Самый простой велосипед на электротяге своими руками
Привет, всем любителям помастерить, что-либо своими руками. В сегодняшней статье мы вновь рассмотрим, как сделать электротранспорт. А именно рассмотрим, как сделать максимально бюджетный электровелосипед, ну, а если ещё точнее то именно универсальное устройство, благодаря которому можно электрифицировать практически любой велосипед. Причем на этот раз бюджетное некуда, данный велосипед будет двигать лишь от одного электродвигателя 775 класса. Да, конечно данный велосипед не будет быстро и сильно разгоняться, это такой очень хороший вариант для ребёнка, которому наверняка будет интересно покататься на электротяге, не крутя при этом педали. Вся конструкция в целом примитивная и собрать её за один вечер сможет каждый. Ну, что ж, думаю не стоит тянуть с длинным предисловием, погнали.
Ссылки на некоторые компоненты конструкции вы может найти в конце статьи.
Для самой дешевой электрификации велосипеда понадобится следующее, а именно:
— Коллекторный электродвигатель 775 класса с металлическим редуктором.
— Регулятор оборотов коллекторного электродвигателя
— Металлические хомуты
— Аккумулятор на 12-24В
— Небольшой кусок фанеры или простой деревянной дощечки
— Саморезы
— Моторама
— Небольшое резиновое колесико (или ролик)
— Переходник для колесика на вал редуктора
— Пару пружин
— Провода
— Пластиковые стяжки
После чего, для того чтобы наше деревянное основание более надежно крепилась к оперению велосипеда, необходимо к этому основанию прикрутить дополнительный брусок. По итогу у нас должна получиться «Г» образная деталь в разрезе. Для того чтобы вдруг случайно у нас не лопнула основа во время вкручивания в неё саморезов. Необходимо сначала просверлить отверстия в нужных местах, такие чтобы они были по диаметру немного меньше чем диаметр саморезов.
Для следующего шага понадобится моторама для электродвигателя, самая простая моторама в виде уголка. Её необходимо прикрутить к нашему ранее вырезанному деревянному основанию, а именно прикручивать следует в самом углу со стороны, где прикручивали дополнительный брусок ранее. Прикручивать нужно всего лишь на один саморез, так как необходимо, чтобы моторама могла двигаться и подстраиваться под колесо. Конечно, в данном узле лучше использовать болтовое соединение
Далее берём электродвигатель. Автор самоделки использовал самый недорогой вариант для наших целей, который способен хот как-то приводить в движение велосипед с наездником. А именно коллекторный электродвигатель 775 класса (который используется в электроинструментах) с дополнительным понижающим редуктором с металлическими шестернями внутри. Устанавливаем этот электродвигатель на моторамы и фиксируем его там с помощью винтиков.
Переходим к шагу, где необходимо обдумать способ передачи крутящего момента с электродвигателя на колесо велосипеда. Для этого автор использовал колесо с резиновой покрышкой от детской машинки. Оно отлично подойдет, так как зацеп между резиной и резиной будет достаточно хорошим, и его будет запросто хватать для движения велосипеда. Это колесо необходимо закрепить на валу редуктора. Для этого проделываем в пластиковом диске отверстие.
Диск на оси редуктора электродвигателя будем закреплять через специальный переходник. Такой переходник обычно используют для крепления отрезных дисков от болгарки. Вставляем этот самый переходник в просверленное отверстие на диске (с внутренней стороны диска) и с обратной стороны фиксируем колесо гайкой, очень туго её затянув. Затем уже закрепляем переходник на валу двигателя, то же надежно закрутив фиксирующие винтики.
Затем осуществим работу прижимного механизма, для прижимания колесика к колесу велосипеда. На задней крышке электродвигателя имеются сквозные отверстия как крепёжные, так и вентиляционные, в одно из крепёжных отверстий необходимо закрутить маленький саморез.
На этот саморез будем цеплять пружины, которые в свою очередь и будут прижимать колесико к колесу. Но для этого ещё необходимо прикрутить один саморез, но только на этот раз уже с краю деревянного основания. Надеваем пружины на только что прикрученные саморезы, для лучшего сцепления автор использовал пару пружин вместо одной.
После чего необходимо нашу моторную часть закрепить на велосипеде. Как это уже ранее упоминалось, двигатель у нас будет установлен на оперение заднего колеса. Так вот для того чтобы его там закрепить необходимо использовать пару металлических хомутов. Для хомутов необходимо высверлить пару продолговатых сквозных отверстий, примерно, таких как на фото ниже.
Просовываем хомуты через отверстия и устанавливаем нашу моторную часть на свое место. Если вы не хотите царапать свой велосипед, то необходимо в место соприкосновения хомутов подложить кусочки старой камеры. Колёсико на валу редуктора электродвигателя необходимо закрепить так, чтобы оно соприкасалось с боковой частью велосипедной покрышки. После чего уже «намертво» затягиваем хомуты.
Собственно все, что касается механической части конструкции все готово. Переходим к электронной составляющей нашей самоделки. Для начала необходимо припаять пару длинных проводов (с большим запасом) к контактам электродвигателя, все оголённые контакты не забываем изолировать термоусадкой.
Далее понадобится аккумулятор. В принципе можно использовать абсолютно любой аккумулятор с напряжением в диапазоне от 12 до 24В. Стоит отметить, что типов аккумуляторов имеется огромное количество и у каждого аккумулятора имеются свои характерные особенности и требования к эксплуатации. Поэтому вам следует самостоятельно изучить этот вопрос и решить для себя, что вам необходимо. Автор использовал простой свинцовый аккумулятор. К этому аккумулятору прикручиваем пару проводов с хорошим запасом по длине.
Затем наш аккумулятор и двигатель необходимо соединить через регулятор оборотов. Так как это бюджетная сборка, автор использовал самый дешевый регулятор, такого регулятора впритык хватает для этого типа электродвигателей. Провода, идущие от аккумулятора, вставляем в контакты «in» согласно полярности, а провода, идущие от электродвигателя в контакты «out», здесь уже полярность неважна, главное чтобы электродвигатель вращался в правильном направлении.
Далее тестируем нашу конструкцию, подав питание у нас все должно работать и колесо велосипеда должно крутиться. Только после того как убедились в работоспособности конструкции, начинаем укладку проводов по раме велосипеда. Сначала на пластиковую стяжку крепим аккумулятор затем уже провода. Не забываем учитывать поворот руля велосипеда и провод в этой части должен быть с запасом.
Автор для того чтобы не распаивать потенциометр от платы регулятор и для того чтобы не тратиться на покупку рукоятки газа. Решил приклеить регулятор на руль в удобное для него место. Приклеивал с помощью термоклея, так как он является диэлектриком и контакты платы не замкнуться об руль велосипеда.
Все готово! Заряжаем аккумулятор и в путь! Результаты тестов самоделки вы можете наблюдать ниже. Стоит отметить что в момент когда вы не жмете на газ, электродвигатель вращается и заряжает аккумулятор. И я бы в эту конструкцию добавил бы тросик благодаря которому, можно было бы расцеплять двигатель с колесом, сделав тем самым своеобразное сцепление как на мотоцикле и прочем ДВС транспорте.
Вот видео автора самоделки:
Ну и всем спасибо за внимание и удачи в будущих проектах самодельщики!
Источник
Мощный недорогой электровелосипед своими руками
Однажды, еще будучи обычным деревенским школьником, в автомобильном журнале я увидел небольшую заметку о электровелосипеде, построенным каким-то иностранным энтузиастом, и который умел разгоняться до 40 км/ч и имел запас хода в 70 километров. После этой небольшой заметки я бросил безуспешные попытки завести старый двигатель от бензопилы Дружба и понял, что будущее наступило. На дворе было начало двухтысячных.
Потом была учеба в ВУЗе, и первая постоянная работа. Работа была не ахти какая, 4-хдневка сменялась трехдневкой, времени было много, а денег мало, и мысли потихоньку снова возвращались к идее построить электровелосипед. Интернет был мне не так доступен как сейчас, да и он, интернет, не был завален таким количеством информации по самодельному и не очень самодельному электротранспорту, не было такого количества всевозможных комплектующих. И в голове рождались сумасшедшие идеи и фантастические конструкции из болгарок, электрорубанков, стартеров… Помню даже была идея разместить на ободе неодимовые магниты, а на перьях с двух сторон от колеса электромагниты.
Невоплощенная мысль то забывалась, то разгоралась с новой силой, но потребовалось еще лет 10 для того, чтобы она начала превращаться в реальность.
Я не пошел стандартным для многих путем — купить готовый набор и установить его на велосипед. Во-первых, потому, что не готов был тратить значительные суммы на покупку комплекта, а во-вторых, это бы точно не удовлетворило жажды конструирования и созидания. Вообще, я изначально поставил цель построить велосипед мощностью под 1 кВт с бюджетом 10 000р. Вполне амбициозная цель.
Итак, на тот момент у меня уже был «горный» велосипед Forward Sporting 103, тяжелый, стальной, с зубастым протектором, он хорошо ехал по любому бездорожью, даже по булыжникам на обочине трассы, но очень плохо ездил по гладкому асфальту, издавая почти самолетное жужжание, нарастающее с ростом скорости, протектор покрышек очень быстро съедал накат. Но он верой и правдой служит уже больше 10 лет. Конечно, это идеальный вариант для электрификации).
Из одного полезного сайта про электротранспорт узнал, что автомобильный генератор, оказывается, прекрасно работает в режиме мотора с дешевыми китайскими контроллерами для мотор-колес. В гараже как раз валялся генератор на 80 ампер от вазовской классики. Карты сошлись, старая мечта вспыхнула с новой силой, и я понял, что пора!
Тут же с одного китайского интернет-магазина были заказаны:
- Аккумуляторы 18650 – 2.6 а*ч, 40 шт
- Плата балансировки и защиты – 1шт
- Бессенсорный контроллер для электросамокатов на 1 квт номинальной мощности
- Вольт-, ампер-, ваттметр с вынесенным шунтом
- DC-DC преобразователь, умеющий делать из 60вольт 12
На местном базаре были куплены:
- Трещотка (вместе с задней осью)
- Цепь велосипедная
- Звездочка на 10 зубов от веломотора F50
В гараже были найдены звездочка от велосипеда передняя – на 48 зубов, задняя на 22 зуба, куски прямоугольных труб, болты, гайки, провода, изолента и прочая мелочь.
Изначально было решено пожертвовать рекуперацией в пользу сохранения наката и легкого педального хода, считаю эту функцию более полезной в плане увеличения пробега. Передняя звездочка от советского велосипеда теперь стала задней звездой электробайка. Левый фривил не нашел, поэтому обычная правая трещетка была переделана на левое вращение – с помощью бормашинки и алмазной шарошки были переделаны посадочные места собачек, а сами собачки развернуты в другую сторону.
Корпус трещотки немного расточен для посадки на левую сторону колеса, туда, где барабан колеса выходит за пределы фланца. У многих велосипедов без дисковых тормозов там достаточно места для установки такого самодельного фривила. У 48 зубовой звездочки была отрезана педаль, и средняя часть была выпилена болгаркой. Звезда соединена с трещоткой винтами с гайками. Вся эта конструкция крепится к колесу как задняя звездочка любого бензодырчика – длинными болтами через спицы и резиновые прокладки, изнутри в межспицевое пространство колеса вставляются полушайбы и все сжимается, крепко обхватывая с двух сторон фланец колеса.
На вал генератора нужно установить звездочку на 10 зубов, для этого я приварил ее к гайке, которая раньше крепила шкив генератора. Гайка навинчивается на вал генератора, и сверлится насквозь вместе с валом и в получившееся отверстие вставляется длинный винт м6 с гайкой на конце.
Звездочки от веломотора пришлось немного обточить бормашиной – их зубья расчитаны на более широкую цепь.
Передаточного отношения 10/48 не хватит для резвого старта, будет чрезмерное потребление энергии, я это на тот момент уже прекрасно понимал. Требуется повысить передаточное число. Готового редуктора я не нашел, различные решения на основе редукторов дрелей/болгарок отмел сразу, хоть и мощности они передают сопоставимые, но эти мощности получаются за счет высоких оборотов, мне же требовалось передавать большой крутящий момент при сравнительно низких — до 3 тыс. в минуту – оборотах.
Поэтому было решено сделать промежуточный вал.
Изначально планируемая компоновка с мотором над задним колесом была отметена. Не хотелось терять возможность возить какой-нибудь багаж, ну или закрепить там детское кресло. Нужно было разместить все в треугольнике рамы. После многочисленных примерок была изготовлена рама для двигателя и промежуточного вала.
Промежуточный вал, изготовленный из строительной шпильки, вращается в двух подшипниках, и передает вращение с правой стороны рамы на левую. Звездочки крепятся так же как на валу мотора – они приварены к гайкам, зашплинтованным на валу винтами м6.
Общее передаточное число получилось 10.56. На этом с механической частью пожалуй все.
Батарея имеет конфигурацию 13S3P- 48 вольт и емкость 7.8а*ч, собрана из 39 банок 18650.
Банки спаяны паяльником 60 вт кратковременными касаниями. В процессе одна банка зашипела – то ли перегрел, то ли в газовый клапан попала паяльная кислота, благо акумов было 40 штук, а потребовалось 39.
Электрическая часть отличается от классического электровелосипеда необходимостью постоянного питания якоря генератора — ведь мой мотор, в отличие от готового мотор-колеса, не имеет постоянных магнитов. Задачу понижения батарейного напряжения до требуемого якорю, выполняет понижающий DC-DC преобразователь, который переваривает до 60 вольт входного и выдает регулируемое выходное напряжение.
В остальном ничего необычного – батарея, контроллер, ручка газа в виде переменного резистора даже пока без возврата в исходное положение)…. Китайский ваттметр с синей подсветкой в качестве бортового компьютера для контроля разряда батареи….
Но, несмотря на то, что это все больше похоже на самоходную бомбу, это поехало, и поехало весьма неплохо. С моим весом 75 кг в первую выездку удалось разогнаться до 37,7км/ч. Ускорение получилось весьма резвое, максималка тоже устраивает. Запас хода получился небольшой — в смешанном цикле с резвыми разгонами до максималки и ездой внатяг с небольшой скоростью вокруг гаража удалось выжать 10 км без помощи педалями, впрочем для батареи это был только первый цикл заряд – разряд. Ваттметр показал 350 с чем то ватт-часов, и напряжение 40 вольт в конце цикла.
Какие выявились недостатки? Ясно, что все провода надо собрать в жгуты, это пока еще только стенд для ходовых испытаний. Цепь в первичной передаче весьма шумит, требует натяжителя-успокоителя, но скорее всего буду переделывать на зубчатый ремень. Нужна ручка газа – в планах сделать в виде курка, с концевиком, запитывающим якорь только в момент нажатия. И целого отдельного исследования требует возможность регулирования мотора током якоря — это второй канал управления двигателем. Да, у моего двигателя нет постоянных магнитов, зато есть электромагнит, индукцию которого мы можем менять в широких пределах. Преимущество ли это? Не знаю. Ведь якорь требует дополнительной электрической мощности 30-50 вт. Зато, не меняя передаточного числа механической трансмиссии, мы можем менять характеристику мотора в широчайших пределах. Повышение тока на якоре снижает обороты, но повышает крутящий момент, понижение же — наоборот, повышает обороты, но понижает момент. Может быть, получится оптимально настроить его под свою конфигурацию «железа»? Или как вариант вывести регулятор на руль и получить этакую электронную коробку передач – на разгоне и на подъемах повышать тягу, а на прямых участках и больших скоростях повышать обороты, таким образом выжимая из своей конфигурации максимум. У кого есть мысли, как можно всесторонне исследовать эту тему? Сейчас думаю над методологией.
Немного о зарядном устройстве. Моя батарея требует зарядного напряжения 54 в при токе до 3 ампер. Для зарядки был приобретен регулируемый повышающий DC-DC преобразователь – вход от 12 до 50 вольт, выход от 12 до 60.
Ему на вход подается 12 вольт выпрямленного напряжения от блока питания для светодиодных лент. Этот блок питания может выдавать до 12 ампер. Все собрано в корпусе из фанеры, сделанном на самодельном лазерном резаке, снабжено регуляторами тока и напряжения и вольтамперметром. В корпусе установлены два кулера – один работает на вход, другой на выход воздуха, таким образом, наиболее горячие части (радиаторы) обоих электронных блоков постоянно обдуваются. Зарядное устройство используется также для периодической подзарядки автомобильного аккумулятора. Весьма полезная в хозяйстве вещь получилась!
Доволен ли я результатом – более чем! Ведь при таких характеристиках удалось получить работоспособный аппарат с неплохими характеристиками с бюджетом меньше 10 000р!
Подобной компоновки я нигде на просторах интернета не встречал. Но она дает возможность каждому самодельщику за совсем небольшие деньги получить вполне неплохой электротранспорт, превосходящий по характеристикам, как мне кажется, многие серийные образцы, прикоснуться к этому увлекательному и, безусловно, прогрессивному направлению развития техники, получить радость творчества и незабываемое ощущение от езды на электротяге…
Источник
