ฉันสามารถเปิดเครื่องแล็ปท็อปขณะขับเคลื่อนอุปกรณ์ได้หรือไม่

ฉันต้องการศึกษาว่าการใช้อุปกรณ์แล็ปท็อปขนาดเล็กนั้นง่ายเพียงใดในขณะที่เปิดเครื่องโดยการถีบบนเฟรมที่อยู่กับที่ (ตัวอย่างเช่นการใช้แท็บเล็ตบนจักรยานออกกำลังกายหรือใช้เน็ตบุ๊กขณะถีบที่โต๊ะ)

ฉันรู้อยู่แล้วว่ามันเป็นไปได้ที่จะใช้งานแล็ปท็อปที่มีคันเร่งเนื่องจากฉันพบตัวอย่างหลายประการเกี่ยวกับเรื่องนี้ [1] [2] ตอนนี้ฉันต้องการที่จะสร้างเช่นการตั้งค่าสำหรับการศึกษาทางวิชาการของฉัน ฉันต้องยืนยันสิ่งที่ฉันต้องการก่อนที่จะซื้ออุปกรณ์ ฉันไม่มีพื้นฐานด้านวิศวกรรมไฟฟ้าดังนั้นแม้ว่าฉันจะมีตัวเลขจำนวนมาก แต่ฉันไม่รู้ว่าต้องคำนวณอะไรหรือเลือกตัวเลือกที่เป็นไปได้

อุปกรณ์เป้าหมายที่เป็นไปได้:

1. เน็ตบุ๊ก:อินพุตของอะแดปเตอร์: 100-240V 1.7A, เอาต์พุต: 19 V 65 W [3.4 A]
2. แท็บเล็ต:อินพุตของอะแดปเตอร์: 100-240V 0.45A, เอาต์พุต: 5.1 V 2.1 A [10.7 W]
3. สมาร์ทโฟน: 3.7V 4.44WH (ข้อมูลทั้งหมดที่ฉันมี)

สถาปัตยกรรมที่เป็นไปได้:นอกเหนือจากการจัดเรียงที่นั่ง (จักรยาน, จักรยานขี้เกียจ, โต๊ะทำงาน) ดูเหมือนจะมีหลายตัวเลือกสำหรับวิธีการติดตั้งอุปกรณ์:

1. ล้อ> จักรยานไดนาโม> อุปกรณ์ควบคุม (มีพลังมากพอสำหรับแท็บเล็ตหรือเน็ตบุ๊ก?)
2. คันเหยียบ> ตัวกำเนิด DC> ตัวแปลง DC-DC> อุปกรณ์ควบคุม
3. คันเหยียบ> เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง> ตัวควบคุมการประจุ> แบตเตอรี่ (เช่นกรดตะกั่ว)> อินเวอร์เตอร์> อุปกรณ์[3]

ข้อมูลเพิ่มเติม:

• ผู้ใหญ่สามารถสร้าง 50-150 W ในช่วงเวลาหนึ่งชั่วโมงของการถีบพลัง ฉันต้องการให้ผู้ใช้ของฉันถีบได้อย่างสบายใจ
• อุปกรณ์ใดจะมีแบตเตอรี่เป็นของตัวเองดังนั้นฉันสามารถกำจัดความต้องการแบตเตอรี่ในการตั้งค่าได้หรือไม่?
• มันเป็นความคิดที่ดีหรือไม่ที่จะต้องต่ออุปกรณ์กับอุปกรณ์ควบคุมโดยตรงเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้อะแดปเตอร์ของอุปกรณ์

คำถาม

ฉันสับสนมากเกี่ยวกับวิธีที่จะมาถึงจุดนี้ (แม้ว่าจะดูเหมือนว่าฉันไม่ได้) สิ่งที่ฉันกำลังมองหามากที่สุดของทั้งหมดในคำตอบคือความชัดเจนและความเด็ดขาด

จากการรวมกันของอุปกรณ์ (1-3) และสถาปัตยกรรม (1-3) ซึ่งจะใช้งานได้แน่นอน?

ฉันควรใช้ชุดค่าผสมชุดใดจากรายการเนื่องจากไม่มีการรวมกันอย่างชัดเจน

ไดนาโมสถาปัตยกรรมที่ดูดีกับผมเพราะมันดูเหมือนง่าย / ราคาถูกกว่าที่จะขอขึ้น - มันเป็นความสามารถในการเปิดเครื่องอุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดแม้เน็ตบุ๊ก?

พื้นหลัง: ฉันใช้ในการออกแบบตัวควบคุมสำหรับเครื่องออกกำลังกาย เครื่องขับกระแสสลับ 3 เฟสและโหลดความต้านทานถูกนำมาใช้เพื่อให้เหมาะกับเกณฑ์ต่างๆ

ฉันได้ทำการทดสอบโหลดด้วยมุมมองที่เฉพาะเจาะจงเพื่อกำหนดจำนวนผู้ใช้พลังงานที่สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานเพื่อให้พลังงานแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือชาร์จแบตเตอรี่

พิจารณาคนที่มีความเหมาะสมพอสมควรในการเป็นคนที่สามารถเดินเหยงบนพื้นราบเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงและจะเหนื่อย แต่ไม่หมดแรงในกระบวนการ เช่นไม่แข็งแรงในความสามารถและไม่ได้ "พอดีมาก" - แต่เหนือ "โซฟามันฝรั่ง" ออกกำลังกาย

การใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับคุณภาพดีผู้ใช้ที่มีความสามารถปานกลางสามารถจ่ายไฟได้ 50 วัตต์เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง นี่เป็นระดับที่คุณรู้แน่นอนว่าคุณกำลังออกกำลังกายอยู่

ผู้ใช้ที่มีความพอดีปานกลางสามารถจ่าย 100 Watts ต่อชั่วโมงและเหนื่อยมาก

หากคุณตั้งเป้าหมายที่จะทำงานหนักบ่อยๆ 50 วัตต์จะดีกว่า 100 วัตต์

ข้างต้นถือว่าเป็นระบบประสิทธิภาพที่มีคุณภาพที่เหมาะสม เป็นการผสมผสานที่ยอดเยี่ยมกับ "cogging" หรือการปรับความเรียบง่ายน้อยที่สุด - นั่นคือความสะเพร่าของความเร็วที่ช้าในการขับขี่เมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้และถอยห่างจากขดลวด ระบบบางเครื่องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีอัตราส่วนหนี้สินต่อทุนที่สำคัญโดยใช้ไดรฟ์โซ่ สิ่งเหล่านี้อาจมีเหตุผล แต่โดยปกติจะไม่ สายพานขับไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับต่ำทำให้สามารถทำงานได้ดี

โปรดทราบว่าการอ้างสิทธิ์ที่เกิดขึ้นบนเว็บไซต์นั้นมีแนวโน้มที่จะขัดแย้งกันเอง ฉันจะประมาณค่าเฉลี่ยของผลลัพธ์ตามที่แสดงในกราฟว่าอยู่ในช่วง 60 - 70 วัตต์ กราฟของพวกเขา:

แต่พวกเขาพูดว่า:

• หมายเหตุ: คนที่ออกกำลังกายทุกวันสามารถดับไฟได้ระหว่าง 200 ถึง 300 วัตต์

  ผู้ที่มีรูปร่างไม่ดีสามารถใช้กำลังประมาณ 80 ถึง 100 วัตต์ดังแสดงในกราฟการออกกำลังกายหนึ่งชั่วโมงด้านบน

  และในที่สุด - ใครบางคนที่เป็นนักปั่นที่แข่งขันสามารถนำออกมาได้สูงถึง 500 วัตต์ !!

การอ้างสิทธิ์ 200-300 วัตต์นั้นเป็นความจริง แต่ก็มีข้อเรียกร้องมาก
500 Watts + เป็นความจริงของนักกีฬาชั้นนำ

อีกมากในบางกรณี - เช่น
Gossamer Albatross - ชายคนแรกที่บินผ่านช่องแคบอังกฤษ 12 มิถุนายน 2522 !!! :-)
ประมาณ 300 วัตต์ต่อเนื่องในอากาศนิ่งและไม่มีความวุ่นวาย "เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว" ด้วยความวุ่นวาย
วันที่สำนักงานอีกไบรอันแอลเลน ( งานรายวัน ) -

ฉันสามารถทำ 500 วัตต์ได้ประมาณ 10 วินาทีหลังจากนั้นขาของฉันหันไปหาวุ้นและฉันก็หมดแรง

3 ตัวเลือกของคุณดูเหมือนจะไม่แตกต่างกันพอที่จะสำคัญ:

• ล้อ> จักรยานไดนาโม> อุปกรณ์ควบคุม (มีพลังมากพอสำหรับแท็บเล็ตหรือเน็ตบุ๊ก?)
• คันเหยียบ> ตัวกำเนิด DC> ตัวแปลง DC-DC> อุปกรณ์ควบคุม
• คันเหยียบ> เครื่องกำเนิดไฟฟ้า DC> ตัวควบคุมการประจุ> แบตเตอรี่ (เช่นกรดตะกั่ว)> อินเวอร์เตอร์> อุปกรณ์2

สิ่งเหล่านี้สามารถทำงานได้ดีหรือแย่มากหากออกแบบมาไม่ดี

ยังไม่ชัดเจนว่าคุณหมายถึงอะไรโดยล้อ / คันเหยียบ
การเปิดเครื่องจากขอบล้อดังที่แสดงอาจใช้ได้ - และอาจเป็นสิ่งที่คุณหมายถึงโดย "วงล้อ" เป้าหมายหลักคือการสูญเสียต่ำไม่มีกระตุกหรือไม่สม่ำเสมอ เป็นการโหลดที่ไม่เป็นวัฏจักร

สิ่งเหล่านี้ดูดีในไซต์ที่คุณอ้างอิง

ที่ดีที่สุดคือกระแสสลับ AC - ดีกว่า 3 เฟสหรือมากกว่า ดังที่แสดงด้านล่างรูปคลื่น 3 เฟสไม่ได้ลดลงถึงศูนย์ในระยะใด ๆ การแก้ไขสิ่งนี้และการกรองจะให้ผลลัพธ์ที่ราบรื่นยิ่งขึ้น มากกว่า 3 เฟสให้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้น แต่หายาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ AC ซึ่งมีการแก้ไขให้โดยคอมมิวเตเตอร์และแปรง - เนื่องจากระดับแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนขดลวดใหม่จะถูกเลือกโดยคอมมิวเตเตอร์เพื่อหมุนหน้าสัมผัสที่คดเคี้ยวใหม่ภายใต้แปรง ในขณะที่หลักการนั้นคล้ายคลึงกับการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับกับไดโอด แต่โดยทั่วไปแล้วพู่กันคุณจะได้รับแรงกระแทกและการสูญเสียเชิงกลมากกว่าการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (DC) ส่วนใหญ่จะเป็น DC moors ที่ถูกขับเคลื่อนด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ทั้งสองบทบาทนั้นสามารถใช้แทนกันได้ แต่เครื่องที่ออกแบบมาสำหรับหนึ่งจะมีแนวโน้มที่จะปรับให้เหมาะสมสำหรับคนอื่น ๆ น้อยลง

ไดนาโมที่ใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยขอบซึ่งคุณอ้างว่าใช้ได้ในหลักการ แต่น่าจะไม่มีประสิทธิภาพอย่างน่ากลัวในทางปฏิบัติเนื่องจากปัญหาทางกล ในขณะที่เด็ก ๆ ไดนาโมหลายตัวที่ฉันเห็นนั้นแย่มากดังนั้นฉันจึงประหลาดใจที่เห็นหน่วยสมัยใหม่ที่ทำสิ่งนี้ได้ดีพอสมควร - มันเป็นเรื่องของการรู้ว่าคุณกำลังทำอะไรในทางกลไกด้วยการจัดแนวเพลาเกียร์เฟืองแรงเสียดทานผิว ฯลฯ " โดยทั่วไปแล้วไดนาโม "ของการเรียงลำดับจะสร้างเอาต์พุต 1 ถึง 10 วัตต์ ด้วยระบบที่มีประสิทธิภาพคุณจะสังเกตเห็น 10 วัตต์เมื่อขี่จักรยานและแทบจะไม่สังเกตเห็น 1 วัตต์ยกเว้นภายใต้สภาพที่มีน้ำหนักเบามาก

รูปแบบของการจัดเก็บแบตเตอรี่บางอย่างมีความสำคัญเกือบ แล็ปท็อปหรือแท็บเล็ตและอื่น ๆ จะมีของตัวเองยกเว้นลบ สำหรับเน็ตบุ๊กที่ต่ำกว่าปกติแท็บเล็ตมากกว่าปกติอาจได้รับ 6 ชั่วโมงจากเซลล์ LiIon 3 x 18650 พูดว่า 3.5V หมายถึง x 2 แอมป์ชั่วโมง x 3 = 21 วัตต์ชั่วโมง ดังนั้นการทำงานมากกว่า 6 ชั่วโมง = 21/6 = 3.5 วัตต์ แล็ปท็อปขนาดใหญ่อาจลดลง 2 ชั่วโมงโดยมีเซลล์ 6 หรือ 8 หรือ 9 หรือ 12 เซลล์ดังนั้นพูดถึงกรณีที่เลวร้ายที่สุด 20 ถึง 30 วัตต์ อัตราที่พวกเขาจะชาร์จชุดแบตเตอรี่ที่ไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรง แต่เห็นได้ชัดว่าชุดที่ใหญ่กว่าต้องใช้พลังงานมากขึ้น เครื่องชาร์จขนาดใหญ่อาจระบุ 19v x 5.5A = 110 วัตต์ เซลล์ LiIon 18650 2 AH เดียว (ตามที่ใช้ในการรวมกันในแบตเตอรี่แล็ปท็อปส่วนใหญ่) ต้องการประมาณ 10 วัตต์สูงสุดในการชาร์จ (4.2V x 2A + บางส่วน "headroom") ดังนั้น 110 วัตต์ข้างต้นนั้นเหมาะสมสำหรับแบตเตอรี่ที่ใหญ่ที่สุด (12 เซลล์) นี่เป็นเวลาประมาณ 40 นาทีแรกของรอบการชาร์จจาก "แบน" อย่างสมบูรณ์ หลังจากนั้นเซลล์จะเข้าสู่โหมดกระแสแรงดันคงที่

เพิ่มเติมในภายหลังหากจำเป็น นอนโทรนะ ..

ฉันอาจจะได้รับผลกระทบจากเรื่องนี้ แต่ .. พวกคุณทุกคนกำลังคิดอย่างนั้นวิศวกรไฟฟ้า ทำไมไม่มีใครพูดถึงข้อได้เปรียบเชิงกลของมู่เล่ย์ขนาดใหญ่อัตราทดเกียร์กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นต้น เวลาหมุนลงของมู่เล่กับพลังงานที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายควรเป็นปัจจัยอย่างแน่นอนเนื่องจากมนุษย์ไม่ได้เป็นพลังงานบริสุทธิ์ในเครื่องออกพลังงาน Powertap บนจักรยาน TT ของฉันบอกว่าฉันสามารถออกไปได้ประมาณ 400 วัตต์หรือประมาณหนึ่งชั่วโมงในระหว่างการแข่งขันที่ดีที่สุดของปี ในการพยายามออกไปข้างนอกสั้น ๆ ฉันสามารถยิงได้ถึง 16-1700 และพวกที่ใหญ่กว่าฉันจะหัก 2K เป็นประจำ อย่างไรก็ตามใส่ฉันไว้ในเทรนเนอร์ของฉันด้วยล้อเล็ก ๆ (ไม่ใช่การตั้งค่าแบบ PRO มาก) และเอฟเฟ็กต์การสปินดาวน์เมื่อฉันหยุดการถีบทำให้ฉันถูกบังคับให้พยายามอย่างหนักเพื่อรักษาความเร็วเดิม การแก้ปัญหาคือ ' t การปรับให้เหมาะสมสำหรับการส่งออกที่มั่นคงมันตระหนักว่าการส่งออกคงที่เป็นไปไม่ได้ใกล้กับมนุษย์และมนุษย์ที่สดใหม่สามารถส่งออกพลังงานมากกว่าที่จะเริ่มต้นกว่าจะต้องดำเนินการต่อไปเมื่อเคลื่อนที่ เช่นเดียวกับการยืนขึ้นและไปที่ป้ายหยุด

ฉันอาจจะไปกับหมายเลข 3 ด้วยการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย

ถ้าคุณใช้ความเร็วไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมไม่ควรสำคัญมากนัก แต่ต่ำกว่าเนื่องจากตัวควบคุมจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตขั้นต่ำในการทำงานอย่างถูกต้อง
คุณสามารถใช้ตัวควบคุมการสลับช่วงอินพุตที่กว้างมาก แต่ก็ยังไม่อนุญาตให้หยุดแบบสมบูรณ์ (หรือใกล้เคียง)

แก้ไข - เกี่ยวกับแบตเตอรี่ภายนอกด้วยเหตุผลบางอย่างในตอนแรกฉันไม่ได้พิจารณาแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ ฉันคิดว่าคุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องแต่เนื่องจากคุณถามว่าทั้ง 3 จะทำงานได้แน่นอนด้วยเหตุผลที่กล่าวถึงด้านล่างฉันอาจจะติดกับมัน ลิงค์ MIT ที่คุณระบุไว้ใช้แบตเตอรี่ 12V และตัวแปลงไฟแช็ก 12V -> 19.5V ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายในการจัดเตรียมแรงดันไฟฟ้าหากคุณไม่ต้องการยุ่งกับหน่วยงานกำกับดูแลการสลับ

ดังนั้นการจัดเก็บพลังงานบางอย่างจึงเป็นความคิดที่ดี (แม้ว่าคุณจะไม่ได้พูดถึงอะไรเกี่ยวกับการปล่อยให้ช้า / หยุดการเหยียบ)
คุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ (ยอดเยี่ยม) (หรือล้อมู่เล่ขนาดใหญ่) ได้ ฉันไม่คิดว่าจะใช้เวลานานเท่าไหร่ดังนั้นฉันคิดว่าแบตเตอรี่ขนาดเล็กเป็นวิธีที่จะไป
ฉันจะมีตัวสร้าง -> ตัวควบคุมการประจุ -> แบตเตอรี่ 12V -> ตัวแปลง (หรือตัวเลือกขึ้นอยู่กับอุปกรณ์) + ตัวกรอง -> อินพุตแล็ปท็อป / แท็บเล็ต
ฉันไม่ต้องกังวลกับการใช้แหล่งจ่ายแล็ปท็อป / แท็บเล็ตและอินเวอร์เตอร์เนื่องจากจะไม่มีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ตัวแปลง DC เป็น DC ด้วยการกรองที่เพียงพอ (คู่ของตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ / ลูกปัดเฟอร์ไรต์) และการป้องกันชั่วคราว (เช่น TVS - ตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว) ควรจะดี
ฉันอาจจะเลือกแท็บเล็ตหรือแล็ปท็อปพลังงานต่ำเนื่องจาก 30-65W เป็นพลังงานที่เหมาะสมในการใช้งานเป็นเวลานานในขณะที่ ~ 10W สำหรับแท็บเล็ตจะง่ายกว่ามาก

ฉันจำได้ว่าตอนเป็นเด็กมีไฟไดนาโมบนจักรยานของฉัน - และเกือบจะหมดลงเมื่อหยุดที่ทางแยกเพราะไฟของฉันดับลง!

โดยหลักการแล้วใช่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเหยียบ (ไม่ว่าจะเป็นไดนาโมหรือ DC / DC) สามารถใช้ได้ และแน่นอนที่สุดฉันจะไปกับตัวเลือก (3) มิฉะนั้นคุณอาจสูญเสียพลังงานหากรุ่นเกินความต้องการหรือสูญเสียพลังงานหากความต้องการสูงกว่ารุ่น

ในหลาย ๆ ด้านแผนที่ (3) กับกระบวนทัศน์ปัจจุบันในยานพาหนะไฟฟ้าซึ่งใช้เครื่องยนต์ขนาดเล็กเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าช่วงขยายมากกว่าเป็นพลังขับเคลื่อน