Pyörällä toimiva puhelinlaturi: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tämä on Bike Powered -puhelinlaturi, joka on halpa, 3D -tulostettava, helppo valmistaa ja asentaa, ja puhelinlaturi on universaali. Se on hyödyllinen asia, jos pyöräilet paljon ja joudut lataamaan puhelimesi.

Laturin suunnittelivat ja rakensivat viisi teini -ikäistä Vector Space -alueella Lynchburgissa, Virginiassa.

Tarvikkeet

• Yleinen generaattori, 12,97 dollaria
• LM2596 jännitesäädin, 6,99 dollaria
• 2 USB -porttia, 2,22 dollaria
• 4 diodia, 0,56 dollaria
• 4700UF kondensaattori, 1,95 dollaria
• 100 jalkaa Red Primary waire 22 GA 22 GA, 7,76 dollaria
• M3 -ruuvi x 30 mm: n hylsypää, (rautakauppa) 0,49 dollaria
• 3D -tulostuslangan PLA (yhteensä 65 g laatikkoa, ohjaustangon kiinnitintä ja puhelimen pidikettä varten), 1,30 dollaria
• Kuminauhat
• Velcro

Yhteensä: 30 dollaria

Vaihe 1: 3D -tulostus

Puhelimen pidike

Minä, sir James, olen monien koettelemusten ja ahdistusten kautta suunnitellut puhelimen pidikkeen, joka kiinnitetään useimpiin pyörän ohjaustankoihin. Se on tehty kahdessa osassa. Ensimmäinen on ohjaustangon kiinnitys ja toinen puhelimen kiinnike.

Ohjaustangon kiinnike

Ohjaustangon kiinnike on kiinnitetty ohjaustankoon ja kiinnitetty ruuvilla. Voit käyttää kiinnitysmutteria telineen toisella puolella ja kiertää ruuvia toiselta puolelta. Suunnittelin telineen käyttämään M3x20mm -ruuvia. Katso video kokoonpanovaiheesta.

Toinen ohjaustangon kiinnityksen keskeinen osa on suuren reiän koko. Suunnittelussamme on 27 mm reikä, joka antaa sille juuri tarpeeksi tilaa, jotta se voidaan kiinnittää tukevasti ohjaustankoomme. Jos ohjaustangosi on erikokoinen, voit käyttää ja muokata TinkerCAD -suunnittelua täällä.

Puhelinta pitää kiinni kahdella kuminauhalla, jotka menevät puhelimen tuen reikien läpi pitämään puhelimen paikallaan. Yhdistät puhelimen tuen ohjaustangon kiinnitykseen liimaamalla ne yhteen. Tämä on universaali puhelimen pidike, joten se toimii kaikissa puhelimissa.

Elektroniikkakotelo

Suunnittelimme elektroniikkakotelomme myös TinkerCADilla. Pääset kuvioon ja muokata sitä täältä.

Laatikon tarkoitus on suojata piiriä. Laatikko on suunniteltu siten, että se voidaan kiinnittää pyörään ja antaa USB -johtojen mennä sisään ja ulos. Ainoa harkintamme materiaalivalinnassa oli, onko se vedenpitävä. Huomasimme, että kaikki suuret muovit täyttävät tämän vaatimuksen, joten päätimme käyttää PLA: ta sen alhaisen hinnan ja helpon tulostamisen vuoksi. Elektroniikkakotelon tulostaminen kestää 41 grammaa, mikä maksaa noin 82 senttiä.

Tulostimme kaiken Lulzbot TAZ 6: lle käyttäen PLA: ta 0,25 mm: n kerroksen korkeudella ja 20% täyteaineella. Tukea ei tarvita.

Vaihe 2: Elektroniikka

AC -DC -muunnos

Generaattorit tuottavat vaihtojännitettä, joka on muutettava tasavirtaksi puhelimen lataamiseksi. Käytimme täydellistä siltaista tasasuuntaajaa muuntaaksesi tehon ja sitten jännitesäätimen laskemaan sen 5 volttiin, jotta se ei paista mobiililaitteesi akkua. Laitoimme siihen myös 4700uF: n kondensaattorin, jotta se latautuu tasaisemmin, sitten se menee ulos USB -ulostuloon. Käytimme 22 gaugen kuparilankaa yhdistääksemme kaiken.

Täyden sillan tasasuuntaaja on valmistettu neljästä diodeista, jotka on sijoitettu tiettyyn kokoonpanoon. Löydät yksityiskohdat sen rakentamisesta täältä, muista, et tarvitse leipälautaa, voit juottaa diodit suoraan toisilleen. Katso, miten teimme sen kuvasarjassa

tapit, joita et käytä, ovat kauimpana vasemman ja oikean nastat, jotka juottavat johtimiin, jos USB -portit on pinottu päälle, et käytä etupuolella olevia, jos käytät lähimpänä olevia tappeja

Jännitteen säätö

Muuttaaksemme yli 5 voltin jännitteistä täsmälleen 5 volttiin käytimme LM2596 -jännitesäädintä. Tämän säätimen lähtöjännitettä voidaan säätää kääntämällä sinisen laatikon pientä ruuvia. Jotta tämä ruuvi asetettaisiin oikein, liitimme digitaalisen virtalähteen tuloihin 9 voltin jännitteellä ja mittaimme lähtöjännitteen yleismittarilla. Käännä samalla ruuvia ja tarkkaile lähtöjännitettä, kunnes olet mahdollisimman lähellä 5 volttia. Jos ylität viisi volttia, puhelimesi paistaa, joten on tärkeää saada se mahdollisimman lähelle 5 volttia. Käännä ruuvia pienellä litteällä ruuvitaltalla. Seuraavaksi haluat juottaa punaisen langan reikään, joka on merkitty+, ja mustan langan, joka on merkitty sisään-, sitten haluat tehdä saman asian toiselle puolelle

Vaihe 3: Kokoonpano

Puhelimen pidike ja ohjaustangon kiinnike on liitetty toisiinsa superliimalla. Työnnä kuminauha kummankin puhelimen pidikkeen reiän läpi.

Aseta elektroniikka laatikkoon, liitä USB -kaapelit USB -portteihin ja liimaa sitten elektroniikka paikalleen. Varmista, että tulo ja lähtö ovat oikein laatikon tarroilla.

Käyttämämme generaattorin mukana tuli puristinkappale sen kiinnittämiseksi pyörään. Se oli melko yksinkertaista, sillä pyörän kiinnikkeessä oli kaksi pulttia. Kiinnitämme sen istuimen tukeen. Varmista, että se on vaihtajan vaijerin alla, jotta se ei häiritse sitä. Helpoin on laittaa generaattori kiinnityskappaleeseen ennen kuin asetat sen pyörälle.

Vaihe 4: Asennus

Elektroniikkakotelo

Laatikko on kiinnitetty tarranauhalla, joten voit laittaa sen haluamaasi alasputkeen. Aseta tarranauha kielekkeen rakoihin ja varmista sitten, että se on mukava ja tiukka paikkaan, johon asetit sen.

Generaattori

Generaattorin asentamiseksi sinun on ensin ruuvattava generaattori pidikkeen päähän ja sitten kiinnitettävä kiinnike pyörän takaosan istuimen pidikkeeseen ja kiinnitettävä kiinnike generaattoriin. Kun teet tämän, sinun on varmistettava, että päätyosa painaa tarpeeksi kovaa, mutta ei liian kovaa tai että se vaikuttaa rengaspaineeseen. Ennen kuin aloitat pyöräilyn, sinun on varmistettava, että ruuvit ovat riittävän tiukalla, jotta generaattori ei putoa. Sinun on myös pidettävä generaattorin keskiakseli pyörän keskipistettä kohti. Sitten sinun on kiinnitettävä johdot pyörägeneraattoriin ja sitten johtimien toinen pää laatikon lopussa olevaan USB -porttiin jossa lukee "Input". Sitten asetat oman USB -kaapelin laatikon toisella puolella olevaan "Output" -aukkoon ja kytket oman laturisi puhelimeesi.

Puhelimen pidike

Kiinnitä ohjaustangon kiinnike ohjaustankoon ja kiinnitä se M3 -ruuvilla. Käytä sitten kuminauhoja puhelimen 4 kulman pitämiseen. Se on tukevampaa kuin miltä se näyttää!

Vaihe 5: Liite A: Tutkimus

Kirjailija: Ellie Weeks

Puhelimesi täyteen lataamiseen akku tarvitsee 5 volttia. Joten sinun tarvitsee vain ajaa noin 4 mph. Jos menet hitaammin, et saa latausta, jos nopeat, jännitesäädin ylläpitää 5 volttia.

Kokeellinen asennus

Pyörän nopeus vastaan jännite

• Testasimme kahta eri generaattoria (Sanyo ja merkkitön)
• Pyöritimme generaattoria sähköporalla
• käytimme kierroslukumittaria generaattorin kierrosluvun mittaamiseen
• Muuntaaksemme generaattorin kierrosluvusta pyörän nopeuteen oletimme pyörän, jossa on 24 tuuman pyörät

Näin päädyimme tähän tulokseen kokeilustamme. Jos käytät 12 dollarin Sanyo -generaattoria. 1150 generaattorin rpm = 73,3 pyörän renkaan rpm. 75 tuuman renkaan ympärysmitta x 73,3 = 5500 tuumaa/min = 5,2 mph. Tällä nopeudella generaattori alkaa tuottaa 5 volttia. Tiedämme tämän seuraavien kokeilumme aikana kerättyjen tietojen perusteella.

• 950 rpm tuottaa 3,5 volttia
• 1150 rpm tuottaa 4,24 volttia
• 1900 rpm tuottaa 6,7 volttia

Jos aiot käyttää 9 $: n generaattoria, joka on pienempi, sinun on vain mentävä 3,2 mph saadaksesi 5 volttia ja lataaksesi latauksen puhelimeesi ja menemällä 5 mph antaa sinulle hieman yli 6 volttia.

1500 generaattorin rpm = 47 pyörän renkaan rpm. 47 rpm x 72 (pyörän ympärysmitta) = 3384 tuumaa/min = 3,2 mph

• 1300 rpm antaa 3 volttia
• 1500 rpm antaa 5 volttia
• 1700 rpm antaa 7 volttia

Latausnopeus

Teimme kokeilun sen mittaamiseksi, kuinka paljon sähkövirtaa toimitetaan puhelimeen latauksen aikana. Tuloksemme osoittivat, että Sanyo -generaattori tuotti 0,9 ampeeria ja merkkitön generaattori 1,0 ampeeria.

Näiden numeroiden avulla voimme laskea suunnilleen kuinka kauan tyypillisen matkapuhelimen lataaminen kestää. Koska monien matkapuhelimien akun kapasiteetti on 3 ampeerituntia, merkittömän generaattorin lataaminen 0-100%kestää noin 3 tuntia.

Halvemman hinnan, lataamiseen vaadittavan pyörän nopeuden ja paremman latausnopeuden vuoksi suosittelen geneeristä generaattoria Sanyo -generaattorin sijaan.

Vaihe 6: Liite B: Tietoja projektista

Tämän polkupyörällä toimivan puhelinlaturin keksivät 5 teini -ikäistä (Ellie, Ian, Adam, Isaac ja James) Lynchburgista, Virginiasta, paikallisesta tuotantotilasta Vector Space. Hanketta sponsoroi Mutterit ja pultit -säätiö.

Rakensimme tämän laturin viidessä päivässä noin 5 tunniksi joka päivä. Ensimmäisenä päivänä teimme 3D -mallinnusta ja selvimme, mihin puhelin sijoitetaan.

Päivänä 2 teimme joitakin juotoksia ja muokkaimme 3D -mallejamme ja paranimme niitä, teimme matemaattisia laskelmia siitä, kuinka nopeasti sinun on mentävä, ja johdotus AC: n (vaihtuva herukka) muuttamiseksi DC: ksi (tasavirta).

Päivänä 3 teimme 3D -tulostusta ja editointia, ja jotkut ensimmäisistä laatikoista eivät vastanneet mittoja, sitten korjasimme ne ja laitoimme sähköjohdot ja laskimme kuinka kauan sinun pitäisi pyöräillä siirtyäksesi 0%: sta 100%: iin.

4. päivänä valmistelimme kaiken käyttövalmiiksi, jotta saisimme ensimmäisen prototyyppimme, joka täydensi mittoja, testausta ja dokumentointia.

Päivänä 5 viimeistely ja dokumentointi.