Jenereta ya Mkufunzi wa Turbo: Hatua 6

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Kuzalisha umeme kwa nguvu ya kanyagio imekuwa ikinivutia kila wakati. Hapa ndio kuchukua kwangu.

Hatua ya 1: Sehemu ya Kuuza ya kipekee

Ninatumia mtawala wa magari wa VESC6 na msaidizi wa nje wa 192KV anayefanya kazi kama breki ya kuzaliwa upya. Hii ni ya kipekee kama jenereta za kanyagio huenda lakini kuna sehemu zaidi ya mradi huu ambayo nadhani ni riwaya.

Wakati wa kuendesha baiskeli barabarani una inertia na hii inaweka kuzunguka kwa pedals mara kwa mara sana wakati wa mapinduzi. Wakufunzi wa Turbo wana hali ndogo sana kwa hivyo wakati wa kusukuma juu ya pedal gurudumu huharakisha / kupunguza kasi haraka na hii inahisi sio ya asili. Flywheels wameajiriwa katika jaribio la kulainisha mabadiliko haya ya kasi. Wakufunzi wa baiskeli waliosimama wanapima tani kwa sababu hii.

Nimefikiria suluhisho mbadala ya shida hii. Mdhibiti wa motor amesanidiwa kuzunguka mkimbiaji katika "hali ya kasi ya kila wakati". Arduino inaunganisha na VESC6 kupitia UART na inasoma mkondo wa magari (ambayo ni sawa sawa na torque ya gurudumu). Arduino hurekebisha setpoint ya motor RPM pole pole kuiga hali na kuburuta utapata baiskeli barabarani. Inaweza hata kuiga freewheeling chini ya kilima kwa kufanya kazi kama motor ili kuweka gurudumu linalozunguka.

Inafanya kazi vizuri kama inavyothibitishwa na grafu hapo juu inayoonyesha RPM ya gari. Niliacha kuendesha baiskeli kabla ya sekunde 2105. Unaweza kuona zaidi ya sekunde 8 zifuatazo, kasi ya gurudumu inaoza polepole kama vile ingekuwa ukiacha kuinama kidogo.

Bado kuna tofauti ndogo sana za kasi na viboko vya kanyagio. Lakini hiyo pia ni kweli kwa maisha na imeigwa kwa usahihi.

Hatua ya 2: Upimaji wa Pato la Nguvu

Baiskeli ndiyo njia bora zaidi ya kufanya kazi ya kiufundi. Nilitumia zana ya VESC kupima pato la wakati halisi. Niliweka usomaji kabla ya kuendesha baiskeli kwa dakika 2 haswa. Niligonga kwa nguvu ambayo nadhani ningeweza kudumisha kwa kama dakika 30.

Baada ya dakika 2 unaweza kuona nilizalisha 6.15 Wh. Ambayo inalingana na wastani wa pato la nguvu la 185 W. Nadhani hiyo ni nzuri kutokana na hasara zinazohusika.

Unaweza kuona mikondo ya gari kwenye grafu hapo juu. Zinabadilishwa haraka na VESC6 kudumisha RPM ya gari mara kwa mara licha ya mwendo unaobadilika unaofanywa na kuibadilisha.

Utengenezaji unapoacha gari huanza kutumia nguvu kidogo ili kuweka gurudumu linazunguka. Angalau mpaka Arduino itakapoona hauko pedal na usimamishe motor kabisa. Mzunguko wa betri unaonekana kuwa karibu sifuri kabla tu ya kuzima kwa hivyo nguvu lazima iwe kwa watts kadhaa ili kuzungusha gurudumu kikamilifu.

Hatua ya 3: Kuangalia Ufanisi

Kutumia VESC6 inaboresha ufanisi mkubwa. Inabadilisha nguvu ya AC ya gari kuwa umeme wa DC bora zaidi kuliko urekebishaji kamili wa daraja. Nadhani ni zaidi ya 95% yenye ufanisi.

Kuendesha msuguano labda ni hatua dhaifu kwa ufanisi. Baada ya baiskeli kwa dakika 5 nilichukua picha za joto.

Pikipiki ilifika hadi digrii 45 za celsius kwenye chumba cha digrii 10. Tairi la baiskeli lingemaliza joto pia. Mifumo inayoendeshwa na ukanda ingeweza kushinda jenereta hii ya turbo katika suala hili.

Nilifanya jaribio la pili la dakika 10 ambalo lilikuwa na wastani wa 180 W. Baada ya hii motor ilikuwa moto sana kugusa kwa muda mrefu. Labda kama digrii 60. Na baadhi ya bolts kupitia plastiki iliyochapishwa ya 3D zilifunguliwa! Kulikuwa pia na filamu nyembamba ya vumbi nyekundu ya mpira kwenye sakafu iliyozunguka. Mifumo ya kuendesha msuguano hunyonya!

Hatua ya 4: Kuiga Inertia na Buruta

Programu ni rahisi na iko hapa kwenye GitHub. Kazi ya jumla imedhamiriwa na laini hii:

RPM = RPM + (a * Motor_Current - b * RPM - c * RPM * RPM - GRADIENT);

Hii inaongeza kwa kasi seti inayofuata ya RPM (kwa mfano kasi yetu) kulingana na nguvu iliyowekwa. Kwa kuwa hii inaendesha mara 25 / sekunde inaunganisha nguvu kwa wakati. Nguvu ya jumla imeigwa kama hii:

Nguvu = Pedal_Force - Laminar_Drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

Upinzani unaozunguka ni pamoja na katika kipindi cha gradient.

Hatua ya 5: Pointi zingine chache za kuchosha

Ilinibidi kurekebisha vigezo vya kudhibiti kasi ya PID ya VESC ili kupata RPM bora. Hiyo ilikuwa rahisi kutosha.

Hatua ya 6: Kile Nimejifunza

Nimejifunza kwamba mifumo ya kuendesha msuguano hunyonya. Baada ya dakika 20 tu ya kuendesha baiskeli naweza kuona kuvaa kwa tairi na vumbi la mpira. Wao pia hawana ufanisi. Mfumo uliobaki hufanya ndoto. Nadhani jenereta inayoendeshwa na ukanda inaweza kupata ufanisi zaidi wa 10-20% haswa na RPM za juu. RPM za juu zitapunguza mikondo ya magari na kutoa voltages kubwa ambazo nadhani zitaboresha ufanisi katika kesi hii.

Sina nafasi ya kutosha katika nyumba yangu kuanzisha mfumo wa ukanda unaoendeshwa na atm.