Esperimento Bici Elettrica

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Un semplice esperimento per verificare quanto ho visto in Internet per un' analoga realizzazione.Quindi non aspettatevi prestazioni mirabolanti è una semplice verifica.

Tutto è partito dal fatto di avere conservato nel box una elettro ventola per radiatore di quelle che erano montate sulle macchine della Fiat mod. 127 e di una realizzazione che impiegava due di questi motori per muovere una bici.

 

La realizzazione pratica

 

Per prima cosa ho tolto la ventola dall'albero del motore elettrico, è sufficiente svitare un dado ed estrarre la pala.

Dovendo verificare sia gli assorbimenti che la velocità di rotazione, non ho fatto altro che alimentarlo con un'alimentatore da banco, a vuoto assorbe 2,5A con 12V in continua, un po' poco per una motorizzazione siamo sui 30W che poi saliranno a 60W sotto sforzo con bici in movimento.

Disponendo di un'oscilloscopio ho verificato il regime di rotazione utilizzando un semplice metodo:

ho preso un piccolo magnete e l'ho fissato con dello scotch all'albero del motore, poi utilizzando un'induttanza di una qualche decina di spire, avvolta su nucleo di ferrite e collegati i capi alla sonda dell'oscilloscopio ho misurato il periodo degli inviluppi d'onda che si visualizzavano sullo schermo dello strumento una volta che avvicinavo l'induttanza al magnete messo in rotazione dal motore. Alla fine il regime di rotazione è risultato di 3000 giri/min

Con questi dati dovevo trovare le dimensioni di un rullo da applicare all'albero del motore elettricoe che una volta in contatto con il pneumatico mi desse una velocità teorica a vuoto di circa 20km/h.

Dai calcoli è risultato che occorreva un rullo con diametro 42mm ottenendo un rapporto di 16 fra i diametri della ruota da 28" e il rullo,Ovvero ogni 16 giri del rullo la ruota da 28" compie un giro.

Il passo sucessivo era realizzare il rullo, chiaro che sarebbe servito un tornio, ma non avendolo è stato giocoforza rivolgermi a chi lo aveva, solo che passando i giorni e non vedendo il risultato, ho ripreso il mio motore pensando come risolvere il problema.

Come succede in questi casi la necessità aguzza l'ingegno, avevo chiesto una pezzo di tubo da cui ricavarne una bussola sui cui partire per costruirvi il rullo, ma poi si è accesa la lampadina quando ho visto un mandrino di un vecchio trapano sul mio tavolo da lavoro.

Aveva il pregio di potersi allargare a piacimento e stringersi in modo saldo al perno del motore, inoltre il diametro esterno del mandrino era prossimo a quello calcolato e per ultimo ricordavo di averne un'altro nel box che aveva la superficie esterna zigrinata, e quindi già pronta per poter esercitare un certo attrito sul pneumatico della bici.

Basto' poco per passare dal pensare al fare e poco dopo avevo già stretto il mandrino sull'albero del motore elettrico.

Non ho fatto altro che collegarlo ad una batteria a 12V in disuso nel box e una volta in rotazione il motore posizionarlo sul copertone anteriore della bici da corsa che è dotata di conta Km elettronico per rilevare la velocità. La lettura ha dato 18,7km/h pienamente corrispondente ai calcoli teorici se si tiene conto dell'effettivo minor diametro del mandrino rispetto a quanto calcolato in via teorica.

Risolta la prima parte dei problemi, la seconda da risolvere è stato il fissaggio del motore+ rullo sulla city bike della moglie, visto che provvidenzialmente è dotata di portapacchi anche sulla ruota anteriore quindi un lavoro in meno da fare.

Dopo varie idee alla fine ho fissato una squadretta d'acciao recuperata nel box, ad un pezzo di truciolare bilaminato tagliato a misura.

Non volendo fare uso di viti o altro e non volendo alterare la city bike, ho pensato di usare tre morsetti per fissare il tutto.

Un morsetto è servito per bloccare la squadretta,già fissata al motore, al pezzo di legno truciolare, mentre altri due morsetti per fissare il legno al portapacchi.

In questo modo il mandrino era posizionato in prossimità del profilo del pneumatico, ma mancava ancora qualche millimetro per farlo entrare in contatto con un minimo di pressione sul pneumatico e a causa dell'attrito generare cosi il trascinamento della ruota.

Per colmare questo gap ho utilizzato una semplice camera d'aria da bici ritagliando degli spezzoni in modo da ricoprire l'esterno del mandrino. Ho impiegato sei spezzoni uno sopra l'altro affinché lo spazio venisse colmato e il mandrino cosi' rivestito facesse attrito sul copertone della bici.

Per l'alimentazione a 12V ho utilizzato uno di quei avviatori per veicoli, ora molto diffusi in tutti i brico.

Ho collegato i fili del motorino elettrico alle due pinze che normalmente servono per avviare un motore con batteria scarica, utilizzando l'interuttore previsto per dare tensione al motorino elettrico, dopo aver fatto alcune pedalate.

L'avviatore poi l'ho appoggiato sempre al portapacchi anteriore fissandolo al manubrio con uno spezzone di camera d'aria.

Per verificare che tutto fosse a posto mi sono fatto aiutare a sollevare la ruota anteriore da terra e ho azionato l'interuttore di colore rosso visibile nella foto, vedendo girare la ruota, tutto sembrava andare come previsto.

Salito in sella ho dato qualche pedalata e azionato l'interruttore, avvertendo subito una leggera spinta, ho smesso di pedalare ed il motore riusciva comunque a spingere la bici.

Giusto per fare le cose a dovere ho preso il GPS e fatto un'altro giro, senza pedalare si riesce ad andare fra i 12 - 13km/h, ovviamente di salite non se ne parla vista l'esigua potenza in gioco.

Si deve tener presente che le bici a pedalata assistita in genere hanno motori da 250W mentre quelle che utilizzano motori piu grandi arrivano anche a potenze di 500-700W, che contro i 60W sotto carico di questo motore, capite ben che sono ben altra cosa.

C'è da dire che se si pedala sempre con il motore acceso quando si raggiunge una velocità di circa 20km/h il sistema si bilancia in modo che chi pedala, avverte comunque una pedalata piu' sciolta, ovvero quel minimo d'aiuto si sente comunque.



senza pedalare, esperimento riuscito!

 

Questo è tutto cio' che è stato utilizzato:
Il motore, una squadretta in acciaio, un morsetto, un pezzo di truciolare bilaminato, un mandrino da trapano con ghiera esterna zigrinata, alcuni pezzi di camera d'aria da bicicletta applicati sul mandrino.

Mancano nella foto solamente i due morsetti per fissare il tutto sul portapacchi anteriore e l'avviatore che fornisce la tensione a 12V

In questa foto si vede meglio come è stato fissato il motore al portapacchi.

Conclusioni

L'esperimento penso si debba ritenere riuscito e dovrebbe corrispondere a quanto avevo letto in Internet, sempre che si utilizzino due motori invece che uno solo come nel mio caso e un rullo con diametro maggiore, in tal caso i 20Km/h si dovrebbero raggiungere.

Tengo a precisare che questo è solo un'esperimento di fattibilità. Nell'ambito di utilizzo in strade aperte al traffico una realizzazione simile sarebbe fuorilegge in quanto non dispone del dispositivo previsto "pedelec" . Si tratta di un sensore da applicare ai pedali che in funzione della frequenza di pedalata avvia il motore ed al crescere del ritmo di pedalata aumenta il regime di rotazione del motore, fino a cessare il supporto motore al superamento dei 25km.

Nel mio caso senza questi meccanismi questa semplice applicazione sarebbe da ritenersi secondo il codice della strada, un ciclomotore soggetto pertanto alle relative restrizioni, salvo poi farebbe molto ridere il fatto di andare a soli 12 km/h e ad un minimo accenno di salita ricorrere ai pedali, ma la legge è questa ed occorre tenerne conto.

Per la cronaca con la semplice aggiunta di un deviatore e di un diodo, nel caso di lunghe discese, si riuscirebbe anche a ricaricare un po' la batteria, ma vi voglio vedere pero' a portare in cima alla salita tutto il marchingegno!

18 set 2007

Ultimo upgrade: applicazione di un pneumatico da bici da corsa sul mandrino, risultato migliorato il grip e le prestazioni in generale

 

Se invece volete realizzare qualche cosa di piú concreto e funzionale Vi consiglio di passare a questa Guida al montaggio.

Un foto racconto di Cadore designer © 2007
pagina creata: 28-08-2007
ultimo aggiornamento: 26-11-2015
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