Cihaz kullanılırken bir dizüstü bilgisayara güç verebilir miyim?


26

Sabit bir çerçevede pedal çevirerek küçük bir dizüstü bilgisayar cihazı kullanmanın ne kadar kolay olacağını araştırmak istiyorum . (Örneğin, egzersiz bisikletinde bir tablet kullanma veya masa başında pedal çevirirken bir netbook kullanma.)

Pedal gücü olan bir dizüstü bilgisayarı çalıştırmanın mümkün olduğunu zaten biliyordum, çünkü bunun yapılmasının birkaç örneğini buldum. [1] [2] Şimdi akademik çalışmam için böyle bir kurulum yapmak istiyorum . Ekipmanı satın almadan önce tam olarak ihtiyacım olanı onaylamam gerekiyor. Elektrik mühendisliğinde bir geçmişe sahip değilim , bu yüzden çok sayıda numaram olmasına rağmen neyi hesaplamak veya uygun bir seçenek seçmek istediğimi bilmiyorum.

OLASI HEDEF CİHAZLARI:

  1. netbook: adaptör girişi: 100-240V 1.7A, çıkış: 19 V 65 W [3.4 A]
  2. tablet: adaptör girişi: 100-240V 0.45A, çıkış: 5.1 V 2.1 A [10.7 W]
  3. smartphone: 3.7V 4.44WH (sahip olduğum tüm bilgiler)

Olası mimariler: Oturma düzeni dışında (bisiklet, yaslanmış bisiklet, çalışma masası), ekipmanı nasıl bağlayacağınızla ilgili çeşitli seçenekler var gibi gözüküyor:

  1. tekerleği> bisiklet dinamo> regülatörü> cihaz (tablet veya netbook için yeterince güçlü?)
  2. pedallar> DC jeneratör> DC-DC dönüştürücü> regülatör> cihaz
  3. pedallar> DC jeneratör> şarj kontrolörü> akü (örneğin kurşun asit)> invertör> cihaz [3]

Ek veri:

  • Bir yetişkin, bir saatlik yorucu pedal çevirme sırasında 50-150 W üretebilir. Kullanıcılarımın yorucu olmak yerine rahatça pedal çevirmelerini istiyorum.
  • Herhangi bir cihazın kendi bataryası olacaktır, bu yüzden kurulum sırasında batarya kullanma ihtiyacını ortadan kaldırabilir miyim?
  • Cihazın kendi adaptörünü kullanmaktan kaçınmak için cihazı doğrudan regülatöre bağlamak kötü bir fikir midir?

SORU

Bu noktada ileriye doğru bir yol konusunda çok kafam karıştı (sanki görünmüyor bile olsa). Ne am arayan cevapları en önemlisi olan açıklık ve definitiveness .

Bu cihazların (1-3) ve mimarilerin (1-3) kombinasyonlarından hangisi kesinlikle işe yarayacak?

Kategorik olarak yapmayacakları şekilde listeden hangi kombinasyonları vurmam gerekir ?

Dinamo öyle - bu kanca ucuz / kolay görünüyor, çünkü mimari bana iyi görünüyor tüm bu cihazları, hatta netbook güç kapasitesine?


1
“Tüm bu cihazlara, hatta netbook'a güç verme yeteneğine sahip mi?” - Hepsi dinamoya bağlı. Yeterince güçlü bir tane alırsanız, evet. Olmazsa bir tane alırsan, hayır. Hangisinin işe yarayacağına gelince - yine, yeterince güçlü parçalar elde ederseniz, hepsi çalışabilir.
Majenko

@Majenko yani, parçalar için de teknik özelliklere ihtiyacım olduğunu söylüyorsunuz - beni örnekler verecek bir siteye yönlendirebilir misiniz? Bu parçaların ne kadar güçlü / verimli olabileceğine dair bir sınırlama olduğunu varsayıyorum ? Parçaların ne kadar güçlü olduğunu açıklayan özel bir terminoloji var mı? liderlik için teşekkürler!
Katherine Rix

1
Bunun amacı nedir? Kullanıcıyı egzersiz yapmaya motive etmek? Başka hiçbir elektriğin olmadığı bir bilgisayara güç vermek? Diğer?
starblue

@starblue amacı kırsal topluluklardaki kullanıcılar için şebekeden güç elde etmektir
Katherine Rix

Bisiklet ve kondansatörler kullanan, ancak ilave pil gerektirmeyen bir
düzeneğe

Yanıtlar:


28

Arkaplan: Egzersiz makineleri için kontrolörler tasarlardım. Makine 3 fazlı bir alternatörü sürdü ve çeşitli kriterlere uyması için dirençli bir yük uygulandı.

Elektronik ekipmanlara güç vermek veya pilleri şarj etmek için kullanıcıların ne kadar güç kullanabileceğini belirlemek için belirli bir bakış açısıyla yük testleri yaptım.


Bir saat boyunca hızlı bir şekilde düz bir yüzeyde yürüyebilen ve yorulan ancak süreçte tamamen tükenmeyen bir kişi olarak orta derecede uygun bir kişi olarak düşünün. yani yetenekler konusunda süper atletik değil ve "son derece formda" bile değil - ama "kanepe patates" kondisyonunun çok üstünde.


İyi kalitede bir alternatör kullanarak, orta derecede uygun bir kullanıcı, bir saat için ortalama 50 Watt sağlayabilir. Bu, egzersiz yaptığınızı kesinlikle bildiğiniz bir seviyedir ancak birçokları için katlanılabilir olacaktır.

Aynı orta derecede uygun kullanıcı bir saat için 100 Watt sağlayabilir ve çok yorgun olabilir.

Sık sık güçlendirme görevini hedefliyorsanız, 50 Watt, 100 Watt'a göre daha çok tercih edilir.

Yukarıdakiler, kaliteli ve makul bir verimlilik sistemi öngörmektedir. İdeal olarak en az "dişli" veya belirginlikle - yani mıknatıslar yaklaşırken ve bobinlerden çekilirken yavaş hızda sarsıntı olmaz. Bazı sistemler zincir tahrikini kullanarak büyük dişli oranlarına sahip jeneratörler kullanır. Bunlar makul olabilir ama genellikle değildir. Düşük tahrikli bir alternatöre kayış tahriki iyi çalışması için yapılabilir.

Sunulan web sitesinde yapılan iddiaların kendisiyle çelişme eğiliminde olduğunu unutmayın. Grafikteki ortalama çıktının 60 - 70 Watt aralığında olduğunu tahmin ediyorum. Onların grafiği:

görüntü tanımını buraya girin

Ancak derler ki:

  • NOT: Her gün çalışan biri 200 ila 300 Watt arasında bir güç tüketebilir.

    Çok iyi durumda olmayanlar, yukarıdaki bir saatlik çalışma grafiğinde gösterildiği gibi yaklaşık 80 ila 100 Watt güç verebilir.

    Ve Sonunda - Rekabetçi bir döngüleyici olan biri 500 Watt'a kadar çıkabilir!

200-300 Wattlık iddia doğru, ancak tat çok talep ediyor.
500 Watt + ayrıca en iyi sporcular için de geçerlidir.

Seçilmiş vakalarda çok daha fazlası -
Gossamer Albatross gibi - 12 Haziran 1979 tarihinde İngiliz Kanalı'nda ilk insan destekli uçuş . !!! :-).
Durgun havada sürekli yaklaşık 300 Watt ve türbülanssız. Türbülans ile "hızla yükseliyor". Bryan Allen
için ofiste başka bir gün . ( günlük iş ) -

görüntü tanımını buraya girin

Yaklaşık 10 saniye boyunca 500 Watt yapabilirim, bundan sonra bacaklarım jöleye döner ve çok yorgunum.


3 seçeneğiniz önemli derecede farklı görünmüyor:

  • tekerleği> bisiklet dinamo> regülatörü> cihaz (tablet veya netbook için yeterince güçlü?)
  • pedallar> DC jeneratör> DC-DC dönüştürücü> regülatör> cihaz
  • pedallar> DC jeneratör> şarj regülatörü> akü (örneğin kurşun asit)> invertör> cihaz 2

Bunlardan herhangi biri iyi çalışabilir veya kötü tasarlandıysa korkunç olabilir.

Tekerlekler / pedallar ile ne demek istediğinizi açık değil.
Gösterildiği gibi bir tekerlek jantından güç almak OK - ve "tekerlek" ile ne demek istediğinizi olabilir. Asıl amaç düşük kayıp, sarsıntı ya da düzensizlik değil. İdeal olarak sürekli döngüsel olmayan bir yük.

Bunlardan bazıları başvuruda bulunduğunuz sitede iyi görünüyor .

En iyisi bir AC alternatörüdür - tercihen 3 faz veya daha fazla. Aşağıda gösterildiği gibi, 3 fazlı bir dalga formu hiçbir aşamada sıfıra düşmez. Bunu düzeltmek ve filtrelemek daha yumuşak bir sonuç verir. 3 fazdan fazlası daha iyi bir sonuç verir ancak nadirdir. Bir DC jeneratörü, düzeltmenin bir komütatör ve fırçalar tarafından sağlandığı bir AC alternatördür - voltaj seviyeleri değiştikçe, komütatör tarafından fırçaların altında yeni bir sarım kontağını döndüren yeni bir sarım seçilmektedir. Prensip, diyotlu bir alternatör kullanmaya benzer olsa da, fırçalarla, genellikle bir alternatörden daha fazla mekanik sürtünme ve kayıp elde edersiniz. Çoğu jeneratör (DC) teklifi, jeneratör olarak kullanılan DC moors olacaktır - iki rol birbiriyle değiştirilebilir ancak biri için tasarlanan makineler diğerine göre daha az optimize olma eğilimindedir.

görüntü tanımını buraya girin


Jant-enerjili motorlu tabanlı dinamo sen anılan prensip olarak Tamam ama büyük olasılıkla nedeniyle mekanik konulara pratikte korkunç şekilde verimsiz olması. Çocukken gördüğüm birçok jant dinamosu berbattı, bu yüzden bunu oldukça iyi yapan modern birimleri gördüğüme şaşırdım - bu aslında mekanik olarak şaft hizalaması, dişliler, yüzey sürtünmesi vb. İle ne yaptığınızı bilme meselesi. A " Sıralama dinamosu "genellikle 1 ila 10 Watt çıkış üretecektir. Verimli bir sistemle, bisiklet sürerken 10 Watt fark edeceksiniz ve çok hafif yük koşulları veya deniz kenarı koşulları dışında neredeyse 1 Watt farketmeyeceksiniz.


Bazı akü depolama biçimleri neredeyse önemlidir. Bir dizüstü bilgisayar veya tablet vb. Çıkartılmadıkça kendine ait olacaktır. Alt sınıra doğru, genellikle tablet bilgisayardan çok daha fazlası, 3 x 18650 LiIon hücreden 6 saat alabilir. 3.5V ortalama x 2 amp saat x 3 = 21 Watt saat deyin. Böylece 6 saatten fazla çalışan = 21/6 = 3,5 Watt. Büyük dizüstü bilgisayarlar 6 veya 8 veya 9 veya 12 hücreli 2 saat kadar düşebilir, bu nedenle en kötü durum 20 ila 30 Watt olur. Batarya paketlerini şarj edecekleri hız doğrudan bağlı değil, fakat daha büyük bir batarya daha fazla enerji alıyor. Daha büyük bir şarj cihazı 19v x 5.5A = 110 Watt belirleyebilir. Tek bir 2 AH 18650 LiIon hücre (çoğu dizüstü bilgisayar pilinde bir arada kullanıldığı gibi) şarj etmek için yaklaşık 10 Watt tepe noktası gerektirir (4.2V x 2A + bazı "tavan boşluğu"); (12 hücre). Bu tamamen "düz" den bir şarj döngüsünün ilk 40 dakikası içindir. Bundan sonra, hücreler sabit bir gerilime geçerek akım moduna geçer.

Gerekirse daha sonra. Uyku görüşmeleri ne yazık ki ..


efsane! Şimdiye kadar tüm bilgiler için teşekkürler, bakmam gerekecek çok şey olmasına rağmen :) bu gördüğüm bisiklet dinamosu instructables.com/id/… - Bir hub dinamounun daha verimli olacağını sanıyorum - hiç kimse bir dinamoya sahip bir USB cihazından daha güçlü bir şeyi güçlendirmekten bahsetmiyor, bu yüzden bunun için endişeleniyorum
Katherine Rix

Gerçek cevabın biraz daha fazla göze çarpması için düzenlenmesi gerekenler; Yine de harika cevap :).
Sverre Rabbelier

Cevap hala büyüyor: -) .- :-) biraz daha iyi deneyecek ve bölümlenecek.
Russell McMahon

2

Muhtemelen bunun için çarpacağım, ama .. hepiniz elektrik mühendisleri gibi düşünüyorsunuz. Neden hiç kimse büyük volanların, sürüş jeneratörlerinin dişli oranlarının, vb. Mekanik avantajlarından bahsetmedi? Bir volan üzerinde dönme süresi, hareket ettirmek için gereken enerji, kesinlikle insanın enerjide enerji harcayan bir makine olmadığı için kesinlikle bir faktör olmalıdır. TT bisikletimdeki Powertap, yılın en iyi yarışım boyunca bir saatliğine ~ 400 watt harcayabileceğimi söylüyor. Dışarı ve dışarıda azami çabayla, 16-1700'e varabilirim ve benden daha büyük adamlar 2K'yi düzenli olarak kırabilirler. Ancak beni küçük bir volan (çok bir PRO kurulum değil) ile eğitmeme koyuyorum ve pedal çevirmeyi bıraktığımda döndürme etkisi aynı hızı korumak için daha fazla çaba göstermeye zorluyor. Sorunun çözümü değil Düzenli bir çıktı için optimizasyon yapmak, sabit bir çıkışın bir insanla neredeyse imkansız olduğunu ve daha taze bir insanın bir kez hareket etmeye devam etmek için harcayacağından daha fazla güç üretebileceğinin farkına varmak. Ayağa aynı ve bir dur işareti etkisi gidin.


Bir dereceye kadar volan oldukça arzu edilir. Bu, sadece bir pedal çevirme döngüsündeki varyasyonları depolamak için gerçekten yeterlidir, bu nedenle döngüde nerede olduğunuza bakmaksızın yumuşak bir yük elde edersiniz - dediğiniz gibi, bir simülatör veya eğitmen gerçek bir yüklü bisiklet gibi hissetmelidir. Birçoğu bunu yapamaz. Daha büyük bir volana sahip olmak biraz enerji depolamakla birlikte, uzun vadede faydalı olması için yeterince depolanması zordur. Çalıştığım ekipman muhtemelen birkaç yüz watt saniyelik bir enerji depoladı - yaklaşık 0,5 "beygir gücü. Saniye".
Russell McMahon

Yaklaşık 10 beygir gücü saniyelik bir volanın bir egzersiz makinesi tipi düzenlemesinde pratik olduğu kadar genişleyeceğini ve bunun genellikle göreceğinizin çok üstünde olacağını söyleyebilirim.
Russell McMahon

1

Muhtemelen hafif bir değişiklikle 3 numara ile giderdim.

Mükemmel bir sabit hızda pedal çevirmediğiniz sürece voltaj muhtemelen oldukça değişecektir. Düzenlenen voltajdan daha yüksek bir değer değişmemesi çok fazla önemli olmamalıdır, ancak regülatörün doğru çalışması için minimum giriş voltajına ihtiyaç duyması nedeniyle daha düşük olacaktır.
Çok geniş bir giriş aralığı değiştirme regülatörü alabilirsiniz, ancak bu yine de (veya yakınında) tam bir durmaya izin vermez

EDIT - harici batarya ile ilgili, nedense başlangıçta cihazın bataryasını düşünmüyordum. Bence onsuz yapabileceğinizi ama hangisinin kesinlikle işe yarayacağını sorduğunuzdan , aşağıda belirtilen nedenlerden dolayı muhtemelen buna sadık kalacağımı düşünüyorum. Verdiğiniz MIT bağlantısı bir 12V akü ve bir çakmak 12V -> 19.5V dönüştürücü kullandığından bahsettiğinde, anahtarlama düzenleyicileriyle uğraşmak istemiyorsanız, giriş voltajını sağlamanın kolay bir yolu olacaktır.

Bu nedenle, bir miktar güç depolaması iyi bir fikirdir (gerçekte pedal çevirmeyi yavaşlatmak / durdurmak için hiçbir şeyden bahsetmemenize rağmen)
Bazı büyük (süper) kapasitörler (veya büyük bir volan bile kullanabilirsiniz) ancak kazandığı makul bir sürede Bu kadar boşluğu bırakmayın, bence küçük bir batarya bu şekilde gider.
Jeneratör -> şarj kontrol cihazı -> 12V akü -> güçlendirme (veya cihaza bağlı olarak) dönüştürücü + filtreleme -> dizüstü / tablet girişine sahip olurdum.
Bir DC-DC dönüştürücü kullanmaktan daha verimsiz olacağından dizüstü bilgisayar / tablet tedarikini ve invertörü kullanmakla uğraşmazdım. Yeterli filtreleme (birkaç kapasitör ve indüktör / ferrit boncuk) ve geçici koruma (örneğin bir TVS - geçici voltaj baskılayıcı) ile bu iyi olmalıdır.
Muhtemelen tableti seçerdim ya da 30-65W gibi düşük güç tüketen bir dizüstü bilgisayar uzun bir süre yetişmek için makul miktarda güç, oysa tablet için ~ 10W daha kolay olurdu.


Tavsiyeniz için teşekkürler, daha düşük W cihazlarının daha uzun süre kullanımı daha kolay olacağı için biraz daha iyi anlıyorum
Katherine Rix

Cihazın bataryası yavaşlama / durma problemi için yeterli mi?
Katherine Rix

Evet, cihaz bataryası cihazı çalışır durumda tutacaktır, ancak cihazların batarya şarj devresi çok fazla istekli olamayacağından kişisel olarak giriş voltajını çok fazla istemem. Bu olur muhtemelen tamam çalışır, ancak cihaz iç yapıları bilmeden emin olamaz. Küçük bir pilin eklenmesi için gönül rahatlığı olabilir. Cihaz ne isterse söylemeye çalışacağım - örneğin kılavuzda veya etikette kabul edilebilir bir giriş voltaj aralığı girişi varsa, bunun dışında "ideal olmayan" bir varsayım olduğunu varsayarım
Oli Glaser

1

Bir çocuk olarak bisikletimde dinamo aydınlatması olduğunu ve ışıklarım söndüğü için bir kavşakta durduğunda neredeyse tükendiğini hatırlayabiliyorum!

Kavramsal olarak, evet, pedalla çalışan bir jeneratör (dinamo veya DC / DC olsun) kullanılabilir; ve kesinlikle (3) seçeneğiyle devam edeceğim, aksi takdirde, üretim talebi aşarsa güç kaybedebilir ya da talep üretimi aşarsa güç kaybedebilirsiniz.

Birçok bakımdan (3), elektrikli araçlardaki mevcut paradigma ile harekete geçerek, güç kaynağı yerine menzil genişletici bir jeneratör olarak küçük bir motor kullanan harita.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.