Universidad Tecnológica del Perú
Facultad de ingeniería
Escuela Profesional de Ing. Industrial
“CALCULOS Y ANALISIS DE LA VIABILIDAD DE
LA PRODUCCIÓN DE BICICLETAS ELÉCTRICAS
PARA LA CIUDAD DE AREQUIPA”
CURSO: FISICA III
DOCENTE: Ing. Henry Lama Cornejo
Presentado por los alumnos:
CACERES CRUZ, JOEL MOISES
HUISACAYNA AGUILAR, WENDY ROCIO
HUAMANI HUAYHUA, ALEX AMILCAR
SURQUISLLA ALVARADO, LANDER
Arequipa – Perú
2015
DEDICATORIA
Dedicamos el presente trabajo, a nuestros
padres, por todo el esfuerzo y sacrificio para
brindarnos todo el amor, la comprensión, el
apoyo incondicional y sobre todo en nuestros
estudios universitarios. A Dios por dar sus
bendiciones sobre nosotros y llenarnos de
fuerza para vencer todos los obstáculos desde el
principio de nuestras vidas.
AGRADECIMIENTO
En este presente trabajo agradecemos a nuestros
padres y familiares, porque nos brindaron su
apoyo moral y económico para seguir
estudiando.
RESUMEN
En el presente trabajo realizamos es de cálculos y análisis de la viabilidad de la producción de
bicicletas eléctricas para la ciudad de Arequipa.
Una bicicleta eléctrica es un tipo de vehículo eléctrico consistente en una bicicleta a la que se le
ha acoplado un motor eléctrico para ayudar en el avance de la misma. La energía es
suministrada por una batería que se recarga en la red eléctrica o panel solar. Su autonomía suele
oscilar entre los 35 y los 70 km .
INTRODUCCIÓN
El proceso de investigación es de ver cuan factible es realizarlo y un análisis efectuado a
diferentes estudios realizados sobre la población, con el objetivo de observar las necesidades de
la gente, nos lleva a concluir que la bicicleta tendrá que satisfacer los siguientes puntos:
La adaptabilidad en la altura de la bicicleta eléctrica y demás medidas, se enfocarán de tal
manera que permita el uso de un mismo modelo de bicicleta a diferentes usuarios. Durante el
transcurso del la investigación se decidirá la fabricación de un modelo.
Existen varias razones por las cuales la bicicleta eléctrica está teniendo un gran impacto en la
sociedad. Una de ellas es el uso de la bicicleta para la realización de desplazamientos cortos, ya
sea para los desplazamientos diarios para ir al lugar de trabajo, como los realizados para ir al
centro de enseñanza por los estudiantes. En este sentido, hemos de incentivar el uso de la
bicicleta eléctrica dotándola de los elementos eléctricos necesarios y adecuados para facilitar los
desplazamientos efectuados por los ciclistas.
CONTENIDO
CAPÍTULO I .................................................................................................................................... 8
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. .......................................................................................... 8
1.2 INTERROGANTE DE LA INVESTIGACIÓN. ........................................................................... 9
1.3 OBJETIVOS ......................................................................................................................... 9
1.3.1 OBJETIVO GENERAL. .................................................................................................. 9
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................ 9
1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .............................................................................. 9
1.5 MARCO TEORICO ............................................................................................................. 10
1.5.1 HISTORIA DE LA BICICLETA. ..................................................................................... 10
1.5.2 CLASIFICACION GENERAL DE BICICLETAS: ............................................................... 10
a) BICICLETA DOMESTICA ................................................................................................ 11
b) LA BICICLETA DE MONTAÑA. ....................................................................................... 11
c) BICICLETA DE CARRERAS ............................................................................................. 11
d) BICICLETA DE TURISMO ............................................................................................... 11
e) SEGURIDAD MECANICA ............................................................................................... 12
1.5.3 EQUIPO DE PROTECCION ........................................................................................ 12
1.5.4 CONDUCCION .......................................................................................................... 12
1.5.5 MOTOR ELECTRICO.................................................................................................. 14
a) Principio de funcionamiento. ...................................................................................... 15
1.5.6 DINAMO .................................................................................................................. 15
1.5.7 BATERIA ................................................................................................................... 16
1.5.8 POTENCIOMETRO .................................................................................................... 17
1.5.9 ENGRANES ............................................................................................................... 18
a) Radios de engranaje .................................................................................................... 19
b) Engranajes frontales .................................................................................................... 19
c) Engranajes traseros ..................................................................................................... 20
d) Cambios ....................................................................................................................... 20
1.5.10 CÁLCULO DE LA VELOCIDAD LINEAL DE LA BICICLETA IDEAL: ................................. 21
1.5.11 CÁLCULOS DE ENGRANES PARA EL MOTOR ............................................................ 22
1.5.12 OBTENCIÓN DE LA POLEA IDEAL PARA EL ÓPTIMO FUNCIONAMIENTO DEL
DINAMO 23
a) Calculo de rendimiento de la batería .......................................................................... 24
ILUSTRACIONES
Ilustración 1: ANATOMIA DE LA BICICLETA ................................................................................. 13
Ilustración 2: POTENCIOMETRO Y SUS ESPESIFICACIONES ......................................................... 18
Ilustración 3: CONJUNTO DE ENGRANAJE CADENA .................................................................... 21
Ilustración 4: CALCULO DEL TIEMPO CON EL DINAMO ............................................................... 22
Ilustración 5: OBTENCIÓN DE LA POLEA IDEAL PARA EL ÓPTIMO FUNCIONAMIENTO ............... 24
Ilustración 6: El MC33039............................................................................................................ 26
Ilustración 7: CONTROLADOR MC33033 ................................................................................ 28
Ilustración 8: CIRCUITO ELECTRONICO DE LA BICICLETA ELECTRICA ......................... 29
Ilustración 9: INSTALACIÓN EN LA BICICLETA ..................................................................... 30
TABLAS
Tabla 1: ESPECIFICACIONES DEL DINAMO................................................................................... 16
Tabla 2: ESPECIFICACIONES DE LA BATERIA ................................................................................ 17
.
CAPÍTULO I
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.
Los seres humanos no somos consciente que contaminamos nuestro medio ambiente con
motocicletas, automóviles que funcionan a combustión. Y con esta investigación es
concientizar a las personas que utilicen bicicletas eléctricas con un panel solar y auto
generador para así se utilice tanto de día y de noche sin ninguna contaminación.
1.2 INTERROGANTE DE LA INVESTIGACIÓN.
¿Cuan beneficioso es para nuestra salud y para a el medio ambiente conducir la
bicicleta eléctrica?
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL.
Calcular y Análisis de la viabilidad de la producción de bicicletas eléctricas
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer cuan factible es realizar la bicicleta eléctrica
Recorrer mayores distancias con el aprovechamiento del mismo movimiento que
producen las ruedas de la bicicleta al estar en movimiento.
Ventajas y desventajas del panel fotovoltaico
1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Esta investigación Análisis de la viabilidad de la producción de bicicletas eléctricas que
beneficiara principalmente a la sociedad que utilicen la bicicleta como medio de transporte
y que requieran recargar la batería de su dispositivo móvil o simplemente si lo utilizan para
iluminación, también puede beneficiar a las empresas que producen bicicletas ya que
pueden implementar este dispositivo en ellas para que aparte de cumplir con la función de
transportar a las personas, también puedan aprovechar el movimiento radial de la llanta
trasera de la bicicleta y producir energía limpia para ser utilizada en la recarga de baterías
de dispositivos móviles.
Esta implementación del generador por pedaleo tiene la ventaja de que los compenetres con
los que está conformado, es que no sufren desgate y pueden alargar su vida útil de trabajo.
También se puede fomentar el uso de la bicicleta como medio de transporte o para realizar
ejercicio. Esta generación de energía es limpia por lo tanto es sustentable con el medio
ambiente ya que no genera gases o sustancias toxicas que dañen la salud de los seres vivos
1.5 MARCO TEORICO
1.5.1 HISTORIA DE LA BICICLETA.
Una bicicleta eléctrica o e-bike es un tipo de vehículo eléctrico consistente en una
bicicleta a la que se le ha acoplado un motor eléctrico para ayudar en el avance de
la misma. La energía es suministrada por una batería que se recarga en la red
eléctrica o panel solar. Su autonomía suele oscilar entre los 35 y los 70 km y tienen
un precio más económico que las motos y coches de combustión (gasolina / diésel).
Sirve para el transporte, gracias a la fuerza que se ejerce sobre los pedales, esta se
tramite al piñón de la rueda trasera a través de una cadena de eslabones planos y así
se produce el movimiento.
La bicicleta se le atribuye a Carl Von Drais, inventor alemán. Su artefacto fue
creado en 1817, se impulsaba apoyando a los pies alternativamente sobre el suelo.
Es un medio de transporte sano, ecológico, sostenible y muy económico, tanto para
trasladarse por ciudades así también como en zonas rurales. En Asia, especialmente
en China y la india, es el principal medio de transporte.
1.5.2 CLASIFICACION GENERAL DE BICICLETAS:
La principal clasificación de las bicicletas toma en cuenta la función para la que
están diseñadas asi los principales tipos de bicicletas son:
a) BICICLETA DOMESTICA
Es el medio de transporte individual preferido por muchas personas en todo
el mundo.
Hay mas de 800 millones de bicicletas en el planeta, y la mayoría son
máquinas domésticas y de paseo, también descritas como bicicleta urbana,
dedicadas a todo tipo de usos cotidianos donde debemos enfrentarnos a
muchos proyectos pequeños que se pueden recorrer cuatro veces más rápido
que a pie.
En la comodidad a costa del peso, con asiento y manubrio cómodos,
sistemas de transmisión integrados en el propio buje, además de contar
generalmente con una o más canastillas para el transporte de objetos.
b) LA BICICLETA DE MONTAÑA.
Es una bicicleta destinada para el ámbito deportivo, por lo que la resistencia
de sus partes en un punto principal, también lo es la protección de sus partes
al lodo y la tierra, cuenta con varias relaciones de transmisión para adaptar el
pedaleo a las condiciones del terreno.
c) BICICLETA DE CARRERAS
Las bicicletas profesionales son uno de los deportes más duros del mundo.
La bicicleta de carreras, esta diseñara para la velocidad, una batallada corta,
ángulos de asiento y frontales muy verticales, un eje pedalear alto, y muy
poca curvatura en la horquilla y donde la ligereza es importante, así mismo
el manubrio tiene diseños particulares según tipo de competencia para que el
ciclista adopte posiciones aerodinámicas.
d) BICICLETA DE TURISMO
Las bicicletas de turismos para distancias largas y cargas pesadas están
diseñadas para la comodidad. La estabilidad se ve incrementada por su larga
batalla, que mantiene el peso equilibrio, además de contar con espacio para
las alforjas delanteras y traseras y hacer ciclo turismo, a un que algunos
prefieren mantenerlas ligeras y llevan solamente un pequeño juego de
herramientas y una tarjeta de crédito.
e) SEGURIDAD MECANICA
Para el uso seguro de una bicicleta, esta debe de estar en buen estado. El
punto más importante en los sistemas de frenado, ya que sin este puede
ocurrir un accidente.
Otros aspectos mecánicos importantes que los componentes los ponen mal
colocados que pueden fácilmente fracturarse, doblarse o desprenderse
originando un accidente.
1.5.3 EQUIPO DE PROTECCION
Casco Gafas de seguridad y guantes.
Rodilleras
Coderas Accesorios de seguridad en la bicicleta. sacaclavos.
Bicicleta para la ciudad faros, timbres y espejo.
1.5.4 CONDUCCION
El elemento común a todo ciclista en cuanto a su seguridad en la conducción es
haber aprendido a montar correctamente y no distraerse. Dividamos la seguridad en
la conducción según el tipo de ciclismo de que se trate.
Se destaca la conducción en carreteras, en campo y caminos así como en el medio
urbano. Cada uno de los aspectos anteriores implica cuidados distintos.
En cuanto al medio urbano tenemos que cada vez es más usual que se habiliten
carriles bici para incrementar la seguridad de los ciclistas. Dichos carriles suelen
ser de uno exclusivo para ciclistas, vehículos de discapacitados y patinadores.
Existen diferentes tipos de bicicleta, pero básicamente todas son similares
aunque los componentes difieran en calidad, diseño y peso, así como en la
agilidad y modalidad de uso. Una bicicleta está formada por los siguientes
componentes:
a) Cuadro: El más común, en forma de rombo, también llamado de
diamante o de doble triangulo. Los clásicos eran de hierro o acero,
hoy en día, cuando es acero el cromo-molibdeno, también puede
ser de aluminio o de titanio, o incluso de fibra de carbono entre
otros materiales.
b) Horquilla: Pieza formada por el tubo de dirección que sujeta el buje
de la rueda delantera, puede ser fija o con suspensión.
c) Ruedas: Después del cuadro las ruedas son el elemento de mayor
importancia para el rendimiento de la bicicleta.
Ilustración 1: ANATOMIA DE LA BICICLETA
d) Transmisión: Incluye los cambios de marcha extremos tipo
desviadores delanteros y traseros y cambios internos en el buje de
la rueda trasera, ambos manejados por palancas de cambio.
e) Palanca de Cambio: Cambiadores de marchas incluyen cambiadores
de puño y cambiadores de pulgar entre otros.
f) Frenos: Sistemas de frenos.
g) Potencia: La potencia es el conjunto de los componentes de una
bicicleta que proporciona una interfaz entre la horquilla delantera y
el tubo frontal del cuadro entre sí.
h) Manubrio: Los anchos permiten un control a velocidades bajas
mientras que los estrechos son mejores para las velocidades altas.
Los estrechos a demás son convenientes en la ciudad para escurrir
entre los automóviles.
i) Asiento: De los asientos existentes en el mercado unos son
delgados y ligeros para reducir el peso mientras otros modelos
anatómicos están diseñados para el confort
j) Tija: Se denomina tija a tubo soporte del asiento.
1.5.5 MOTOR ELECTRICO
Un motor eléctrico es una maquina eléctrica que transforma energía
eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones
electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, es
decir, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica
funcionando como generadores.
a) Principio de funcionamiento.
Los motores de corriente alterna y continua se basan en el mismo
principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por
el cual circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción
de un campo magnético, este tiende a desplazarse perpendicularmente
a las líneas de acción del campo magnético.
El conductor tiene a funcionar como un electroimán debido a la
corriente que circula por el mismo adquirido de esta manera
propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los
polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el
rotor del motor.
Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente eléctrica por un
conductor se produce un campo magnético, además si lo ponemos
dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la
interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda
a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es
comunicada exterior mediando un dispositivo llamado flecha.
1.5.6 DINAMO
El dinamo es la encargada de proporcionar energía, El dinamo produce un
campo magnético dentro del cual el rotor generará la corriente y lo
transmitirá por las escobillas hacia el terminal.
Tensión 15v
Intensidad 20ª
Potencia max. Continua 300w
Velocidad max. De principio de carga 1800RPM
Presión muelles sobre escobillas 0.6 a 0.7 kg
Longitud mínimas de escobillas 8mm
Diámetro mínimo del colector 32mm
Rebaje del aislante 1mm
Diámetro del dinamo 100mm
Longitud 130mm
Peso 2kg
Tabla 1: ESPECIFICACIONES DEL DINAMO
1.5.7 BATERIA
Esta batería tipo Panasonic 26V 17.6Ah para bicicleta eléctrica encajara
perfectamente a la hora de sustituir su batería de origen.
Esta batería se compone elementos de Litio-Ion18650, de alta calidad,
marca Samsung. Su capacidad de 17.6 Ah, le ofrecerá una autonomía
adicional, permitiéndole hacer más kilómetros (80 a 120 Km de
autonomía).
Esta batería es compatible con todas las bicicletas eléctricas, de pedaleada
asistida Panasonic 26V o de motor Con esta batería no necesita adquirir e
un cargador específico porque es compatible con el cargador original.
Esta batería nueva se compone de elementos de primera calidad. Sus
especificaciones responden totalmente a las normas del fabricante de
origen y la batería tiene una garantía contra posibles defectos de
fabricación.
La diferencia de 0.1 voltios (V) en la tensión no es un riesgo. Por lo tanto la
compatibilidad con su batería de origen es total. Si la capacidad (Ah)
propuesta es superior a la capacidad de su batería de origen, tendrá una
mayor autonomía.
Voltios (v) 26 Amperios (Ah) 17.6 Dimensiones 273.2mm(L) x 153.23mm(An) x
106.4mm(Al) Peso (kg) 3.25 Marca NX
Código EAN 3660766439208 Garantía Meses Código AML9121
Tabla 2: ESPECIFICACIONES DE LA BATERIA
1.5.8 POTENCIOMETRO
Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De
esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente
que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de
potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca
corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos,
que pueden disipar más potencia.
Los potenciómetros limitan el paso de la corriente eléctrica (Intensidad)
provocando una caída de tensión en ellos al igual que en una resistencia,
pero en este caso el valor de la corriente y la tensión en el potenciómetro
las podemos variar solo con cambiar el valor de su resistencia.
El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como
las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia
máxima que puede llegar a tener. La mínimo lógicamente es cero. Por
ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia con
valores entre 0Ω y 10.000Ω.
El potenciómetro más sencillo es una resistencia variable mecánicamente.
Los primeros potenciómetros y más sencillos son los reóstatos.
Ilustración 2: POTENCIOMETRO Y SUS ESPESIFICACIONES
1.5.9 ENGRANES
Los engranajes en una bicicleta están diseñados para funcionar
específicamente con una cadena.
Los dientes en los engranajes están hechos para que cada uno encaje en
los espacios en la cadena. Mientras el conductor pedalea, la cadena se
enrolla alrededor del engranaje frontal, moviéndose hacia el superior y
fuera del inferior. A medida que se pedalea en el engranaje, los dientes se
agarran a la cadena, girándola también.
Esta fuerza se transmite entonces por la cadena a los rodamientos que
mueven la rueda trasera y que hacen que la bicicleta avance.
a) Radios de engranaje
Los múltiples engranajes en una bicicleta permiten una mejor fuerza de
pedaleo en diferentes situaciones de ciclismo.
Por ejemplo, pon el engranaje frontal en el piñón más grande y el
trasero en uno más pequeño para proporcionar el mayor radio de
engranaje y la mayor energía. Este ajuste es bueno para ir rápido en un
terreno relativamente plano. Para subir colinas, por otra parte, es más
fácil si se usa un radio de engranaje menor.
En este caso, fija el piñón menor en la parte frontal con uno de los más
grandes de detrás. Recuerda, engrana hacia arriba para conducción
subiendo colinas, y hacia abajo para las bajadas.
b) Engranajes frontales
El conjunto de engranaje frontal se une al ensamblaje del cigüeñal,
donde están los pedales de la bicicleta.
Este conjunto suele tener tres piñones fijos que van de pequeño a
grande, que giran sólo cuando se pedalea. Cuando conduzcas, fija el
engranaje frontal al piñón intermedio.
Esto proporciona un rango adecuado de radios, excepto en situaciones
extremas, cuando el engranaje mayor o el más pequeño se pueden usar.
c) Engranajes traseros
El conjunto de engranaje trasero está en la rueda trasera del lado
derecho y consiste en un grupo de varios piñones, de pequeño a grande,
montado en el eje.
El conjunto contiene un ensamblaje de trinquete que permite que la
rueda gire pero los engranajes permanezcan quietos. Cuando pedaleas,
el trinquete se engrana y los engranajes se bloquean en su sitio para
permitir que la cadena impulse a la rueda trasera.
Hay dos tipos de conjuntos de engranaje trasero disponibles. El tipo
libre se enrosca directamente sobre el cubo de la rueda.
El tipo de cinta se bloquea en su sitio en un cuerpo de cubo, que se
enrosca al cubo. Esto hace que el tipo de cinta sea fácil de quitar y
cambiar.
d) Cambios
Un desviador es el dispositivo que mueve la cadena de un piñón a otro
en un conjunto de engranaje y que se usa para cambiar los radios a lo
que funcione mejor con las condiciones de conducción. Suele haber dos
desviadores en una bicicleta de varias velocidades.
El frontal va unido al marco y va alrededor de la cadena, cerca del
conjunto de engranaje frontal. A medida que la cadena se mueve por
uno de los piñones en el conjunto, la palanca acciona el desviador
frontal para moverse a izquierda o derecha contra la cadena.
Esto empuja la cadena arriba o abajo al piñón deseado. El desviador
trasero es una armadura mecánica montada en el marco, cerca del eje
trasero. Este desviador tiene un muelle para mantener una tensión
constante en la cadena.
El desviador trasero también es accionado por una palanca y mueve la
cadena arriba o abajo en el conjunto de engranaje trasero.
Ilustración 3: CONJUNTO DE ENGRANAJE CADENA
1.5.10 CÁLCULO DE LA VELOCIDAD LINEAL DE LA BICICLETA
IDEAL:
Haciendo un cálculo de la velocidad lineal de la bicicleta, podemos
concluir que si la bicicleta tiene una rueda de 0,8 metros de diámetro,
por cada vuelta que gire avanzará 3.14*0.8, es decir, la longitud de la
circunferencia.
En un minuto avanzará 2.512 metros por 400 rpm (velocidad angular
ideal) que es igual a 1004.8 metros/min (1.0048 Km) y en una hora (60
minutos) sería 60.288 km/hora, que es la velocidad máxima que se
desea alcanzar.
Ahora sabemos que debemos hacer girar el motor a una velocidad de
400RMP para lo cual debemos hacer el cálculo de engranes debido a
que las revoluciones máximas del motor llegan a las 1800RPM
1.5.11 CÁLCULOS DE ENGRANES PARA EL MOTOR
Cálculo del tiempo que tarda el dinamo en cargar la batería
considerando su velocidad optima a 1800 RPM
El siguiente punto importante en el diseño de la bicicleta es el tiempo de
carga de la batería con relación del dinamo como generador y cargador
de la misma.
Ilustración 4: CALCULO DEL TIEMPO CON EL DINAMO
TC = Ah (Batería) / Ah (Cargador) = horas de carga
TC = 17.6Ah (Batería) / 20Ah (Cargador-DINAMO) = O.88hrs = 52.8 min
Esto significa que al dividir los miliamperios (Ah miliamperios hora) de la
Batería entre los miliamperios (Ah) del Cargador, obtendremos el
tiempo en horas de carga.
Es un tiempo orientativo, el número entero resultante da las horas de
carga segura. Cuando cargue la Batería debemos asegurarnos que está a
una temperatura normal o templada, y nunca supere los 55º C que es la
temperatura a partir de la cual se suelen estropear las celdas de Ni-Mh,
las más comunes.
1.5.12 OBTENCIÓN DE LA POLEA IDEAL PARA EL ÓPTIMO
FUNCIONAMIENTO DEL DINAMO
El siguiente cálculo es para el diseño de la polea que se necesitara el
dinamo de tal modo que alcance las 1800RPM, conociendo que el
dinamo estará montado sobre la tijera de la rueda delantera.
Por lo que la rueda en su velocidad máxima alcanzaría las 400RPM, por
una razón lógica la rueda no llegara en todo momento a su velocidad
máxima, es por dicho motivo que se establece que a las 200
RPM(30km/hr) el dinamo alcance las 1800RPM por medio de una
polea, Dicho cálculo se presenta a continuación.
Teniendo todos estos datos importantes podemos conocer la
autonomía de la batería y el rendimiento que la misma nos brindara
estando en su completa carga considerando que el dinamo está en su
correcto funcionamiento.
a) Calculo de rendimiento de la batería
Autonomía, KM= Voltios x Amperios x Velocidad Max / Potencia Motor
Batería Pot Motor Velocidad Max Autonomía
26v-17.6ah 500 W 60km/h 26 x 17.6 x 60 / 500 = 54.912 km
Conociendo el tiempo de carga del dinamo y la autonomía que ofrece
la batería podríamos establecer que la bicicleta estaría en
funcionamiento casi perpetuamente debido a que el dinamo
mantendría perfectamente cargada la batería en todo momento, esto
tomando en cuenta las condiciones ideales.
Ilustración 5: OBTENCIÓN DE LA POLEA IDEAL PARA EL ÓPTIMO FUNCIONAMIENTO
1.5.13 CONTROLADOR DE LA BICICLETA ELECTRICA
A. El MC33039 es un control de velocidad de circuito cerrado de
alto rendimiento adaptador diseñado específicamente para su uso
en el control motor sin escobillas DC sistemas. La aplicación
permitirá la regulación de velocidad precisa sin la necesidad de
un tacómetro magnético u óptico. Este dispositivo contiene de
tres entradas amortigua cada uno con histéresis para el ruido de la
inmunidad, tres detectores de bordes digitales, un monoestable
programable, y una interna regulador de derivación. También se
incluye una salida del inversor para su uso en sistemas que
requieren conversión de eliminación gradual del sensor. Aunque
este dispositivo es destinado principalmente para su uso con el
motor sin escobillas MC33035 controlador, que puede ser
utilizado de manera efectiva en costo de muchos otros de bucle
cerrado aplicaciones de control de velocidad.
Características
Detección digital de cada transición de entrada para la Mejora de
baja velocidad
Operación Motor
TTL Entradas compatibles con histéresis
Operación de Down a 5,5 V para la alimentación directa desde
MC33035
Referencia
Interna derivación Regulador permite el funcionamiento de un
Regulador
Fuente De Voltaje
Inverter y para facilitar la conversión entre el 60 ° / 300 ° y 120 °
/ 240 ° Convenios Sensor de Fases
B. controlador MC33033, el cual es un controlador especifico para
motores DC sin escobilllas de bajo coste y muy facil adquisicion.
Ilustración 6: El MC33039
El MC33033 en efecto , es un CI de alto rendimiento de la
segunda generación,del rango limitado, brushless monolítico dc
.El regulador de motor se ha desarrollado basandose en el antiguo
MC33034 y los reguladores MC33035. Este CI contiene todas las
funciones activas requeridas para la puesta en práctica de lazo
abierto,soportando el control de motores de tres o cuatro fases. El
dispositivo consiste en un decodificador de posición de rotor.
Incluido en el MC33033 hay protecciones de sobrevoltaje,
limitando ademas la corriente de ciclo-por-ciclo (el tiempo es
seleccionable) e incluye parada interna por exceso de
temperatura.
Funciones de control típicas de motor incluyen la velocidad de
bucle abierto, parada ,arranque e inviersion de la dirección.
El MC33033 esta diseñado para manejar motores brushless
dividiendo la conduccion en fases por medio de sensores
eléctricos de 60 °/300 ° o 120 °/240 °, pero también de manera
eficiente puede controlar motores dc con escobillas .
carastericticas:
Rango de tensiones 10 to 30 V.
Proteccion contra sobretensiones.
6.25 V de tension de Referencia Capaz de Suministrar energia al
Sensor
Amplificador de Error Totalmente Accesible para Lazo Cerrado
Serv Usos
Altos Conductores corrientes Pueden Controlar un puente externo
mosfet de 3 fasees
Limitacion de corriente de Ciclo-por Ciclo
Parada Interna Termica
Selecccionable 60 o 120 grados
Sensor Phasings
H-Bridge
NCV Prefijo para Usos De automotocion y Otros que Requieren
Sitio y Cambios de Control. Finalmente mas abajo se muestra un
esquema completo de aplicacion de este CI gobernando un motor
de Bicicleta de tres polos con sensores hall comercial y
trabajando todo el conjunto en bucle cerrado
Ilustración 7: CONTROLADOR MC33033
Variador
de
velocidad
Ilustración 8: CIRCUITO ELECTRONICO DE LA BICICLETA ELECTRICA
Ilustración 9: INSTALACIÓN EN LA BICICLETA