Flock House Geared-Up From the Feet-Up/pt
Esta página representa o projeto de energia movido a bicicleta da "Equipe U^s" para a Flock House . A "Equipe U^s" é um grupo reunido por meio da disciplina Introdução ao Design de Engenharia 215 , ministrada por Lonny Grafman na Cal Poly Humboldt .
Introdução
Flock House
À medida que as populações urbanas continuam a crescer a taxas exponenciais, as práticas de vida sustentáveis devem progredir para atender às necessidades humanas básicas. A necessidade de práticas de vida sustentáveis inspirou nossa cliente, Mary Mattingly , a criar o projeto de arte móvel Flock House . Evoluindo além dos limites do desenvolvimento urbano típico, as cápsulas Flock House têm a capacidade de migrar e habitar qualquer espaço não utilizado. Das laterais dos edifícios às calçadas, a localização exata é limitada apenas pela imaginação. As "Cápsulas Flock" foram projetadas para serem residências renováveis. A maior parte das necessidades de alimentos e energia será gerada pelo sistema interno das "Cápsulas Flock", e o restante pelo apoio da comunidade. Para atender às necessidades energéticas dos moradores, cada cápsula é equipada com uma fonte de energia movida a bicicleta (Geared Up From the Feet Up) e um gerador de carrinho de mão Flock House . Com lançamento previsto para 1º de maio de 2012, a primeira cápsula Flock House percorrerá o bairro de Lower Manhattan, em Nova York (veja a programação completa ).
Para saber mais sobre o projeto, visite a página da Flock House e, para mais informações sobre outros projetos incorporados à Flock House, visite a página da Appropedia .
Equipe U^s
Imagem do Flock Pod fornecida por Mary Mattingly
Logotipo para o time U^s
A equipe U^s é composta por quatro alunos: Jenna Bader ; Dashiel Bivens ; Jacob Rowe ; e Karen Stufkosky , matriculados na disciplina de Engenharia 215 Introdução ao Design da Cal Poly Humboldt, ministrada por Lonny Grafman . A equipe foi desafiada a desenvolver um gerador movido a bicicleta capaz de gerar mais de 100 watts, permitindo o uso de todos os tipos de bicicleta. Este projeto visa aumentar a compreensão do público em geral sobre energias renováveis e permitir que qualquer ciclista participe da geração de energia.
Declaração do Problema e Critérios
| Critérios | Peso | Descrição |
|---|---|---|
| Potência de saída | 10 | Deve gerar pelo menos 100 Watts |
| Facilidade de uso | 10 | Fácil de configurar Serve para todas as bicicletas com pneus de 25-29". O ciclista pode gerar energia por 20 minutos. |
| Consistência | 9 | Funciona sempre |
| Durabilidade | 8 | Deve resistir às condições climáticas e ao uso diário |
| Portabilidade | 7 | Não era necessário mais do que uma única pessoa para se mover |
| Estética | 6 | Visualmente atraente |
| Segurança | 5 | Seguro para uso do condutor e dos espectadores |
| Custo | 5 | Não exceda o orçamento de $ 375,00 |
Declaração do Problema
A Flock House precisa de uma fonte de energia que seja fácil de usar para todas as idades, que acomode a maioria dos tipos de bicicletas, que seja educativa e que seja capaz de gerar energia suficiente para atender às necessidades dos dois moradores.
O Objetivo
O objetivo da Equipe U^s é projetar um gerador portátil, desmontável e recriável, movido a bicicleta, utilizando materiais reciclados para a Flock House, o metaprojeto. Se possível, várias estações de bicicleta seriam conectadas para fornecer energia à cápsula Flock House para seus moradores e usá-la como ferramenta de aprendizagem para educar os visitantes sobre geração de energia alternativa.
Preparado desde os pés
Custo e Materiais
| Material (Seu Custo) | Quantidade | Custo |
|---|---|---|
| Controlador de carga | 1 | $ 111,54 |
| Suporte de Treinador | 1 | $ 67,35 |
| Motor CC | 1 | $ 63,08 |
| Braço de manivela para pedal de bicicleta (procure usar se possível) | 1 | $ 25,00 |
| Plexiglass (4 peças) | 1 | $ 20,00 |
| Cabo de extensão (25 pés) | 1 | $ 14,84 |
| Plexiglass | 1 | $ 13,88 |
| Pedal de bicicleta (procure usar se possível) | 1 | $ 9,99 |
| Desviador | 1 | $ 9,99 |
| Dissipador de calor | 1 | $ 9,99 |
| Corrente de bicicleta BMX | 1 | $ 9,98 |
| Roda dentada de bicicleta | 1 | $ 7,66 |
| Diodo de bloqueio | 1 | $ 6,98 |
| Soquete de lâmpada | 1 | $ 6,00 |
| Dobradiças | 2 | $ 5,99 |
| Lâmpada de 12 volts | 1 | $ 5,84 |
| Ímã de armário | 2 | $ 4,00 |
| Conectores de fio | 2 | $ 4,38 |
| Lubrificante de corrente | 1 | $ 3,49 |
| Porta-fusível | 1 | $ 2,19 |
| Restos de madeira (procure pedaços reciclados) | 4 | $ 2,00 |
| Parafuso quadrado + arruela + porca | 1 | $ 1,69 |
| Sucata (do ferro-velho) | 6 | $ 1,00 |
| Fusível | 1 | $ 0,73 |
| Custo total | $ 407,59 | |
| Material (Nosso Custo) | Quantidade | Custo |
|---|---|---|
| Controlador de carga | 1 | $ 111,54 |
| Suporte de Treinador | 1 | $ 67,35 |
| Motor CC | 1 | $ 63,08 |
| Cabo de extensão (25 pés) | 1 | $ 14,84 |
| Plexiglass | 1 | $ 13,88 |
| Corrente de bicicleta BMX | 1 | $ 9,98 |
| Roda dentada de bicicleta | 1 | $ 7,66 |
| Diodo de bloqueio | 1 | $ 6,98 |
| Dobradiças | 2 | $ 5,99 |
| Lâmpada de 12 volts | 1 | $ 5,84 |
| Conectores de fio | 2 | $ 4,38 |
| Porta-fusível | 1 | $ 2,19 |
| Parafuso quadrado + arruela + porca | 1 | $ 1,69 |
| Fusível | 1 | $ 0,73 |
| Desviador | 1 | Doado |
| Ímã de armário | 2 | Doado |
| Plexiglass (4 peças) | 1 | Doado |
| Dissipador de calor | 1 | Doado |
| Braço de manivela de pedal de bicicleta | 1 | Doado |
| Pedal de bicicleta | 1 | Doado |
| Soquete de lâmpada | 1 | Doado |
| Madeira de sucata | 4 | Doado |
| Lubrificante de corrente | 1 | Doado |
| Sucata de metal | 6 | Doado |
| Custo total | $ 316,13 | |
Final Design
Geared-Up From the Feet-Up is designed to power the Flock House efficiently with the highest power output possible while still being simple enough for most riders to generate power.
Overview
This design is built using an adjustable bicycle trainer stand, a DC motor, a charge controller, BMX bike sprockets, a single-speed BMX chain, a derailleur, and electrical components necessary to power a 12 volt battery all enclosed in a plexiglass box.
Mechanical System
The cyclist locks the rear-wheel axle of their own bike into the bike stand by rotating the knobs on the side of the stand. The bike stand can accommodate most bikes with a rear axle diameter of less than 8 1/2" and tire sizes between 25"-29" in diameter by means of an adjustable roller below the bike tire.
The roller rotates a single-speed bike chain which is attached at the end of the roller and then to the motor. Because the stand is adjustable to different tire diameters, and our motor is screwed into place on a base board, it is necessary to use a tensioner to...do its job. We repurposed a used derailleur to act as a tensioner for the chain. This adds ease of use to the system.
Electrical System
The electronics used in the Geared-Up design are a 36 volt DC motor, a 15 amp fuse and fuse holder, a 40 amp blocking diode, and a 12/24 volt charge controller all wired in series to a 12 volt deep-cycle battery using 12 gauge copper wire. There is also a 12 volt DC light bulb screwed into a light socked which is wired in parallel through the charge controller, used to expend our excess load from the charge controller after charging the battery.
The charge controller was a necessary component in our design because we had to ensure a happy battery that will be charged continuously to power the Flock House. Deep cycle 12 volt batteries like the one we used, like to be charged at a constant input of 13-15 volts. If an eager rider generating power on our system were to produce more volts than the charge controller is set to, the light bulb will start to light up. Optimal battery charging occurs at a "sweet spot" where the rider can constantly pedal their bike easily, and the light barely flickers. This flickering light means that the battery is being charged at 13 volts and you are barely generating an excess amount of wasted energy beyond that limit.
The blocking diode ensures the direction of electrons flowing from the generator to the battery, rather than electrons flowing from the battery to the motor when a rider stops pedaling. The diode is rated at 40 amps ensuring optimal safety to the rider because our motor is only rated at 13 amps.
In case of electrical mishaps, the 15 amp fuse will likely blow. This ensures safety to our system and to any persons around the electrical components.
Resultados
O design final do Geared-Up From the Feet-Up tinha uma faixa de potência de saída variável. Uma pessoa pedalando por 5 a 10 minutos pode produzir uma potência que varia de 50 a 140 watts, dependendo do seu nível de condicionamento físico.
Durante nosso processo de desenvolvimento, surgiram vários problemas que aumentaram a complexidade do nosso design final.
- O pneu traseiro da bicicleta precisa ter tensão constante contra o rolo. Se o rolo não estivesse apertado o suficiente contra o pneu, ele queimaria a borracha devido à tração causada pelo deslizamento. Com o rolo pressionado firmemente contra o pneu, o atrito era minimizado e as rotações do rolo eram maximizadas.
- O sistema de engrenagens personalizado foi difícil de testar, pois muitas peças eram variáveis. As rodas dentadas da BMX tiveram que ser ajustadas sob medida ao nosso rolo e motor a cada vez, a fim de testar a relação de transmissão adequada para o sistema. Essa foi uma fase difícil, pois cada roda dentada teve que ser soldada a uma peça de aço personalizada para ser fixada às hastes.
- O circuito elétrico precisava ser configurado de forma que os componentes elétricos não superaquecessem.
- O suporte para bicicletas tinha limitações que não havíamos previsto. Ele funciona bem para uma variedade de diâmetros de pneus, pois é amplamente ajustável na base do rolo. No entanto, a largura das travas do eixo é limitada a uma pequena faixa de diâmetros de eixo da roda traseira, de até 21,5 cm de largura. Não prevíamos a grande variedade de estilos disponíveis nas bicicletas, incluindo suportes modernos de liberação rápida para pneus e personalizações de acessórios volumosos, como porta-bolsas/cestos.
Discussão
Faça você mesmo
Para obter detalhes sobre como construir o seu próprio Como construir o Geared-Up From the Feet-Up <----clique no link
Agradecimentos especiais
