ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

[ناصر منتظری]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

ولی عنصر زمان رو دخیل نکردین توی فرمول. :rolleyes:

در ضمن موتور دی سی 30Nm نداریم که! رفتم یه جا گفتم موتور 4 نیوتون متر DC فروشنده نزدیک بود از عقب بیفته انگار بهش گفتم ببخشد آقا جرسقیل دارین :icon_razz:

arvinfx عزیز :
گشتاور مستقل از زمان هست.
یک نیوتن متر، بزرگی گشتاوری است که از نیرویی به بزرگی یک نیوتن که بهآصورت عمود بر یک بازوی گشتاور یک متری وارد شده، حاصل میآشود.
یک کیلو گرم نیرو متر هم میشه 9.8 نیوتن متر
و اگر حساب کنیم می بینیم که به گشتاور 30 نیوتن متر نیاز داریم و اگر زمان رو در نظر بگیریم به توان 60 وات نیاز خواهیم داشت .
اینم یک سایت معتبر http://www.convertunits.com/from/N-m/to/kg-cm برای اثبات درست بودن این محاسبات :nerd:

[arvinfx]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

مقدار وزن رو در 9.81 ضرب کن میشه تقریبا 150 نیوتن و اونو در مسافت ضرب کن میشه 150*0.2 که میشه 30 نیوتن متر به همین راحتی و توان مورد نیاز میشه 60 وات

ممنون
اون 60 وات رو چطوری حساب کردین؟ :rolleyes:

[ناصر منتظری]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

ممنون
اون 60 وات رو چطوری حساب کردین؟ :rolleyes:

واحد توان هم که میشه هم ارز با توان الکتریکی قرار داد هست : نیوتن متر بر ثانیه N.m/s
فقط کافیه مقدار 30 رو بر نیم تقسیم کنید که میشه 60 وات
البته اگه شما مسائل راندمان و اصطکاک رو در نظر بگیرید به یک موتور 100 واتی نیاز دارید.
این هم سایر مطالب :

. Motor torque measurement
Measuring the torque (T) is done with a kitchen scale which measures the motor force (F) at a certain distance from the axis. The torque is
T = F x arm length
• Iq = quiescent current of the motor controller
• L = armLenght
• g = 9.812, change this for your location on earth

These are the used motor formulas:
• T = g * gram * L/1000
• Pin = P - (U * Iq)
• Pout = 0.1047 * rpm * T
• Eff = 100 * Pout / Pin

[arvinfx]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )




این که خیلی موتور ضعیفیه!

اینجوری که من حساب کردم برای اینکه یه دوچرخه 100Kg رو بتونیم در عرض 1 ثانیه 1 متر جابجا کنیم باید:
100*9.81*1=1000N.M نیرو داشته باشیم! این فقط 22Nm جواب میده؟

[ناصر منتظری]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

این که خیلی موتور ضعیفیه!

اینجوری که من حساب کردم برای اینکه یه دوچرخه 100Kg رو بتونیم در عرض 1 ثانیه 1 متر جابجا کنیم باید:
100*9.81*1=1000N.M نیرو داشته باشیم! این فقط 22Nm جواب میده؟

عجب سوال های خوبی می پرسی واقعا متشکرم :redface: :read:

یک وات برابر 1 نیوتون متر بر ثانیه 1Nm/s است و گشتاور نیرویی است که مایل است اجسام را بچرخاند نه رو به جلو حرکت دهد.
این موتور 350 وات است و می تواند توانی معادل 350 نیوتن متر بر ثانیه توان ایجاد کند . و این 22 نیوتن متر مستقل از زمان است و بازوی گشتاور در نظر گرفته نشده.
arvinfx عزیز این نیرویی که شما حساب کرده اید برای شروع حرکت لازم است نه ادامه حرکت طبق رابطه : F=ma نیرو با جرم و شتاب متناسب است نه با سرعت و اگر به یک جسم نیرو وارد کنید و آن جسم مثل دوچرخه باشد و از اصطکاک نیز صرف نظر کنیم به راه خود بدون صرف هیچ انرژی دیگری ادامه می دهد. هنگام دوچرخه سواری نیز اول به نیروی زیادی نیاز است ولی در ادامه اگر جاده مسطح باشد رکاب زدن خیلی نیاز نیست زیرا نیرو با شتاب متناسب است و نه سرعت و شتاب نیز تغییرات سرعت است مثلا هنگامی که از سرعت صفر به سرعت 30 کیلومتر بر ساعت میرسیم به نیرو نیاز است اما در حرکت با سرعت ثابت نیرو صفر است !!!!!!
به عبارت بهتر اگر شما بخواهید یک جسم صد کیلوگرمی را یک متر جا به جا کنید به هزار نیوتن متر نیرو لازم است اگر بخواهید آنرا به بالا حرکت دهید.

[arvinfx]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

عجب سوال های خوبی می پرسی واقعا متشکرم :redface: :read:

بنظرم شما که جواب این سوالا رو میدی خیلی قابل تقدر کردنه.

یک وات برابر 1 نیوتون متر بر ثانیه 1Nm/s است و گشتاور نیرویی است که مایل است اجسام را بچرخاند نه رو به جلو حرکت دهد.
این موتور 350 وات است و می تواند توانی معادل 350 نیوتن متر بر ثانیه توان ایجاد کند . و این 22 نیوتن متر مستقل از زمان است و بازوی گشتاور در نظر گرفته نشده.
arvinfx عزیز این نیرویی که شما حساب کرده اید برای شروع حرکت لازم است نه ادامه حرکت طبق رابطه : F=ma نیرو با جرم و شتاب متناسب است نه با سرعت و اگر به یک جسم نیرو وارد کنید و آن جسم مثل دوچرخه باشد و از اصطکاک نیز صرف نظر کنیم به راه خود بدون صرف هیچ انرژی دیگری ادامه می دهد. هنگام دوچرخه سواری نیز اول به نیروی زیادی نیاز است ولی در ادامه اگر جاده مسطح باشد رکاب زدن خیلی نیاز نیست زیرا نیرو با شتاب متناسب است و نه سرعت و شتاب نیز تغییرات سرعت است مثلا هنگامی که از سرعت صفر به سرعت 30 کیلومتر بر ساعت میرسیم به نیرو نیاز است اما در حرکت با سرعت ثابت نیرو صفر است !!!!!!
به عبارت بهتر اگر شما بخواهید یک جسم صد کیلوگرمی را یک متر جا به جا کنید به هزار نیوتن متر نیرو لازم است اگر بخواهید آنرا به بالا حرکت دهید.

فهمیدم. رفتم قدرت موتور پزو رو دیدم نوشته بود 153Nm :eek: الان لمس کردم این 22 نیوتون یعنی چی! البته پژو 100*736=73600W هستش این فقط 350W یکمی بازم بران سوال پیش اومد. که چرا اینقدر نسبتاش فرق داره!

خوب من دارم میفهمم ولی یه چیزی هم هست وقتی سر بالایی داریم میریم به چه صورتیه؟ بلخره نیرو نیاز داریم دیگه! چون شتاب میخاد منفی بشه ولی باید یه شتاب مثبت بهش بدیم که سرعت ثابت بمونه ( حالا اگر نخایم تند تر بریم) درسته؟

[ناصر منتظری]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

بنظرم شما که جواب این سوالا رو میدی خیلی قابل تقدر کردنه.

فهمیدم. رفتم قدرت موتور پزو رو دیدم نوشته بود 153Nm :eek: الان لمس کردم این 22 نیوتون یعنی چی! البته پژو 100*736=73600W هستش این فقط 350W یکمی بازم بران سوال پیش اومد. که چرا اینقدر نسبتاش فرق داره!

خوب من دارم میفهمم ولی یه چیزی هم هست وقتی سر بالایی داریم میریم به چه صورتیه؟ بلخره نیرو نیاز داریم دیگه! چون شتاب میخاد منفی بشه ولی باید یه شتاب مثبت بهش بدیم که سرعت ثابت بمونه ( حالا اگر نخایم تند تر بریم) درسته؟

خواهش می کنم دوست عزیز
در روابط گشتاور فاصله نقطه اثر نیرو تا مرکز در نیرو انرژی رو به ما میده و باید بررسی کرد که نقطه اثر نیرو کجاست.
مثلا یک پیچ و یک چار رو در نظر بگیر هرچقدر دسته چار بزرگ تر باشه راحت تر بسته میشه و شما هیچ وقت نمی تونی در حالی که روی چار به صورت عمود قرار گرفتی اونو سفت کنی هرچند که کلی هم نیرو استفاده کنی و تمام وزنت رو روی چار بندازی . اما کافیه یک زاویه کوچیک اختیار کنی و سپس با این زاویه اگر نیرو وارد کنی به راحتی پیچ بسته میشه.
اگر جاده مسطح باشه ما فقط به نیرویی نیاز داریم که اصطکاک رو جبران کنه و در جاده های سربالایی نیز تمام این روابط ضرب در کسینوس زاویه جاده می شود. و با نیروی اولیه جمع می شود . زیرا در اینجا دو نیرو خواهیم داشت یکی نیروی جاذبه که می خواد به دلیل شیب جاده ما رو به سمت عقب بکشه و دیگری هم نیروی اصطکاک که می خواد جلوی نیروی حرکت اوله ما رو بگیره و باید برآیند این نیرو ها در نظر گرفته شود.

[arvinfx]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

خوب میشه برای شیب 10% و وزن 100 کیلو حساب کنید چقدر نیوتون و چند وات نیرو لازم داریم؟ :rolleyes:

[ناصر منتظری]

پاسخ : بیا و تا پایان ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی با ما باش ( بخش سوال و جواب )

خوب میشه برای شیب 10% و وزن 100 کیلو حساب کنید چقدر نیوتون و چند وات نیرو لازم داریم؟ :rolleyes:

ابتدا باید بگم که با همون توان 350 وات موتور میشه از سربالایی رفت بالا فقط سرعت کم میشه

نیرویی که ما را به عقب می کشد :
F = m * g * cos x
که اگر شیب ده درصد را 9 درجه محاسبه کنیم :
F = 100 * 10 * cos (9 ) = 987 N
حال برای جبران این نیرو باید با یک شتاب خاص حرکت کنیم که از رابطه F=ma به دست می آید که ده متر بر مجذور ثانیه می شود.

[arvinfx]

پاسخ : ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

همان طور که می دانید جسم متحرک یک انرژی ذخیره شده در خود دارد . این انرژی ، انرژی جنبشی است و از رابطه ی زیر به دست می آید :

K=0.5*m*V^2

که در این رابطه m جرم بر حسب کیلو گرم
V سرعت بر حسب متر بر ثانیه که اگر بخواهیم کیلومتر بر ساعت را به متر بر ثانیه تبدیل کنیم باید آنرا بر 3.6 تقسیم کنیم.
K انرژی جنبشی جسم بر حسب ژول

مثال : دوچرخه ای با سرعت 40 کیلومتر بر ساعت حرکت می کند جرم کل دوچرخه به همراه سرنشین 100 کیلوگرم می باشد. انرژی جنبشی جسم را حساب کنید؟ / می خواهیم این انرژی را توسط حالت ترمز ژنراتوری در یک سوپر خازن 16 ولتی ذخیره کنیم اگر 90 درصد توان در سوپر خازن ذخیره شود به چه ظرفیتی نیاز داریم ؟؟؟

K = 0.5 * m * V^2 >> K = 0.5 * 100 * (40/3.6)^2 = 6173 j

W = 0.5 * C * V^2 = 6173 * 0.9 j >> 5555 = 0.5 * C * (16)^2 >> C = 43 F

که ضریب 0.9 برای این اعمال شد که ما توانستیم نود درصد انرژی را در سوپر خازن ذخیره کنیم.
حال اگر سرعت 45 کیلومتر بر ساعت باشد و بتوانیم 100 درصد انرژی را جذب کنیم مقدار خازن چقدر می شود ؟؟؟

K = 0.5 * m * V^2 >> K = 0.5 * 100 * (45/3.6)^2 = 7812.5 j

W = 0.5 * C * V^2 = 7812.5 j >> 7812.5 = 0.5 * C * (16)^2 >> C = 61 F

جناب ادیسون نکته ای بنظرم رسید که گفتم راجعبش بحث کنیم:

توی این محاسبات رابطه ولتاژ خازن و ضرفیتش رو در نظر نگرفتید. طبق رابطه Q=CV ظرفیت خازن با ولتاژ رابطه مستقیم داره و هر چی ضرفیت خازن کم بشه ولتاژش هم کم میشه که این باعث میشه نیاز به یه مدار برای افزایش ولتاژ داشته باشیم مثل مدار بوست. درسته؟ و اینکه تا ته ظرفیت خازن رو نمیشه استفاده کرد چون ولتاژ به 0 میل میکنه و مدارات بوست برای ولتاژهای پایین تا اونجایی که من میدونم نداریم چون هم بازده رو پایین میاره هم نیمه هادی ها از کار می افتن.

برای همین ظرفیت خازن باید بالاتر از چیزی که حساب کردین باشه و قیمت رو خیلی بالا ببره که این چرخه معیوب باعث میشه استفاده از سوپر خازن ها منتفی بشه ...

[ناصر منتظری]

پاسخ : ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

جناب ادیسون نکته ای بنظرم رسید که گفتم راجعبش بحث کنیم:

توی این محاسبات رابطه ولتاژ خازن و ضرفیتش رو در نظر نگرفتید. طبق رابطه Q=CV ظرفیت خازن با ولتاژ رابطه مستقیم داره و هر چی ضرفیت خازن کم بشه ولتاژش هم کم میشه که این باعث میشه نیاز به یه مدار برای افزایش ولتاژ داشته باشیم مثل مدار بوست. درسته؟ و اینکه تا ته ظرفیت خازن رو نمیشه استفاده کرد چون ولتاژ به 0 میل میکنه و مدارات بوست برای ولتاژهای پایین تا اونجایی که من میدونم نداریم چون هم بازده رو پایین میاره هم نیمه هادی ها از کار می افتن.

برای همین ظرفیت خازن باید بالاتر از چیزی که حساب کردین باشه و قیمت رو خیلی بالا ببره که این چرخه معیوب باعث میشه استفاده از سوپر خازن ها منتفی بشه ...

سلام دوست عزیز و گرامی
ولتاژ نامی موتور 36 ولت است و ولتاژ سوپر خازن مورد استفاده ما 16 ولت می باشد که باید این دو مقدار را جزو داده های مساله در نظر گرفت.
طبق رابطه Q=CV مقدار بار ذخیره شده رابطه مستقیم با ظرفیت و ولتاژ داره و اگر ظرفیت ثابت فرض شود با افزایش ولتاژ بار ذخیره شده در خازن افزایش پیدا می کند. ظرفیت خازن نیز باید ثابت در نظر گرفته شود .
در اینجا هنگامی که موتور انرژی ترمزی را به خازن می فرستد ولتاژ موتور از ولتاژ نامی خازن بیشتر است و باید از مبدل کاهنده buck استفاده کنیم نه بوست تا ولتاژ تولید شده در موتور که حدود 36 ولت و یا کمتر می باشد به مقدار 16 ولت تبدیل شود و خازن را شارژ کند.
هنگامی که در معادلات ولتاژ اولیه و نهایی خازن را در نظر بگیریم باید ولتاژ اولیه به علاوه ولتاژ نهایی شود و تقسیم بر دو گردد یعنی در این روابط از مقدار متوسط یا میانگین ولتاژ استفاده می شود چون ولتاژ اولیه خازن صفر است و در آخر به مقدار نهایی می رسد که این میانگین گیری در روابط توسط ضریب 1/2 لحاظ شده است ، ببینید :
W = 0.5 * C * V^2
که ضریب 0.5 همان 1/2 است که پیدایش این ضریب به خاطر همین مطلبی است که فرمودید.
حال هنگامی که بار در خازن ذخیره شد باید برای اینکه این انرژی ذخیره شده در خازن به صورت بار الکتریکی باتری را شارژ کند باید از مبدل بوست استفاده شود زیرا ولتاژ سوپر خازن 16 ولت و ولتاژ باتری 36 ولت است حال مبدل بوست با افزایش سطح ولتاژ توسط عمل بوست باتری را شارژ خواهد کرد. پس مبدل بوست زمانی استفاده می شود که خازن شارژ شده و باید این انرژی به باتری برود.

[arvinfx]

پاسخ : ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

سلام دوست عزیز و گرامی
ولتاژ نامی موتور 36 ولت است و ولتاژ سوپر خازن مورد استفاده ما 16 ولت می باشد که باید این دو مقدار را جزو داده های مساله در نظر گرفت.
طبق رابطه Q=CV مقدار بار ذخیره شده رابطه مستقیم با ظرفیت و ولتاژ داره و اگر ظرفیت ثابت فرض شود با افزایش ولتاژ بار ذخیره شده در خازن افزایش پیدا می کند. ظرفیت خازن نیز باید ثابت در نظر گرفته شود .
در اینجا هنگامی که موتور انرژی ترمزی را به خازن می فرستد ولتاژ موتور از ولتاژ نامی خازن بیشتر است و باید از مبدل کاهنده buck استفاده کنیم نه بوست تا ولتاژ تولید شده در موتور که حدود 36 ولت و یا کمتر می باشد به مقدار 16 ولت تبدیل شود و خازن را شارژ کند.
هنگامی که در معادلات ولتاژ اولیه و نهایی خازن را در نظر بگیریم باید ولتاژ اولیه به علاوه ولتاژ نهایی شود و تقسیم بر دو گردد یعنی در این روابط از مقدار متوسط یا میانگین ولتاژ استفاده می شود چون ولتاژ اولیه خازن صفر است و در آخر به مقدار نهایی می رسد که این میانگین گیری در روابط توسط ضریب 1/2 لحاظ شده است ، ببینید :
W = 0.5 * C * V^2
که ضریب 0.5 همان 1/2 است که پیدایش این ضریب به خاطر همین مطلبی است که فرمودید.
حال هنگامی که بار در خازن ذخیره شد باید برای اینکه این انرژی ذخیره شده در خازن به صورت بار الکتریکی باتری را شارژ کند باید از مبدل بوست استفاده شود زیرا ولتاژ سوپر خازن 16 ولت و ولتاژ باتری 36 ولت است حال مبدل بوست با افزایش سطح ولتاژ توسط عمل بوست باتری را شارژ خواهد کرد. پس مبدل بوست زمانی استفاده می شود که خازن شارژ شده و باید این انرژی به باتری برود.

بله در مورد مدار باک حق با شماست . من فرض رو بر شارژ بودن خازن گزاشتم...
من منظورم مشکل افت ولتاژی بود که موقع مصرف رخ میده. با این همه دردسر و هزینه و اتلاف انرژی آیا این نوع ذخیره سازی میارزه؟
و یه چیز دیگه. بهتر نیست ولتاژ رو بالا ببریم برای دخیره سازی و ضرفیت خازن رو پایین بیارم؟ آخه توی رابطه W = 0.5 * C * V^2 توان با توان دوم ولتاژ رابطه مستقیم داره . البته نمیدونم خازن های ولتاژ بالا قیمتتون بیشتر در میاد یا ظرفیت بالا!؟!

[ناصر منتظری]

پاسخ : ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

بله در مورد مدار باک حق با شماست . من فرض رو بر شارژ بودن خازن گزاشتم...
من منظورم مشکل افت ولتاژی بود که موقع مصرف رخ میده. با این همه دردسر و هزینه و اتلاف انرژی آیا این نوع ذخیره سازی میارزه؟
و یه چیز دیگه. بهتر نیست ولتاژ رو بالا ببریم برای دخیره سازی و ضرفیت خازن رو پایین بیارم؟ آخه توی رابطه W = 0.5 * C * V^2 توان با توان دوم ولتاژ رابطه مستقیم داره . البته نمیدونم خازن های ولتاژ بالا قیمتتون بیشتر در میاد یا ظرفیت بالا!؟!

سلام بله کاملا حق با شماست هر چه ولتاژ بیشتر بشه انرژی ذخیره شده می تونه بیشتر بشه اما همین خازن شانزده ولت 58 فاراد رو با قیمت 800 هزار تومن خریدیم البته به صورت ماژول هست و کار رو راحت تر می کنه و اگر می خواستیم ماژول ولتاژ بالاتری حتی با ظرفیت کمتر استفاده کنیم هزینه اش چند برابر می شد!!
راجع به مبدل بوست باید بگم که ما به جای خود بوست از مبلدل Synchronous boost استفاده می کنیم تا موردی که گفتید نیز بر طرف شود.

[arvinfx]

پاسخ : ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

سلام بله کاملا حق با شماست هر چه ولتاژ بیشتر بشه انرژی ذخیره شده می تونه بیشتر بشه اما همین خازن شانزده ولت 58 فاراد رو با قیمت 800 هزار تومن خریدیم البته به صورت ماژول هست و کار رو راحت تر می کنه و اگر می خواستیم ماژول ولتاژ بالاتری حتی با ظرفیت کمتر استفاده کنیم هزینه اش چند برابر می شد!!
راجع به مبدل بوست باید بگم که ما به جای خود بوست از مبلدل Synchronous boost استفاده می کنیم تا موردی که گفتید نیز بر طرف شود.

اون دیگه چیه؟ ای سی هاش چنده؟ اصلا تو ایران پیدا میشه؟

و یه سوال دیگه عمر این باطری ها که شما خریدین چقدره؟ 800 هزارتومن! باید عمرش خیلی بیشتر باشه تا ارزششو داشته باشه

[ناصر منتظری]

پاسخ : ساخت یک دوچرخه ی الکترونیکی و اتوموبیل الکترونیکی ( بخش سوال و جواب و نظرات )

اون دیگه چیه؟ ای سی هاش چنده؟ اصلا تو ایران پیدا میشه؟

و یه سوال دیگه عمر این باطری ها که شما خریدین چقدره؟ 800 هزارتومن! باید عمرش خیلی بیشتر باشه تا ارزششو داشته باشه

ترکیب synchronous boost معایب بوست را اصلاح کرده و می توان از آن به راحتی در توان های بالاتر استفاده کرد.
ما هنوز به قسمت تست باتری نرسیده ایم ولی این باتری های LiFePo4 مانند باتری های لیتیوم یون کیفیت بالایی دارند و از آن هم بهترند.
بله خازن 800 هزار تومن شد :angry: :angry: :angry: :angry:
کلا خیلی چیزایی که ما استفاده می کنیم تو ایران نیست
ولی خوب الان حفظ انرژی در جهان اهمیت داره و همه به دنبال راندمان بالاتر و صرفه جویی در انرژی هستند