk te testen omdat zoveel onderdelen variabel waren. De BMX-tandwielen moesten elke keer op maat worden gemaakt voor onze rol en motor om de juiste overbrengingsverhouding voor het systeem te testen. Dit was een moeilijke fase omdat elk tandwiel aan een op maat gemaakt stuk staal moest worden gelast om aan de stangen te worden bevestigd.
- Het elektrische circuit moest zo worden ingesteld dat de elektrische componenten niet oververhit zouden raken.
- De fietsenstalling had beperkingen die we niet hadden voorzien. De standaard werkt goed voor een reeks banddiameters omdat hij breed verstelbaar is aan de rolbasis. De breedte van de asvergrendelingen is echter beperkt tot een klein bereik van achterwielasdiameters tot 8 ½ inch breed. We hadden niet geanticipeerd op de grote verscheidenheid aan stijlen op fietsen, waaronder moderne bandenbevestigingen met snelsluiting en omvangrijke accessoire-aanpassingen zoals tashouders/manden.
Discussie
doe-het-zelf
Voor meer informatie over hoe u uw eigen kunt bouwen Hoe u Geared-Up kunt bouwen vanaf de Feet-Up <----klik op de link
Speciale dank
