Generador de CC de manivela: ¿una simple carga ficticia que no se quemará?

Estoy trabajando en un proyecto que permite a un usuario arrancar un generador manual mientras los sensores de corriente y voltaje miden la salida. Una vez que el usuario termina de arrancar, el software muestra información sobre la cantidad de energía que se generó.

Este es el generador que estamos usando: http://windstreampower.com/Human_Power_Generator.php

Parece que debería ser un problema simple. Sin embargo, en la configuración actual, he estado usando el regulador de voltaje de 12 V provisto y alimentando bombillas incandescentes de 12 V, y una vez que la plataforma se usa mucho, el regulador de voltaje se quema y las bombillas se queman.

La configuración es así:

Manivela => Regulador de voltaje de 12 V => Bombilla de luz incandescente de 12 V (50 W)

Entonces, me pregunto si hay un enfoque alternativo para esta configuración (no necesitamos bombillas ni nada visible). ¿Quizás alimentando la manivela directamente a una batería de 12 V con algún tipo de regulador de carga y un drenaje constante? ¿Quizás conectando el generador a varias bombillas en serie?

¿Cuál es la carga ficticia más simple y económica que podemos conectar al generador, solo para que podamos obtener lecturas de corriente y voltaje de la salida del usuario mientras arranca?

Parece que está describiendo una resistencia, pero es difícil saber qué está midiendo/asumiendo el software. Así que no estoy seguro de que sus lecturas sigan siendo correctas.
El software toma las lecturas instantáneas de corriente y voltaje (unas pocas veces por segundo) y simplemente las multiplica para obtener una lectura de potencia. El usuario gira durante 15 segundos, luego se muestra un gráfico de su potencia de salida a lo largo del tiempo y algunas comparaciones básicas del mundo real ("Podría alimentar un iPhone durante X minutos"). Soy más un desarrollador de software que un ingeniero eléctrico, por lo que definitivamente estoy verde cuando se trata de comprender las implicaciones de las diferentes cargas en esas lecturas.
En ese caso, @Brian Carlton tiene razón. Dependiendo de la resolución de la lectura actual, una resistencia pequeña de alto vataje podría ser mejor que una resistencia de gran valor (que reduciría la corriente).
Instalamos algo similar a esto en la escuela, sin la medición de potencia. El generador produjo un rango bastante amplio de voltaje, posiblemente hasta aproximadamente 24v si lo deseaba. Solo usamos bombillas de faros automotrices normales como carga; parecían estar bien con la sobrecarga a corto plazo.

Respuestas (5)

Necesita resistencias de potencia (por ejemplo, de Ohmite ). Simple, no tan caro (~$5 US).

Yo no me metería con el regulador.

EDITAR: Como señaló @Alan Christopher Thomas, esto se pondrá caliente. Para un uso prolongado (más de unos pocos segundos), considere un disipador de calor adicional.

Entonces, ¿tal vez algo como esto? amazon.com/Power-Rating-Resistance-Aluminum-Resistors/dp/… ¿Significaría eso que debería conectar un disipador de calor, solo para asegurarme de que no se caliente demasiado?
Recogí uno de estos esta mañana, y parece funcionar muy bien, con buenas lecturas: i.imgur.com/WmLUc.jpg El torque se siente igual que con una bombilla de 50W. El calor es DEFINITIVAMENTE un problema. Se calienta muy rápidamente, así que intentaré encontrar un trozo grande de chatarra y pasta térmica para ver cómo va, luego informaré aquí lo que descubra. ¡Gracias!
Tal vez haga funcionar un ventilador de 12v sobre la(s) resistencia(s)... No sé si esto tendrá algún impacto en sus lecturas.
Aquí está la configuración con la resistencia: i.imgur.com/XKzjz.jpg Todo lo que está montado en la madera a la derecha es solo equipo sensor para la computadora. Montamos la resistencia en la caja de aluminio que se muestra en la imagen. Todavía se calienta bastante rápido, pero se enfría un poco más rápido que sin el metal extra. La configuración tiene un uso bastante moderado entre semana, por lo que la veremos hoy y veremos cómo funciona. Hay una salida de CA al lado de la configuración, por lo que podemos obtener un pequeño ventilador, separado del sistema de manivela, para agregar un poco de enfriamiento adicional a la resistencia.
Lo hizo muy bien ayer. ¡La manivela se usó unas 70-80 veces y parecía funcionar muy bien! Resistencia fue la respuesta.

Si tiene una batería de automóvil disponible, funcionaría bien. No hay forma de que el arranque manual pueda sobrecargar la batería de un automóvil, y mantendrá el voltaje bastante estable. También tendrá su trabajo muscular cargando la batería, pero no sé qué tan relevante es eso en su configuración.

También he considerado esto un par de veces como una alternativa. Tenemos a mano una batería de 12V de buen tamaño. Sin embargo, desconfío de eso, porque la configuración ya se ha utilizado 2500 veces en las pocas semanas que ha estado abierta al público, y permanecerá abierta, desatendida hasta agosto. ¿Tal vez si mantuviera una lámpara MR16 conectada a la batería también para que fuera un drenaje constante para que nunca se sobrecargara?
@Alan: Las baterías de plomo ácido se pueden cargar indefinidamente a un voltaje de flotación, que generalmente es de alrededor de 13,6 V para las baterías de automóviles ordinarias de 12 V. Tal batería consumirá suficiente corriente a ese voltaje que es poco probable que una manivela suministre suficiente energía para sobrecargarla. Si realmente te preocupa, puedes colocar un circuito en la batería que la descargue a través de una resistencia si tiene más de 13 V o menos. Entonces siempre estará listo para absorber energía extra. Básicamente, la batería de un automóvil es "grande" en comparación con la potencia que puede generar una manivela.

Resistencias de cemento (precaución, pueden calentarse con suficiente corriente):

resistencias de cemento

Tenga en cuenta que el valor de la resistencia afectará el par de frenado, es decir, cuanto menor sea el valor de la resistencia, más difícil será arrancar su generador rápidamente (probablemente no haya mucha diferencia a velocidades bajas).

Una solución bastante obvia es dejar caer el regulador y simplemente usar una bombilla incandescente (o una red de ellas) que puede tomar cualquier voltaje que emita el generador.

Como beneficio adicional, el usuario tendrá que hacer mucha fuerza para que la bombilla crezca con más brillo y con una temperatura de color más alta.

Con un regulador, no hay retroalimentación adicional para un arranque más rápido una vez que el regulador tiene suficiente entrada para mantener el voltaje fijado en 12.

(No hay comentarios adicionales aparte del regulador de voltaje que se apaga, es decir, jaja).

Actualmente estoy experimentando el mismo problema con un generador similar http://windstreampower.com/443540_PMDCG.php . Siento que usar una carga ficticia produce demasiado calor en mi aplicación, donde la velocidad del generador de CC no puede predecirse ni regularse por medios mecánicos. Actualmente estoy considerando algún enfoque PWM para la limitación de corriente, pero en mi sistema, no tengo una referencia de voltaje estable para encender/apagar la puerta. Este es un problema que aún no he resuelto.

Otra consideración es la siguiente: los generadores están clasificados para producir más corriente durante períodos cortos de tiempo y, por supuesto, el cuerpo del generador se calentará. Sin embargo, durante este período (10 min o 15 min) el generador es bastante útil, y desperdiciar esa corriente útil con una resistencia parece un desperdicio. Un mejor enfoque sería permitir que el generador funcione sobrevalorado durante un tiempo permitido y luego aplicar la limitación. Se podría conectar un termistor al cuerpo del generador y monitorear la temperatura de la caja. Cuando la temperatura de la caja sea alta, encienda el circuito limitador de corriente.

Todavía desconozco cómo darme cuenta de que el circuito limitador de corriente. Estoy cargando un banco de supercondensadores de 25V. Para el generador de CC, de hecho, aparecen como una carga muy alta, un cortocircuito total cuando V = 0 en el banco.

No es una mala idea. Consideré usar un regulador de carga y una batería, así que tal vez el regulador tendría algún tipo de limitación incorporada. No estoy 100% seguro. Solo teníamos 15 segundos de energía a la vez, y pudimos conectar un enorme disipador de calor y dejar mucho espacio en el ensamblaje, por lo que una resistencia funcionó bien. Pero, se puso MUY caliente.
Generador de CC de manivela: ¿una simple carga ficticia que no se quemará?
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