Fietsaangedreven telefoonoplader - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Dit is een fietsaangedreven telefoonoplader die goedkoop, 3D-afdrukbaar, gemakkelijk te maken en te installeren is, en de telefoonoplader is universeel. Handig als je veel fietst en je telefoon moet opladen.

De oplader is ontworpen en gebouwd door vijf tieners in Vector Space in Lynchburg, Virginia.

Benodigdheden

• Generieke generator, $ 12,97
• LM2596 spanningsregelaar, $ 6,99
• 2 USB-poorten, $ 2,22"
• 4 diodes, $ 0,56
• 4700UF-condensator, $ 1,95
• 100 ft rode primaire waire 22 GA 22 GA, $ 7,76
• M3-schroef x 30 mm inbuskop, (hardwarewinkel) $ 0,49"
• 3D Printer Filament PLA (65g totaal voor doos, stuurklem en telefoonhouder), $ 1,30
• Elastiekjes
• klittenband

Totaal: $30

Stap 1: 3D printen

Telefoon houder

Ik, meneer James, heb door vele beproevingen en beproevingen een telefoonhouder ontworpen die op de meeste fietssturen kan worden gemonteerd. Het is gemaakt in twee delen. De eerste is de stuurhouder en de tweede is de telefoonhouder.

Stuurbevestiging

De stuurhouder wordt aan het stuur bevestigd en met een schroef vastgehouden. U kunt aan de ene kant van de houder een insteekmoer gebruiken en aan de andere kant een schroef indraaien. Ik heb de houder ontworpen om een M3x20mm-schroef te gebruiken. Zie de video in de montagestap.

Een ander belangrijk onderdeel van de stuurbevestiging is de grootte van het grote gat. Ons ontwerp heeft een gat van 27 mm, waardoor het net genoeg ruimte heeft om stevig op ons stuur te worden geklemd. Als uw stuur een andere maat heeft, kunt u ons TinkerCAD-ontwerp hier openen en wijzigen.

De telefoon wordt vastgehouden door twee elastiekjes die door de gaatjes van de telefoonsteun gaan om de telefoon op zijn plaats te houden. Je bevestigt de telefoonsteun aan de stuurhouder door ze superlijm aan elkaar te lijmen. Dit is een universele telefoonhouder, wat betekent dat hij voor alle telefoons werkt.

Elektronica Behuizing

We hebben ook TinkerCAD gebruikt om onze elektronicabehuizing te ontwerpen. U kunt het ontwerp hier openen en wijzigen.

Het doel van de doos is om het circuit te beschermen. De box is zo ontworpen dat hij aan de fiets kan worden vastgemaakt en om de USB-kabels in en uit te laten. Onze enige overweging bij de materiaalkeuze was of het waterdicht zou zijn. We ontdekten dat alle belangrijke kunststoffen aan deze eis voldoen, dus besloten we PLA te gebruiken vanwege de lage kosten en het printgemak. De elektronicabehuizing kost 41 gram om te printen, wat ongeveer 82 cent kost.

We hebben alles geprint op een Lulzbot TAZ 6 met PLA op een laaghoogte van 0,25 mm en 20% vulling. Geen steunen nodig.

Stap 2: Elektronica

AC naar DC conversie

De generatoren produceren wisselspanning, die moet worden omgezet in gelijkstroom om een telefoon op te laden. We hebben een volledig overbrugde gelijkrichter gebruikt om de stroom om te zetten en vervolgens een spanningsregelaar om deze terug te brengen naar 5v, zodat de batterij van uw mobiele apparaat niet frituurt. We hebben er ook een 4700uF-condensator op geplaatst om hem soepeler op te laden dan hij naar de USB-uitgang gaat. We gebruikten 22 gauge koperdraad om alles aan te sluiten.

Een volledige bruggelijkrichter is gemaakt van vier diodes die in een specifieke configuratie zijn geplaatst. Je kunt hier details vinden over hoe je er een kunt bouwen, houd er rekening mee dat je geen breadboard nodig hebt, je kunt de diodes rechtstreeks aan elkaar solderen. Zie hoe we het deden in de foto show

de pin-outs die u normaal gesproken niet zult gebruiken, zijn de verste linker- en rechterpinnen om aan de draden te solderen als de USB-poorten gestapeld zijn, dan zult u die vooraan niet gebruiken als u degene gebruikt die zich het dichtst bij de pinnen bevindt

Voltage regulatie

Om spanningen boven de 5 volt om te zetten naar precies 5 volt, hebben we een LM2596 spanningsregelaar gebruikt. De uitgangsspanning van deze regelaar kan worden aangepast door aan het kleine schroefje op de blauwe doos te draaien. Om deze schroef goed in te stellen, hebben we een digitale voeding aangesloten op de ingangspinnen van 9 volt en hebben we de uitgangsspanning gemeten met een multimeter. Terwijl u dit doet, draait u aan de schroef en kijkt u naar de uitgangsspanning totdat u zo dicht mogelijk bij 5 volt komt. Als je meer dan vijf volt gaat, zal je telefoon worden gebakken, dus het is belangrijk om hem zo dicht mogelijk bij 5 volt te krijgen. Gebruik een kleine platte schroevendraaier om de schroef te draaien. Vervolgens wil je de rode draad aan het gat met het label in+ en de zwarte draad met het label in- solderen, dan wil je hetzelfde doen aan de andere kant

Stap 3: Montage

De telefoonhouder en stuurhouder zijn met superlijm met elkaar verbonden. Steek een rubberen band door elk van de twee gaten in de telefoonhouder.

Plaats de elektronica in de doos, steek de USB-kabels in de USB-poorten en lijm de elektronica op zijn plaats. Zorg ervoor dat de invoer en uitvoer correct zijn met de labels op de doos.

De generator die we gebruikten, werd geleverd met een klemstuk om hem aan de fiets te bevestigen. Het was vrij eenvoudig, er waren twee bouten voor de klem die op de fiets gaat. Die hebben we vastgemaakt aan de achtervork. Zorg ervoor dat deze zich onder de draad van de shifter bevindt, zodat deze er niet mee in de weg staat. Het makkelijkste is om de generator op het bevestigingsstuk te zetten voordat je hem op de fiets zet.

Stap 4: Installatie

Elektronica Behuizing

De box zit vast met klittenband zodat je hem op de onderbuis kunt plaatsen waar je wilt. Plaats het klittenband in de sleuven van het lipje en zorg ervoor dat het goed en strak zit op de plek waar je het omdoet.

Generator

Om de generator te installeren, moet u de generator eerst aan het uiteinde van de beugel schroeven, vervolgens de beugel op de staande achtervork van de fiets schroeven en de beugel op de generator schroeven. Wanneer u dit doet, moet u ervoor zorgen dat het eindgedeelte hard genoeg duwt, maar niet te hard, anders zal de bandenspanning worden beïnvloed. Voordat u gaat fietsen, moet u ervoor zorgen dat de schroeven stevig genoeg vastzitten, zodat de generator er niet af kan vallen. U moet ook de middenas van de generator naar het midden van het wiel wijzen. Vervolgens moet u de draden aan de fietsgenerator bevestigen en vervolgens het andere uiteinde van de draden aan de USB-poort aan het einde van de doos bevestigen dat zegt "Invoer". Vervolgens steek je je eigen USB-kabel in het "Output"-gaatje aan de andere kant van de doos en plug je je eigen oplader in je telefoon.

Telefoon houder

Klem de stuurhouder op je stuur en zet hem vast met een M3-schroef. Gebruik vervolgens de elastiekjes om de 4 hoeken van je telefoon vast te houden. Het is steviger dan het lijkt!

Stap 5: Bijlage A: Onderzoek

Door: Ellie Weeks

Om je telefoon volledig op te laden, heeft de batterij 5 volt nodig. U hoeft dus maar ongeveer 4 mph te gaan. Als je langzamer gaat, krijg je geen lading, als je sneller gaat, houdt de spanningsregelaar 5 volt aan.

Experimentele opstelling

Fietssnelheid versus spanning

• We hebben twee verschillende generatoren getest (Sanyo en merkloos)
• We gebruikten een boormachine om de generator te laten draaien
• we gebruikten een toerenteller om het toerental van de generator te meten
• Om het toerental van de generator om te zetten in fietssnelheid, gingen we uit van een fiets met 24 inch wielen

Zo kwamen we uit ons experiment tot deze conclusie. Als u een Sanyo-generator van 12 $ gebruikt. 1150 toerental generator = 73,3 toerental fietsband. 75 inch bandomtrek x 73,3 = 5500 in/min = 5,2 mph. Het is bij deze snelheid dat de generator 5 volt gaat produceren. We weten dit op basis van de volgende gegevens die tijdens ons experiment zijn verzameld.

• 950 tpm produceert 3,5 volt
• 1150 tpm maakt 4,24 volt
• 1900 tpm maakt 6,7 volt

Als je een generator van $ 9 gaat gebruiken die kleiner is, hoef je maar 3,2 mph te gaan om 5 volt te krijgen en om je telefoon daadwerkelijk op te laden en 5 mph te gaan, levert je iets meer dan 6 volt op.

1500 toerental generator = 47 tpm fietsband. 47 tpm x 72 (fietsomtrek)=3384 in/min= 3,2 mph

• 1300 toeren geeft 3 volt
• 1500 toeren geeft 5 volt
• 1700 rpm geeft 7 volt

Oplaadsnelheid

We hebben een experiment opgezet om te meten hoeveel elektrische stroom er aan de telefoon wordt geleverd tijdens het opladen. Onze resultaten toonden aan dat de Sanyo-generator 0,9 Ampère produceerde en de merkloze generator 1,0 Ampère.

We kunnen deze cijfers gebruiken om te berekenen hoe lang het ongeveer zou duren om een normale mobiele telefoon op te laden. Aangezien veel mobiele telefoons een batterijcapaciteit van 3 Ampère-uur hebben, zou het ongeveer 3 uur duren voordat de merkloze generator van 0 tot 100% is opgeladen.

Vanwege de lagere prijs, lagere fietssnelheid die nodig is voor het opladen en vanwege de betere oplaadsnelheid, zou ik de generieke generator aanbevelen boven de Sanyo-generator.

Stap 6: Bijlage B: Over het project

Deze op een fiets aangedreven telefoonoplader is uitgevonden door 5 tieners (Ellie, Ian, Adam, Isaac en James) uit Lynchburg, Virginia in Vector Space, de lokale makerspace. Het project werd gesponsord door de Nuts and Bolts Foundation.

We hebben deze oplader in vijf dagen gebouwd voor ongeveer 5 uur per dag. Op de eerste dag hebben we gewoon wat 3D-modellering gedaan en uitgezocht waar de telefoon zou komen.

Op dag 2 hebben we wat gesoldeerd en onze 3D-modellen bewerkt en ze verbeterd, we hebben wat wiskundige berekeningen gedaan over hoe snel je moet gaan en bedrading voor het converteren van wisselstroom (wisselstroom) naar gelijkstroom (gelijkstroom).

Op dag 3 hebben we wat 3D-printen en bewerken gedaan en sommige van de eerste dozen voldeden niet aan de afmetingen, daarna hebben we ze gerepareerd en onze elektrische bedrading gelegd en berekend hoe lang je zou moeten fietsen om van 0% naar 100% te gaan.

Op dag 4 maakten we alles gebruiksklaar zodat we ons eerste prototype konden hebben, de afmetingen perfectioneren, testen en documenteren.

Op dag 5 de laatste hand leggen en documenteren.