デバイスの使用中にラップトップデバイスの電源を入れることはできますか？

小型のラップトップデバイスを使用しながら、固定フレームにペダルを踏むことでどれだけ簡単になるかを調査したいと思います。（たとえば、エアロバイクでタブレットを使用したり、デスクでペダルをwhileぎながらネットブックを使用したりします。）

私は、ペダルパワーでラップトップを実行することが可能であることをすでに知っています。これが行われているいくつかの例を見つけたからです。[1] [2] 今、私は学術研究のためにそのようなセットアップを構築したいと考えています。機器を購入する前に、必要なものを正確に確認する必要があります。私は電気工学のバックグラウンドを持っていないので、数字はたくさんありますが、実行可能なオプションを選ぶために何を計算する必要があるか、または考慮する必要があるかわかりません。

可能なターゲットデバイス：

1. ネットブック：アダプターの入力：100-240V 1.7A、出力：19 V 65 W [3.4 A]
2. タブレット：アダプターの入力：100-240V 0.45A、出力：5.1 V 2.1 A [10.7 W]
3. スマートフォン： 3.7V 4.44WH（私が持っているすべての情報）

可能なアーキテクチャ：座席の配置（自転車、リカンベント自転車、机）の他に、機器を接続する方法にはいくつかのオプションがあるようです。

1. ホイール>自転車ダイナモ>レギュレーター>デバイス（タブレットまたはネットブックに十分なパワー？）
2. ペダル> DCジェネレーター> DC-DCコンバーター>レギュレーター>デバイス
3. ペダル> DCジェネレーター>充電コントローラー>バッテリー（鉛酸など）>インバーター>デバイス[3]

追加データ：

• 大人は、1時間の激しいペダル操作の間に50〜150 Wを生成できます。私は、ユーザーが激しく走るのではなく、快適にペダルを踏むことを望んでいます。
• どのデバイスにも独自のバッテリーが搭載されているので、セットアップでバッテリーを使用する必要をなくすことはできますか？
• デバイス独自のアダプターの使用を避けるために、デバイスをレギュレーターに直接接続することは悪い考えですか？

質問

私はこの時点で前進する方法について非常に混乱しています（たとえそうではないように思えても）。何よりも答えを探しているのは、明快さと決定性です。

これらのデバイス（1〜3）とアーキテクチャ（1〜3）の組み合わせのうち、確実に機能するのはどれですか。

リストからどの組み合わせを除外するかは、カテゴリごとに除外する必要がありますか？

ダイナモフックアップしやすい/安いようですので、アーキテクチャは、私には良いに見える-それはでもネットブック、すべてのこれらのデバイスに電力を供給することができますか？

背景：運動器具用のコントローラーの設計に使用していました。マシンは3相オルタネーターを駆動し、さまざまな基準に合うように抵抗負荷が適用されました。

電子機器に電力を供給したり、バッテリーを充電したりするために、長期間にわたってユーザーがどれだけ簡単に作成できるかを特定する観点から、負荷テストを実施しました。

適度にフィットする人は、平らな地面を1時間きびきびと歩くことができ、疲れはするがその過程で完全に疲れ果てない人と考えてください。つまり、能力が極端に高くなく、「非常にフィット」すらしていません-しかし、「カウチポテト」フィットネスをはるかに上回っています。

良質のオルタネーターを使用すると、適度にフィットするユーザーは1時間平均50ワットを供給できます。これは、あなたが運動していることを間違いなく知っているレベルですが、多くの人にとって耐えられるレベルです。

同じ適度にフィットするユーザーは、100ワットを1時間供給し、非常に疲れます。

頻繁に電源を投入するタスクを目指している場合、100ワットよりも50ワットがはるかに望ましいでしょう。

上記は、高品質で合理的な効率システムを想定しています。理想的には、「コギング」または顕著性を最小限に抑えます。つまり、磁石がコイルに近づいたり後退したりするときに、低速のジャーキネスが発生しません。一部のシステムでは、チェーンドライブを使用した実質的なギア比を持つ発電機を使用しています。これらは合理的かもしれませんが、通常はそうではありません。低顕著性オルタネーターへのベルト駆動をうまく機能させることができます。

提供されたWebサイトで行われた主張は、自分自身と矛盾する傾向があることに注意してください。そのグラフに示されているように、平均出力は60〜70ワットの範囲であると推定します。彼らのグラフ：

しかし、彼らは言う：

• 注：毎日うまくいく人は、200〜300ワットの電力を出すことができます。

  体調がよくない人は、上記の1時間のワークアウトグラフに示すように、約80〜100ワットの電力を消費できます。

  そして最後に-競争力のあるサイクラーである人は、500ワットまで出力できます!!

200-300ワットの主張は真実ですが、tatは非常に厳しいです。
500ワット+はトップトップのアスリートにも当てはまります。

ゴッサマーアルバトロスなどの一部のケースでは、 1979年6月12日にイギリス海峡を横断する最初の人力飛行が行われました。!!! :-)。
静止空気中で乱流なしで約300ワット連続。乱流により「急速に上昇」します。ブライアンアレン
のオフィスでの別の日。（本業）-

500ワットを約10秒間行うことができます。その後、足がゼリーになり、疲れ果てます。

あなたの3つのオプションは重要なほど違いはないようです：

• ホイール>自転車ダイナモ>レギュレーター>デバイス（タブレットまたはネットブックに十分なパワー？）
• ペダル> DCジェネレーター> DC-DCコンバーター>レギュレーター>デバイス
• ペダル> DCジェネレーター>充電コントローラー>バッテリー（鉛酸など）>インバーター>デバイス2

これらはどれもうまく機能するか、または適切に設計されていないとひどいものになる可能性があります。

ホイール/ペダルの意味が明確ではありません。
示されているようにホイールリムから電源を供給しても正常に機能する場合があります。主な目的は、低損失、ジャークまたは不均一性です。理想的には、安定した非周期的な負荷。

あなたが参照したサイトで- これらのいくつかはよく見えます。

最適なのはACオルタネーターです-3相以上が望ましい。以下に示すように、3フェーズの波形はどの段階でもゼロにはなりません。これを修正してフィルタリングすると、さらにスムーズな結果が生成されます。3フェーズを超えるとさらに良い結果が得られますが、まれです。DC発電機は整流器とブラシによって整流が行われるACオルタネーターです。電圧レベルが変化すると、ブラシの下にある新しい巻線接点を回転させる整流器によって新しい巻線が選択されます。原理はダイオードを備えたオルタネーターの使用に似ていますが、ブラシを使用すると、一般的にオルタネーターよりも機械的な抵抗と損失が大きくなります。ほとんどの発電機（DC）は、発電機として駆動されるDCムーアです。2つの役割は互換性がありますが、一方用に設計されたマシンは他方用に最適化されない傾向があります。

あなたが引用したリムベースのモーターベースのダイナモは原理的には問題ありませんが、機械的な問題のために実際には恐ろしく非効率的です。子供の頃、私が見た多くのリムダイナモはすべてひどいものだったので、これを合理的にうまくやる現代のユニットを見て驚いた。通常、ダイナモ」は1〜10ワットの出力を生成します。効率的なシステムを使用すると、サイクリング時に10ワットに気づき、非常に軽い負荷条件またはcoast性走行を除いて1ワットにほとんど気付かないでしょう。

何らかの形式のバッテリーストレージがほぼ不可欠です。ラップトップやタブレットなどは、取り外さない限り、独自のものがあります。下限に近づくと、タブレットの通常のネットブックよりも3 x 18650 LiIonセルから6時間かかる場合があります。3.5V平均x 2アンペア時間x 3 = 21ワット時間と言います。したがって、6時間以上の動作= 21/6 = 3.5ワット。大きなラップトップは、6または8または9または12個のセルで2時間程度の低さになる可能性があるため、最悪の場合は20〜30ワットです。バッテリーパックを充電するレートは直接接続されていませんが、パックを大きくするとエネルギーが増えます。より大きな充電器では、19v x 5.5A = 110ワットを指定できます。単一の2 AH 18650 LiIonセル（ほとんどのラップトップバッテリで組み合わせて使用​​）は、充電に約10ワットピーク（4.2V x 2A +いくらかの「ヘッドルーム」）を必要とするため、上記の110ワットは非常に大きなバッテリパックに適しています（12セル）。これは、完全に「フラット」になった充電サイクルの最初の約40分間です。その後、セルは定電圧テーパー電流モードに入ります。

必要に応じて後で。睡眠は悲しいかな..

私はおそらくこれに非難されるでしょうが、..あなたたちは皆、よく、電気技師のように考えています。大型フライホイールの機械的利点、発電機の駆動に対するギア比などについて誰も言及していないのはなぜですか？フライホイールのスピンダウン時間と、それを動かすのに必要なエネルギーは、間違いなく要因になるはずです。なぜなら、人間は純粋なエネルギーインエナジーアウトマシンではないからです。私のTTバイクのPowertapには、今年のベストレース中に1時間で約400ワットを出力できると書かれています。アウトとアウトの最大の短い努力で、私は16-1700を打つことができ、私よりも大きい人は定期的に2Kを破る。しかし、小さなフライホイール（非常にPROのセットアップではありません）を使ってトレーナーを配置し、ペダリングを停止するとスピンダウン効果があるため、同じ速度を維持するための努力を余儀なくされます。問題の解決策はありません 安定した出力のために最適化すると、人間では一定の出力はほぼ不可能であり、新鮮な人間は一度動き続けるのに必要なよりも多くのパワーを開始できることがわかります。立ち上がると同じで、一時停止の標識の効果で行きます。

私はおそらく、わずかな修正を加えて3番に進みます。

完全に一定の速度でペダルを踏んでいない限り、電圧はおそらくかなり大きく変化します。安定化された電圧よりも高い値を変更することは重要ではありませんが、レギュレータが正しく動作するために最小入力電圧が必要になるため、低い値になります。
非常に広い入力範囲のスイッチングレギュレータを使用できますが、それでも完全な停止（またはそれに近い）ができません。

編集-外部バッテリーに関して、何らかの理由で、最初はデバイスのバッテリーを検討していませんでした。私はあなたがなくてもできると思いますが、3つのうちのどれが間違いなく動作するかを尋ねたので、以下に述べる理由のために、おそらくそれを固執します。あなたが与えたMITリンクは、12Vバッテリーとシガーライター12V-> 19.5Vコンバーターを使用して言及しました。これは、スイッチングレギュレーターをいじりたくない場合に入力電圧を提供する簡単な方法です。

したがって、ある程度の電力の貯蔵は良い考えです（実際には、ペダリングの減速/停止については何も言及していません）
いくつかの大きな（スーパー）コンデンサー（または大型のフライホイール）を使用できますが、妥当なワット数で余裕を持たせるため、小さなバッテリーを使うのが良い方法だと思います。
ジェネレーター->充電コントローラー-> 12Vバッテリー->ブースト（またはデバイスに応じてバック）コンバーター+フィルター->ラップトップ/タブレット入力。
単純にDC / DCコンバーターを使用するよりも非効率的であるため、ラップトップ/タブレット電源とインバーターを使用することに煩わされません。適切なフィルタリング（2、3個のコンデンサとインダクタ/フェライトビーズ）と過渡保護（TVS-過渡電圧サプレッサなど）を使用すると、これで問題ありません。
おそらく、タブレットを選択するか、30-65Wが長時間にわたって維持するのに妥当な電力量であるので、低電力のラップトップを選択します。

私は子供の頃、自転車にダイナモの照明をつけていたのを思い出すことができます。

概念的には、はい、ペダル式発電機（発電機またはDC / DC）を使用できます。確かにオプション（3）を選択します。そうしないと、発電が需要を超える場合に電力を浪費し、需要が発電を超える場合に電力を失う可能性があります。

多くの点で、（3）電気自動車の現在のパラダイムにマップします。電気自動車は、動力としてではなく、範囲拡張発電機として小さなエンジンを使用しています。