Carregador de telèfon amb bicicleta: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Es tracta d’un carregador de telèfon Power Bike que és barat, es pot imprimir en 3D, és fàcil de fabricar i instal·lar i el carregador de telèfon és universal. És útil si aneu molt en bicicleta i us heu de carregar el telèfon.

El carregador va ser dissenyat i construït per cinc adolescents de Vector Space a Lynchburg, Virgínia.

Subministraments

• Generador genèric, 12,97 dòlars
• Regulador de tensió LM2596, 6,99 dòlars
• 2 ports USB, 2,22 dòlars
• 4 díodes, 0,56 dòlars
• Condensador 4700UF, 1,95 dòlars
• 100 peus de xarxa primària vermella 22 GA 22 GA, 7,76 $
• Cargol M3 x capçal d'endoll de 30 mm, (ferreteria) 0,49 dòlars
• Impressora 3D Filament PLA (65 g en total per a caixa, pinces de manillar i suport per a telèfons), 1,30 dòlars
• Bandes de goma
• Velcro

Total: 30 dòlars

Pas 1: impressió 3D

Suport del telèfon

Jo, senyor James, a través de moltes proves i tribulacions, vaig dissenyar un suport per a telèfons que s’instal·larà a la majoria de manillar de bicicleta. Es fa en dues parts. El primer és el suport del manillar i el segon és el suport del telèfon.

Muntatge del manillar

El suport del manillar està fixat al manillar i subjectat per un cargol. Podeu utilitzar una femella d’inserció en un costat de la muntura i accionar un cargol des de l’altre costat. Vaig dissenyar el muntatge per utilitzar un cargol M3x20mm. Vegeu el vídeo al pas del muntatge.

Un altre component clau del suport del manillar és la mida del forat gran. El nostre disseny té un forat de 27 mm, que li proporciona l’espai suficient per subjectar-lo de manera segura al manillar. Si el vostre manillar té una mida diferent, podeu accedir i modificar el nostre disseny de TinkerCAD aquí.

El telèfon està subjectat per dues bandes de goma que travessen els forats del suport del telèfon per mantenir el telèfon al seu lloc. Connecteu la resta del telèfon al suport del manillar enganxant-los súper. Es tracta d’un suport de telèfon universal que significa que funciona per a tots els telèfons.

Armari electrònic

També hem utilitzat TinkerCAD per dissenyar el nostre armari electrònic. Podeu accedir al disseny i modificar-lo aquí.

El propòsit de la caixa és protegir el circuit. La caixa està dissenyada d’aquesta manera perquè es pugui lligar a la bicicleta i deixar passar i sortir els cables USB. La nostra única consideració amb l'elecció del material era si seria impermeable. Vam comprovar que tots els plàstics més importants compleixen aquest requisit, de manera que vam decidir utilitzar PLA pel seu baix cost i la seva facilitat d’impressió. La carcassa electrònica necessita 41 grams per imprimir, que costa aproximadament 82 cèntims.

Vam imprimir-ho tot en un Lulzbot TAZ 6 amb PLA a una alçada de capa de 0,25 mm i un 20% d’ompliment. No cal suport.

Pas 2: electrònica

Conversió de CA a CC

Els generadors produeixen voltatge de corrent altern, que s’ha de convertir a CC per carregar un telèfon. Hem utilitzat un rectificador de pont complet per convertir la potència i després un regulador de tensió per reduir-la a 5v, de manera que no fregirà la bateria del dispositiu mòbil. També hi posem un condensador de 4700uF perquè es carregui més suaument i després surt a la sortida USB. Hem utilitzat filferro de coure de calibre 22 per connectar-ho tot.

Un rectificador de pont complet es fabrica a partir de quatre díodes col·locats en una configuració específica. Podeu trobar detalls sobre com construir-ne un aquí, tingueu en compte que no necessiteu cap tauleta de suport, podeu soldar els díodes directament entre si. Vegeu com ho hem fet a la mostra de fotos

les sortides de pin que no s'utilitzen són les que es troben a l'esquerra i a la dreta per soldar-se als cables si els ports USB estan apilats, llavors no s'utilitzaran els de davant si utilitzeu el més proper als pins

Regulació de la tensió

Per convertir de tensions superiors a 5 volts a exactament 5 volts, hem utilitzat un regulador de voltatge LM2596. El voltatge de sortida d’aquest regulador es pot ajustar girant el cargol petit de la caixa blava. Per ajustar correctament aquest cargol, hem connectat una font d’alimentació digital als pins d’entrada a 9 volts i hem mesurat la tensió de sortida amb un multímetre. Mentre feu això, gireu el cargol i observeu la tensió de sortida fins que us acosteu al màxim a 5 volts. Si sobrepasseu els cinc volts, el vostre telèfon es fregirà, per la qual cosa és important que l’acosteu el màxim de 5 volts. Utilitzeu un petit tornavís de cap pla per girar el cargol. A continuació, voleu soldar el filferro vermell al forat etiquetat amb + i el filferro negre etiquetat a-, i després voleu fer el mateix a l’altre costat

Pas 3: Muntatge

El suport del telèfon i el suport del manillar estan connectats entre si mitjançant una super cola. Introduïu una goma per cadascun dels dos forats del suport del telèfon.

Col·loqueu l'electrònica a la caixa, connecteu els cables USB als ports USB i, a continuació, enganxeu l'electrònica al seu lloc. Assegureu-vos que l’entrada i la sortida són correctes amb les etiquetes del quadre.

El generador que hem utilitzat venia amb una pinça per fixar-lo a la bicicleta. Era bastant simple que hi havia dos parabolts per a la pinça que va sobre la bicicleta. L’adjuntem a l’estada del seient. Assegureu-vos que estigui sota el filferro de la palanca de canvis perquè no interfereixi amb ella. El més fàcil és col·locar el generador a la peça de fixació abans de posar-lo a la bicicleta.

Pas 4: Instal·lació

Armari electrònic

La caixa s’adjunta amb velcro perquè pugueu posar-la on vulgueu al tub baix. Col·loqueu la corretja de velcro a les obertures de les pestanyes i, a continuació, assegureu-vos que estigui ben ajustada al lloc on la poseu.

Generador

Per instal·lar el generador, primer heu de cargolar el generador a l'extrem del suport i, a continuació, cargolar-lo al suport del seient de l'extrem posterior de la bicicleta i cargolar-lo al generador. Quan feu això, heu d'assegurar-vos que la part final empeny prou, però que no sigui massa forta o que afecti la pressió dels pneumàtics. Abans de començar a caminar amb la bicicleta, haureu d’assegurar-vos que els cargols estan prou ajustats perquè el generador no caigui. També haureu de mantenir l’eix central del generador apuntant cap al centre de la roda. A continuació, haureu de connectar els cables al generador de bicicletes i, a continuació, fixeu l’altre extrem dels cables al port USB al final de la caixa. que diu "Entrada". A continuació, poseu el vostre propi cable USB al forat "Sortida" de l'altre costat de la caixa i connecteu el vostre propi carregador al telèfon.

Suport del telèfon

Fixeu el muntatge del manillar al manillar i fixeu-lo amb un cargol M3. A continuació, utilitzeu les gomes per subjectar les 4 cantonades del telèfon. És més resistent del que sembla!

Pas 5: Apèndix A: Recerca

Per: Ellie Weeks

Per carregar completament el telèfon, la bateria necessita 5 volts. Per tant, només heu d’anar tan ràpid com 4 mph. Si aneu més lent, no obtindreu cap càrrec, si aneu més ràpid, el regulador de tensió mantindrà 5 volts.

Muntatge experimental

Velocitat de la bici contra tensió

• Hem provat dos generadors diferents (Sanyo i sense marca)
• Vam fer servir un trepant elèctric per fer girar el generador
• hem utilitzat un tacòmetre per mesurar el RPM del generador
• Per convertir el RPM del generador a la velocitat de la bicicleta, hem assumit una bicicleta amb rodes de 24 polzades

Així hem arribat a aquesta conclusió del nostre experiment. Si utilitzeu un generador de 12 $ Sanyo. 1150 rpm generador = 73,3 rpm pneumàtic de bicicleta. Circumferència dels pneumàtics de 75 polzades x 73,3 = 5500 in / min = 5,2 mph. És a aquesta velocitat que el generador començarà a produir 5 volts. Ho sabem a partir de les dades següents recopilades durant el nostre experiment.

• 950 rpm produeixen 3,5 volts
• 1150 rpm fa 4,24 volts
• 1900 rpm fa 6,7 volts

Si utilitzeu un generador de 9 $ que sigui més petit, només haureu d’anar a 3,2 mph per obtenir 5 volts i, en realitat, carregar al telèfon i anar a 5 mph us donarà una mica més de 6 volts.

1500 generador de rpm = 47 rpm de pneumàtics de bicicleta. 47 rpm x 72 (circumferència de la bicicleta) = 3384 in / min = 3,2 mph

• 1300 rpm dóna 3 volts
• 1500 rpm dóna 5 volts
• 1700 rpm dóna 7 volts

Taxa de càrrega

Hem creat un experiment per mesurar la quantitat de corrent elèctric que es lliura al telèfon en carregar-se. Els nostres resultats van demostrar que el generador de Sanyo produïa 0,9 A i el generador sense marca va produir 1,0 A.

Podem utilitzar aquests números per calcular aproximadament quant trigaria a carregar un telèfon mòbil típic. Com que molts telèfons mòbils tenen una capacitat de bateria de 3 Amp-hores, el generador sense marca trigaria unes 3 hores a carregar-se del 0 al 100%.

A causa del preu més baix, la velocitat de la bicicleta més baixa necessària per carregar i, a causa de la millor taxa de càrrega, recomanaria el generador genèric sobre el generador Sanyo.

Pas 6: Apèndix B: Quant al projecte

Aquest carregador de telèfon amb bicicleta va ser inventat per 5 adolescents (Ellie, Ian, Adam, Isaac i James) de Lynchburg, Virgínia, a Vector Space, l’espai de creació local. El projecte va ser patrocinat per la Nuts and Bolts Foundation.

Vam fabricar aquest carregador en cinc dies durant unes 5 hores cada dia. El primer dia, vam fer alguns models 3D i esbrinar on es col·locaria el telèfon.

El dia 2 vam fer una mica de soldadura i edició dels nostres models 3D i els vam millorar, vam fer alguns càlculs matemàtics quant a la velocitat que heu d’anar i el cablejat per convertir AC (corrent altern) a CC (corrent continu).

El dia 3 vam fer una impressió i edició en 3D i algunes de les primeres caixes no s’adaptaven a les dimensions, després les vam arreglar i vam posar el cablejat elèctric i vam calcular el temps que necessitaria per anar en bicicleta per anar del 0% al 100%.

El dia 4 estàvem preparant tot per utilitzar-lo per poder tenir el nostre primer prototip, perfeccionant les dimensions, provant i documentant.

El dia 5, afegint els darrers tocs i documentant.