DEF-E Dynamo Maken Van Heel Wiel

Tijdens deze intructables bouwen we een paar magneten, een wiel en een spoel om tot een dynamo. We gebruiken MDF uit de lasersnijder en 3D-printen om het allemaal zo flexibel mogelijk te laten gaan. Zo hoef je maar een snelle stoot in te wiel te stoppen om voor een redelijke tijd wat ledjes te laten branden. Er wordt ook gebruik gemaakt van een breadboard en enkele draden, maar geen arduino of dergelijk.

Gereedschap:

1. 3D-printer
2. Lasersnijder
3. Spoeldraaier
4. Soldeerbout
5. Draaitafel voor staalwerk
6. Lasmachine
7. Schroevendraaier
8. Multimeter met klemmen (optioneel)

Materialen:

1. Wielrenfietswiel
2. ~€5 plastic voor 3D-printer
3. 3 x neodymium schrijfmagneten (12 mm diameter, 4 mm hoogte, met verzonken gat op de noordpool zijde)
4. 6 x Schroefjes M4x20mm
5. 3 x Schroefjes M4x10mm
6. 2 x 600 mm x 450 mm MDF plaat van 6 mm dik
7. 125,9 g PBS staaf (26 mm diameter en 45 mm lengte)
8. Rol Ducttape
9. 2 x losse breadboard pin
10. Breadboard
11. 2 x kleine led voor breadboard
12. 4 x breadboard kabeltje

Begin met het laten lasersnijden van de twee kanten van de houder voor het wiel. Hiervoor gebruik je één 600 mm x 450 mm MDF plaat van 6 mm dik per kant. Hierboven is het resultaat te zien hiervan, en hoe je de lossen delen in elkaar kan zetten. Vervolgens kan je de gleuven gebruiken in de vierkanten delen om het een geheel te maken, en het gat boven in beide driehoeken om je wielrenfietswiel in te rusten en vast te draaien.

Vervolgens laat je de magneetklem drie keer 3D-printen. Als dit gelukt is begin je met de drie neodymium magneten, door gebruik van de M$x10mm schroeven, vast te draaien aan de U vorm stukken. Hierbij draai je ze aan de zijkant gaatjes van de U vorm, en niet de bovenste twee. Kies vervolgens de beste drie spaken op het wiel om de magneten relatief goed over het hele wiel te verdelen, en draai de magneetklemmen vast om de spaken heen. Het is aangeraden het wiel hiervoor uit de wielhouder te halen. Hoe je ze vast draait is te zien in het figuur hierboven. Zorg er ook voor dat de magneten allemaal aan de zelfde kant van het wiel zitten.

Om te beginnen laat je de spoel stl bestand 3D-printen, dit is waar je de spoel omheen wikkelt. Vervolgens draai je, met meerdere lagen aan koperdraad van 0.2 mm^2 doorsnee oppervlak, 1000 windingen om de 3D-print. Zorg er voor dat je bij de uiteindes genoeg koperdraad uit laat steken voor later, en tape met een klein stukje die uiteindes goed vast aan het einde zodat de spoel niet ontwikkelt. Ook is het aangeraden vanaf nu erg voorzichtig te doen met de spoel, zo is het draad erg kwetsbaar en breekt het al vrij snel af. Als dit gebeurt mag je het hele proces van de spoel maken opnieuw doen, dus wees voorzichtig!

Vervolgens neem je de staaf PBS en zet je deze aan de draai tafel. Nu gaan we er een cirkel uit nemen zodat we de spoel er in kunnen doen. Hiermee maak je er in feiten dus een kern en een omhulsel van dat aan de achterkant nog vast zit. Als het niet lukt het een geheel te houden aan de achterkant, dan kan je de lasmachine gebruiken om er een plaatje op vast te maken. De parameters van de omhulsel en de kern zien er als volgt uit:

Kern:

1. Lengte: 4 cm
2. Straal: 1.3 cm
3. Massief

Behuizing:

1. Lengte: 4 cm
2. Binnendiameter: 21.5 mm
3. Buitendiameter: 26 mm

Het liefst zit er dus nog 5 mm dikte aan de achterkant, maar als dit niet lukt is dat minder belangrijk. Zo is het voornamelijk belangrijk dat het allemaal verbonden is, maar is de dikte van de achter plaat minder erg als het wat dunner is.

Voor je de spoel op de wielhouder kan installeren, moeten er twee dingen gebeuren. Ten eerste moet je aan de twee uiteindes van het spoeldraad elk een losse breadboard pin solderen. Let er hierbij op dat deze goed vast zitten, maar vooral genoeg contact hebben om niet teveel weerstand erbij te leveren. Ten tweede laat je de spoelhouder 3D-printen. Als je dit hebt gedaan kan je de spoelhouder met de gleuf onderaan in het gat leggen in de eerste driehoek. Vervolgens leg je de spoel rustig in het omhulsel, en leg je het omhulsel in de spoelhouder. Het is aangeraden een stukje tape te gebruiken om de draden te tapen aan het omhulsel, zodat de draden niet tegen het wiel aan komen en breken. Ook kan je nu de multimeter gebruiken tussen de twee draden om te testen of de spoel werkt. Dit doe je door de klemmen aan beide draden vast te maken, en dan de weerstand te meten, baseer de stand die je hiervoor gebruikt op het feit dat het ongeveer 50 Ohm zou moeten zijn (waarschijnlijk de 400 Ohm stand). Als het nu niets meet, of aanzienelijk hoger dan 50 Ohm moet je de spoel opnieuw maken, en de nodige stappen daarna ook opnieuw doen.

De constructie zelf is nu klaar, nu bouwen we een circuit in het breadboard om de elektriciteit te tonen. Om te beginnen zet je het ene uiteinde van de spoel in een gat voor het plus kanaal, en de ander in die voor min. Vervolgens neem je de ledlampjes, en zet je voor beide lampjes de ene poot in een kanaal, en de andere in een ander kanaal. Zorg ook dat ze beide twee andere kanalen gebruiken dan de ander. gebruik vervolgens de vier kabeltjes om ze te verbinden aan de min en plus kanalen. Let hierbij op dat bij de ene led de min naar het kanaal gaat met de lange poot gaat en de plus naar het kanaal met de korte poot. Maar dat bij de andere led het andersom is. Zo gaat de ene lamp branden als de magneet richting de spoel beweegt, en de ander als de magneet weg beweegt.

Om het af te maken kan je kiezen hoever richting de magneten je de spoel legt. Let hierbij op het volgende: hoe dichter bij de plek waar de magneten bewegen, hoe beter de spoel werkt om stroom op te bouwen. Maar hoe dichter bij de plek waar de magneten bewegen, hoe harder de magneten richting de metalen omhulsel willen en dus hoe onstabieler de opstelling wordt. als je hem dichter dan 1 cm op de magneten legt, is het ook aangeraden de omhulsel zelfs vast te tapen aan de spoelhouder, zo voorkom je dat hij door de magneten wordt verplaatst. In onze opstelling was het gelukt op een afstand van ongeveer 1 mm te komen, zelfs iets kleiner. Maar wees voorzichtig dat je in dit proces niet de spoel of de magneten breekt doordat ze elkaar toch raken.

Nu ben je klaar! geef een goeie draai aan het wiel, en zie de lampjes branden. Als je niet veel ziet kan je dus de spoel nog wat dichter op de magneten zetten. Als je juist veel ziet kan je ook nog proberen andere lampjes te gebruiken die meer weerstand hebben, maar ook meer ligt geven!

(Er staat hier nog een video van onze opstelling voor als je het nogmaals wilt checken, en aan het einde laten we zien dat het werkt. Het is wel aangeraden het te filmen met zo veel mogelijk frames per second, zo is het flikkerend ligt in ons filmpje aanzienlijk slechter zichtbaar dan het voor ons was.)