Що таке динамо-машина. Перші генератори постійного струму. Динамо-машинка з чого було Дайна Сергій Олексійович досвід з динамо машиною

Цей генератор може бути встановлений як на заднє колесо, так і на переднє. В останньому випадку конструкція може мати вбудований ліхтар (також зустрічаються пристрої із заднім ліхтарем). У конструкції, як правило, передбачена клямка-фіксатор для «відключення» генератора, якщо це необхідно.

Від себе додам, що динамо-машина з гумовим роликом, як виявилося, шумить значно менше, ніж з металевим, і у неї краще зчеплення з вологою покришкою.

Динамо-втулка.

Напруга: 6V
Потужність: 2.4 - 3W

Динамо-втулка – осьова динамо-машина. Зовні пристрої бувають досить різноманітними.
Не найдоступніший варіант як за ціною, так і складністю установки. При покупці слід звернути увагу на кількість спиць (3236) і спосіб кріплення (вісь ексцентрик) того колеса, на яке передбачається установка. На відміну від пляшкових машин, цей агрегат не боїться опадів: ролик «пляшечки» може прослизати мокрою гумою. У втулці прослизати нічого, але й вимкнути її неможливо.

Ланцюгова динамо-машина.

Напруга: 5V
Заявлена ​​ємність вбудованої АКБ: 1000mAh
Тип батареї: літій-полімерний акумулятор

Ланцюгова динамо-машина - досить екзотичний вид генераторів. Трапляються модифікації. У пристрої передбачений USB контакт, передбачається заряджання як мінімум телефонів. Але залишається відкритим питання, яким чином даний пристрій кріпиться на мультишвидкісні велотрансмісії, і який термін його служби, адже велосипедний ланцюг здатний досить швидко привести в непридатність пластикові деталі, що контактують з нею.

BikeCharge light & USB Power Generator.

Напруга: 5V
Потужність: 3W
Заявлена ​​ємність вбудованої АКБ: 700mAh
Тип батареї: літій-іонний акумулятор

У цій конструкції втілена вже озвучена вище і далеко не нова ідея з'єднання динамо-машини та ліхтаря. Особливість даної конструкції в тому, що вона кріпиться на торець втулки, а робоче колесо, з якого на генератор подається момент, що крутить, фіксується прямо на спицях. Конструкція забезпечена як переднім, так і заднім ліхтарем (хоча особисто на мій погляд задній ліхтар краще ззаду розташовувати), і, завдяки сучасному USB інтерфейсу, дозволяє підтримувати працездатність GPS-навігатора або смартфона. У комплекті є пульт-"манетка" для керування лампою (увімкн.).

SunUp.

Напруга: 6-12V
Потужність: 8W

Аналогічна попередня, але безфарна конструкція на заднє колесо. У комплекті, як правило, є АКБ, передній і задній ліхтарі, і блок живлення\маршрутизатор, за допомогою якого можна перенаправити енергію на ліхтарі або до порту USB.
Очевидна, але не фатальна вада: SunUp непридатна до використання на колесах з дисковим гальмом.

Magtenlight.

Вкрай цікава конструкція безконтактної динамо-машини. По суті роль ротора виконує колесо, на яке кріпиться «обруч» з 28-ми поперемінно-полюсних магнітів, а статором служить, мабуть, звичайна індукційна котушка з вбудованим АКБ.

Конкретних відомостей про систему виявити не вдалося, але виробники стверджують, що швидкості 15 км\год достатньо для нормальної роботи лампи 100 люмен (CREE Q4 white LED). Теоретично це недалеко від істини.

Плюси цієї системи:
- відсутність будь-якого тертя, і, як наслідок, повна безшумність у роботі;
- Термін експлуатації обмежений лише якістю вбудованої АКБ (що, втім виправно).
До недоліків можна віднести хіба що резерв АКБ - всього 4 хвилини, але за наявності деяких деталей, знань у радіотехніці та прямих рук, це нескладно виправити.

Якщо вас цікавить педальний генератор для живлення обладнання, дивіться серію статей про складання з автомобільної динамо-машини та велосипеда.

Електрична схема живлення заднього мигання досить проста. Вона містить лише три яскраві червоні світлодіоди і конденсатор на 4700 нФ. Конденсатор використовується лише для стабілізації напруги на одному із світлодіодів. Інші два світлодіоди мерехтять під час проходження магнітів біля обмотки. Якщо ви хочете, щоб мерехтіли всі три світлодіоди, можна видалити конденсатор. Якщо паралельно підключити кілька світлодіодів, то світлодіод, що не мерехтить, буде продовжувати світити навіть під час зупинки.

У другій частині інструкції ми створимо схему живлення п'яти яскравих білих світлодіодів передньої фари за допомогою двох котушок. Ця схема повністю незалежна від першої схеми живлення заднього ліхтаря.

  1. Передня фара з п'ятьма білими світлодіодами
  2. з трьома червоними світлодіодами та конденсатор на 4700нФ
  3. Котушка другої схеми, що живить передню фару
  4. Котушка першої схеми, що живить задній ліхтар

  1. Магніт жорсткого диска
  2. Обмотка реле

Якщо ви хочете покращити схеми, то на сайті зможете знайти більш досконалі по темі: , різні види і т.д.

Схема заднього ліхтаря із динамо-машиною.


  1. Старе реле

  1. Контакти котушки
  2. Кріпильний гвинт

Щоб не витрачати час на складання котушки своїми руками, краще спробуйте знайти якесь старе реле. Панель на малюнку вище я дістав із старої міні-АТС. На другому малюнку показана котушка з розібраного реле.

Опір котушки має перебувати в межах між 100 і 200 ом. Опір зображеної на малюнку котушки становить 200 ом. Чим більший опір котушки, тим більше генерується енергії, але водночас і падає ефективність через зростання втрат у котушці.


  1. Нержавіюча сталь

Далі потрібно буде дістати неодимові магніти із жорсткого диска. У моїй динамо-машині на задньому колесі використовуються три такі магніти, але ви можете використовувати набагато більше, якщо ви здатні їх надійно закріпити.

  1. Три імпульси за час одного обороту колеса, тому що використовується три магніти

  1. Модель котушки з напругою, попередньо записаною від реально існуючої котушки
  2. Основна схема їх трьох червоних яскравих світлодіодів та конденсатора на 4700 нФ
  3. Резистор, що використовується для вимірювання струмів у симуляції

  1. Зарядка конденсатора, вихідний стан 2.2
  2. Струм світлодіода 3
  3. Напруга котушки
  4. Струм конденсатора

На осцилографі можна простежити за напругою, що генерується котушкою. Записаний сигнал можна імпортувати до програми моделювання схем та спробувати змоделювати свій проект.

У симуляції у мене на жаль не вдалося досягти постійної провідності у світлодіода 3 незважаючи на те, що на реальній схемі у мене це вийшло. Можливо так сталося через відсутність котушок індуктивності в моделі котушки.

Зверніть увагу, що схема не симетрична, оскільки енергія, що генерується котушкою, зосереджена на позитивних значеннях. Розподіл енергії залежить від конструкції магніту та використовуваної котушки.



  1. Вихідна система з батарейками, які вже не потрібні
  2. Кріплення





Нам буде потрібний дешевий задній світлодіодний ліхтар, в який буде встановлена ​​наша нова система.

Схема передньої фари з живленням від динамо-машини.



  1. «Водонепроникна» пластмасова оболонка
  2. Вихідна мерехтлива схема з п'ятьма яскравими зеленими світлодіодами
  3. Пластиковий пластик

Схема передньої фари є повністю незалежною від першої частини проекту. Вона складається з двох обмоток реле і передньої фари.


  1. Подвійний перемикач живлення зі старого комп'ютера

  1. Вихідна схема
  2. Зібрана схема

Це схема живлення п'яти яскравих світлодіодів за допомогою двох котушок. Вони не виробляють енергії одночасно. Якщо їх підключити послідовно, одна котушка поглинатиме частину енергії іншої котушки. У цій схемі цього немає.

Щоб мерехтіли всі світлодіоди, тут спеціально не використовуються конденсатори. Єдине місце куди можна поставити конденсатор це паралельно зі світлодіодом 3, оскільки на нього ніколи не надходить негативна напруга. У результаті у вас буде один світлодіод, що не мерехтить, і чотири мерехтливі.

Опір котушки має бути в межах 100 - 200 ом, але в моїй схемі використовується дві котушки на 600 ом і у мене все чудово працює.





  1. Котушка на 200 ом з першої частини інструкції
  2. Котушка на 600 ом з другої частини інструкції

Генератором електричної енергії називається пристрій, що перетворює хімічну, механічну або теплову енергію електричний струм. Таким генератором, що використовується на велосипедах для живлення задніх ліхтарів та передньої фари, є Динамо машина .

Різновиди

Розглянемо існуючі види велосипедних динамо-машин заводського виконання.

Пляшкова

Цей вид велосипедного генератора є найбільш доступним і простим. Однак його потужність не найбільша з усіх видів. Привідний ролик генератора обертається за рахунок торкання протектора шини колеса під час руху.

Втулкова динамо-машина

Динамо-втулка за своїм пристроєм є осьовою динамо-машиною. Виконання таких моделей може бути різного виду. Вартість втулкового генератора досить висока. Установка складніша, порівняно з пляшковим варіантом.

При придбанні необхідно перевірити кількість спиць та метод фіксації настановного колеса. До переваг втулкового генератора відноситься його захищеність від вологи, на відміну від пляшкового генератора, приводний ролик якого в сиру погоду прослизає по шині велосипеда. Пристрій укладено всередині колеса втулки, і робота походить від його обертання.

До недоліків такого пристрою відноситься те, що вимкнути роботу генератора втулки не вийде.

Ланцюгова

Ланцюговий варіант велосипедного генератора зустрічається досить рідко. Проте є кілька різних виконань цього виду. Пристрій може оснащуватися USB-портом для заряджання мобільних гаджетів.

Недоліком такої конструкції є малий термін служби, тому що при експлуатації відбувається вплив металевого велосипедного ланцюга на пластикові елементи генератора.

Безконтактна

Це оригінальна динамо-машина із безконтактним принципом дії. Колесо велосипеда відіграє роль ротора. На колесо фіксується спеціальний обруч, на якому закріплено 28 магнітів. Вони розташовані по черзі, із різними полюсами.

Статором є індукційна котушка, у якій виробляється електричний струм. У цю систему включено акумуляторну батарею для накопичення енергії. За словами виробника для забезпечення нормального світлового потоку достатньо рухатися зі швидкістю 15 км на годину.

Достоїнствами цієї конструкції є:
  • Відсутність тертьових елементів.
  • Безшумна експлуатація.
  • Необмежений термін експлуатації (крім акумуляторної батареї).

Недоліком безконтактної моделі є мінімальна ємність акумуляторів. Її вистачає лише на кілька хвилин. Однак багато умільців легко виправляють цей недолік різними способами, у тому числі заміною батареї на потужнішу.

Інші конструкції

В даний час дуже популярні різні цікаві пристрої, виготовлені в Китаї. Іноді бачиш такі пристрої, які раніше не виробляли. Навіть їхній принцип дії не завжди зрозумілий, проте вони працюють.

Такий китайський пристрій можна назвати велогенератором майбутнього. Динамо-машина з піднебесної виглядає за аналогією до фантастичних фільмів. Зважаючи на зовнішній вигляд, для її функціонування немає необхідності в контакті з шиною колеса або ланцюгом. Також немає жодних магнітів.

Принцип її роботи не зовсім зрозумілий. Можливо, це технологічний секрет заводу виробника.

Конструктивні особливості та робота

Найбільш популярною моделлю динамо-машини на велосипедах є її пляшкова конструкція, за нею йде динамо-втулка. Інші види використовуються значно рідше. Тому розглянемо найпоширеніші моделі.

Динамо-пляшка

Динамо-машина пляшкового вигляду працює на бічній частині передньої шини велосипеда. Виконана у вигляді невеликого генератора електричної енергії та служить для роботи заднього ліхтаря та передньої фари велосипеда, а також зарядки електронних мобільних пристроїв.

Такий міні-генератор може монтуватись як на переднє колесо, так і на заднє. У першому випадку пристрій може поєднуватися з вбудованим ліхтарем. Для відключення генератора передбачено спеціальний відкидний механізм, що фіксує корпус генератора в тому положенні, коли немає зіткнення з шиною велосипеда.

Назва цього пристрою походить від зовнішньої схожості форми з пляшкою. Пляшковий велогенератор має й іншу назву – бічне динамо. Привідний гумовий або металевий ролик обертається на боці шини колеса. При русі велосипеда шина надає обертальний рух ролику велогенератора, який виробляє електричний струм.

Переваги
  • Вимкнений привід генератора не чинить опору руху велосипеда. При увімкненому генераторі велосипедисту доводиться прикладати більше сили для руху. Динамо-втулка на відміну від пляшкового велогенератора завжди чинить опір обертанню колеса, хоча значення цього опору незначне. Якщо пляшковий велогенератор увімкнений, але ліхтарі та фара не підключені до живлення, то опір руху велосипеда менший.
  • Легка та проста установка . Такий пристрій легко встановити на будь-який велосипед, на відміну від генератора втулки, для установки якого необхідна збірка всього динамо-колеса зі спицями.
  • Невелика вартість . Такі моделі зазвичай коштують дешевше від інших видів велосипедних генераторів, хоча бувають і винятки з цього правила.
Недоліки
  • Складне налаштування . Потрібне ретельне налаштування та регулювання зіткнення з покришкою колеса під певним кутом, тиском у шині, висотою. Якщо велосипед впаде або ослабнуть фіксуючі гвинти, генератор може бути пошкоджений. Неправильно відрегульований пристрій генератора видаватиме багато шуму, створюватиме надмірний опір, прослизатиме по колесу. Якщо гвинти кріплення занадто ослабнуть, то механізм може зрушити з місця і потрапити в спиці колеса, що призведе до поломки спиць і виходу велосипедного колеса з ладу. Деякі велогенератори оснащені спеціальними петлями, що оберігають їхнє потрапляння в спиці.
  • Для перемикання потрібне фізичне зусилля . Щоб привести в дію генератор, необхідно перемістити корпус до контакту з колесом. Втулкові генератори можуть включатись автоматично або за допомогою електроніки. Для цього не потрібно докладати зусиль.
  • Підвищений шум . При експлуатації чути шум у вигляді дзижчання, у той час як динамо-втулки не створюють шуму.
  • Зношування шини колеса . Для експлуатації генератора потрібен зіткнення з шиною, в результаті відбувається тертя та знос покришки. Якщо порівняти з динамо-втулкою, то там тертя з шиною відсутнє.
  • Опір руху . Пляшкова динамо-машина значно більше опір руху велосипеда, ніж втулкова модель. Однак при правильному налаштуванні опір незначний, а у відключеному вигляді відсутня.
  • Прослизання. При сирій дощовій погоді приводний ролик пляшкового генератора ковзатиме по шині колеса, що зменшує вироблення електричного струму та знижує яскравість світла фари та заднього ліхтаря. Втулкові генератори не вимагають роботи хорошого зчеплення з покришкою, і залежить від погоди та інших несприятливих умов.
Динамо-втулка

Втулкова конструкція велогенератора розроблена в Англії, а виробляється різними фірмами у багатьох країнах. Потужність такої конструкції може досягати 3 ват при напрузі 6 вольт. Технології їх виготовлення постійно вдосконалюються, розміри конструкції стають меншими та потужнішими. Сучасні фари для велосипеда стали випромінювати ефективніше світло, оскільки застосовуються і.

Динамо-втулки при роботі не створюють шуму, але їхня маса більша, ніж у інших моделей. Трючі частини у втулковому варіанті пристрою відсутні. Вони функціонують за рахунок магніту, що має безліч полюсів, та виконаного у вигляді кільця. Він знаходиться в корпусі втулки і обертається навколо нерухомого якоря з котушкою, що зафіксована на осі. Опір обертанню такої конструкції дуже незначний.

Динамо-втулки виробляють змінний струм. На малих швидкостях виробляється більше електрики, порівняно з пляшковою моделлю за рахунок низької частоти струму. Існують схеми випрямлячів для динамо-машини. Вони виконані за простою схемою моста із чотирьох діодів.

Динамо-машина втулка виробляє низьку напругу, тому при застосуванні кремнієвих діодів втрати становлять значну величину – 1,4 вольта. З германієвими діодами втрати знижуються, і становлять лише 0,4 вольта.

Принцип роботи динамо-машини

Динамо-машина виробляє електричний струм за допомогою ефекту електромагнітної індукції. Ротор обертається в магнітному полі, у результаті в обмотці виникає електричний струм. Кінці обмотки ротора підключені до колектора, виконаного у вигляді кілець. Через них за допомогою щіток, що притискаються, електричний струм надходить в мережу.

Струм в обмотці має максимальне значення, якщо ротор знаходиться перпендикулярно до магнітних ліній. Чим більший кут повороту обмотки, тим менше струм. Обертання обмотки в магнітному полі змінює напрямок струму за один оборот два рази. Тому струм називають змінним.

Подібний генератор для постійного струму виготовляється на цьому принципі. Різниця у деяких деталях. Кінці обмотки з'єднують не з кільцями, а з півкільцями, які ізольовані один від одного. При обертанні обмотки щітка контактує по черзі з кожним півкільцем. Тому струм, що надходить на щітки, матиме лише один напрямок та буде постійним.

Динамо-машина, або генератор електричного струму, - це пристрій, який перетворює на електричну енергію інші стани енергії: теплову, механічну, хімічну. До сьогоднішнього дня залишаються популярними велосипедні генератори, фари, що живлять, і задні ліхтарі.

Принцип роботи генератора електричного струму

Динамо-машина генерує електричну енергію завдяки принципу електромагнітної індукції. Зазвичай такий пристрій конвертує саме механічні дії прямо в електричні імпульси. У його складі - ротор (відкрита дротяна обмотка) та статор, в якому розташовані полюси магніту. Ротор, не припиняючи руху, постійно обертається в силовому магнітному полі, що неминуче призводить до виникнення струму в обмотці.
Схему свого пристрою динамо-машина представляє таку. Провідник, що обертається, або ротор, перетинає магнітне поле і в ньому генерується струм. Кінці ротора підведені до кільця (колектор), через них і притискні щітки струм переміщується в електричну мережу.

Електричний струм у динамо-машині

Струм, що утворюється, у провіднику буде мати найбільше значення за умови, якщо ротор розташовується перпендикулярно магнітним линям. Чим більший поворот провідника, тим сила струму буде меншою. І навпаки. Тобто, процес обертання провідника в магнітному полі змушує електричний струм, що генерується, змінювати напрям за один оборот ротора два рази. Завдяки цій властивості такий рід струму стали називати змінним.
Динамо-машина для вироблення постійного струму побудована на такому самому принципі, як і для змінного струму. Різницю можна помітити лише в деталях, коли кінці металевого дроту закріплюють не до кільця, а приєднують до півкільця. Такі півкільця обов'язково ізолюються між собою, що при обертанні провідника уможливлює контактування зі щіткою змінно то одне півкільце, то інше. Значить, в щітки струм, що виробляється, надходитиме виключно в одному напрямку, одним словом - струм буде постійним.

Як зібрати динамо-машину?


Динамо-машина своїми руками збирається швидко. Підставою для майбутнього генератора буде дерев'яна дошка завтовшки близько 30 мм і площею 150 на 200 мм. Двома шурупами на неї кріпиться корпус так, щоб електромагніти розташовувалися по горизонталі один проти одного. Потім, крізь прикріплений до корпусу, підшипник просочується вісь якоря, який закріплюється на своєму місці між електромагнітами. З внутрішньої сторони підшипникової стійки простягають щітки, вставляють другий кінець осі якоря. На цьому кінці закріплюють колектор.
Перед прикріпленням підшипникової стійки до основи якір потрібно вирівняти таким чином, щоб його обертання між електромагнітами не зачіпало їх. Щітки повинні розташовуватися поперек черевиків електромагнітів і закріплюватися на підшипнику. На вільному кінці ротора прикріплюється маленький шків.
Електромонтаж пристрою полягає у з'єднанні кінців обмоток для електромагнітів із щітками. Також до них з'єднують відрізки гнучкого дроту для повідомлення пристрою із зовнішнім ланцюгом.

Генератор та велосипед

Свою потужність динамо-машина для велосипеда демонструє залежно від швидкості обертання. Наприклад,
недостатньо швидке обертання чи зупинка велосипеда припиняє живити ліхтар чи інший пристрій. Але при високій швидкості лампочки здатні перегоріти раніше терміну вироблення ресурсу.
Розрізняють кілька різновидів велосипедних електричних генераторів:
Втулковий тип вбудовується у втулку колеса. Конструктивно складається зі статичного сердечника на осі і багатополюсного магніту, що обертається, у формі кільця. Їхня вартість більша, вона компенсується безшумною роботою та ефективністю.
Пляшковий тип найпопулярніший. Схоже з формою пляшки пристрій оснащено невеликим коліщатком, що наводиться в рух за допомогою тертя про боковину гумової покришки колеса.

Каретковий генератор встановлюється поряд з каретковою склянкою, нижче пір'я рами. Рух пружного ролика здійснюється завдяки тертю про протектор покришки. Слід згадати, що кареткова та пляшкова динамо машина перестають працювати, потрапляючи у мокрі умови.

Генератор, що дозволяє отримати електричну енергію завдяки обертанню (механічної енергії), називається динамо-машиною. Постійний струм, що нею виробляється, у зв'язку зі своїми якостями застосовується в побуті не так часто, як змінний. Усі електростанції оснащені гігантськими генераторами змінного струму (альтернаторами). Незважаючи на це, динамо-машина залишається актуальним пристроєм, який добре служить в деяких електротехнічних областях, наприклад, при зарядці акумуляторів. Тому невеликий генератор, зібраний своїми руками, завжди знайде застосування.

Хто винайшов динамо-машину і як вона влаштована?

В 1831 англійський фізик Фарадей виявив незвичайне електромагнітне явище. У мідному дроті під час обертання між магнітними полюсами виникало електромагнітне поле. Саме він порушив рух електронів провідником. На основі досліджень фізик сформулював закон електромагнітної індукції. Провідником служив мідний дріт, накручений на стрижень з металу, що має магнітну властивість. Коли магнітні частинки в стрижні розташовувалися відповідно до полюсів, він перетворювався на магніт і притягував до себе металеві предмети. Щоб намагнітити стрижень можна використовувати котушку або постійний магніт. Ефект виникне при сильному обертанні одного електромагніту навколо іншого.

У тому ж році з'явився прилад для перетворення електричної енергії на механічну. Перші електродвигуни нагадували парові машини: тільки замість циліндрів встановлювали електромагніти, замість поршнів – металеві якорі.

У 1834 році російський академік Борис Якобі створив перший електродвигун з якорем, що обертається. Через 4 роки академік застосував удосконалений електромотор на першому у світі моторному човні. Перший у світі генератор змінного струму був збудований Павлом Яблочковим. А воістину революційним став винахід іншого російського вченого М. Доливо-Довольського – генератор трифазного струму.

Динамо-машина своїми руками, її елементи

Для того щоб побудувати динамо-машину, потрібні такі основні елементи, як корпус, якір обертається, колектор, щіткотримач, щітки, мідний дріт з ізоляцією.

Розглянемо підготовку кожного елемента окремо.

Пристрій динамо-машини

  • Корпус

Існують різні варіанти виготовлення корпусу. Він підійде консервна банка, відрізок труби (діаметр 100 мм). По-перше, треба вирізати дно банки та обтяжити корпус. Для цього з внутрішньої або зовнішньої сторони банки дуже щільно в кілька рядів навернемо смужку із заліза такої самої ширини. Потім приклепуємо або припаюємо смужку до корпусу.

По-друге, з жерсті або заліза виготовляємо сердечники для електромагнітів та черевики для них. Беремо смужки жерсті по ширині корпусу, згинаємо, накладаємо один на одного, скріплюємо залізним дротом і припаюємо їх бортами. До отворів у корпусі, розташованим навпроти один одного, кріпимо сердечники.

За допомогою шурупів привертаємо корпус до колодки (дерев'яної чи металевої). У корпусі робимо дві підшипникові смужки (латунь або товста бляха, розмір 110х20 мм) та стійку (80х20 мм) для закріплення якоря. Смужки спаюємо хрестом, у центрі робимо отвір діаметром осі. Такий же отвір у стійці 10 мм від кінця. В отвори підшипників можна впаяти мідні трубочки (10-15 мм з діаметром 8 мм). До корпусу перший підшипник припаюємо кінцями смуг, після чого система вигнеться назовні.

  • Якір, що обертається

Виготовляти якір треба ретельно, тому що від нього багато в чому залежить, як працюватиме динамо-машина. Можна зібрати якір із жерстяних пластин. Товщина всіх пластин повинна дорівнювати товщині корпусу (50 мм), при їх виготовленні потрібна особлива точність. Із заліза доведеться вирізати приблизно 120 кіл (по 46 мм у діаметрі). Кожне коло ділимо на вісім секторів за допомогою циркуля, робимо розмітку через центр кола, у центрі кіл проводимо по два кола діаметром 8 та 38 мм. На перетині великого кола з лініями секторів проводимо ще кола по 8 мм. На всіх круглих пластинах, там, де розкреслили кола, з точністю просвердлюємо вісім отворів по 8 мм.

Щільно скріплюємо пластини гайками і надягаємо на вісь, повинен вийти якір з круглими поздовжніми пазами. Гострі кути в пазах заокруглюємо напилком.

Виготовлення колектора та щіткотримача

При складанні динамо-машини, зокрема колектора та щіткотримачів, потрібна увага та акуратність.

  • Колектор

Колектор можна виготовити із трубки (мідь, латунь) або зібрати із пластин. Потрібна трубка діаметром 20-25 мм і довжиною 25-30 мм, яка розпилюється на 4 рівні частини. У пластинах просвердлюються по два двоміліметрові отвори.

Потім вирізаємо циліндр (діаметр 20-25 мм, довжина 25 мм) з фібри або ебоніту, підійде сухе дерево. У центрі циліндра робимо отвір, щоб він міг увійти на вісь якоря. Пластинки кріпимо до циліндра за допомогою дрібних шурупів, щоразу залишаючи між ними простір 1-2 мм. Можна використовувати скручування з дроту та ізоляційну стрічку. Шурупи не повинні торкатися осі, інакше буде замикання. Зазори між пластинами заповнюємо каніфоллю.

  • Щіткотримач та щітки

Щіткотримач із щітками застосовується для зняття напруги в колекторі. Щітки повинні висуватися та повертатися навколо осі якоря, щоб змінювати силу та кут натиску на колектор. Основу товщиною 10 мм виготовимо з фібри, ебоніту або пропарафінованого дерева. Просвердлимо в ньому три отвори, щоб для двох крайніх підійшли болти. Беремо болти з міді чи радіоконтакти по 35 мм. Болтики, що закріплюють щітки, крутимо з гайками для затиску.

Отвір у центрі повинен дорівнювати діаметру трубки з міді, яка використовувалася для першого підшипника в корпусі. Навпроти центрального отвору в торці колодки просвердлюємо наскрізний отвір і робимо нарізку під гвинт, що кріпить. Беремо гвинт (для дерева – шуруп) з прорізом або гранями на головці. Робимо отвір трохи менше діаметра гвинта, повертаємо гвинт. Спочатку на 2-3 обороти ввернути, потім вивернути, повторюючи до тих пір, поки він не буде вільно входити на три обороти. Потім точно гвинтом обробляємо наступний прохід.

Робимо підшипникову стійку, у верхньому кінці якої просвердлюємо отвір, вставляємо відрізок мідної трубки та припаюємо. Щітки можна зробити різними способами з мідних, латунних пластин або приготувати вугільні щітки. Це можуть бути пластини завдовжки 40-50 мм із перетином 10-15 мм. На кінці щітки просвердлюємо довгастий наскрізний отвір довжиною 20 мм під болтики. Такий отвір дозволить змінювати тиск, наближаючи щітки до колектора. Кріпимо щітки шайбами. Щоб щітки щільно торкалися колектора, заточуємо їх кінці навскіс.

Обмотка

Для обмотки будемо використовувати мідний дріт із паперовою ізоляцією перетином 0,5-0,8 мм. Необхідно придбати півкілограма дроту, товщина якого впливатиме на напругу та силу струму. Наприклад, при обмотці дротом 0,5 мм вироблятиметься 25 вольт при силі струму 1 ампер, якщо взяти дріт 0,8 - 8 вольт при силі 3 ампера. Перед початком робіт дріт ділимо на дві частини. Для обмотки електромагніта потрібно 450 г дроту 0,5 і 60 г для обмотки якоря. Якщо купили дріт 0,8, для електромагніту відкладемо 430 г, а якоря - 70 р.

Складання динамо

Динамо-машина своїми руками збирається у кілька етапів:

  1. Для основи підготуємо дошку розміром 150х200 мм, завтовшки 30 мм. Просвердлимо два отвори з країв кільця електромагнітів.
  2. Кріпимо корпус до основи двома шурупами так, щоб електромагніти розташувалися на одній горизонтальній лінії навпроти один одного.
  3. До боків корпусу, щоб він міцно сидів, підкладаємо дерев'яні брусочки і пригвинчуємо їх до основи.
  4. Потім через підшипник на корпусі пропускаємо вільний край осі якоря. Вставляємо його на місце між електромагнітами.
  5. На підшипник підшипникової стійки з внутрішньої сторони надягаємо щіткотримач зі щітками і вставляємо кінець осі якоря з колектором. На колектор попередньо повинна бути одягнена товста металічна шайба або кільце з дроту.
  6. Встановлюємо якір так, щоб він при обертанні між електромагнітами не зачіпав їх і знаходився від них на одній відстані. Стійка кріпиться на основу двома шурупами.

Регулювання динамо-машини

  • Закріплюємо щітки так, щоб вони злегка торкалися колектора і сильно не загальмовували його обертання.
  • Перевіримо правильність з'єднань, відсутність обривів та замикань. Підключаємо до механізму батарею 15-20 вольт. Якщо двигун працює, якір швидко обертається, значить, динамо-машина своїми руками зібрана правильно.
  • Після перевірки динамо-машину з'єднуємо з приводом, наприклад від ножної швейної машини. До щіток приєднуємо напругу від батареї в 10 вольт, щоб намагнітити електромагніти. Через хвилину батарея повинна вимкнутись, тоді починаємо швидко обертати якір за допомогою приводу. До дротів від щіток підключаємо вольтметр або лампу 12 вольт. Якщо все зібрано правильно, вольтметр показуватиме напругу, а лампочка - розжарюватися.
  • За допомогою рівномірного обертання якоря треба злегка повернути щіткотримач у бік обертання якоря, тоді щітки менше іскритимуть і краще зніматимуть напругу. Досвідченим шляхом відрегулюємо встановлення щіток.

Динамо-машина для велосипеда

Невеликий генератор для велосипеда встановлюється на бічній стінці шини. Він дозволяє заряджати акумулятори мобільних телефонів, приймачів та інших пристроїв, запалює фари. Пляшкова динамо-машина називається ще й бічним динамо. При їзді покришка надає руху ролик динамо, що обертає електрогенератор.

Для велосипедного генератора можна взяти динамо-втулку, динамо-каретку. Підійде безконтактна динамо-машина. Телефон вона зможе зарядити цілком вдало.

  • Пляшковий генератор під час роботи створює опір при їзді і вимагає більше зусиль для прокручування, ніж динамо-втулка. Правильне регулювання допоможе зменшити опір.
  • Пляшкова динамо-машина для велосипеда зношує шину на відміну від динамо-втулки.
  • При вологості ролик динамо-пляшки можна буде прослизати по покришці, що значно знизить кількість енергії, що виробляється.
  • Для динамо-втулки не потрібне хороше зчеплення та герметизація. Вони не видають шуму, на відміну від динамо-машин.

Експлуатація динамо-машини для велосипеда

Ретельна установка динамо дуже важлива, при цьому треба врахувати кут, висоту та тиск. Для запуску велосипедна динамо-машина пляшкового типу переміщається та приєднується, а динамо-втулка просто вмикається вручну або автоматично.

Експлуатувати динамо треба за інструкцією.

  1. Перед тим, як крутити педалі, перевіряємо вольтметр. Він має показувати напругу (12-13).
  2. Вибираємо режим низької потужності, включаємо генератор, повинна загорітися лампочка індикатора.
  3. Крутимо педалі, поступово збільшуючи швидкість, до включення генератора. Лампочка згасла, на вольтметрі значення 13-14. Крутити педалі треба швидко, щоб схема могла підтримувати потужність.
  4. Вело динамо-машина працює більш ефективно за високої потужності. При важких навантаженнях краще запускати генератор на низьку потужність, а після відключення навантаження переключити на високу.

Динамо-зарядник

У польових умовах завжди стане в нагоді проста «крутилка», динамо-машина для зарядки телефону. Актуальними є зарядники із вбудованим акумулятором. Зустрічаються механічні зарядники, які також не займають багато місця. Багато сучасних «крутилок» забезпечені ліхтариками.

Ці пристрої цілком успішно заряджають мобільні телефони. Наприклад, при обертанні ручки 2-3 оберти на секунду можна отримати значення коефіцієнта від 0.65 до 2.5. Пару хвилин покрутив і можна говорити телефоном від 2 до 5 хвилин. Все залежить від моделі та умов прийому. Ручна динамо-машина не зможе постачати потужний смартфон з великим дисплеєм. Механічна зарядка забезпечить результат у зв'язку з простим телефоном разом із гарнітурою hands-free.

Зарядка динамо-машина спрацює результативно при акумуляторі, що повністю розрядився, але підвищити заряд телефону крученням рукоятки можна тільки до 50%. Коли акумулятор розряджений лише наполовину, «крутилка» стає марною іграшкою. Якщо в інструкції вказано максимальний струм зарядки - 400 mA з потужністю 2 Вт, то додаткову енергію вичавити не вдасться навіть при швидкому обертанні рукоятки.

Потужний генератор своїми руками

Потужний генератор електроенергії можна зібрати за допомогою старого велосипеда без вісімок на задньому колесі. Підійде 28-дюймове колесо і передня зірочка на 52 зуби, але можливі інші варіанти, наприклад, 26-дюймове і зірочка на 46 зубів. Насамперед знімаємо непотрібні деталі: переднє колесо, покришки, перемикач передач, гальма. Встановлюємо велосипед на підставку.

Генератор повинен бути автономним з двома великими клемами та однією маленькою. Дві великі клеми з'єднуємо разом, утворюючи плюс, а маленьку – з індикаторною лампочкою. Клему заземлення з'єднуємо із корпусом (мінус). Чистимо генератор, знімаємо з нього вентилятор охолодження. Закріплюємо генератор на кронштейні за сидінням, шпиндель повинен бути зовні на 10-12 см від обода. Підбираємо ремінь, бажано зубчастий, коло приблизно 82 дюйми. Для коліс по 26 дюймів підійдуть ремені A78, а для 27-дюймових коліс – A80.

Для регулювання натягу генератора змінного струму використовуємо натягувач пружинного типу. Ремінь не треба затягувати сильно, тому що крутний момент досить низький. На кермо закріплюємо вольтметр, вимикач та лампочку. Якщо в будинку є діти, необхідно захистити рухомі частини механізму, щоб унеможливити травматизму.