Jalgrattaga telefonilaadija: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See on jalgrattaga töötav telefonilaadija, mis on odav, 3D -prinditav, hõlpsasti valmistatav ja paigaldatav ning telefonilaadija on universaalne. See on kasulik, kui sõidate palju jalgrattaga ja peate telefoni laadima.

Laadija projekteerisid ja ehitasid viis teismelist Vector Space'is Lynchburgis, Virginias.

Tarvikud

• Generaator, 12,97 dollarit
• LM2596 pingeregulaator, 6,99 dollarit
• 2 USB -porti, 2,22 dollarit
• 4 dioodi, 0,56 dollarit
• 4700UF kondensaator, 1,95 dollarit
• 100 jalga Red Primary waire 22 GA 22 GA, 7,76 dollarit
• M3 kruvi x 30 mm pesapea, (ehituspood) 0,49 dollarit
• 3D -printeri hõõgniit PLA (kokku 65 g kasti, juhtraua klambri ja telefonihoidja jaoks), 1,30 dollarit
• Kummipaelad
• Velcro

Kokku: 30 dollarit

Samm: 3D -printimine

Telefonihoidja

Mina, härra James, kujundasin läbi paljude katsumuste ja katsumuste telefonihoidja, mis kinnitub enamikule jalgratta juhtrauale. See on valmistatud kahest osast. Esimene on juhtraua kinnitus ja teine telefonikinnitus.

Juhtraua kinnitus

Juhtraua kinnitus on juhtraua külge kinnitatud ja kruviga kinni hoitud. Kinnituse ühel küljel saate kasutada sisestusmutrit ja teisest küljest keerata kruvi. Kujundasin kinnituse kasutamiseks M3x20mm kruvi. Vaadake videot kokkupaneku etapis.

Teine juhtraua kinnituse põhikomponent on suure ava suurus. Meie disainil on 27 mm auk, mis annab sellele piisavalt ruumi, et seda kindlalt meie lenksu külge kinnitada. Kui teie lenks on erineva suurusega, pääsete meie TinkerCADi kujundusele juurde ja saate seda muuta.

Telefoni hoiavad kaks kummipaela, mis läbivad telefoni toe augud, et hoida telefoni paigal. Telefonitoe ühendate juhtraua kinnitusega, liimides need kokku. See on universaalne telefonihoidja, mis tähendab, et see sobib kõikidele telefonidele.

Elektroonika korpus

Kasutasime ka TinkerCADi oma elektroonikakorpuse kujundamiseks. Siin saate tutvuda kujundusega ja seda muuta.

Karbi eesmärk on kaitsta vooluringi. Karp on konstrueeritud nii, et seda saab jalgratta külge siduda ja USB -juhtmed sisse ja välja lasta. Materjali valikul kaalusime ainult seda, kas see oleks veekindel. Leidsime, et kõik suuremad plastikud vastavad sellele nõudele, seega otsustasime PLA -d kasutada selle odavuse ja lihtsa printimise tõttu. Elektroonikaümbrise printimiseks kulub 41 grammi, mis maksab ligikaudu 82 senti.

Trükkisime kõik Lulzbot TAZ 6 -le, kasutades PLA -d 0,25 mm kihi kõrgusel ja 20% täitmisel. Toed pole vajalikud.

2. samm: elektroonika

Vahelduvvoolu muutmine alalisvooluks

Generaatorid toodavad vahelduvpinget, mis tuleb telefoni laadimiseks teisendada alalisvooluks. Me kasutasime täisvõimsusega alaldit, et teisendada toide, seejärel pingeregulaator, et vähendada seda 5 V -ni, nii et see ei praadiks teie mobiilseadme akut. Panime sellele ka 4700uF kondensaatori, et see laadiks sujuvamalt, seejärel väljub see väljund -USB -le. Kõigi ühendamiseks kasutasime 22 -mõõtmelist vasktraati.

Täissildalaldi on valmistatud neljast kindla konfiguratsiooniga dioodist. Siit leiate üksikasju selle ehitamise kohta, pidage meeles, et te ei vaja leivaplaati, saate dioode otse üksteise külge joota. Vaata, kuidas meil see õnnestus pildisaates

nööpnõelad, mida te tavaliselt ei kasuta, on kõige kaugemad vasak- ja parempoolsed tihvtid juhtmete külge jootmiseks, kui USB -pordid on virnastatud, siis te ei kasuta ees olevaid, kui kasutate tihvtidele kõige lähemal olevat

Pinge reguleerimine

Üle 5 -voldise pinge muutmiseks täpselt 5 -voldiseks kasutasime pingeregulaatorit LM2596. Selle regulaatori väljundpinget saab reguleerida, keerates sinise kasti väikest kruvi. Selle kruvi õigeks seadistamiseks ühendasime digitaalse toiteallika 9 -voldise sisendiga ja mõõtsime multimeetriga väljundpinget. Seda tehes keerake kruvi ja jälgige väljundpinget, kuni jõuate 5 -voldisele võimalikult lähedale. Kui lülitate üle viie voldi, hakkab teie telefon praadima, seega on oluline, et see oleks võimalikult lähedal 5 voldile. Kruvi keeramiseks kasutage väikest lamepeaga kruvikeerajat. Järgmisena soovite joota punase traadi auku, mis on märgistatud+ ja musta traadi, mis on märgistatud sisse-, siis sama asja teise poolega

3. samm: kokkupanek

Telefonihoidik ja juhtraua kinnitus on omavahel ühendatud superliimi abil. Sisestage kummipael läbi telefonihoidiku kahe augu.

Asetage elektroonika kasti, ühendage USB -kaablid USB -portidesse ja seejärel liimige elektroonika oma kohale. Veenduge, et sisend ja väljund oleksid karbil olevate siltidega õiged.

Generaatoriga, mida kasutasime, oli kaasas klambritükk ratta kinnitamiseks. See oli üsna lihtne, jalgratta klambri jaoks oli kaks polti. Kinnitasime selle istmehoidiku külge. Veenduge, et see oleks käiguvahetaja traadi all, nii et see seda ei segaks. Kõige lihtsam on generaator kinnitusdetailile panna enne rattale panemist.

4. samm: paigaldamine

Elektroonika korpus

Karp on kinnitatud takjakinnitusega, nii et saate selle allapoole asetada, kuhu soovite. Pange takjapael vahelehtede piludesse ja veenduge, et see oleks kena ja tihedalt kinnitatud kohale.

Generaator

Generaatori paigaldamiseks tuleb generaator kõigepealt kronsteini otsa keerata, seejärel kronstein jalgratta tagumise otsa istmehoidja külge kinnitada ja kronstein generaatori külge keerata. Seda tehes peate veenduma, et otsaosa surub piisavalt kõvasti, kuid mitte liiga tugevalt või mõjutab rehvirõhku. Enne jalgrattaga sõitmist peate veenduma, et kruvid on piisavalt pingul, et generaator maha ei kukuks. Samuti peate hoidma generaatori kesktelge ratta keskpunkti poole. Seejärel peate juhtmed jalgrattageneraatori külge kinnitama ja seejärel juhtmete teise otsa karbi lõpus olevasse USB -porti kinnitama. mis ütleb "Sisend". Seejärel paned oma USB -kaabli karbi teisel küljel olevasse auku "Väljund" ja ühendad oma laadija telefoni.

Telefonihoidja

Kinnitage juhtraua kinnitus juhtraua külge ja kinnitage see M3 kruviga. Seejärel hoidke kummipaeltega telefoni 4 nurka. See on vastupidavam, kui tundub!

5. samm: Lisa A: Uuringud

Autor: Ellie Weeks

Telefoni täielikuks laadimiseks vajab aku 5 volti. Nii et peate sõitma ainult umbes 4 km / h. Kui lähete aeglasemalt, ei saa te tasu, kui lähete kiiremini, hoiab pingeregulaator 5 volti.

Eksperimentaalne seadistus

Jalgratta kiirus versus pinge

• Testisime kahte erinevat generaatorit (Sanyo ja kaubamärgita)
• Generaatori keerutamiseks kasutasime jõutrelli
• generaatori pöörete arvu mõõtmiseks kasutasime tahhomeetrit
• Generaatori pöörlemiskiiruse muutmiseks jalgratta kiiruseks eeldasime 24 -tolliste ratastega jalgratast

Nii jõudsime oma eksperimendi põhjal sellele järeldusele. Kui kasutate 12 -dollarist Sanyo generaatorit. 1150 generaatori pööret minutis = 73,3 jalgratta rehvi pööret minutis. 75 -tolline rehvi ümbermõõt x 73,3 = 5500 tolli/min = 5,2 mph. Selle kiirusega hakkab generaator tootma 5 volti. Me teame seda katse ajal kogutud andmete põhjal.

• 950 p / min annab 3,5 volti
• 1150 p / min teeb 4,24 volti
• 1900 p / min teeb 6,7 volti

Kui kavatsete kasutada väiksemat 9 -dollarist generaatorit, peate 5 -voldise pinge saamiseks minema 3,2 miili tunnis ja tegelikult telefoni laadima ning 5 -tunnine kiiruse andmine annab teile veidi rohkem kui 6 volti.

1500 generaatori pööret minutis = 47 jalgratta rehvi pööret minutis. 47 p/min x 72 (jalgratta ümbermõõt) = 3384 tolli minutis = 3,2 miili tunnis

• 1300 p / min annab 3 volti
• 1500 p / min annab 5 volti
• 1700 p / min annab 7 volti

Laadimiskiirus

Seadsime katse, et mõõta, kui palju elektrivoolu laadimisel telefoni tarnitakse. Meie tulemused näitasid, et Sanyo generaator tootis 0, 9 amprit ja kaubamärgita generaator 1, 0 amprit.

Nende numbrite abil saame arvutada, kui kaua kulub tüüpilise mobiiltelefoni laadimiseks. Kuna paljude mobiiltelefonide aku mahutavus on 3 Amp-tundi, kulub kaubamärgita generaatoril 0–100%laadimiseks umbes 3 tundi.

Madalama hinna, laadimiseks vajaliku väiksema jalgratta kiiruse ja parema laadimiskiiruse tõttu soovitaksin üldist generaatorit Sanyo generaatori asemel.

Samm 6: Lisa B: Teave projekti kohta

Selle jalgrattaga töötava telefonilaadija leiutasid 5 teismelist (Ellie, Ian, Adam, Isaac ja James) Virginia osariigist Lynchburgist Vector Space'is. Projekti sponsoreeris sihtasutus Pähklid ja poldid.

Ehitasime selle laadija viie päevaga umbes 5 tundi iga päev. Esimesel päeval tegime lihtsalt 3D -modelleerimist ja arvasime, kuhu telefon pannakse.

Teisel päeval jootsime ja redigeerisime oma 3D -mudeleid ning muutsime need paremaks, tegime mõned matemaatilised arvutused selle kohta, kui kiiresti peate minema, ja juhtmed, et muuta AC (vahelduv sõstar) DC -ks (alalisvool).

Kolmandal päeval tegime 3D -printimist ja redigeerimist ning mõned esimesed kastid ei vastanud mõõtmetele, siis parandasime need ja panime elektrijuhtmed kokku ning arvutasime, kui kaua peate 0% -lt 100% -ni sõitma.

Neljandal päeval valmistasime kõik kasutamiseks valmis, et saaksime oma esimese prototüübi, täiustades mõõtmeid, katsetades ja dokumenteerides.

Viiendal päeval viimistluse lisamine ja dokumenteerimine.