Táto stránka predstavuje energetický projekt "Team U^s" na bicykli pre Flock House . "Team U^s" je skupina spojená prostredníctvom Engineering 215 Intro to Design , ktorú vyučuje Lonny Grafman na Cal Poly Humboldt .
Contents
Úvod
Dom kŕdľa
Keďže mestské obyvateľstvo naďalej rastie exponenciálnym tempom, udržateľné životné postupy sa musia rozvíjať, aby uspokojili základné ľudské potreby. Potreba trvalo udržateľných životných postupov inšpirovala našu klientku Mary Mattingly k vytvoreniu domu Flock Housemobilný umelecký projekt. Podložky Flock House, ktoré sa vyvíjajú za hranice typického mestského rozvoja, majú schopnosť migrovať a obývať akýkoľvek nevyužitý priestor. Od strán budov až po chodníky je presné umiestnenie obmedzené len na predstavivosť. "Flock Pods" sú určené ako obnoviteľné usadlosti. Väčšina potrieb potravín a energie bude generovaná prostredníctvom interného systému „Flock Pods“ a zvyšok prostredníctvom podpory komunity. Na uspokojenie energetických potrieb obyvateľov je každý modul vybavený bicyklom poháňaným zdrojom energie (Geared Up From the Feet Up) a generátorom vozňa Flock House . Prvý modul Flock House, ktorý bude spustený 1. mája 2012, sa bude pohybovať po štvrti Dolného Manhattanu v New Yorku (pozrite si celý harmonogram ).
Ak sa chcete dozvedieť viac o projekte, môžete navštíviť webovú stránku Flock House a pre viac informácií o ostatných projektoch začlenených do Flock House navštívte webovú stránku Appropedia .
Tím U^s
Obrázok Flock Pod poskytla Mary Mattingly
Logo tímu U^s
Tím U^s tvoria štyria študenti: Jenna Bader ; Dashiel Bivens ; Jacob Rowe ; a Karen Stufkosky , ktorá sa zapísala do kurzu Cal Poly Humboldt 's Engineering 215 Intro to Design, ktorý prednáša Lonny Grafman . Tím dostal za úlohu vyvinúť generátor poháňaný bicyklom schopný generovať 100+ wattov a zároveň umožniť používanie všetkých typov bicyklov. Tento projekt má za cieľ zvýšiť porozumenie širokej verejnosti o obnoviteľnej energii a umožniť každému cyklistovi podieľať sa na výrobe energie.
Vyhlásenie o probléme a kritériá
| Kritériá | Hmotnosť | Popis |
|---|---|---|
| Výstupný výkon | 10 | Musí generovať najmenej 100 wattov |
| Jednoduchosť použitia | 10 | Jednoduché nastavenie Vhodné pre všetky bicykle s 25-29" pneumatikami Rider dokáže generovať energiu po dobu 20 minút |
| Dôslednosť | 9 | Funguje zakaždým |
| Trvanlivosť | 8 | Musí odolávať počasiu a každodennému používaniu |
| Prenosnosť | 7 | Nepotreboval sa pohnúť viac ako jeden človek |
| Estetika | 6 | Vizuálne príťažlivé |
| Bezpečnosť | 5 | Bezpečné pre jazdca a okoloidúcich |
| náklady | 5 | Neprekračuje rozpočet 375,00 USD |
Vyhlásenie o probléme
Flock House potrebuje zdroj energie, ktorý je ľahko použiteľný pre všetky vekové kategórie, pojme väčšinu druhov bicyklov, vzdeláva a je schopný generovať dostatok energie na uspokojenie potrieb dvoch obyvateľov.
Cieľ
Cieľom tímu U^s je navrhnúť prenosný, odnímateľný a znovu vytvorený generátor poháňaný bicyklom s použitím recyklovaných materiálov pre metaprojekt Flock House. Ak by to bolo možné, bolo by pripojených viacero bicyklových dokov, ktoré by napájali modul Flock House pre jeho obyvateľov a používali by sa ako vzdelávací nástroj na vzdelávanie návštevníkov o alternatívnej výrobe energie.
Prevodovka hore nohami
Náklady a materiály
| Materiál (vaše náklady) | Množstvo | náklady |
|---|---|---|
| Ovládač nabíjania | 1 | 111,54 dolárov |
| Stojan na trénera | 1 | 67,35 dolárov |
| Jednosmerný motor | 1 | 63,08 dolárov |
| Rameno kľuky pedálu bicykla (ak je to možné, hľadajte použité) | 1 | 25,00 dolárov |
| Plexisklo (4 kusy) | 1 | 20,00 dolárov |
| Predlžovací kábel (25 stôp) | 1 | 14,84 dolárov |
| Plexisklo | 1 | 13,88 dolárov |
| Pedál na bicykel (vyhľadajte použitý, ak je to možné) | 1 | 9,99 dolárov |
| Prehadzovačka | 1 | 9,99 dolárov |
| Chladič | 1 | 9,99 dolárov |
| Reťaz na BMX bicykel | 1 | 9,98 dolárov |
| Ozubené koleso na bicykel | 1 | 7,66 dolárov |
| Blokovacia dióda | 1 | 6,98 dolárov |
| Zásuvka na žiarovku | 1 | 6,00 dolárov |
| Pánty | 2 | 5,99 dolárov |
| 12V žiarovka | 1 | 5,84 dolárov |
| Magnet na skrinku | 2 | 4,00 USD |
| Konektory drôtov | 2 | 4,38 dolárov |
| Mazivo na reťaz | 1 | 3,49 dolárov |
| Držiak poistky | 1 | 2,19 USD |
| Drevený odpad (hľadajte recyklované kusy) | 4 | 2,00 USD |
| Štvorhranná skrutka + podložka + matica | 1 | 1,69 USD |
| Kovový šrot (zo šrotu) | 6 | 1,00 USD |
| Poistka | 1 | 0,73 USD |
| Celkové náklady | 407,59 dolárov | |
| Materiál (naše náklady) | Množstvo | náklady |
|---|---|---|
| Ovládač nabíjania | 1 | 111,54 dolárov |
| Stojan na trénera | 1 | 67,35 dolárov |
| Jednosmerný motor | 1 | 63,08 dolárov |
| Predlžovací kábel (25 stôp) | 1 | 14,84 dolárov |
| Plexisklo | 1 | 13,88 dolárov |
| Reťaz na BMX bicykel | 1 | 9,98 dolárov |
| Ozubené koleso na bicykel | 1 | 7,66 dolárov |
| Blokovacia dióda | 1 | 6,98 dolárov |
| Pánty | 2 | 5,99 dolárov |
| 12V žiarovka | 1 | 5,84 dolárov |
| Konektory drôtov | 2 | 4,38 dolárov |
| Držiak poistky | 1 | 2,19 USD |
| Štvorhranná skrutka + podložka + matica | 1 | 1,69 USD |
| Poistka | 1 | 0,73 USD |
| Prehadzovačka | 1 | Darované |
| Magnet na skrinku | 2 | Darované |
| Plexisklo (4 kusy) | 1 | Darované |
| Chladič | 1 | Darované |
| Kľuka pedálu bicykla | 1 | Darované |
| Pedál na bicykel | 1 | Darované |
| Zásuvka na žiarovku | 1 | Darované |
| Odpadové drevo | 4 | Darované |
| Mazivo na reťaz | 1 | Darované |
| Kovový šrot | 6 | Darované |
| Celkové náklady | 316,13 dolárov | |
Konečný dizajn
Geared-Up From the Feet-Up je navrhnutý tak, aby efektívne napájal Flock House s najvyšším možným výkonom, pričom je stále dostatočne jednoduchý na to, aby väčšina jazdcov generovala energiu.
Prehľad
Tento dizajn je postavený pomocou nastaviteľného stojana na bicykel, jednosmerného motora, regulátora nabíjania, ozubených kolies BMX bicyklov, jednorýchlostnej BMX reťaze, prehadzovačky a elektrických komponentov potrebných na napájanie 12-voltovej batérie, všetko uzavreté v plexi.
Mechanický systém
Cyklista uzamkne osku zadného kolesa vlastného bicykla do stojana otáčaním gombíkov na boku stojana. Stojan na bicykle pojme väčšinu bicyklov s priemerom zadnej nápravy menším ako 8 1/2" a veľkosťou pneumatík medzi 25"-29" v priemere pomocou nastaviteľného valčeka pod pneumatikou bicykla.
Valec otáča jednorýchlostnú cyklistickú reťaz, ktorá je pripevnená na konci valca a potom k motoru. Pretože je stojan nastaviteľný na rôzne priemery pneumatík a náš motor je naskrutkovaný na základnú dosku, je potrebné použiť napínač, aby... Použili sme prehadzovačku, aby fungovala ako napínač reťaze. To zvyšuje jednoduchosť používania systému.
Elektrický systém
Elektronika použitá v dizajne Geared-Up je 36-voltový jednosmerný motor, 15-ampérová poistka a držiak poistky, 40-ampérová blokovacia dióda a 12/24-voltový regulátor nabíjania, všetko zapojené do série s 12-voltovou batériou s hlbokým cyklom. pomocou medeného drôtu s priemerom 12. K dispozícii je tiež 12-voltová jednosmerná žiarovka zaskrutkovaná do svetelnej zásuvky, ktorá je zapojená paralelne cez regulátor nabíjania, ktorá sa používa na vyčerpanie nadmernej záťaže z regulátora nabíjania po nabití batérie.
Regulátor nabíjania bol nevyhnutným komponentom v našom návrhu, pretože sme museli zabezpečiť šťastnú batériu, ktorá sa bude nepretržite nabíjať na napájanie Flock House. 12 voltové batérie s hlbokým cyklom, ako sú tie, ktoré sme použili, sa radi nabíjajú pri konštantnom vstupe 13-15 voltov. Ak by dychtivý jazdec generujúci energiu v našom systéme vyprodukoval viac voltov, ako je nastavený regulátor nabíjania, žiarovka sa začne rozsvietiť. Optimálne nabíjanie batérie prebieha na „sladkom mieste“, kde jazdec môže neustále ľahko šliapať na bicykli a svetlo sotva bliká. Toto blikajúce svetlo znamená, že batéria sa nabíja na 13 voltov a vy sotva generujete nadmerné množstvo zbytočnej energie nad tento limit.
Blokovacia dióda zaisťuje smer elektrónov prúdiacich z generátora do batérie, a nie elektrónov prúdiacich z batérie do motora, keď jazdec prestane šliapať do pedálov. Dióda je dimenzovaná na 40 ampérov, čo zaručuje optimálnu bezpečnosť pre jazdca, pretože náš motor je dimenzovaný iba na 13 ampérov.
V prípade elektrických porúch pravdepodobne vyhorí 15 A poistka. To zaisťuje bezpečnosť nášho systému a všetkých osôb v blízkosti elektrických komponentov.
Výsledky
Konečný dizajn Geared-Up From the Feet-Up mal variabilný rozsah energetického výstupu. Osoba, ktorá jazdí na bicykli po dobu 5-10 minút, môže produkovať výkon v rozsahu 50-140 wattov v závislosti od úrovne zdatnosti cyklistu.
Počas nášho vývojového procesu sa objavilo niekoľko problémov, ktoré zvýšili zložitosť nášho konečného dizajnu.
- Zadná pneumatika bicykla musí mať konštantný tlak na valec. Ak by valec nebol dostatočne tesný k pneumatike, valec by spálil gumu z trakcie spôsobenej šmykom. Pri silnom zatlačení valca do pneumatiky sa trenie minimalizovalo a otáčky valca sa maximalizovali.
- Na mieru navrhnutý prevodový systém bolo ťažké otestovať, pretože toľko kusov bolo variabilných. Ozubené kolesá BMX museli byť zakaždým prispôsobené nášmu valcu a motoru, aby sa otestoval vhodný prevodový pomer pre systém. Bola to ťažká fáza, pretože každé ozubené koleso muselo byť privarené k na mieru prispôsobenému kusu ocele, aby sa pripevnilo na tyče.
- Elektrický obvod bolo potrebné nastaviť tak, aby sa elektrické komponenty neprehrievali.
- Stojan na bicykle mal obmedzenia, s ktorými sme nerátali. Stojan funguje dobre pre rad priemerov pneumatík, pretože je široko nastaviteľný na valcovej základni. Šírka zámkov nápravy je však obmedzená na malý rozsah priemerov náprav zadného kolesa do šírky 8 ½ palca. Neočakávali sme širokú škálu štýlov na bicykloch vrátane moderných rýchloupínacích držiakov na pneumatiky a objemných prispôsobení príslušenstva, ako sú držiaky na tašky/koše.
Diskusia
DIY
Podrobnosti o tom, ako si vytvoriť svoj vlastný Ako zostaviť Geared-Up z nohy hore <----kliknite na odkaz
Špeciálna vďaka
