Sykkeldrevet telefonlader: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Dette er en sykkelstyrt telefonlader som er billig, 3D -utskrivbar, enkel å lage og installere, og telefonladeren er universell. Det er nyttig å ha hvis du sykler mye og trenger å lade telefonen.

Laderen ble designet og bygget av fem tenåringer på Vector Space i Lynchburg, Virginia.

Rekvisita

• Generisk generator, $ 12,97
• LM2596 spenningsregulator, 6,99 dollar
• 2 USB -porter, 2,22 dollar
• 4 dioder, $ 0,56
• 4700UF kondensator, $ 1,95
• 100 fot Red Primary waire 22 GA 22 GA, $ 7,76
• M3 skrue x 30 mm sokkelhode, (jernvarehandel) $ 0,49
• 3D -skriverfilament PLA (totalt 65 g for eske, håndtaksklemme og telefonholder), $ 1,30
• Gummibånd
• Borrelås

Totalt: $ 30

Trinn 1: 3D -utskrift

Telefonholder

Jeg, sir James, har gjennom mange prøvelser og trengsler designet en telefonholder som kan festes på de fleste sykkelstyrene. Den er laget i to deler. Den første er håndtaket, og den andre er telefonfestet.

Styrefeste

Styrefeste festes til styret og holdes fast med en skrue. Du kan bruke en innsatsmutter på den ene siden av festet, og drive en skrue fra den andre siden. Jeg designet festet til å bruke en M3x20mm skrue. Se videoen i monteringstrinnet.

En annen viktig komponent i styret er størrelsen på det store hullet. Designet vårt har et 27 mm hull, noe som gir det akkurat nok plass til å være godt festet til styret. Hvis styret ditt har en annen størrelse, kan du få tilgang til og endre vårt TinkerCAD -design her.

Telefonen holdes av to gummibånd som går gjennom hullene på telefonstøtten for å holde telefonen på plass. Du kobler telefonstøtten til styrefestet ved å superlimme dem sammen. Dette er en universell telefonholder som betyr at den fungerer for alle telefoner.

Elektronikkskap

Vi brukte også TinkerCAD til å designe elektronikkskapet vårt. Du kan få tilgang til designet og endre det her.

Formålet med boksen er å beskytte kretsen. Boksen er designet slik at den kan bindes til sykkelen og la USB -ledningene passere inn og ut. Vår eneste vurdering med materialvalg var om det ville være vanntett. Vi fant ut at alle de store plastene oppfyller dette kravet, så vi bestemte oss for å bruke PLA på grunn av lave kostnader og enkel utskrift. Elektronikkinnkapslingen tar 41 gram å skrive ut, noe som koster omtrent 82 cent.

Vi trykte alt på en Lulzbot TAZ 6 ved bruk av PLA i 0,25 mm laghøyde og 20% utfylling. Ingen støtter nødvendig.

Trinn 2: Elektronikk

AC til DC konvertering

Generatorene produserer vekselstrøm, som må konverteres til likestrøm for å lade en telefon. Vi brukte en fullbro -likeretter til å konvertere strømmen, deretter en spenningsregulator for å bringe den ned til 5v, slik at den ikke steker batteriet på mobilenheten din. Vi satte også en 4700uF kondensator på den for å få den til å lade jevnere, så går den ut til USB -utgangen. Vi brukte 22 gauge kobbertråd for å koble alt sammen.

En fullbro -likeretter er laget av fire dioder plassert i en bestemt konfigurasjon. Du kan finne detaljer om hvordan du bygger en her, husk at du ikke trenger et brødbrett, du kan lodde dioder direkte til hverandre. Se hvordan vi gjorde det i bildeshowet

pin -outsene du ikke vil bruke er de lengste venstre og høyre pinnene for å lodde til ledningene hvis USB -portene er stablet, så vil du ikke bruke de foran hvis du bruker den som er nærmest pinnene

Spenningsregulering

For å konvertere fra spenninger over 5 volt til nøyaktig 5 volt brukte vi en LM2596 spenningsregulator. Utgangsspenningen til denne regulatoren kan justeres ved å vri den lille skruen på den blå boksen. For å sette denne skruen riktig, koblet vi en digital strømforsyning til inngangspinnene med 9 volt og vi målte utgangsspenningen med et multimeter. Mens du gjør dette, snu skruen og se på utgangsspenningen til du kommer så nært som mulig til 5 volt. Hvis du går over fem volt, blir telefonen stekt, så det er viktig å få den så nært som mulig til 5 volt. Bruk en liten skrutrekker til å skru skruen. Deretter vil du lodde den røde ledningen til hullet merket med+ og den svarte ledningen merket med-, så vil du gjøre det samme til den andre siden

Trinn 3: Montering

Telefonholderen og håndtaket er koblet til hverandre ved hjelp av superlim. Sett et gummibånd gjennom hvert av de to hullene i telefonholderen.

Plasser elektronikken i esken, koble USB -kablene til USB -portene, og lim deretter elektronikken på plass. Sørg for å få input og output riktig med etikettene på esken.

Generatoren vi brukte kom med et klemstykke for å feste den til sykkelen. Det var ganske enkelt det var to bolter for klemmen som går på sykkelen. Vi festet den til seteoppholdet. Sørg for at den er under ledningen til giret slik at den ikke forstyrrer den. Det er lettest å sette generatoren på festestykket før du setter den på sykkelen.

Trinn 4: Installasjon

Elektronikkskap

Boksen er festet med borrelås, slik at du kan sette den der du vil på nedrøret. Sett borrelåsstroppen i tappespaltene og sørg for at den er fin og tett på stedet du legger den på.

Generator

For å installere generatoren må du først skru generatoren til enden av braketten og deretter skru braketten på setestøtten på bakenden av sykkelen og skru braketten til generatoren. Når du gjør dette må du sørge for at endedelen skyver hardt nok, men ikke for hardt, eller det vil påvirke dekktrykket. Før du begynner å sykle må du sørge for at skruene er stramme nok til at generatoren ikke faller av. Du må også holde senteraksen til generatoren pekende mot midten av hjulet. Deretter må du feste ledningene til sykkelgeneratoren og deretter feste den andre enden av ledningene til USB -porten på enden av esken som sier "Input". Deretter setter du din egen USB -kabel inn i "Output" -hullet på den andre siden av esken og kobler din egen lader til telefonen.

Telefonholder

Fest festet på styret til styret ditt og fest det med en M3 -skrue. Bruk deretter gummibåndene til å holde de fire hjørnene på telefonen. Det er sterkere enn det ser ut!

Trinn 5: Vedlegg A: Forskning

Av: Ellie Weeks

For å gi telefonen full lading trenger batteriet 5 volt. Så du trenger bare å gå omtrent så raskt som 4 mph. Hvis du går saktere, får du ingen kostnad. Hvis du går raskere, vil spenningsregulatoren opprettholde 5 volt.

Eksperimentelt oppsett

Sykkelhastighet kontra spenning

• Vi testet to forskjellige generatorer (Sanyo og uten merke)
• Vi brukte en motorbor for å snurre generatoren
• vi brukte en turteller for å måle generatorens turtall
• For å konvertere fra generatorens turtall til sykkelhastighet antok vi en sykkel med 24 tommers hjul

Slik kom vi til denne konklusjonen fra vårt eksperiment. Hvis du bruker en 12 $ Sanyo generator. 1150 omdreininger for generator = 73,3 omdreininger for sykkeldekk. 75 tommers dekkomkrets x 73,3 = 5500 tommer/min = 5,2 mph. Det er med denne hastigheten at generatoren vil begynne å produsere 5 volt. Vi vet dette basert på følgende data samlet inn under eksperimentet vårt.

• 950 o / min gir 3,5 volt
• 1150 rpm gir 4,24 volt
• 1900 rpm gir 6,7 volt

Hvis du skal bruke en 9 $ generator som er mindre, trenger du bare å gå 3,2 km / t for å få 5 volt og faktisk sette en ladning i telefonen og gå 5 mph vil gi deg litt mer enn 6 volt.

1500 generator rpm = 47 sykkel dekk rpm. 47 rpm x 72 (sykkelomkrets) = 3384 in/min = 3,2 mph

• 1300 o / min gir 3 volt
• 1500 o / min gir 5 volt
• 1700 o / min gir 7 volt

Ladepris

Vi satte opp et eksperiment for å måle hvor mye elektrisk strøm som leveres til telefonen ved lading. Resultatene våre viste at Sanyo -generatoren produserte 0,9 ampere og den merkede generatoren produserte 1,0 ampere.

Vi kan bruke disse tallene til å beregne omtrent hvor lang tid det vil ta å lade en vanlig mobiltelefon. Siden mange mobiltelefoner har en batterikapasitet på 3 Amp-timer, vil det ta den merkede generatoren omtrent 3 timer å lade fra 0 til 100%.

På grunn av den lavere prisen, lavere sykkelhastighet som kreves for lading, og på grunn av den bedre ladehastigheten, vil jeg anbefale den generiske generatoren over Sanyo -generatoren.

Trinn 6: Vedlegg B: Om prosjektet

Denne sykkeldrevne telefonladeren ble oppfunnet av 5 tenåringer (Ellie, Ian, Adam, Isaac og James) fra Lynchburg, Virginia på Vector Space, det lokale makerområdet. Prosjektet ble sponset av Nuts and Bolts Foundation.

Vi bygde denne laderen på fem dager i omtrent 5 timer hver dag. Den første dagen gjorde vi bare 3D -modellering og fant ut hvor telefonen skulle plasseres.

På dag 2 loddet og redigerte vi 3D -modellene våre og gjorde dem bedre, vi gjorde noen matematiske beregninger om hvor raskt du må gå og kabling for å konvertere AC (vekselbær) til DC (likestrøm).

På dag 3 foretok vi 3D -utskrift og redigering, og noen av de første boksene passet ikke til dimensjonene, så fikset vi dem og satte våre elektriske ledninger og beregnet hvor lang tid du ville trenge å sykle til for å gå fra 0% til 100%.

På dag 4 gjorde vi alt klart til bruk, slik at vi kunne få vår første prototype, perfeksjonere dimensjonene, teste og dokumentere.

På dag 5 legger jeg til finpuss og dokumenterer.