Ensayos y documentación técnica

Ensayos y desarrollo.
1.1.1 Pruebas con bici eléctrica
Pruebas con la bici nueva y rubbee para probar potencia en un banco de pruebas de
rodillos , pero se hace muy inestable para poder adquirir datos…
Se hizo las pruebas del elemento comercial… valoración del mismo… y adaptación a
la normativa vigente.
Criterios de colocación, tiempo de sujeción, bicicletas válidas, adaptabilidad. y
futuras modificaciones, por otro lado se vio los tiempos de carga, durabilidad,
potencia utilizada, km, comportamiento en cuestas
Duración de batería a 20km_/h uso normal 45 min
Carga de batería completa 5h
Plan de desarrollo propio de uno en el COSME
investigación del mercado
dibujo desarrollo en 3D paramétrico.
desarrollo carcasa,,,y mecanizado
selección de motores
localización de componentes
des-acoplamiento en marcha en función freno
Pruebas Arduino y primer modelo
Un ciclista de unos 70 kg que pedalea entre 10 y 20 km/h consume entre 245 y
410 kcal/hora.
La potencia real que podemos ejercer depende de la relación entre la velocidad de
rotación en revoluciones por minuto y el rendimiento en la transmisión.
De forma simplificada podemos afirmar que una bicicleta con un plato en el eje de
pedaleo de 48 dientes y un engranaje de 12 dientes en la transmisión nos permite
un desarrollo con sólo una pérdida del 10 % respecto a un ideal como es 15:1. En
otras palabras aplicando 50 W de potencia el pedaleo nos entregaría 45 W.
Experiencias propias sobre banco de pruebas

https://www.youtube.com/watch?v=Y5fPt3skWRY

https://www.youtube.com/watch?v=YIM8y2Ml-FM

https://www.youtube.com/watch?v=2XjIAu8Jwqo
Cálculos realizados
Velocidad del outrunner y su equivalencia en rueda de bici, velocidades
CALCULOS DE PRUEBAS excel
Eci
Frm·
Ecf
+
Epi
x
=
+
La fuerza
rozamiento
general es:
de
FR = μFn
Tabla 1
V.Inicial
V.Final
Vf-Vi
T(ida)
5
4
1
3.81
5
4
1
4.26
5
4
1
3.99
5
4
1
3.42
5
4
1
3.95
5
4
1
4.77
5
4
1
3.74
5
4
1
3.55
5
4
1
3.47
T.medio 3.50
Tabla 2
V.Inicial
V.Final
Vf-Vi
T(ida)
T(vuelta)
7
4
3
10.54 12/02/2014
7
4
3
7.67
11.71
7
4
3
10.35
12.58
7
4
3
9.35
12.79
7
4
3
9.89
13.00
7
4
3
9.73
12.92
7
4
3
11.14
11.46
7
4
3
10.39
12.84
7
4
3
10.18 12/02/2014
T.medio 9.92
en
desarrollo
arranque
biela mm
170
170
80
40
Ncm
1360
680
kPm
1,38775510204
F 80kg
Nm
KM/H
BICI
13,6
DE
LA
RPM MOTOR
RPM
BICI
10
15
20
25
884
1326
1768
2210
75,8
113,7
151,6
189,5
700
700
700
700
60
60
60
60
RUEDA
DIAMETRO BICI
DIAMETRO 60
12.37
Voltios
rpm/V)
(192
w MOTOR
Intensidad A
4,6
6,9
9,2
11,5
150
150
150
150
32,5721088
21,71474 16,28605 13,02884
calculos 1
arranque
biela mm
en desarrollo
170
170
80
40
Ncm
1360
680
kPm
1,38775510204
F [kg]
Nm
KM/H DE LA BICI
13,6
10
15
20
25
884
1326
1768
2210
RPM RUEDA BICI
75,8
113,7
151,6
189,5
DIAMETRO BICI
700
700
700
700
60
60
60
60
Voltios (192 rpm/V)
4,6
6,9
9,2
11,5
w MOTOR
150
150
150
150
RPM MOTOR D=100mm
DIAMETRO 60
Intensidad A
32,5721088
21,7147392 16,2860544 13,02884352
ESQUEMA ARDUINO Y PROGRAMA
LA ELECTRÓNICA
Dentro los motores RC que hay, y a pesar de la gran reducción que supone la transmisión a
rueda, aún así ha tenido que elegir motores de Kv bajo, el de la primera versión de 270Kv y el
segundo de sólo 200Kv.
1kv=1rpm/v
Es que son motores que están pensados para girar muy deprisa y a voltajes relativamente
bajos.
Por la potencia estos motores te proporcionarán toda la que le pidas, la potencia en la práctica
la limita lo que aguanta el motor antes de quemarse, así que lo que hay que hacer es
programar el controlador con un límite de intensidad que evite que eso suceda.
Hay que considerar que para que el sistema rinda y sea eficiente en consumo es que la
velocidad que quieras que alcance en carga sea ~80% de la de giro en vacío.
Para ello se tendrá que hacer la conversión de Kv a RPM's en rueda teniendo en cuenta el
voltaje que se va a suministrar, el diámetro externo del motor y el de la rueda.
Adquisición de un outrunner y arduino para controlarlo
Pruebas
http://www.commuterbooster.com/downloads_old
Pruebas
Batería decisiones
-Tema batería:
Para el prototipo, por precio, tamaño, peso y potencia, serán baterías de LiPo de
radiocontrol (al fin y al cabo ya estamos usando un motor y un variador de
radiocontrol).
Las celdas tienen 3,7 voltios nominales y vienen en módulos con varias ya
conectadas en serie, yo usaría módulos 3s que nos darían 11,1 voltios nominales,
menos que con la del Bungee, pero como nuestro motor es más rápido casi mejor,
no necesita tanto voltaje para rendir.
Los módulos los compraría de por lo menos 5Ah, es el tamaño "estándar" más
grande, los hay de más capacidad pero ya son más caros y difíciles de encontrar, y
no rinden tanto (esto te lo digo por experiencia propia).
Así que compraría unos 4 o 5 módulos de 5Ah y los conectaría en paralelo para
tener una batería de 20-25Ah. Para eso habrá que hacer los cables y conectores y
encargarlos en la misma tienda que las baterías.
El cargador no son caros, al menos comprados a china, comprados en tienda en
España es otra cosa .
El sensor de pedaleo:
Hay que cumplir con la limitación de la norma española que impide superar
los 25km/h que impone el Real Decreto 2822/1998, de 23 de diciembre.
Después de algunas pruebas. Hemos desechado el sensor de ultrasonidos porque
sería demasiado voluminoso y lento, pero he visto algunos sensores de proximidad
por infrarrojos que podrían servir para detectar el paso de la biela instalados en la
vaina como te comenté. Pero habría que hacer pruebas e incluso desarrollar el
propio sensor porque creo que no existe nada que sea exactamente como lo que
necesitamos en infrarrojos.
Se puede hacer el desarrollo usando el sensor de pedaleo. Se puede instalar en el
mismo sitio donde iría el de infrarrojos y la única diferencia es que habría que
poner
un
imán
en
la
biela.
Un
buen
sitio
sería el tornillo del pedal que seguramente será ferromagnético y por el propio
magnetismo del imán se quedará pegado. Sólo habría que fijar el sensor a la vaina
con abrazaderas o algún otro sistema.
Los kits normales llevan varios imanes con lo que el sensor puede detectar antes la
ausencia de pedaleo, y aún así suelen incluir manetas de freno (de instalación
opcional) con señal electrónica de corte para que el controlador detenga el motor
de forma inmediata al frenar, cosa que nosotros no vamos a tener. Es viable y
cuando lo probemos en la misma bici se podrá realizar el control que nos permita
cumplir con la normativa española.
Conclusión.
Con las pruebas realizadas a fecha 27/3/15 el motor eléctrico portátil universal es viable
cumpliendo con la limitación de la norma española que impide superar los 25km/h
que impone el Real Decreto 2822/1998, de 23 de diciembre.
El coste de fabricación es de 250 euros.