Nabíječka telefonu na kolo: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jedná se o levnou nabíječku telefonu poháněnou na kole, 3D tisk, snadnou výrobu a instalaci a nabíječku telefonu je univerzální. Je to užitečná věc, pokud hodně jezdíte na kole a potřebujete si nabít telefon.

Nabíječku navrhlo a vyrobilo pět teenagerů ve společnosti Vector Space v Lynchburgu ve Virginii.

Zásoby

• Generický generátor, 12,97 $
• Regulátor napětí LM2596, 6,99 $
• 2 porty USB, 2,22 $
• 4 diody, 0,56 $
• Kondenzátor 4700UF, 1,95 $
• 100 ft Red Primary waire 22 GA 22 GA, 7,76 $
• Šroub M3 x 30 mm válcová hlava, (železářství) 0,49 $
• Filament 3D tiskárny PLA (celkem 65 g na krabici, svorku na řídítka a držák telefonu), 1,30 USD
• Gumičky
• Suchý zip

Celkem: 30 $

Krok 1: 3D tisk

Držák telefonu

Já, pane Jamesi, jsem během mnoha zkoušek a útrap navrhl držák telefonu, který se bude montovat na většinu řídítek na kole. Vyrábí se ve dvou částech. První je držák na řídítka a druhý je držák telefonu.

Držák na řídítka

Držák na řídítka je připevněn k řídítkům a přidržován šroubem. Na jedné straně držáku můžete použít matici a z druhé strany šroub. Držák jsem navrhl tak, aby používal šroub M3x20 mm. Podívejte se na video v kroku montáže.

Další klíčovou součástí uchycení řídítek je velikost velkého otvoru. Náš design má otvor 27 mm, což mu dává dostatek prostoru pro bezpečné uchycení na řídítka. Pokud mají vaše řídítka jinou velikost, můžete přistupovat a upravovat náš design TinkerCAD zde.

Telefon je držen dvěma gumičkami, které procházejí otvory v opěrce telefonu, aby telefon držel na svém místě. Opěrku telefonu připojíte k držáku na řídítkách super slepením. Jedná se o univerzální držák telefonu, který znamená, že funguje pro všechny telefony.

Skříň elektroniky

Také jsme použili TinkerCAD k návrhu naší skříně elektroniky. Zde můžete přistupovat k designu a upravovat jej.

Účelem krabice je chránit obvod. Krabice je navržena tímto způsobem, takže ji lze připnout na kolo a nechat kabely USB procházet dovnitř a ven. Při výběru materiálu jsme zvažovali pouze to, zda bude vodotěsný. Zjistili jsme, že všechny hlavní plasty splňují tento požadavek, a proto jsme se rozhodli použít PLA kvůli jeho nízkým nákladům a snadnému tisku. Skříň elektroniky vyžaduje tisk 41 gramů, což stojí přibližně 82 centů.

Vytiskli jsme vše na Lulzbot TAZ 6 pomocí PLA ve výšce vrstvy 0,25 mm a 20% výplni. Není nutná podpora.

Krok 2: Elektronika

Převod AC na DC

Generátory produkují střídavé napětí, které je třeba pro nabíjení telefonu převést na stejnosměrné. K přeměně energie jsme použili plně přemostěný usměrňovač, poté pomocí regulátoru napětí snížit napětí na 5 V, aby nedošlo k usmažení baterie vašeho mobilního zařízení. Také jsme na něj umístili kondenzátor 4700uF, aby se nabíjel plynuleji, než přejde na výstupní USB. K připojení všeho jsme použili měděný drát o rozměru 22.

Usměrňovač s plným můstkem je vyroben ze čtyř diod umístěných v konkrétní konfiguraci. Zde najdete podrobnosti o tom, jak jej postavit, mějte na paměti, že nepotřebujete prkénko, můžete diody pájet přímo k sobě. Podívejte se, jak jsme to zvládli, na obrázkové show

výstupy kolíků, které nebudete používat, jsou nejvzdálenější levé a pravé kolíky k pájení na vodiče, pokud jsou USB porty naskládány, pak nebudete používat ty vpředu, pokud používáte ten, který je nejblíže pinům

Regulace napětí

Abychom mohli převést z napětí nad 5 voltů na přesně 5 voltů, použili jsme regulátor napětí LM2596. Výstupní napětí tohoto regulátoru lze nastavit otáčením malého šroubu na modrém rámečku. Abychom tento šroub správně nastavili, připojili jsme digitální napájecí zdroj na vstupní piny na 9 voltů a výstupní napětí jsme změřili multimetrem. Přitom otáčejte šroubem a sledujte výstupní napětí, dokud se nedostanete co nejblíže k 5 voltům. Pokud překročíte pět voltů, bude váš telefon smažený, takže je důležité, abyste se dostali co nejblíže k 5 voltům. K otočení šroubu použijte malý plochý šroubovák. Dále chcete připájet červený vodič k otvoru označenému+ a černý vodič označený in-, pak chcete udělat totéž na druhé straně

Krok 3: Sestavení

Držák telefonu a držák na řídítka jsou navzájem spojeny pomocí super lepidla. Zasuňte gumičku do každého ze dvou otvorů v držáku telefonu.

Umístěte elektroniku do krabice, zapojte kabely USB do portů USB a poté elektroniku zalepte za tepla. Ujistěte se, že je vstup a výstup správný se štítky na krabici.

Generátor, který jsme použili, byl dodáván s upínacím kusem, který jej připevnil k motocyklu. Bylo to docela jednoduché, tam byly dva šrouby pro svorku, která jde na kole. Připevnili jsme ho k sedadlu. Ujistěte se, že je pod vodičem řadicí páky, aby vám nepřekážel. Nejjednodušší je nasadit generátor na připevňovací díl, než jej nasadíte na kolo.

Krok 4: Instalace

Skříň elektroniky

Krabice je připevněna suchým zipem, takže ji můžete umístit na spodní trubku, kam chcete. Nasaďte pásek na suchý zip do štěrbinek a poté se ujistěte, že je na místě, kde jste jej nasadili, hezký a těsný.

Generátor

Chcete -li nainstalovat generátor, musíte nejprve přišroubovat generátor ke konci držáku, poté přišroubovat držák k držáku sedla zadního konce kola a přišroubovat držák ke generátoru. Když to uděláte, musíte se ujistit, že koncová část tlačí dostatečně silně, ale ne příliš silně, nebo to ovlivní tlak v pneumatikách. Než začnete jezdit na kole, musíte se ujistit, že jsou šrouby dostatečně utažené, aby generátor nespadl. Budete také muset udržovat středovou osu generátoru namířenou směrem ke středu kola. Poté budete muset připojit dráty ke generátoru kola a druhý konec vodičů připojit k portu USB na konci krabice to říká „Vstup“. Poté vložíte vlastní USB kabel do otvoru „Výstup“na druhé straně krabice a zapojíte do telefonu vlastní nabíječku.

Držák telefonu

Připevněte držák na řídítka a zajistěte jej šroubem M3. Poté pomocí gumiček držte 4 rohy telefonu. Je to robustnější, než to vypadá!

Krok 5: Příloha A: Výzkum

Od: Ellie Weeks

K úplnému nabití telefonu potřebuje baterie 5 voltů. Musíte tedy jet pouze rychlostí 4 mph. Pokud půjdete pomaleji, nedostanete žádný náboj, pokud půjdete rychleji, regulátor napětí bude udržovat 5 voltů.

Experimentální nastavení

Rychlost kola versus napětí

• Testovali jsme dva různé generátory (Sanyo a neznačkové)
• K roztočení generátoru jsme použili elektrickou vrtačku
• k měření otáček generátoru jsme použili tachometr
• Abychom mohli převést z otáček generátoru na rychlost kola, předpokládali jsme kolo s 24palcovými koly

Tak jsme došli k tomuto závěru z našeho experimentu. Pokud používáte 12 $ generátor Sanyo. 1150 ot / min generátoru = 73,3 ot / min kola pneumatiky. Obvod pneumatiky 75 palců x 73,3 = 5500 palců/min = 5,2 mph. Právě při této rychlosti začne generátor produkovat 5 voltů. Víme to na základě následujících údajů shromážděných během našeho experimentu.

• 950 ot / min produkuje 3,5 voltů
• 1150 ot / min činí 4,24 voltů
• 1900 ot./min činí 6,7 voltů

Pokud se chystáte použít 9 $ generátor, který je menší, budete potřebovat pouze 3,2 km / h, abyste získali 5 voltů, a skutečně nabili váš telefon a rychlost 5 mil / h vám poskytne o něco více než 6 voltů.

1 500 generátorů za minutu = 47 otáček pneumatiky za kolo. 47 ot/min x 72 (obvod kola) = 3384 palců/min = 3,2 mph

• 1300 ot / min dává 3 volty
• 1500 ot / min dává 5 voltů
• 1700 ot / min dává 7 voltů

Míra nabíjení

Nastavili jsme experiment, abychom změřili, kolik elektrického proudu je do telefonu dodáváno při nabíjení. Naše výsledky ukázaly, že generátor Sanyo produkoval 0,9 A a neznačkový generátor 1,0 A.

Z těchto čísel můžeme přibližně vypočítat, jak dlouho by trvalo nabití typického mobilního telefonu. Vzhledem k tomu, že mnoho mobilních telefonů má kapacitu baterie 3 ampérhodiny, trvalo by neznačkovému generátoru nabití z 0 na 100%přibližně 3 hodiny.

Kvůli nižší ceně, nižší rychlosti kola potřebné k nabíjení a kvůli lepší rychlosti nabíjení bych doporučil generátor přes generátor Sanyo.

Krok 6: Příloha B: O projektu

Tuto nabíječku telefonů poháněnou na kole vynalezlo 5 dospívajících (Ellie, Ian, Adam, Isaac a James) z Lynchburgu ve Virginii ve společnosti Vector Space, místním makerspace. Projekt byl sponzorován nadací Nuts and Bolts Foundation.

Tuto nabíječku jsme postavili za pět dní asi na 5 hodin každý den. První den jsme provedli 3D modelování a zjistili, kam bude telefon umístěn.

Druhý den jsme provedli pájení a úpravy našich 3D modelů a jejich vylepšení, provedli jsme matematické výpočty, jak rychle potřebujete, a zapojení pro převod AC (střídavý rybíz) na DC (stejnosměrný proud).

Třetí den jsme provedli 3D tisk a úpravy a některé z prvních boxů neodpovídaly rozměrům, poté jsme je opravili a vložili elektrické vedení a vypočítali, za jak dlouho budete muset jet na kole z 0% na 100%.

4. den jsme vše připravovali k použití, abychom mohli mít první prototyp, zdokonalovat rozměry, testovat a dokumentovat.

5. den přidání závěrečných úprav a dokumentace.