[Kram]

Интересная практическая задача - динамомашина-зарядка.

Заранее извиняюсь перед профессионалами за глупые вопросы - я профан в этом деле, но думаю, что решение моей проблемы пригодится многим.

Ситуация такая:
Есть у меня убежище в лесу - никаких дорог туда нет, только несколько часов пешком с рюкзаком по пересеченке.
Мне надо электрифицировать мою берлогу, а именно иметь светодиодное освещение в темное время суток, а также заряжать электроинструмент, телефоны, рации, фонарики, прочую мелочь.

В идеале, нужно иметь две динамомашины:
- легкую-мобильную на 5В - для зарядки гаджетов в пути, для ношения в рюкзаке;
- более мощную на 12В - для освещения и зарядки электроинструмента, для хранения в берлоге.

Всякие ветряки, гидротурбины, солнечные батареи и прочее, отпадают сразу - это все большие и тяжелые вещи, которые работают только в идеальных условиях, а мне нужно решение, которое будет работать в любое время суток, при любой погоде, в любом месте - поэтому именно динамомашина.

Да, в продаже существуют походные динамомашинки - типа приемник/фонарик/моторчик с ручкой - крути ручку, заряжай телефон.
На практике все эти игрушки не работают - можно зарядить светодиодный фонарик, чтобы он светил несколько минут, но чтобы зарядить телефон, нужно крутить ручку непрерывно целый день. Живой человек может крутить ручку несколько минут, потом несколько минут отдыхать. Через несколько подходов руки отвалятся. В лучшем случае, можно будет отправить пару СМСок, но чтобы зарядить телефон полностью таким способом, потребуется взвод солдат и целый день работы.
Кроме того, у этих игрушек ручки из пластика - такая динамомашинка обязана сломаться если не завтра, то послезавтра.


Да, есть еще педальная динамомашинка - она гораздо мощнее и надежнее, и в разы дороже.
В качестве мобильной она не годится - слишком большая/тяжелая для рюкзака.

Для берлоги тоже не лучший вариант - после многочасового марш-броска через лес еще и педали крутить пару часов - удовольствие ниже среднего.

Вот по всем этим причинам, нужна надежная самодельная динамомашина. И крутить ее должен не я, а гравитация.
Да, именно гравитация, а не ветер, не вода, и не взвод солдат, ибо гравитация есть везде, в любое время года и при любой погоде.

В общих чертах, это должно выглядеть так:

За ветку зацепляется электромотор с редуктором. На шкив редуктора наматывается веревка. На свободный конец веревки цепляется груз (котелок с водой, мешок с камнями, что под руку подвернется).
Вот и все - груз тянет за веревку, веревка медленно крутит шкив редуктора, редуктор быстро крутит электромотор, электромотор заряжает аккумулятор. Как веревка полностью размотается, отцепляем груз, наматываем веревку на шкив, опять цепляем груз, и процесс продолжается.
Это всяко легче, чем непрерывно крутить ручку или педали. Кроме того, пока груз опускается, можно заниматься своими делами.
Примерно так это работало в старых маятниковых часах - цепь с грузом вращает шестеренку. Раз в день/неделю надо подтянуть цепь, чтобы поднять груз.

И вот теперь возникает целый список конкретных вопросов:
1. Как подобрать правильные моторы для этих динамомашин-зарядок? Тип мотора, скорость вращения ротора, пр. С учетом того, что нам нужно иметь на выходе стабильные 5В или 12В и достаточный ток для зарядки гаджетов или автомобильного аккумулятора (как вариант 12В аккумулятор от бесперебойника).
2. Как подобрать правильные редукторы? С учетом того, чтобы шкив редуктора крутился (груз опускался) как можно медленнее (дольше). Есть ли какое-то оптимальное или максимально допустимое соотношение скоростей вращения мотора и редуктора?
3. Вероятно, нам понадобятся стабилизаторы напряжения/тока. Можете посоветовать готовые, чтобы не паять самому?
4. Было бы хорошо иметь какую-то индикацию - простенький компактный цифровой вольтметр/амперметр для контроля процессов генерации и зарядки. Можете посоветовать готовый?
5. Возможно, было бы удобнее не веревку на шкив наматывать, а накинуть велосипедную цепь на зубчатое колесо, тогда можно было бы просто перевешивать груз с одного конца цепи на другой и раскручивать мотор то в одну, то в другую сторону. Для рюкзачной зарядки это слишком тяжелое решение, а для берложьей нормально. Может у кого-то есть идеи получше насчсет привода?
6. Хотелось бы, чтобы эти моторы и редукторы были более-менее стандартными, чтобы их можно было легко найти/купить, когда потребуется замена. Может кто-то знает готовые стандартные пары мотор-редуктор, которые можно приспособить для этих целей?

Буду благодарен за любые идеи/советы, как подобрать правильные детали и скомпоновать это все в удобные мобильные устройства на 5В и 12В.

[doctorRaz]

Для размышлений
Подготовленный велосипедист может развивать мощность около 200 Вт
Мощность это функция момента и частоты вращения, это к вопросу о редукторе.
Прежде чем подбирать динамки и редукторы, я б сперва прикинул какой энергией обладает поднятый груз, учел, что кепеде преобразования будет 50% гдето, прикинул бы вес этого груза.
 потом озаботился поиском того, кто сможет и согласиться это поднимать, безвозмездно.
Имха динамка к водяной мельнице , это перпетум

[Foxson]

Как подобрать правильные моторы для этих динамомашин-зарядок

Я слышал, что проектировщики подбирают источники эл эн по потребителю. Те вам необходимо посчитать сколько эл эн вы собираетесь тратить (в пиковые по потреблению сутки) в кВт*час и сразу перевести в Дж, а уже потом выбирать источник эл эн. По Дж определите какой массой груз должен спускаться с какой высоты, чтобы выработать это количество энергии. Внесёте поправку на кпд своей установки. Ну и прикинете сколько камней за сутки придётся грузить и поднимать.

Можете посоветовать готовые, чтобы не паять самому?

Подойдёт "кусок оборудования" от ветрогенератора или фотогенератора: всё что вставлено от генератора до АКБ.

Может у кого-то есть идеи получше насчсет привода?

педальный генератор, у него нет этих заморочек с погрузкой-разгрузкой и тратить своей энергии и колбасы вы будете меньше (колбаса это ваше топливо)

[Vоlk]

Когда я был в возрасте лет  где- то 7, обнаружил, что одноименные полюса отталкиваются и меня осенило!  Магниты прицепил к машинке и прицепу, чтобы машинка ехала очень долго. Но что- то пошло не так...

[doctorRaz]

Магниты прицепил к машинке и прицепу, чтобы машинка ехала очень долго

Вполне рабочая идея..
Ну по крайней мере по сравнению с той, что в топе темы

_{----- добавлено 06 Января 2022 года, 19:21 -----}
Вброс от ТС засчитан, повеселил))

[Kram]

Для размышлений
Подготовленный велосипедист может развивать мощность около 200 Вт
Мощность это функция момента и частоты вращения, это к вопросу о редукторе.
Прежде чем подбирать динамки и редукторы, я б сперва прикинул какой энергией обладает поднятый груз, учел, что кепеде преобразования будет 50% гдето, прикинул бы вес этого груза.
 потом озаботился поиском того, кто сможет и согласиться это поднимать, безвозмездно.
Имха динамка к водяной мельнице , это перпетум

Спасибо ДокторРаз,

Я не хочу крутить педали оставим это занятие велосипедистам.

Поднятый груз может быть любым (в пределах разумного), скажем от одного килограмма до одного пуда, чтобы не сильно трудно было поднимать на высоту своего роста - камней под ногами достаточно и они бесплатные, сколько надо, столько и нагружу в мешок.
Мне нужно, чтобы передаточное число редуктор/мотор было достаточно большим, чтобы груз опускался как можно медленнее. В идеале, минут 10 как минимум.

Водяная мельница - это за рамками задачи. Мне нужно мобильное всесезонное решение.

[Kram]

Как подобрать правильные моторы для этих динамомашин-зарядок

Я слышал, что проектировщики подбирают источники эл эн по потребителю. Те вам необходимо посчитать сколько эл эн вы собираетесь тратить (в пиковые по потреблению сутки) в кВт*час и сразу перевести в Дж, а уже потом выбирать источник эл эн. По Дж определите какой массой груз должен спускаться с какой высоты, чтобы выработать это количество энергии. Внесёте поправку на кпд своей установки. Ну и прикинете сколько камней за сутки придётся грузить и поднимать.

Можете посоветовать готовые, чтобы не паять самому?

Подойдёт "кусок оборудования" от ветрогенератора или фотогенератора: всё что вставлено от генератора до АКБ.

Может у кого-то есть идеи получше насчсет привода?

педальный генератор, у него нет этих заморочек с погрузкой-разгрузкой и тратить своей энергии и колбасы вы будете меньше (колбаса это ваше топливо)

Спасибо Сын Лисы,

Я собираюсь заряжать 5-вольтовым генератором обычные пауэрбанки и телефоны напрямую, а 12-вольтовым - аккумуляторы от бесперебойника.
То есть у меня не будет какого-то пикового потребления в сутки, просто нужно стабильное напряжение и достаточный ток на выходе (3 Ампера ?), чтобы эти устройства заряжались. Я не планирую насиловать эти генераторы круглые сутки - зарядил и успокоился.
Мне все равно какой массы будет груз - главное, чтобы я мог поднять его на высоту своего роста. Пусть будет в пределах 16 кг, чтобы не сильно напрягаться. Главное, чтобы он опускался как можно медленнее, за 10 минут или дольше.

У меня есть педальный генератор K-TOR - это лучшее, что есть на рынке, но по факту - это говно. Оно совершенно не годится для использования в походах.
Кроме того, поднять условную гирю 10 раз за два часа несоизмеримо легче, чем те же два часа непрерывно крутить педали. И главное - Вы можете эти два часа заниматься другими делами, а не тратить время и калории на бессмысленный велосипедизм.

Насчет готовых кишков от ветрогенератора - полезная мысль. Для рюкзака слишком громоздко, а для берлоги может подойдут какие-то варианты.

[doctorRaz]

собираюсь заряжать 5-вольтовым генератором обычные пауэрбанки и телефоны напрямую, а 12-вольтовым - аккумуляторы от бесперебойника

Т.е. сколько энергии требуется тебе примерно понятно, кстати сколько? И за какое время она доллжна быть добыта?

_{----- добавлено 07 Января 2022 года, 13:01 -----}
Сколько получишь энергии с гири 16кг падающей с высоты 2 м уже посчитано?
Т.е. сколько раз ее нужно поднять известно?
Я тут загуглил  https://www.calc.ru/kilogrammsilametr-v-kilovatt-chas.html
Надо или гирю потяжелее или поднимать повыше..
Имха гиря 16 кг и мобильность))))

[Vоlk]

поднять условную гирю 10 раз за два часа несоизмеримо легче,

Еще бы. Ведь к каждому подъему  добавляется духовная сила, уменьшающая толщину гравитационных линий

[Foxson]

То есть у меня не будет какого-то пикового потребления в сутки, просто нужно стабильное напряжение и достаточный ток на выходе (3 Ампера ?), чтобы эти устройства заряжались

Вы меня не правильно поняли, вам нужно определиться не с пиком потребления в течении суток, а с пиковым суточным потреблением в течении года. Те сколько Дж (кВт*час) вам нужно. Вероятно это сутки с минимальной продолжительностью светового дня и минимальной температурой.
По поводу 3 ампер - не заморачивайтесь, подойдёт практически любой АКБ на такой разрядный ток.

Главное, чтобы он опускался как можно медленнее, за 10 минут или дольше.

Время вообще тут ни при чём, важно сколько вы энергии затратите на подъём груза, назад в виде электричества вы получите примерно 60% от затраченной физической энергии (компенсировать затраты придётся колбасой, как я писал выше)

а, в продаже существуют походные динамомашинки - типа приемник/фонарик/моторчик с ручкой - крути ручку, заряжай телефон.

Купите у Махмуда советский фонарик https://www.avito.ru/ufa/kollektsionirovanie/fonarik_zhuchek.sssr_2_sht_1506864066?slocation=661420 и путём скрещивания с китайским изделием + доп розетка с переключателем на внешний АКБ получите динамомашину 4 в 1ом: динамомашина, фонарик, кистевой эспандер + ваджра. Причём одна рука останется свободной, ей можно отбиваться от медведей, которые сбегутся на жужжание фонарика за пчелиным мёдом.

[Foxson]

PS Чтобы вам определиться с габаритами мобильной динамомашины взгляните на китайское изделие, вес тоже можно прикинуть "на глаз". Заявлены аж 20 пиковых, китайских Вт (в отзывах естественно пишут про не пиковые) https://aliexpress.ru/item/1005001962618997.html?spm=a2g2w.detail.1000060.1.4be22b6dEJZXCm&_evo_buckets=165609,165598,188873,194277,224411,224373,176818&gps-id=aerPdpSubstituteRcmd&scm=1007.33958.210224.0&scm_id=1007.33958.210224.0&scm-url=1007.33958.210224.0&pvid=47761c7d-eb57-47d0-b476-465db6bb435c&_t=gps-id:aerPdpSubstituteRcmd,scm-url:1007.33958.210224.0,pvid:47761c7d-eb57-47d0-b476-465db6bb435c,tpp_buckets:21387%230%23233228%238
А то с этой зелёной энергетикой, многие начали считать физику лженаукой

[Dinosaur]

Топикстартеру - вам попытались объяснить, что если единственным источником энергии  для зарядки батарей будет только ваша мускульная сила, то совершенно неважно, каким образом вы будете ее превращать в электричество - энергии в любом варианте вы затратите одинаковое количество. А учитывая ограниченность мощности  человечьей тяги, времени каждый способ потребует тоже примерно одинакового количества

[Zve 1]

Энергия поднятого над землей  груза как известно  есть m*g*h. Для груза массой 50Кг на высоте 5м составит 50*9,8*5= 2450Дж .
Требуемая энергия для заряда аккумулятора U*I*t   Для заряда 12 вольтового аккумулятора током 1А в течении часа потребуется 12*1*3600=43200 Дж. То есть этот груз придется поднять на 5м в течении часа 43200/2450=17,6 раз без учета кпд.     

[Foxson]

То есть этот груз придется поднять на 5м в течении часа 43200/2450=17,6 раз без учета кпд.

Тема еб по школьной физике не раскрыта до конца:
1Вт*час=3600 Дж
43200 Дж= 12Вт*час
Заявленная ёмкость литий-полимерной батареи 3000mА*час 3,85Вольт = 11,55 Вт*час= 41580 Дж

[Zve 1]

То есть этот груз придется поднять на 5м в течении часа 43200/2450=17,6 раз без учета кпд.

Тема еб по школьной физике не раскрыта до конца:
1Вт*час=3600 Дж
43200 Дж= 12Вт*час
Заявленная ёмкость литий-полимерной батареи 3000mА*час 3,85Вольт = 11,55 Вт*час= 41580 Дж

Не могли бы уточнить, что Вы хотели сказать.

если Вы не зарегистрированы, то
пройдите регистрацию

[Ольга47]

новая книга "Кабельные линии высокого напряж...

автор: Ольга47

Вчера в 13:45

Расчет питающих линий ГРЩ от БКТП и ДГУ

автор: Mav

Вчера в 09:26

Определение границ взрывоопасной зоны соглас...

автор: Shvet

24 Апреля 2024 года, 17:47

TNS

автор: mastaq

24 Апреля 2024 года, 16:31

Молниезащита взрывоопасного объекта категори...

автор: Shvet

24 Апреля 2024 года, 11:16

Нагрузка на опору СВ-95-3

автор: Zve 1

23 Апреля 2024 года, 23:13

Электроотопление жилых домов...

автор: 7777

23 Апреля 2024 года, 20:22

SmartLine - программа для проектирования ВЛ ...

автор: Mclaud 72

23 Апреля 2024 года, 09:52

CИП 0,4 в КЛ

автор: Виталина

22 Апреля 2024 года, 23:12

Инженер-проектировщик начинающий (Раменское)

автор: Наталия26

22 Апреля 2024 года, 15:37

Уровень напряжения на индивидуальный жилой д...

автор: Sasha84_BAV

22 Апреля 2024 года, 14:32

Взрывозащищенные светильники в защитном соор...

автор: Андрей_888

18 Апреля 2024 года, 17:03

Курсы для начинающих проектировщиков систем ...

автор: Bonita

18 Апреля 2024 года, 11:03

Светильники в дошкольных образовательных учр...

автор: Максим R

17 Апреля 2024 года, 16:16

Расчет ТКЗ по IEC/МЭК 60909

автор: Posetitel

17 Апреля 2024 года, 08:51

[418]

Сейчас на форумах: гостей - 418, пользователей - 3 Имена присутствующих пользователей: Alltta, Чистильщик, sergey158