omzetten signaal fietsdynamo naar display in kW

Beste,

is er iemand die mij kan helpen met het maken en/of samenstellen van een display waarin opgewekte energie door een dynamo omgezet wordt in het verbruik in kW?

Probleem:
- fiets met fietsdynamo op rollen,
- een persoon neemt plaats op de fiets en brengt deze in beweging,
- fietsdynamo wekt energie op,
- deze opgewekte energie dient digitaal weergegeven te worden maar dan in kW.

Doelstelling: de fietser laten ervaren welke energie hij dient op te wekken om zo een gedacht te krijgen van wat bv een wasmachine aan energie verbruikt vandaar de display in kW.

Fietsdynamo is een gewone standaard dynamo en reeds in ons bezit. Display kan bv een BCD zijn van varitronix maar mag ook een iPad zijn als dit mogelijk is. Afmetingen display: ongeveer 20cm br x 10cm hoog.

Dank voor jullie reactie.

zo een lichtsluis, hoe ziet dat er juist uit? Kan je mij daar wat meer info over geven? Het klopt inderdaad dat je met de dynamo vrij snel aan het maximale vermogen van de dynamo gaat komen waardoor je inderdaad een verkeerde indruk zal krijgen. Als ik het goed begrijp dan zal die lichtsluis het aantal omwentelingen van de trappers gaan registreren die dan op hun beurt omgezet kunnen worden in het aantal gevraagde kWh (en niet kW mijn excuses).

[Bericht gewijzigd door creneau op (22%)]

Is weergave in kW niet wat optimistisch? Je moet 2 1/2 week continu fietsen om 1 kw op te wekken.
Of je moet een hele grote fiets en dynamo hebben en er een olifant op zetten... ;)

Er is ook nog het verschil tussen verbruikte en opgewekte energie. De efficiency van de doorsnee dynamo is 25%.
Je dient dus 12 Watt aan energie er in te steken, om 3 Watt aan electriciteit op te wekken.
(Nog niet meegerekend de energie nodig om de rest van de fiets in beweging te brengen, kan totaal tot 50 Watt oplopen)

Op 19 augustus 2010 14:38:54 schreef creneau:
- deze opgewekte energie dient digitaal weergegeven te worden maar dan in kW.

Op 19 augustus 2010 14:57:48 schreef Arco:
Je moet 2 1/2 week continu fietsen om 1 kw op te wekken.

Even duidelijk krijgen: gaat het nou om energie of om vermogen?
kW geeft een vermogen aan.

Inderdaad; hoe lang je ook fietst, je zult nóóit een kW opwekken. Het zal altijd ergens tussen de 1 en 10W blijven hangen - 3W is het normale verbruik van voor- en achterlicht gloeilampjes tesamen.

Maar als je lang genoeg fietst (300 uur bijvoorbeeld), kun je misschien wel een kWh bij elkaar sparen.
Een kWh is niet hetzelfde als een kW.

Dat zal ook de bedoeling wel zijn denk ik: dat je een getal langzaam (of iets sneller, met harder trappen) ziet oplopen. Dat zou zeker wel educatief kunnen zijn..!
Is dat inderdaad wat je wilt?

Een fietsdynamo levert ongeveer 3Joule (Watt) per seconde. Dus ongeveer 3600*3W per uur. Dit is dan 10kW ongeveer. Een lamp van 100W slokt dit dus op in 100 secondes.

Dus als je kW wilt weergeven kan dat, maar dan moet de teller dus oplopen als je langer fietst. Als je stopt met trappen staat deze stil. Is dit de bedoeling? Dan kun je beter een lichtsluisje of magneetcontactje aan het wiel maken en meten hoeveel energie het trappen op de fiets kost. De dynamo kan voor de sier (en extra weerstand) blijven zitten.

Uit mijn hoofd levert een gemiddelde mens als deze een beetje doortrapt zo'n 100W aan mechanische energie.

@Benadski, je eenheden kloppen niet.
3J (Joule) per seconde kan, en dat is dus 3W. Maar NIET 3W per seconde!

Per uur is dat niet (ruim) 10kW, maar 10 000 Ws, ofwel 10 000 Joule, of 10kJ. Desnoods: 10kWs. Maar geen 10kW!

Inderdaad zou je best een tijdje 100W (ofwel 100Ws per seconde, ofwel 0,1 kWh per uur) kunnen trappen, maar de dynamo levert dat niet.

Ja, foutje, maar ik denk dat de topicstarter het ook zo ongeveer bedoelt. Tenminste dat haal ik eruit. kW meten is inderdaad zinloos. kWs zou dan beter zijn. kWh kan ook, maar dan moet je "iets" langer trappen.

Maar om het duidelijk te maken is er denk ik meer nodig. Getalletjes zeggen de mens niet zo veel. Laat een 25W lamp branden om de 8 seconden 1 seconde aan op volle snelheid.

Als je het eerlijk doet geef je wel de energie weer die de mens opwekt en niet de dynamo...

Een standaard fietsdynamo lijkt me sowieso ongeschikt; hij kan maar heel beperkt mechanisch vermogen opnemen en omzetten in elektrisch vermogen. Zo'n dynamo kan gewoon niet genoeg mechanische weerstand bieden om je het gevoel te geven dat je echt moet trappen; als de dynamo de enige belasting is, voelt het alsof je loos trapt.

Je kunt dan beter een grotere DC motor gebruiken die je aandrijft via het achterwiel, of direct via de ketting op een fiets op een bok zonder achterwiel. Een ander alternatief is een motor van een elektrische fiets waarbij de motor in het achterwiel zit, en daar de energie uit onttrekken.

Je zult ook een manier moeten hebben om de energie af te voeren; een paar forse weerstanden, of wat stukken weerstandsdraad uit een elektrische kachel met een fan kan wel volstaan. De energie moet wel ergens naar toe.

Lijkt mij interessanter om het vermogen te meten door:
- snelheid van het trappen te meten (lichtsluis)
- kracht van de rem te meten (rekstrookje, veer + schuifpotentiometer, etc)

1 meter per seconde x 1 Newton is 1 Watt. Met deze meetmethode weet je hoe hard de persoon trapt, onafhankelijk van het rendement v/d dynamo ofzo... sterker nog, je hebt geen dynamo meer nodig.

I.p.v een fietsdynamo kun je een 500 Watt brushed motortje aan de fiets monteren.
Die kun je als generator energie laten leveren aan een 'slimme' belasting.
Een correctiefactor voor rendement van generator en aandrijving toepassen, en het resultaat op het display tonen.

Die opzet geeft tesamen met een 'slimme' belasting een realistische trapsnelheid/trapkracht die instelbaar is.

Dat lijkt me een prima optie. Ik krijg niet de indruk dat de TS een nauwkeurige meetopstelling wil, dus de correctie voor het rendement van de dynamo kan heel eenvoudig zijn. 10% meetafwijking lijkt me volkomen acceptabel. Een gestuurde belasting lijkt me eigenlijk ook niet nodig; als je een beetje experimenteert met de weerstand van de belasting en eventueel met de overbrenging, kun je wel een bruikbaar trapkoppel krijgen, denk ik.

zo een lichtsluis, hoe ziet dat er juist uit? Kan je mij daar wat meer info over geven? Het klopt inderdaad dat je met de dynamo vrij snel aan het maximale vermogen van de dynamo gaat komen waardoor je inderdaad een verkeerde indruk zal krijgen. Als ik het goed begrijp dan zal die lichtsluis het aantal omwentelingen van de trappers gaan registreren die dan op hun beurt omgezet kunnen worden in het aantal gevraagde kWh (en niet kW mijn excuses).

http://www.lmgtfy.com/?q=lichtsluis

Dat hoeft niet eens met een lichtsluis, dat kun je met een reedcontact doen, net als een fietscomputer. De voorwaarde is dan wel dat je een belasting hebt die een constant remkoppel kan leveren, ongeacht de snelheid, of dat je de last karakteristiek kent, en hier in software (in een microcontroller, PC, whatever) voor corrigeert.

Als je een flinke DC motor als generator gebruikt met weerstanden, zou je misschien nog wel een standaard draaischijf kWh meter kunnen gebruiken om te meten.

Dit is wel een leuk artikel 1kw is dus wel mogelijk. (Al is het niet lang)

http://www.nrc.nl/sport/article1817048.ece/Hushovd_tegen_alle_logica_s…

En nog een prof ook... Als relatief slecht getrainde leek red je dat echt niet.

Ik heb wel eens gelezen dat het rendement van een menselijk lichaam 25% is. DUs om 2000W piek vermogen te leveren moet het lichaam maar lieft 8000W leveren en zet het daarbij 6000W direct in warmte om.

Er zijn ook cijfers van maximaal vermogen voor over lange tijd. Er daar haalt er een maar liefst 800W.

Creneau, je haalt eenheden door mekaar, zoals al een aantal keren is gezegd, en waar anderen dan weer vlot aan mee gaan doen (dus ook fouten met eenheden maken).

Maar goed, Normaal fietsen heb ik gemeten op "70W", iemand hier roept "100W" voor "forst doortrappen" en dat is perfect met mekaar in overeenstemming.

De kerel die een kwart eeuw geleden het kanaal over gefietst is heb ik eens gegoogled en een paar mailtjes mee uitgewisseld. Hij vertelde dat het over 300-400W ging, dat ie moest opbrengen om in de lucht te blijven.... Dus een topsporter kan 300-400W produceren.

Een fietsdynamo kan zoals ook gezegd ongeveer 3W aan electrisch vermogen leveren. Die 100, max 300W gaat dus niet door die dynamo kunnen komen....

@shizzle, Ik had 20-25 jaar geleden eens becijferd dat als je als gewoon persoon een trap oprent, je ook orde grootte 1kW produceert. Voor zeer korte sprints zijn dat soort vermogens mogelijk. electromotor kan normaliter iets van 200W en dan een "sprintje" van 250W, een verschil van zo'n 25%. Sommige kunnen wel 100% meer "sprinten", maar mensen houden 100W uren vol, uurtje 400, 5 minuten 1000, en enkele seconden 2000.... (topsporter, bijvoorbeeld een wielrenner: 100W lange etappe, uurtje tijdrit, eindsprint 5 minuten, zelfde kerel die een trap oploopt (met 2kW trapt ie z'n fiets kapot :-) ))

[Bericht gewijzigd door rew op (26%)]

Over fietsen gesproken (en enigszins off topic); als je van een flinke hoogte moet afdalen, en je kunt je snelheid niet onbeperkt laten oplopen, dan wordt het aantal kW dat de remmen over langere tijd gemiddeld kunnen afvoeren ook belangrijk. :)
Ik heb dat in advertenties inderdaad wel eens gezien, maar weet niet meer welk getal daar genoemd werd.

Ja het is toch ook wat. Wat bedoel je? oh WAtt. Oude gloeilampen van 100W moeten in rap tempo vervangen worden. Maar terwijl ik dit type en rustig zit te ademen en teruglees wat ik type verbruik ik ook ca 100W. Kan dan nu niet wat minder?

EDIT
Nu toch even een serieuzere toevoeging.
JE zou een autodynamo kunnen gebruiken die is zwaar zat voor een gemiddeld mens.
Je kan er dan verschillende belastingen aanhangen.
Iets wat het vermogen trekt van een 100W gloeilamp. Maar omdat het rendement van de dynamo en overbrengen enz je parten speelt moet je daar mischien een 40W lamp voor nemen. Autolampen H4 zijn 55W zou eventueel wel kunnen.
Daarna neem je iets ter vergelijking van een spaarlamp dan merk je echt wel verschil en voel je dus zelf wat het verschil is daartussen.

Voor je display is het dan gewoon een kwestie van stroom meten en dat met een microcontroller verder verwerken.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (58%)]

Gaat die autodynamo niet pas rond de 1500 toeren boven de 12V uitkomen? Dan moet je een forse overbrenging hebben of iemand die heel snel kan fietsen... :-)

gewoon een klein 30V DC motortje nemen van een 50watt.
ik heb hier zo eens eentje getest op het achterwiel van men fiets, en daar een autolamp aan gehangen. ik kreeg met de hand de pedalen niet meer rondgedraaid en de gloeilamp brande nog niet.
met een klein fietslampje eraan ging het goed (en sprong het lampje kapot.

als je een soort van hometrainer maakt, daar één of meerdere kleine DC motortjes aanzetten, en daar een belasting aanleggen die je kan aanzetten. stel dat je een 12V 100watt motortje hebt.
maakt dan een schakeling met een hoop schakelaars en zet daar 12V 20watt lampjes aan (bv halogeen spotjes). zet er dan ook een paar ledlampen in die in halogeenspotjes hun voetjes passen.

dan laat je maar iemand rondrijden met de fiets, onbelast gaat die ook amper energie leveren. eens je een lamp aanzet zal de fietser het ook voelen.
met een simpele amperemeter kan je de stroom meten, en dit vermenigvuldigen met 12 levert je het vermogen.
als je nu een analoge amperemeter neemt, kan je die openhalen en de schaal aanpassen. (of zelf een amperemeter maken met een draaispoelmeter en wat shunt weerstanden).
op de stand 1A zet je dan 0.012KW
op 2A zet je 0.024KW
....
zo ziet de mensen wat het kost om vermogen op te wekken.
als je dan eens een halogeenspot (20watt) aanzet, en dan eens vergelijkt met een led spot (3watt) zullen ze het ook wel voelen

je idee met een dynamo zal eerder een toerenteller worden die je bouwd. met 6watt belasting voel je niks. een gemiddeld mens kan 100watt continue produceren.
dus op 20watt is het een hele inspanning
op 40watt ga je al mogen doortrappen
op 60watt zal je goed gaan zweten
en 80-100Watt zal voor de meeste mensen als ALLES GEVEN worden en gaan ze geen 2minuten uithouden.
om dit met een dynamo te doen, zullen de rollen de afremming moeten veroorzaken door wrijving. en dan moet je weten op welk toerental (en gewicht van de persoon) hoeveel wrijving die veroorzaakt.
beter een regelbare belasting maken met een aantal lampen

[Bericht gewijzigd door fcapri op (19%)]

@fcapri: je mag toch even uitleggen waarom de spanning met een 12V DC motor, met wisselende belastingen toerentallen, altijd netjes 12V zou blijven. Als je op die manier het vermogen probeert te meten, zal er maar weinig van kloppen.

Overigens lijkt 100W me wel wat aan de lage kant, als maximale vermogen. Iemand die een beetje fit is, trapt met gemak 150W voor bijna onbepaalde tijd, geloof ik. Het lijkt me dan ook wel handig om iets te voorzien zodat het 20W lampje niet sneuvelt als iemand dusdanig hard (snel) gaat trappen dat de spanning ver boven de 12V komt.

hallo creneau,
dat is een interessant project waar je mee bezig bent
heb je het al voor elkaar met die display
als beeldend kunstenaar ben ik op dit moment bezig met installaties die duidelijk willen maken hoeveel energie je kunt opwekken met menskracht, voor een expo in april 2011
ik woon in de buurt van Goes in Zeeland, als je in de buurt zit kunnen we misschien afspreken om hierover gedachten uit te wisselen
groet, Hendrike