Hengitysvoimalla toimiva USB -laturi: 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Hengitätkö? Onko sinulla gadget, jonka voi ladata USB -portin kautta? Jos vastasit kyllä molempiin, olet onnekas. Tämä opas näyttää kuinka tehdä laite, joka lataa USB-yhteensopivia laitteitasi samalla kun teet parhaasi. Hengittää. Käyttämällä joitain osia, jotka on poistettu vanhasta CD-ROM-asemasta, yksinkertaisesta elektronisesta piiristä ja muutamista kuminauhoista, huudat ja turvonnut pian täyteen ladattuun näennäishyödylliseen elektroniseen gadget-nirvanaan.

Vaihe 1: Johdanto ja vaihe 1

Tämä projekti vaatii monenlaisia "valmistajan" taitoja, kuten piirilevyjen valmistusta, elektroniikan purkamista, muovien leikkaamista ja poraamista, epoksin sekoittamista, hammasvaihteen suunnittelua, joukon osien yhdistämistä, paperiliittimien taivuttamista ja kaivon vaarantamista. koska olet aina niin kallis puhelin, kamera tai kämmentietokone. Kaiken kaikkiaan, hauskaa. Koska jokaisella on eri kokoelma roskapostia, josta tämä voidaan rakentaa, annan sinulle vain yksityiskohtaisen yleiskatsauksen siitä, miten olen edennyt, ja voit soveltaa näitä sekoituksia omaan projektiin. Joka koostuu löysästi neljästä vaiheesta.1. Pura generaattoriin sopivia osia 2. Rakenna latauspiiri 3. Kokoa generaattori, rintakehän liitin ja mekaaninen paluu 4. Kytke laturipiiri ja testaa Vaihe 1: Minulla oli noin neljä vanhaa CD -asemaa roikkumassa ympäri ja otin muutamia niistä erilleen nähdäkseni, mitä viileitä osia sisällä oli. Osoittautuu, että sisällä on paljon hienoja moottoreita, hammaspyöriä ja muita osia, jotka vahvistavat täysin vaatimukseni pitää tällainen paska paikoillaan. Näen hammaspyörät näiden yksiköiden sisällä, joita käytettiin lokeron avaamiseen, sain idean tähän projektiin. Pieni, matala vääntömomentti, suuri kierroslukuinen moottori on liitetty lokeroon hammaspyörän kautta, jonka lopullinen suhde on noin 20: 1. Aiemmin olin käyttänyt rinnakkain pieniä hakukoneita sähkön tuottamiseksi hengityksestä (katso alla) mutta lineaarinen matka rintakehäsi laajenemisesta ei ole niin suuri (noin tuumaa), joten hyödyllisten jännitteiden luomiseksi joudut todella huutamaan ja puffaamaan. Revi joka tapauksessa CDROM -asemat, joita löytyy melkein mistä tahansa autotallimyynnistä, säästökaupasta tai kaatopaikasta. Alla oleva kuva näyttää tulokset. Siellä on paljon potentiaalisia projekteja. Toistaiseksi meitä kiinnostavat vain muoviset hammaspyörät ja moottorit lokeron avaamiseksi ja/tai laservaunun siirtämiseksi. Katso eri vaihteita ja käyttölaitteita ja yritä kuvitella tapaa lisätä lisävaihteita vaihteen lisäämiseksi tai kuinka lisätä toinen moottori sarjaan. Haluat minimoida vaihdelaitteen muutokset. Vaihtoehtoisesti voit vain puhdistaa kaikki vaihteet ja rakentaa vaihteiston alusta. Tarvitset myös vähintään yhden moottorin, jossa on pieni hammaspyörä tai hihnapyörä, jotta voit yhdistää sen hammaspyörään. CDROM -taajuusmuuttajan moottorit ovat tyypillisesti yksinkertaisia kestomagneetti -tasavirtamoottoreita, jotka on suunniteltu toimimaan 5 V: lla, lukuun ottamatta karamoottoria, jota et kuitenkaan halua käyttää. että hihna kiertää rintaasi. Vanha vyö, hihna, vanha kengännauha, nimimerkin hihna tai mikä tahansa, joka sopii ympärillesi mukavasti ilman venytystä. Haluat kaiken laajennuksen tapahtuvan lineaarisessa generaattorissasi. Kaikki venytykset, joita esiintyy rintakytkimessäsi, ovat hukkaan heitettyä energiaa.

Vaihe 2: Rakenna laturipiiri

Latauspiiri on melko yksinkertainen. Se koostuu: 1. Diodisilta generaattorin vaihtojännitteen muuttamiseksi tasasuuntaajaksi DC.2. Ladattava akku tasoittaa jännitettä ja pitää ylimääräistä virtaa, kun mitään ei ole kytketty USB -porttiin. Voit käyttää myös suurta kondensaattoria, mutta akut tarjoavat ennustettavamman jännitetason. Tehostusmuunnin, joka nostaa matalajännitteen jopa 5 VDC: hen USB -latausta varten4. USB -liitin. Olen laatinut piirin EAGLE -ohjelmassa, jota suosittelen. Voit ladata sen ilmaiseksi osoitteesta cadsoft.de. Kaavamainen ja yksikerroksinen levyasettelu on liitteenä. EAGLEn todellinen käyttö ja levyjen valmistus eivät kuulu tämän ohjeen soveltamisalaan. Näiden aiheiden kattamiseksi on olemassa monia hyviä ohjeita. Katso esimerkiksi tämä, miten piirilevyjä valmistetaan keittiössäsi. Latauspiirin osaluettelo (lihavoidut määrät): 1x L6920 Säädettävä ulostulon tehostettu tasavirtamuunnin (1 V: n minimitulo, tietolomake täällä) Digikey# 497-4593- 1-ND4x 1N4148 kytkentädiodit (käytin pieniä SOD523 smd -laitteita, mutta voit sub saada mitä tarvitset) Digikey# 1N4148WTDICT-ND2x 10uF keraaminen tai muu matala ESR-kondensaattori (käytin 1206 smd) Digikey# 39901299-1-ND2x 100k ohut kalvovastuksetDigikey# P100kFCT-ND1x 10uH lankakelan induktoriDigikey# 490-2519-1-ND1x USB-naaras, tyypin A smd-liitin Vaikea osa on valmistaa keittiöön hyvä piirilevy, jossa on tarpeeksi pieniä jälkiä L6920: n TSSOP -paketille. Kuten kuvasta näkyy, tein 4 levyä kerralla, koska jokainen on niin pieni. Kokoonpanon temppu on aloittaa keskeltä ja siirtyä ulos. Aloita L6920: sta ja lisää SMD -diskreetit mennessään. Pinsetit ovat välttämättömät, sekä hyvät silmät tai suurennuslasi, kirkas valo ja vakaa käsi. Älä huolehdi siitä, että sinne tulee liikaa juotosta, puhdista onnettomuudet juotosmyllylläsi ja tarkista työsi yleismittarilla jokaisen vaiheen jälkeen. Harjoitus tekee mestarin.

Vaihe 3: Rakenna generaattori

Nyt sinun on tehtävä generaattori. Sinun pitäisi leikkiä vaihteilla ja moottoreilla, kunnes saat tyydyttävän järjestelyn. Haluat käyttää yleismittaria moottorissa samalla kun vaihdat vaihteita nähdäksesi kuinka paljon jännitettä saat. Haluat päästä 2-3 voltin alueelle samalla kun siirrät lineaarivaihdetta hitaasti noin tuuman matkalla. Kun asennat vaihteita, haluat käyttää niitä, joissa on suuri vaihde, joka on valettu pienemmällä vaihteella. Sarjaan pinottuina saat hyvän vaihteen, kuten kuvassa. (jätä huomiotta se tosiasia, että hampaat ovat väärän kokoisia piirustuksessa, olin liian laiska piirtämään uudelleen sopivalla hammasvälillä) Sinun pitäisi ampua jonnekin 25-50: 1-alueella. Enemmän on parempi, mutta lopulta hammaspyörän häviöt kasaantuvat ja moottorin kääntäminen on liian vaikeaa ja vaihteet irtoavat.

Yksi avaimista on löytää tapa käyttää CD -lokeron tai muun kappaleen lineaarisia hammaspyöriä kääntääksesi hengitysliikkeesi tasavirtamoottorin pyörimiseksi. Lisäsin kuvan toisesta CD -asemageneraattorin prototyyppiversiosta, jossa näet lineaarisen lokeron vaihteen selvästi. Myös muovin leikkausjäljet näkyvät. Tämä prototyyppi kykeni myös valaisemaan kuvassa olevan LED -ryhmän. Älä pelkää katkaista tätä asiaa tarpeidesi mukaan. Toisessa kuvassa tasavirtamoottori on asennettu paikalleen kannibalisoidun aseman muoviin. Lähellä tätä oli lineaarinen liukusäädin, jota käytin kytkemään hengitysliikkeet vaihteistoon. Lisäsin myös toisen vaihteen (katso kuva) voimansiirtoon, jotta suhdetta voitaisiin lisätä ja jotta toinen moottori voidaan asentaa tulevaisuudessa tehon lisäämiseksi. Suurin haaste on saada hengitysvoima tehokkaasti kääntämään moottorin pyörintä tehokkaasti. Myös kuvassa

Vaihe 4: Laita kaikki yhteen ja testaa se

Kun generaattorin asetukset ovat tyydyttävät, haluat kytkeä generaattorin latauspiiriin, asettaa akun paikalleen ja käyttää yleismittaria USB -portin lähtöjännitteen testaamiseen. Jos et näe 5V, on ongelma. Korjaa se, ennen kuin liität kalliit laitteesi USB -porttiin. Näet palauttamiseen käytetyn kuminauhan sekä lineaarisen vaihteen kelkan, hihnan ja paperiliittimen, jota käytin lineaarisen hammaspyörän liittämiseen hihnaan. Tärkeintä on, että kaikki liike siirretään lineaariseen hammaspyörään, jotta hihna ja liitäntätapa olisivat jäykkiä ilman luovutusta. Kuminauhan tai jousipalautteen lujuus on sinun. Puoliperäiset kokeiluni osoittavat, että voit melkein käsitellä 1 N: n voimaa tuntematta liikaa työtä hengityksessäsi. Ihannetapauksessa haluat niin pienen kuminauhan kuin palauttaa lineaarivaihteiston lähtöasentoon uloshengityksen aikana. Jos saat tarpeeksi tuotantokapasiteettia joko suuren välityssuhteen, lisämoottorien tai isomman moottorin avulla, tarvitset suuremman jousipalautteen. Pohjimmiltaan tallennat sisäänhengityksen aikana mekaanista energiaa, jota käytetään generaattorin käynnistämiseen uloshengityksen aikana, jotta voit tuottaa sekä työntämällä että vetämällä. Tarvitset diodisillan hyödyntääksesi sen tehokkaasti. Liitteenä on generaattorin jännitekaavion lähtö ennen 5V USB -muunnoksen tehostamista. Pohjimmiltaan akku käyttää tehostinmuunninta ja hengitysgeneraattori lataa akun. Kaaviossa näet akun tasoitusvaikutuksen jännitepiikkeillä hengittäessäni. Itse asiassa olin lähestymässä hyperventilaatiota, mutta tieteen nimissä. Tulokset näkyvät puhelimen latauksen kuvassa. Yksi asia on mainita, että minun piti muuttaa USB -kaapelia, jotta RAZR latautuisi tällä verkkosivustolla kuvatulla tavalla. Minulla ei ole kiinteitä lukuja tuottamastani tehosta, en ole vielä keksinyt hyvää tapaa mitata sitä. (olen nähnyt 50%pohjoiseen). Joten jos oletamme 25 W: n jatkuvan energian, jota käytetään hengittämiseen, vaikuttaa järkevältä, että voisimme lisätä tätä 4%: n korottaaksesi 1 W: n matkapuhelimen lataamiseen. Matkapuhelimeni ja näiden olettamusten perusteella 3,7 V 800 mAh akun lataaminen kestää noin 3 tuntia. Olettaen 100%: n tehokkuuden, valitettavasti muutamien mittausten perusteella, jotka pystyin tekemään, rakentamani hengitysgeneraattori tuottaa enemmän kuin 50 mW. Tapa hengittää ilman hengitystä. Se lataisi puhelimen, mutta NiMH -akku tekisi suurimman osan työstä, kunnes se tyhjeni. NiMH -akun lataaminen joutuisi sitten hengittämään päivän. Aiotko tehdä sen joka tapauksessa? Parantamisen varaa siis on. Yksi alue, jota tarkastelen, on käyttää hiilinanoputkia ja polyuretaania elektroaktiivisen polymeerigeneraattorin valmistamiseksi. Tämä on tekniikka, jota käytetään käynnistysiskun generaattoreiden valmistamiseen armeijalle. Tulevat parannukset voivat saada tämän laitteen 1 W: n alueelle. Erityisesti käyttämällä parempaa tasavirtamoottoria (korkeampi jännite kierrosta kohden) ja mukauttamalla voimansiirto mukavammaksi ja paremmin kytkeytyväksi hengitysliikkeeseen. Olen työskennellyt tämän tyyppisten laitteiden parissa keittiössäni/työpajassani jonkin aikaa ja haluaisin julkistaa tämän kaiken, jotta muut pääsevät mukaan. Ota rohkeasti yhteyttä minuun kysymyksiin tai keskusteluun. Kuten bard sanoi, "ja koiran kesyttäminen jatkui lakkaamatta".