Ao usar dínamos comuns para uma bicicleta, a questão de sua durabilidade sempre surge. De fato, em tal dispositivo, o rotor gira, como resultado da fricção nos mancais (ou buchas), que posteriormente destroem o gerador. Além disso, o atrito excessivo leva a uma perda de energia, ou seja, a bicicleta o rolo não está tão longe e são necessários mais esforços para dispersá-lo.
A saída dessa situação pode ser o uso de um gerador sem contato. Nesse dispositivo, não há peças rotativas e pode funcionar quase para sempre. Como regra, o papel do rotor é desempenhado pela própria roda da bicicleta, mas o estator está preso à estrutura ou ao garfo. O custo de tais geradores é bastante alto, por isso faz sentido tentar criar você mesmo.
Abaixo, consideraremos a maneira mais simples de criar um gerador sem contato para uma bicicleta. Mas é só o modelo, um princípio que pode ser adotado para criar caseiro.
Materiais e ferramentas para caseiros:
- um ímã poderoso (o autor usa um neodímio do disco rígido);
- três bobinas (você pode fazer isso sozinho);
- lanterna traseira com três LEDs;
- 4700 nF capacitor;
- farol (com cinco LEDs brancos);
- interruptor duplo de uma fonte de alimentação de computador;
- dois parafusos com porcas e arruelas (para fixar o ímã na roda);
- chaves de fenda e chaves, ferro de soldar, fita isolante;
- fios, interruptores e outras pequenas coisas.
Processo de fabricação do gerador:
Primeiro passo Instalando elementos geradores em uma bicicleta
Tudo funciona de acordo com um esquema muito simples. Um poderoso ímã de neodímio é preso à roda da bicicleta com dois parafusos e porcas do disco rígido do computador (o autor usa três ímãs, isso permite remover vibrações. Você pode usar mais). Em frente a ela, uma bobina é colocada a uma distância mínima do garfo da bicicleta; quando um ímã passa perto dela, surge uma corrente nela. O autor da bobina tem três, um é necessário para a luz traseira e dois para a frente. Como a corrente é pulsada, as luzes piscam ao dirigir. Quanto mais próximo o ímã passa perto da bobina, mais ele pode gerar energia.
As bobinas podem ser enroladas por você mesmo, ou você pode encontrar uma já pronta, para esses fins os antigos relés servirão. Idealmente, a resistência da bobina deve ser de 100-200 ohms, mas o autor usa duas bobinas de 600 ohms cada e diz que tudo funciona bem.Quanto maior a resistência da bobina, mais ela gera energia, mas, ao mesmo tempo, a eficiência diminui devido a perdas na bobina. É aconselhável criar algum tipo de alojamento para as bobinas, ou então protegê-las da água e da sujeira.
Se tudo for feito corretamente, quando as rodas girarem, as bobinas já gerarão tensão de pulso.
Etapa dois Ligue a luz traseira
As luzes frontal e traseira do sistema são completamente independentes. A luz traseira é alimentada por apenas uma bobina. Para estabilizar um pouco a tensão, um capacitor de 4700 nF é fornecido no circuito. A tensão inicial aqui é de 2,2 Volts. Como exatamente a tensão é gerada pelas bobinas pode ser vista em um osciloscópio.
Na rotação completa da roda, deve haver três pulsos, uma vez que o sistema possui três ímãs.
Para conectar a lanterna, é necessário desmontá-la. Você precisa remover as baterias, porque elas não são mais necessárias aqui. Em vez de baterias, você precisa instalar um capacitor na lanterna. Após a montagem da lanterna, ela pode ser montada em uma bicicleta e depois conectada a uma das bobinas usando um cabo de dois fios. Quando a roda gira, a luz traseira deve começar a piscar.
Etapa três Conexão da luz frontal
O farol é alimentado por duas bobinas, aqui o autor instalou cinco LEDs brancos. O layout é projetado de tal maneira que ao dirigir o farol também pisque. Um capacitor não é usado aqui, mas pode ser instalado em paralelo com o LED “3”, porque uma tensão negativa nunca é aplicada a ele. Assim, ao dirigir, um LED acende constantemente e três piscam. As bobinas não geram energia ao mesmo tempo; se estiverem conectadas em série, uma bobina absorverá parte da energia de outra, neste circuito tudo funciona de maneira diferente.
Bem, então tudo está conectado, como no caso de conectar uma lanterna traseira. Após a montagem, você pode tentar testar o sistema. É importante entender que quanto mais rápido a bicicleta se move, mais o gerador gera energia, e isso pode levar à queima dos LEDs. Portanto, para o futuro, é importante criar um circuito que limite a fonte de corrente aos LEDs.
Escusado será dizer que o circuito pode ser desenvolvido ainda mais, por exemplo, instale uma pequena bateria e faça um circuito para carregá-la. Mas o objetivo principal é construir um gerador sem contato para uma bicicleta, aqui foi alcançado com sucesso. A única desvantagem é que vários objetos de metal podem ser atraídos pelos ímãs durante a condução, por isso é melhor posicioná-los o mais próximo possível do centro da roda.