Étape 1: Test de BikeGen
Afin de mettre un repère pour l’efficacité du système de BikeGen, j’ai décidé de faire des essais. Dans mes recherches pour commutation régulateurs un des meilleures ressources que j’ai trouvé cet article http://www.dimensionengineering.com/switchingregulators.htm il explique comment régulateurs travail et comment vous pouvez calculer la puissance de commutation perdu grâce à la génération de chaleur. La puissance perdue à la chaleur peut être calculée à l’aide de cette équation :
Puissance perdue = (tension d’entrée : tension de sortie) * courant de charge
Donc pour retrouver que le pouvoir perdu vous besoin de connaître l’entrée et sortie des tensions ainsi que le courant de charge. Heureusement, j’avais déjà les outils pour ce travail qui a nécessité 3 multimètres numériques et une petite perceuse.
Le test de la configuration est assez simple, j’ai serré le mandrin de la perceuse à colonne sur l’axe du moteur pas à pas et plus ou moins serré le moteur dans un étau. C’était le même moteur pas à pas que j’ai utilisé pour les deux le générateur de vélo et et BikeGen Instructabes. Cela fonctionne effectivement très bien pour deux raisons. Tout d’abord les vitesses que la perceuse peut tourner sont étiquetés et de ces vitesses, j’ai calculé combien de temps j’aurais besoin pour faire du vélo basé sur quelle vitesse le générateur est en rotation. Donc en utilisant la taille du pneu, taille de la jante et le diamètre de la petite roue montée sur le moteur pas à pas pour la BikeGen instructable j’ai calculé les vitesses suivantes :
Perceuse à colonne tr/min vélo vitesse (MPH)
620 4.7
1100 8.3
1720 13.0
2340 17.7
3100 23.4
Cette gamme de vitesses de moto semble très raisonnable. La deuxième raison que l’utilisation de la perceuse est une bonne représentation d’un coureur de vélo est la puissance nominale du moteur de la perceuse. Cette perceuse est évaluée à 1/3 chevaux-vapeur, qui est à peu près 250 watts, c’est réalisable par une personne moyenne alors qu’il circulait à bicyclette.
La prochaine étape devait relier 3 multimètres numériques dans le circuit. J’ai a couper quelques fils et utiliser quelques jeux de pinces crocodiles pour y arriver. Découvrez la photo ou le pdf de la configuration de Test pour voir comment j’ai branché les compteurs. Fondamentalement, l’ampèremètre a été placé en ligne entre le régulateur et le circuit de charge et les compteurs de tension connecté après les diodes et l’organisme de réglementation et ont été mis à la terre au même endroit. Ce compteur mesure les valeurs que j’ai besoin de calculer la puissance perdue.
Une fois que tout était prêt, j’ai branché dans la foret et allumé. J’ai testé le générateur à toute vitesse la perceuse était apte et découvert qu’aux 3 premières vitesses (620,1100,1720 tr/min), il y n'avait pas assez de puissance pour recharger constamment les batteries. Ceci a été confirmé par le témoin clignotant sur le chargeur. À 2 340 tr/min et 3100 tr/min, assez de puissance a été fournie par le générateur pour recharger les batteries. Les valeurs que j’ai mesuré à ces deux vitesses sont énumérés ci-dessous :
Tr/min moteur 2340 3100
Entrée Volts 15,2 20,2
Sortie Volts 13 12.68
De sortie amplis 0,29 0,28
Puissance (W) perdu 2.106 0,638
Puissance (W) 3,770 3.550
Puissance (W) totale 4,408 5.656
Rendement 85,5 % 62,8 %
La puissance perdue a été calculée à partir de l’équation que j’ai montré plus haut, que les autres valeurs ont été calculées à partir des équations suivantes :
puissance = tension x courant de sortie
puissance totale = puissance de sortie + puissance perdue
rendement = puissance / puissance totale
RÉSULTATS
Donc en regardant ces résultats je pense qu’il y a quelque chose à désirer. Tout d’abord, il y n'avait pas assez de puissance pour recharger les batteries jusqu'à 2 340 tr/min qui est 17,7 mi/h sur le vélo. C’est une grande vitesse et ne semble pas raisonnable pour une balade à vélo occasionnel. Bien sûr, cette vitesse est réalisable, mais ce serait beaucoup d’efforts pour maintenir la vitesse pendant une période prolongée de temps. L’efficacité semble très bonne à 2 340 tr/min (85 %), mais il tombe à 62 % à 3100 tr/min. C’est parce que la tension d’entrée va jusqu'à des vitesses plus élevées, ce qui signifie que plus de puissance est perdue à la chaleur. Alors à moins que je veux faire du vélo à une vitesse moyenne de 18 mi/h dans le monde, je roule je n’atteindront pas la meilleure efficacité possible.
