Diseño y construcción de un sistema electromecánico autosuficiente energéticamente incorporado en una bicicleta y vinculado mediante comunicación en tiempo real a un dispositivo móvil para la visualización y análisis de estadísticas de uso

Abstract

En este trabajo se llevó a cabo el diseño de un sistema energéticamente autosuficiente, para su uso en una bicicleta. Este es capaz de obtener información relacionada con el desempeño del ciclista y transmitirla a un dispositivo móvil, para la posterior visualización de datos estadísticos de rendimiento deportivo y disminución de emisiones nocivas al medio ambiente. Lo anterior, con el fin de hacer al ciclista partícipe de una solución ambiental, por hacer uso de la bicicleta como medio alternativo de transporte, al mismo tiempo que se le incentiva a tener un progreso en su rendimiento deportivo. Para que el sistema sea autosuficiente energéticamente se necesita una fuente generadora de energía renovable. Para este propósito se eligió una dínamo de botella, a la cual se le realizó una caracterización energética, para verificar que cumple con la demanda de energía del sistema y de conocer su comportamiento cuando se usa en una bicicleta. El sistema diseñado obtiene mediciones de velocidad y cadencia a través de dos sensores, para que un microcontrolador las transmita mediante un módulo Bluetooth a un teléfono móvil. Los datos transmitidos por el sistema, son recibidos por un teléfono inteligente, a través de una aplicación móvil, que se desarrolló con el propósito de mostrar información relacionada con el rendimiento deportivo y el aporte ambiental del ciclista. Para elegir las variables de rendimiento deportivo, se realizó un estudio tomando en cuenta varias fuentes académicas, enfocadas en la investigación de los parámetros que influyen en el rendimiento deportivo. También se consultó información académica en cuanto a la contribución ambiental por el uso de la bicicleta y su eficiencia energética comparada con otros medios de transporte.

In this work, the design of a self-sufficient energy system for use in a bicycle was carried out. The device is able to get information about cyclist’s performance and send it to a smartphone, for the subsequent display of statistical data about sport performance and pollution decrease. The former with the goal of making the cyclist part of an ecological solution, as a result of the use of the bicycle, as an alternative conveyance, while encouraging an improvement of the sport performance. For the device to be self-sufficient, a renewable power source is needed. For this purpose a bottle dynamo was chosen, a characterization was made to verify that the energy demand is fulfilled by the dynamo and to know about the behavior when used in a bicycle. The designed device obtains speed and cadency measurements from two sensors, in order to transmit them through by microcontroller via a bluetooth module to a smartphone. The transmitted data from the device are received in a smartphone by an app, which was developed for displaying information related to sport performance and cyclist’s environmental contribution. To choose the sport performance variables, a study was made taking into account academics sources, with a primary focus on the research of sport performance parameters. Additionally, a review was made regarding academic information about environmental contribution by using of the bicycle and its efficiency compared with other conveyances.