Всем велолюбителям знакома ситуация, когда в дождливую погоду отказывает велогенератор… Но даже при исправном генераторе не очень удобно в сумерках или полной темноте на ощупь затаскивать велосипед в подъезд или подвал после поездки.
В предлагаемой системе электроснабжения велосипеда, помимо электрогенератора, источником питания служит батарея GB1 (рис. 1), составленная из шести никель-металлогидридных аккумуляторов типоразмера АА ёмкостью 2100 мА·ч. Заряжаются они от солнечных батарей GB2, GB3, постоянно соединённых с батареей GB1 через диод Шотки VD3 и токоограничивающий элемент, в качестве которого применена лампа накаливания HL1 [1]. Постоянное прямое напряжение на диоде при токе 1 А — не более 0,45 В [2]. С указанным токоограничивающим элементом HL1 ток зарядки не превышает 200 мА при ясной солнечной погоде. что примерно соответствует режиму десятичасовой зарядки.
Ток зарядки/разрядки контролируют микроамперметром РА1, нагрузку подключают переключателем SA1. В его верхнем (по схеме) положении лампы EL1 и EL2 (фара и габаритный фонарь соответственно) питаются от велогенератора переменного тока G1, в нижнем — от аккумуляторной батареи GB1. При включённой нагрузке (переключатель SA1 в нижнем — по схеме — положении) ответвляющийся в микроамперметр ток течёт через резисторы R2, R3, и при указанных на схеме номиналах полное отклонение стрелки соответствует разрядному току 2 А. Если же нагрузка выключена (SA1 в положении, показанном на схеме), ток течёт через резистор R1, и полное отклонение стрелки соответствует зарядному току 200 мА.
Во избежание нарушения герметичности микроамперметра, а также возможной порчи его подвижной части из-за случайного притягивания металлических частиц сильным магнитом прибора шкала не дорабатывалась. Как показала практика, отсчёт показаний при зарядке и разрядке батареи GB1 не вызывает затруднений.
Аккумуляторы размещены в двух контейнерах для элементов типоразмера АА (один из них рассчитан на четыре элемента, другой — на два), что позволяет при необходимости питать от батареи GB1 и велокомпьютер. Автор использует велокомпьютер ECHOWELL. Литиевый элемент питания CR2032 был аккуратно разобран и доработан: к его плюсовой и минусовой обкладкам припаяны идущие от аккумуляторной батареи гибкие провода (МГТФ), а в центре винтовой крышки просверлено отверстие диаметром 3 мм, через которое они выведены наружу. Таким образом, оболочка элемента стала выполнять функцию штекера питания.
Солнечные батареи закреплены на пластине из текстолита с помощью двусторонней липкой ленты толщиной около 1 мм, а пластина, в свою очередь, — горизонтально на руле велосипеда с помощью кронштейна высотой 140 мм. Особое внимание следует обратить на герметичность солнечных батарей (во избежание попадания влаги на печатные проводники и выводы необходимо промазать их пластины по краям герме- тиком). Устанавливать батареи на багажнике велосипеда не следует во избежание попадания грязи на рабочую поверхность. Возможно, читатели, решившие оснастить свой велосипед описываемой системой, захотят изготовить двухэтажный багажник, расположив батареи на верхнем этаже.
Микроамперметр и переключатель питания (ПТЗ-40) также закреплены на руле велосипеда (рис. 2), а контейнеры с аккумуляторами — на горизонтальной трубе рамы.
Рис. 2
В устройстве применён микроамперметр М4228.3 с током полного отклонения стрелки 200 мкА и сопротивлением рамки 2070 Ом. Вполне возможно на первых порах обойтись без прибора и резисторов R1, R2, однако необходимо оставить резисторы R3, R4, что позволит контролировать ток зарядки/разрядки без разрыва цепи с помощью мультиметра, включённого в режим вольтметра.
Размеры применённых автором солнечных батарей GB1, GB2 — 140х 160 мм, суммарная ЭДС — около 11 В. Возможно применение иных батарей, однако суммарная площадь поверхностей должна быть не меньше 300 см2, а ЭДС — не менее 11 В.
Электрический монтаж выполнен навесным способом с применением термоусаживаемой трубки и эластичных монтажных хомутиков. Все резисторы — МЛТ, они впаяны прямо в разрывы проводов и защищены термоусаживаемой трубкой подходящего диаметра. Все открытые места пайки после проверки правильности соединений необходимо покрыть цапонлаком.
ЛИТЕРАТУРА
- Байере Т. 20 конструкций с солнечными элементами. — М.: Мир, 1988.
- Баюков А. В., Гитцевич А. Б., Зайцев А. А- и др. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник. Под общ. ред. Н. Н. Горюно- ва. — М.: Энергоатомиздат, 1983.
Автор: Д. МОЛОКОВ, г. Нижний Тагил Свердловской обл.
Источник: Радио №1, 2015