Ar velosipēdu darbināms tālruņa lādētājs: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Šis ir ar velosipēdu darbināms tālruņa lādētājs, kas ir lēts, 3D izdrukājams, viegli izgatavojams un uzstādāms, un tālruņa lādētājs ir universāls. Tas ir noderīgi, ja daudz braucat ar velosipēdu un jums ir jāuzlādē tālrunis.

Lādētāju projektēja un izgatavoja pieci pusaudži Vector Space Linčburgā, Virdžīnijā.

Piegādes

• Generic Generator, 12,97 ASV dolāri
• LM2596 sprieguma regulators, 6,99 ASV dolāri
• 2 USB porti, 2,22 ASV dolāri
• 4 diodes, 0,56 ASV dolāri
• 4700UF kondensators, 1,95 ASV dolāri
• 100 pēdas no Red Primary waire 22 GA 22 GA, 7,76 ASV dolāri
• M3 skrūve x 30 mm ligzdas galva, (datortehnikas veikals) 0,49 ASV dolāri
• 3D printera kvēldiega PLA (kopā 65 g kastē, stūres skava un tālruņa turētājs), 1,30 ASV dolāri
• Gumijas lentes
• Velcro

Kopā: 30 ASV dolāri

1. darbība: 3D drukāšana

Tālruņa turētājs

Es, kungs Džeimss, daudzos pārbaudījumos un grūtībās izstrādāju telefona turētāju, kas tiks uzstādīts uz vairuma velosipēdu stūres. Tas ir izgatavots divās daļās. Pirmais ir stūres stiprinājums, bet otrais - tālruņa stiprinājums.

Stūres stiprinājums

Stūres stiprinājums ir piestiprināts pie stūres un tiek turēts ar skrūvi. Jūs varat izmantot ieliktņa uzgriezni stiprinājuma vienā pusē un no otras puses atskrūvēt skrūvi. Es projektēju stiprinājumu, lai izmantotu M3x20 mm skrūvi. Skatiet video montāžas posmā.

Vēl viena stūres stiprinājuma galvenā sastāvdaļa ir lielā cauruma izmērs. Mūsu dizainam ir 27 mm caurums, kas dod pietiekami daudz vietas, lai to droši nostiprinātu pie mūsu stūres. Ja jūsu stūre ir cita izmēra, šeit varat piekļūt un mainīt mūsu TinkerCAD dizainu.

Tālruni tur divas gumijas lentes, kas iet caur tālruņa balsta atverēm, lai tālrunis būtu vietā. Tālruņa balstu jūs savienojat ar stūres stiprinājumu, super līmējot tos kopā. Šis ir universāls tālruņa turētājs, kas nozīmē, ka tas darbojas visiem tālruņiem.

Elektronikas korpuss

Mēs arī izmantojām TinkerCAD, lai izstrādātu savu elektronikas korpusu. Šeit varat piekļūt dizainam un to mainīt.

Kastes mērķis ir aizsargāt ķēdi. Kastīte ir veidota tā, lai to varētu piesiet pie velosipēda un ļaut USB vadiem ieiet un iziet. Mūsu vienīgais apsvērums, izvēloties materiālu, bija tas, vai tas būs ūdensizturīgs. Mēs atklājām, ka visas lielākās plastmasas atbilst šai prasībai, tāpēc nolēmām izmantot PLA, jo tās ir zemas izmaksas un drukāšanas vienkāršība. Elektronikas korpusa drukāšana aizņem 41 gramu, kas maksā aptuveni 82 centus.

Mēs visu iespiedām uz Lulzbot TAZ 6, izmantojot PLA 0,25 mm slāņa augstumā un 20% pildījumu. Nav nepieciešami balsti.

2. solis: elektronika

Maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidošana

Ģeneratori ražo maiņstrāvas spriegumu, kas jāpārveido par līdzstrāvu, lai uzlādētu tālruni. Mēs izmantojām pilnu tiltu taisngriezi, lai pārveidotu jaudu, pēc tam sprieguma regulatoru, lai samazinātu to līdz 5 V, lai tas neizceptu jūsu mobilās ierīces akumulatoru. Mēs arī ievietojām tajā 4700uF kondensatoru, lai tas uzlādētos vienmērīgāk, pēc tam tas iziet uz izejas USB. Lai savienotu visu, mēs izmantojām 22 gabarīta vara stiepli.

Pilns tilta taisngriezis ir izgatavots no četrām diodēm, kas ievietotas noteiktā konfigurācijā. Šeit varat atrast informāciju par to, kā to izveidot, paturiet prātā, ka jums nav nepieciešams maizes dēlis, jūs varat lodēt diodes tieši savā starpā. Kā mums tas izdevās, skatiet attēlu izstādē

tapas, kuras jūs parasti neizmantojat, ir vistālākās kreisās un labās tapas, lai pielodētu pie vadiem, ja USB porti ir sakrauti, tad jūs neizmantosiet tos, kas atrodas priekšā, ja izmantojat tuvāko tapām

Sprieguma regulēšana

Lai pārveidotu no sprieguma virs 5 voltiem uz precīzi 5 voltu, mēs izmantojām sprieguma regulatoru LM2596. Šī regulatora izejas spriegumu var regulēt, pagriežot mazo skrūvi uz zilās kastes. Lai pareizi uzstādītu šo skrūvi, mēs pievienojām digitālo barošanas bloku pie ieejas tapām pie 9 voltiem, un mēs izmērījām izejas spriegumu ar multimetru. To darot, pagrieziet skrūvi un skatieties izejas spriegumu, līdz esat pēc iespējas tuvāk 5 voltiem. Ja pārsniedzat vairāk nekā piecus voltus, tālrunis tiks cepts, tāpēc ir svarīgi to pēc iespējas tuvināt 5 voltiem. Lai pagrieztu skrūvi, izmantojiet nelielu skrūvgriezi ar plakanu galvu. Pēc tam vēlaties lodēt sarkano vadu caurumā, kas apzīmēts ar+, un melno vadu, kas apzīmēts ar iezīmi-, tad to pašu vēlaties darīt arī otrā pusē

3. solis: montāža

Tālruņa turētājs un stūres stiprinājums ir savienoti viens ar otru, izmantojot super līmi. Ievietojiet gumijas joslu cauri abiem tālruņa turētāja caurumiem.

Ievietojiet elektroniku kastē, pievienojiet USB kabeļus USB portiem, pēc tam karstā veidā pielīmējiet elektroniku. Pārliecinieties, ka ievade un izvade ir pareizi, izmantojot uzlīmes uz kastes.

Ģeneratoram, ko izmantojām, bija pievienots skavas gabals, lai to piestiprinātu pie velosipēda. Tas bija diezgan vienkārši, un skrūvei, kas atrodas uz velosipēda, bija divas skrūves. Mēs to piestiprinājām pie sēdekļa balsta. Pārliecinieties, vai tas atrodas zem pārslēdzēja stieples, lai tas netraucētu. Visvienkāršāk ir novietot ģeneratoru uz stiprinājuma detaļas, pirms to uzliekat uz velosipēda.

4. solis: uzstādīšana

Elektronikas korpuss

Kastīte ir piestiprināta ar Velcro, lai jūs to varētu novietot, kur vēlaties. Ievietojiet Velcro siksnu cilpu spraugās un pēc tam pārliecinieties, ka tā ir jauka un cieši pieguļ vietā, kur to uzliekat.

Ģenerators

Lai uzstādītu ģeneratoru, vispirms jāpieskrūvē ģenerators pie kronšteina gala, pēc tam skrūve jāpieskrūvē pie velosipēda aizmugures sēdekļa balsta un jāpieskrūvē kronšteins pie ģeneratora. To darot, jums jāpārliecinās, ka gala daļa spiež pietiekami smagi, bet ne pārāk stipri, vai arī tas ietekmē riepu spiedienu. Pirms sākat braukt ar velosipēdu, jums jāpārliecinās, vai skrūves ir pietiekami cieši pievilktas, lai ģenerators nenokristu. Jums arī jāuztur ģeneratora centrālā ass uz riteņa centru. Tad jums jāpievieno vadi velosipēdu ģeneratoram un pēc tam jāpievieno vadu otrs gals pie USB porta kastes beigās kas saka "Ievadi". Pēc tam ievietojiet savu USB kabeli kastes otrā pusē esošajā atverē "Izvads" un pievienojiet tālrunim savu lādētāju.

Tālruņa turētājs

Piestipriniet stūres stiprinājumu pie stūres un nostipriniet to, izmantojot M3 skrūvi. Pēc tam izmantojiet gumijas lentes, lai noturētu tālruņa 4 stūrus. Tas ir izturīgāk, nekā izskatās!

5. solis: A pielikums: izpēte

Autors: Ellie Weeks

Lai tālrunis būtu pilnībā uzlādēts, akumulatoram nepieciešami 5 volti. Tātad jums jābrauc tikai tik ātri kā 4 mph. Ja jūs iet lēnāk, jūs nesaņemsiet maksu, ja jūs iet ātrāk, sprieguma regulators uzturēs 5 voltus.

Eksperimentālā iestatīšana

Velosipēda ātrums pret spriegumu

• Mēs pārbaudījām divus dažādus ģeneratorus (Sanyo un bez zīmola)
• Ģeneratora griešanai mēs izmantojām urbi
• ģeneratora apgriezienu skaita mērīšanai izmantojām tahometru
• Lai no ģeneratora apgriezienu skaita pārvērstu velosipēda ātrumā, mēs pieņēmām velosipēdu ar 24 collu riteņiem

Tā mēs nonācām pie šāda secinājuma no mūsu eksperimenta. Ja izmantojat 12 $ Sanyo ģeneratoru. 1150 ģeneratora apgriezieni minūtē = 73,3 velosipēdu riepu apgriezieni minūtē. 75 collu riepas apkārtmērs x 73,3 = 5500 collas/min = 5,2 jūdzes stundā. Tieši ar šo ātrumu ģenerators sāks ražot 5 voltus. Mēs to zinām, pamatojoties uz šādiem mūsu eksperimenta laikā savāktajiem datiem.

• 950 apgr./min rada 3,5 voltus
• 1150 apgr./min rada 4,24 voltus
• 1900 apgr./min rada 6,7 voltus

Ja jūs plānojat izmantot 9 ASV dolāru ģeneratoru, kas ir mazāks, jums būs jāiet tikai 3,2 jūdzes stundā, lai iegūtu 5 voltus un faktiski uzlādētu tālruni, un, braucot 5 jūdzes stundā, jūs iegūsit nedaudz vairāk par 6 voltiem.

1500 ģeneratora apgriezieni minūtē = 47 velosipēdu riepu apgriezieni minūtē. 47 apgr./min x 72 (velosipēda apkārtmērs) = 3384 collas/min = 3,2 jūdzes stundā

• 1300 apgr./min dod 3 voltus
• 1500 apgr./min dod 5 voltus
• 1700 apgr./min dod 7 voltus

Uzlādes ātrums

Mēs izveidojām eksperimentu, lai izmērītu, cik daudz elektriskās strāvas tiek piegādāts tālrunim uzlādes laikā. Mūsu rezultāti parādīja, ka Sanyo ģenerators ražoja 0, 9 ampērus un bez zīmola ģenerators ražoja 1, 0 ampērus.

Mēs varam izmantot šos skaitļus, lai aptuveni aprēķinātu, cik ilgs laiks būtu nepieciešams, lai uzlādētu tipisku mobilo tālruni. Tā kā daudzu mobilo tālruņu akumulatora jauda ir 3 ampērstundas, bez zīmola ģeneratora uzlāde no 0 līdz 100%prasītu apmēram 3 stundas.

Zemākas cenas, zemāka velosipēda ātruma dēļ, kas nepieciešams uzlādēšanai, un labāka uzlādes ātruma dēļ es ieteiktu ģeneratoru ģeneratoru, nevis Sanyo ģeneratoru.

6. solis: B pielikums: Par projektu

Šo ar velosipēdu darbināmo tālruņa lādētāju izgudroja 5 pusaudži (Ellija, Īans, Ādams, Īzaks un Džeimss) no Linčburgas, Virdžīnijas, vietējā ražotāja Vector Space. Projektu sponsorēja Nuts and Bolts Foundation.

Mēs izveidojām šo lādētāju piecās dienās apmēram 5 stundas katru dienu. Pirmajā dienā mēs vienkārši veicām 3D modelēšanu un izdomājām, kur tiks ievietots tālrunis.

Otrajā dienā mēs lodējām un rediģējām savus 3D modeļus un uzlabojām tos, mēs veicām dažus matemātiskus aprēķinus par to, cik ātri jums jāiet, un vadu, lai pārveidotu AC (mainīgās jāņogas) par DC (līdzstrāva).

Trešajā dienā mēs veicām 3D drukāšanu un rediģēšanu, un dažas no pirmajām kastēm neatbilda izmēriem, tad mēs tās salabojām un ievietojām elektroinstalāciju un aprēķinājām, cik ilgi jums būs jābrauc ar velosipēdu, lai pārietu no 0% uz 100%.

Ceturtajā dienā mēs gatavojām visu lietošanai, lai mēs varētu iegūt savu pirmo prototipu, pilnveidojot izmērus, pārbaudot un dokumentējot.

5. dienā pievienojot pēdējos pieskārienus un dokumentējot.