Dviračiu varomas telefono įkroviklis: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Tai „Bike Powered“telefono įkroviklis, pigus, 3D spausdinamas, lengvai pagaminamas ir montuojamas, o telefono įkroviklis yra universalus. Tai naudinga, jei daug važinėjate dviračiu ir reikia įkrauti telefoną.

Įkroviklį suprojektavo ir pagamino penki paaugliai „Vector Space“Lynchburge, Virdžinijoje.

Prekės

• Bendrasis generatorius, 12,97 USD
• LM2596 įtampos reguliatorius, 6,99 USD
• 2 USB prievadai, 2,22 USD
• 4 diodai, 0,56 USD
• 4700UF kondensatorius, 1,95 USD
• 100 pėdų „Red Primary waire 22 GA 22 GA“, 7,76 USD
• M3 varžtas x 30 mm lizdo galvutė, (techninės įrangos parduotuvė) 0,49 USD
• 3D spausdintuvo siūlai PLA (iš viso 65 g dėžutės, vairo spaustuko ir telefono laikiklio), 1,30 USD
• Gumytės
• Velcro

Iš viso: 30 USD

1 žingsnis: 3D spausdinimas

Telefono laikiklis

Aš, pone Džeimsas, per daugelį išbandymų ir sunkumų suprojektavau telefono laikiklį, kuris bus tvirtinamas ant daugumos dviračių vairų. Jis pagamintas iš dviejų dalių. Pirmasis yra vairo laikiklis, o antrasis - telefono laikiklis.

Rankenos laikiklis

Rankenos laikiklis pritvirtintas prie vairo ir laikomas varžtu. Vienoje laikiklio pusėje galite naudoti veržlę, o iš kitos - atsukti varžtą. Aš suprojektavau laikiklį, kad būtų naudojamas M3x20 mm varžtas. Žiūrėkite vaizdo įrašą surinkimo etape.

Kitas pagrindinis vairo laikiklio komponentas yra didelės skylės dydis. Mūsų dizainas turi 27 mm skylę, kuri suteikia pakankamai vietos, kad būtų galima tvirtai pritvirtinti prie mūsų vairo. Jei jūsų vairas yra kitokio dydžio, čia galite pasiekti ir pakeisti mūsų TinkerCAD dizainą.

Telefoną laiko dvi guminės juostos, einančios per telefono atramos skyles, kad telefonas liktų vietoje. Telefono atramą prijungiate prie vairo laikiklio, super klijuodami juos. Tai universalus telefono laikiklis, kuris reiškia, kad jis tinka visiems telefonams.

Elektronikos gaubtas

Mes taip pat panaudojome „TinkerCAD“kurdami savo elektronikos korpusą. Čia galite pasiekti dizainą ir jį pakeisti.

Dėžutės paskirtis yra apsaugoti grandinę. Dėžutė sukurta taip, kad ją būtų galima pririšti prie dviračio ir leisti USB laidams įeiti ir išeiti. Vienintelis dalykas, kurį pasirinkome, buvo medžiagos atsparumas vandeniui. Mes nustatėme, kad visi pagrindiniai plastikai atitinka šį reikalavimą, todėl nusprendėme naudoti PLA dėl mažos kainos ir paprasto spausdinimo. Elektronikos korpuso spausdinimas užtrunka 41 gramą, o tai kainuoja apie 82 centus.

Viską išspausdinome ant „Lulzbot TAZ 6“, naudodami PLA, esant 0,25 mm sluoksnio aukščiui ir 20% užpildui. Nereikia jokių atramų.

2 žingsnis: Elektronika

Kintamosios srovės konvertavimas į nuolatinę srovę

Generatoriai gamina kintamosios srovės įtampą, kurią reikia konvertuoti į nuolatinę srovę, kad būtų galima įkrauti telefoną. Mes panaudojome pilną tiltinį lygintuvą, norėdami konvertuoti galią, tada įtampos reguliatorių, kad jis sumažėtų iki 5 V, kad jis nekeptų jūsų mobiliojo prietaiso baterijos. Mes taip pat įdėjome 4700uF kondensatorių, kad jis būtų įkraunamas sklandžiau, tada išeina į išvesties USB. Viskam prijungti naudojome 22 gabarito varinę vielą.

Visas tilto lygintuvas yra pagamintas iš keturių diodų, esančių tam tikroje konfigūracijoje. Čia galite rasti išsamios informacijos apie tai, kaip jį sukurti, atminkite, kad jums nereikia duonos lentos, galite lituoti diodus tiesiai vienas kitam. Pažiūrėkite, kaip mums tai pavyko paveikslėlyje

Smeigtukai, kurių jūs nenorite naudoti, yra tolimiausi kairieji ir dešinieji kaiščiai, skirti lituoti prie laidų, jei USB prievadai yra sukrauti, tada jūs nenorite naudoti priekyje esančių, jei naudojate tą, kuris yra arčiausiai kaiščių

Įtampos reguliavimas

Norėdami konvertuoti iš didesnės kaip 5 voltų įtampos į tiksliai 5 voltų įtampą, naudojome įtampos reguliatorių LM2596. Šio reguliatoriaus išėjimo įtampą galima reguliuoti sukant mažą varžtą ant mėlynos dėžutės. Norėdami tinkamai nustatyti šį varžtą, prie įvesties kaiščių prijungėme 9 voltų skaitmeninį maitinimo šaltinį ir multimetru išmatavome išėjimo įtampą. Tai darydami pasukite varžtą ir stebėkite išėjimo įtampą, kol priartėsite prie 5 voltų. Jei viršysite penkių voltų įtampą, jūsų telefonas bus apkepintas, todėl svarbu, kad jis būtų kuo arčiau 5 voltų. Naudodami mažą plokščią atsuktuvą atsukite varžtą. Tada norite lituoti raudoną laidą prie skylės, pažymėtos+, o juodą laidą, pažymėtą in-, tada tą patį norite padaryti ir kitoje pusėje

3 žingsnis: Surinkimas

Telefono laikiklis ir vairo laikiklis yra sujungti vienas su kitu naudojant super klijus. Įkiškite guminę juostelę per kiekvieną iš dviejų telefono laikiklio skylių.

Įdėkite elektroniką į dėžę, prijunkite USB kabelius prie USB prievadų, tada karštu būdu klijuokite elektroniką. Įsitikinkite, kad įvestis ir išvestis yra teisinga naudojant etiketes ant dėžutės.

Generatorius, kurį naudojome, buvo su spaustuku, kad jį pritvirtintume prie dviračio. Tai buvo gana paprasta, ant dviračio esančiam spaustukui buvo du varžtai. Mes pritvirtinome jį prie sėdynės atramos. Įsitikinkite, kad jis yra po perjungiklio viela, kad jis netrukdytų. Lengviausia uždėti generatorių ant tvirtinimo detalės prieš dedant jį ant dviračio.

4 žingsnis: diegimas

Elektronikos gaubtas

Dėžutė pritvirtinta Velcro, todėl ant apatinio vamzdžio galite įdėti ją ten, kur norite. Įkiškite Velcro dirželį į skirtukų plyšius ir įsitikinkite, kad jis yra gražus ir prigludęs prie tos vietos, kurioje uždėjote.

Generatorius

Norėdami sumontuoti generatorių, pirmiausia turite prisukti generatorių prie laikiklio galo, tada prisukti laikiklį prie dviračio galinės dalies sėdynės ir prisukti laikiklį prie generatoriaus. Kai tai darote, turite įsitikinti, kad galinė dalis stumia pakankamai stipriai, bet ne per stipriai, ar tai paveiks padangų slėgį. Prieš pradėdami važiuoti dviračiu, turite įsitikinti, kad varžtai yra pakankamai priveržti, kad generatorius nenukristų. Taip pat turėsite išlaikyti centrinę generatoriaus ašį nukreiptą į rato centrą. Tada turėsite prijungti laidus prie dviračių generatoriaus, o tada kitą laidų galą pritvirtinti prie USB prievado dėžutės gale tai sako „Įvestis“. Tada įkiškite savo USB kabelį į „Išvesties“angą kitoje dėžutės pusėje ir prijunkite savo įkroviklį prie telefono.

Telefono laikiklis

Užfiksuokite vairo laikiklį prie vairo ir pritvirtinkite M3 varžtu. Tada guminėmis juostomis laikykite 4 telefono kampus. Tai tvirčiau nei atrodo!

5 žingsnis: A priedas: tyrimai

Autorius: Ellie Weeks

Kad telefonas būtų visiškai įkrautas, akumuliatoriui reikia 5 voltų. Taigi jums reikia tik važiuoti maždaug 4 mylių per valandą greičiu. Jei važiuosite lėčiau, įkrovimo negausite, jei važiuosite greičiau, įtampos reguliatorius išlaikys 5 voltus.

Eksperimentinis nustatymas

Dviračio greitis prieš įtampą

• Mes išbandėme du skirtingus generatorius („Sanyo“ir be prekės ženklo)
• Generatoriui sukti naudojome elektrinį grąžtą
• generatoriaus apsisukimų dažnį matavome tachometru
• Norėdami konvertuoti iš generatoriaus apsisukimų į dviračio greitį, mes manėme, kad dviratis su 24 colių ratais

Taip mes padarėme tokią išvadą atlikdami eksperimentą. Jei naudojate 12 USD „Sanyo“generatorių. 1150 generatoriaus apsisukimų per minutę = 73,3 dviračių padangų apsisukimų per minutę. 75 colių padangų apimtis x 73,3 = 5500 colių/min = 5,2 mylių per valandą. Tokiu greičiu generatorius pradės gaminti 5 voltų įtampą. Mes tai žinome, remdamiesi šiais eksperimento metu surinktais duomenimis.

• 950 aps / min sukuria 3,5 volto
• 1150 aps / min sukuria 4,24 voltų
• 1900 aps / min sukuria 6,7 voltų

Jei ketinate naudoti mažesnį 9 USD generatorių, turėsite nuvažiuoti tik 3,2 mylių per valandą, kad gautumėte 5 voltų įtampą ir iš tikrųjų įkrautumėte telefoną, o važiuodami 5 mylių per valandą gausite šiek tiek daugiau nei 6 voltai.

1500 generatoriaus apsisukimų per minutę = 47 dviračių padangų aps / min. 47 aps/min x 72 (dviračio apimtis) = 3384 in/min = 3,2 mph

• 1300 aps / min suteikia 3 voltus
• 1500 aps / min suteikia 5 voltus
• 1700 aps./min. Suteikia 7 voltų

Įkrovimo norma

Mes sukūrėme eksperimentą, kurio tikslas - išmatuoti, kiek elektros srovės į telefoną tiekiama įkrovimo metu. Mūsų rezultatai parodė, kad „Sanyo“generatorius sukuria 0, 9 amperų, o be prekės ženklo - 1, 0 amperų.

Šiais skaičiais galime apskaičiuoti, kiek laiko užtruks įkrauti įprastą mobilųjį telefoną. Kadangi daugelio mobiliųjų telefonų akumuliatoriaus talpa yra 3 Amp-valandos, be prekės ženklo pagamintam generatoriui įkrauti nuo 0 iki 100%prireiktų maždaug 3 valandų.

Dėl mažesnės kainos, mažesnio dviračio greičio, reikalingo įkrovimui, ir dėl geresnio įkrovimo greičio rekomenduočiau bendrąjį generatorių, o ne „Sanyo“generatorių.

6 žingsnis: B priedas: Apie projektą

Šį dviračiu varomą telefono įkroviklį sugalvojo 5 paaugliai (Ellie, Ian, Adomas, Isaacas ir Jamesas) iš Linčburgo, Virdžinijos, „Vector Space“, vietinėje gamintojų erdvėje. Projektą rėmė riešutų ir varžtų fondas.

Šį įkroviklį sukūrėme per penkias dienas, maždaug 5 valandas kiekvieną dieną. Pirmą dieną mes tiesiog atlikome 3D modeliavimą ir išsiaiškinome, kur bus dedamas telefonas.

Antrą dieną litavome ir redagavome savo 3D modelius ir juos tobulinome, atlikome matematinius skaičiavimus, kaip greitai reikia nueiti ir prijungti laidus, kad AC (kintamos serbentai) būtų konvertuojamos į DC (nuolatinė srovė).

Trečią dieną mes atlikome 3D spausdinimą ir redagavimą, o kai kurios pirmosios dėžutės neatitiko matmenų, tada mes jas sutvarkėme ir įdėjome elektros laidus ir apskaičiavome, kiek laiko jums reikės važiuoti dviračiu, kad pereitumėte nuo 0% iki 100%.

Ketvirtą dieną mes ruošėme viską naudoti, kad galėtume turėti pirmąjį prototipą, tobulindami matmenis, išbandydami ir dokumentuodami.

Penktą dieną pridedami apdailos darbai ir dokumentuojami dokumentai.