Cykeldrevet telefonoplader: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Dette er en cykeldrevet telefonoplader, der er billig, 3D -udskrivbar, let at lave og installere, og telefonopladeren er universel. Det er en nyttig ting at have, hvis du cykler meget og skal oplade din telefon.

Opladeren blev designet og bygget af fem teenagere på Vector Space i Lynchburg, Virginia.

Forbrugsvarer

• Generisk generator, $ 12,97
• LM2596 spændingsregulator, $ 6,99
• 2 USB -porte, $ 2,22
• 4 dioder, $ 0,56
• 4700UF kondensator, $ 1,95
• 100 fod af Red Primary waire 22 GA 22 GA, $ 7,76
• M3 skrue x 30 mm fatningshoved, (isenkræmmer) $ 0,49
• 3D -printerfilament PLA (i alt 65 g til æske, håndtagsklem og telefonholder), $ 1,30
• Elastikker
• velcro

I alt: $ 30

Trin 1: 3D -udskrivning

Telefonholder

Jeg, sir James, har gennem mange prøvelser og prøvelser designet en telefonholder, der kan monteres på de fleste cykelstyr. Den er lavet i to dele. Den første er styret, og den anden er telefonfæstet.

Styrbeslag

Styrbeslaget fastgøres til styret og holdes fast med en skrue. Du kan bruge en indsatsmøtrik på den ene side af holderen og køre en skrue fra den anden side. Jeg designede holderen til at bruge en M3x20mm skrue. Se videoen i samlingstrinnet.

En anden nøglekomponent i styrbeslaget er størrelsen på det store hul. Vores design har et hul på 27 mm, hvilket giver det lige nok plads til at være sikkert fastspændt til vores styr. Hvis dit styr har en anden størrelse, kan du få adgang til og ændre vores TinkerCAD -design her.

Telefonen holdes af to gummibånd, der går gennem hullerne i telefonstøtten for at holde telefonen på plads. Du tilslutter telefonstøtten til styret ved at superlimme dem sammen. Dette er en universel telefonholder, der betyder, at den fungerer til alle telefoner.

Elektronik kabinet

Vi brugte også TinkerCAD til at designe vores elektronikskab. Du kan få adgang til designet og ændre det her.

Formålet med boksen er at beskytte kredsløbet. Boksen er designet på denne måde, så den kan bindes til cyklen og lade USB -ledningerne passere ind og ud. Vores eneste overvejelse med materialevalg var, om det ville være vandtæt. Vi fandt ud af, at alle de store plastik opfylder dette krav, så vi besluttede at bruge PLA på grund af dets lave omkostninger og lette udskrivning. Elektronikhuset tager 41 gram at udskrive, hvilket koster cirka 82 cent.

Vi printede alt på en Lulzbot TAZ 6 ved hjælp af PLA i 0,25 mm laghøjde og 20% fyldning. Ingen understøttelse nødvendig.

Trin 2: Elektronik

AC til DC konvertering

Generatorerne producerer vekselstrøm, som skal konverteres til DC for at oplade en telefon. Vi brugte en fuldbro -ensretter til at konvertere strømmen og derefter en spændingsregulator til at bringe den ned til 5v, så den ikke steger batteriet på din mobilenhed. Vi satte også en 4700uF kondensator på den for at få den til at oplade mere problemfrit, så går den ud til USB -udgangen. Vi brugte 22 gauge kobbertråd til at forbinde alt.

En fuldbro -ensretter er lavet af fire dioder placeret i en specifik konfiguration. Du kan finde detaljer om, hvordan du bygger en her, husk på, at du ikke har brug for et brødbræt, du kan lodde dioderne direkte til hinanden. Se hvordan vi gjorde det i billedshowet

de pin -outs, du ikke vil bruge, er de længste venstre og højre ben til at lodde til ledningerne, hvis USB -portene er stablet, så plejer du ikke at bruge dem foran, hvis du bruger den, der er tættest på benene

Spændingsregulering

For at konvertere fra spændinger over 5 volt til præcis 5 volt brugte vi en LM2596 spændingsregulator. Udgangsspændingen for denne regulator kan justeres ved at dreje den lille skrue på den blå boks. For at sætte denne skrue korrekt tilsluttede vi en digital strømforsyning til indgangsstifterne ved 9 volt, og vi målte udgangsspændingen med et multimeter. Mens du gør dette, skal du dreje skruen og se udgangsspændingen, indtil du kommer så tæt som muligt på 5 volt. Hvis du går over fem volt, bliver din telefon stegt, så det er vigtigt at få den så tæt som muligt på 5 volt. Brug en lille flad skruetrækker til at dreje skruen. Dernæst vil du lodde den røde ledning til hullet mærket med+ og den sorte ledning mærket med-, så vil du gøre det samme til den anden side

Trin 3: Montering

Telefonholder og håndtag er forbundet med hinanden ved hjælp af superlim. Sæt et gummibånd gennem hvert af de to huller i telefonholderen.

Læg elektronikken i boksen, tilslut USB -kablerne til USB -portene, og lim derefter elektronikken på plads. Sørg for at få input og output korrekt med etiketterne på æsken.

Generatoren, vi brugte, kom med et klemstykke til at fastgøre det til cyklen. Det var ret simpelt, der var to bolte til klemmen, der går på cyklen. Vi fastgjorde det til sædeopholdet. Sørg for, at den er under tråden til gearskifteren, så den ikke forstyrrer den. Det er lettest at sætte generatoren på fastgørelsesstykket, før du sætter den på cyklen.

Trin 4: Installation

Elektronik kabinet

Kassen er fastgjort med velcro, så du kan lægge den, hvor du vil, på downtube. Sæt velcrobåndet i tappespalterne, og sørg derefter for, at det er pænt og tæt på det sted, du sætter det på.

Generator

For at installere generatoren skal du først skrue generatoren til enden af beslaget og derefter skrue beslaget fast på sædeholderen på cykelens bagende og skrue beslaget til generatoren. Når du gør dette, skal du sikre dig, at slutdelen skubber hårdt nok, men ikke for hårdt, eller det påvirker dæktrykket. Inden du begynder at køre på din cykel, skal du sørge for, at skruerne er stramme nok, så generatoren ikke falder af. Du skal også holde generatorens midterakse pegende mod midten af hjulet. Derefter skal du fastgøre ledningerne til cykelgeneratoren og derefter fastgøre den anden ende af ledningerne til USB -porten for enden af boksen der siger "Input". Derefter sætter du dit eget USB -kabel i "Output" -hullet på den anden side af boksen og tilslutter din egen oplader til din telefon.

Telefonholder

Klip styrbeslaget fast på dit styr, og fastgør det ved hjælp af en M3 -skrue. Brug derefter gummibåndene til at holde de fire hjørner af din telefon. Det er mere robust, end det ser ud!

Trin 5: Bilag A: Forskning

Af: Ellie Weeks

For at give din telefon fuld opladning har batteriet brug for 5 volt. Så du behøver kun at køre så hurtigt som 4 mph. Hvis du går langsommere, får du ingen opladning, hvis du går hurtigere, vil spændingsregulatoren opretholde 5 volt.

Forsøgsopstilling

Cykelhastighed kontra spænding

• Vi testede to forskellige generatorer (Sanyo og uden mærke)
• Vi brugte en boremaskine til at dreje generatoren
• vi brugte et omdrejningstæller til at måle generatorens omdrejningstal
• For at konvertere fra generatorens omdrejningstal til cykelhastighed antog vi en cykel med 24 tommer hjul

Sådan kom vi til denne konklusion fra vores eksperiment. Hvis du bruger en 12 $ Sanyo generator. 1150 generatoromdr./min. = 73,3 cykeldækomdrejninger pr. Minut. 75 tommer dækomkreds x 73,3 = 5500 in/min = 5,2 mph. Det er ved denne hastighed, at generatoren begynder at producere 5 volt. Vi ved dette baseret på følgende data indsamlet under vores eksperiment.

• 950 omdr./min. Producerer 3,5 volt
• 1150 o / min gør 4,24 volt
• 1900 omdr./min gør 6,7 volt

Hvis du skal bruge en generator på 9 $, som er mindre, skal du kun gå 3,2 mph for at få 5 volt og rent faktisk sætte en opladning i din telefon og gå 5 mph vil give dig lidt mere end 6 volt.

1500 generatoromdrejninger pr. Minut = 47 cykeldækrpm. 47 o/min x 72 (cykelomkreds) = 3384 in/min = 3,2 mph

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

Opladningshastighed

Vi oprettede et eksperiment for at måle, hvor meget elektrisk strøm der leveres til telefonen under opladning. Vores resultater viste, at Sanyo -generatoren producerede 0,9 ampere, og den mærkefrie generator producerede 1,0 ampere.

Vi kan bruge disse tal til at beregne cirka hvor lang tid det ville tage at oplade en typisk mobiltelefon. Da mange mobiltelefoner har en batterikapacitet på 3 ampere, ville det tage den mærkefrie generator cirka 3 timer at oplade fra 0 til 100%.

På grund af den lavere pris, lavere cykelhastighed, der kræves til opladning, og på grund af den bedre opladningshastighed, vil jeg anbefale den generiske generator frem for Sanyo -generatoren.

Trin 6: Tillæg B: Om projektet

Denne cykeldrevne telefonoplader blev opfundet af 5 teenagere (Ellie, Ian, Adam, Isaac og James) fra Lynchburg, Virginia på Vector Space, det lokale makerspace. Projektet blev sponsoreret af Nuts and Bolts Foundation.

Vi byggede denne oplader på fem dage i cirka 5 timer hver dag. Den første dag lavede vi bare lidt 3D -modellering og fandt ud af, hvor telefonen skulle placeres.

På dag 2 lod vi nogle lodninger og redigerede vores 3D -modeller og gjorde dem bedre, vi lavede nogle matematiske beregninger om, hvor hurtigt du skal gå og ledninger til at konvertere AC (vekselbær) til DC (jævnstrøm).

På dag 3 lavede vi noget 3D -print og redigerede, og nogle af de første kasser passede ikke til dimensionerne, så fikserede vi dem og lagde vores elektriske ledninger og beregnede, hvor lang tid du skulle cykle til at gå fra 0% til 100%.

På dag 4 gjorde vi alt klar til brug, så vi kunne få vores første prototype, perfektionere dimensionerne, teste og dokumentere.

På dag 5 tilføjelse af sidste hånd og dokumentation.