Hingamisjõuga USB -laadija: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Kas sa hingad? Kas teil on vidin, mida saab USB -pordi kaudu laadida? Kui vastasite mõlemale jaatavalt, on teil õnne. See juhend näitab, kuidas valmistada seadet, mis laeb teie USB-toega seadmeid, kui teete seda, mida te kõige paremini oskate. Hingake. Kasutades mõningaid osi, mis on välja võetud vanalt CD-ROM-draivilt, lihtsat elektroonilist vooluringi ja mõnda kummipaela, liigute peagi täis laetud pseudo-kasuliku elektroonilise vidina nirvaana juurde.

1. samm: sissejuhatus ja 1. samm

See projekt nõuab laia valikut "tegija" oskusi, nagu trükkplaatide tootmine, elektroonika demonteerimine, plastide lõikamine ja puurimine, epoksü segamine, hammasratta projekteerimine, hunniku osade kokku panemine, kirjaklambrite painutamine ja kaevuga riskimine. olles teie kunagi nii kallis telefon, kaamera või pihuarvuti. Kokkuvõttes lõbus. Kuna kõigil on selle ehitamiseks erinev rämpsosade kogum, annan teile lihtsalt üksikasjaliku ülevaate sellest, kuidas mul läks, ja saate neid jagusid oma projektile rakendada. Mis koosneb lõdvalt neljast etapist.1. Võtke kokku generaatori jaoks sobivad osad2. Looge laadija ahel 3. Pange kokku generaator, rindkere haakeseade ja mehaaniline tagasivool4. Ühendage laadija vooluahel ja proovige 1. samm: mul oli umbes neli vana CDROM -draivi ringi ja võtsin mõned neist lahti, et näha, millised lahedad osad sees olid. Selgub, et sees on palju lahedaid mootoreid, hammasrattaid ja muid osi, mis kinnitavad täielikult minu nõudmist hoida sellist jama ringi. Aluse avamiseks kasutatud hammasrataste nägemine nende üksuste sees andis mulle idee selle projekti jaoks. Väike väikese pöördemomendiga kõrge pöörlemiskiirusega mootor on salvega ühendatud hammasrattaga, mille lõppsuhe on umbes 20: 1. Varem kasutasin hingamisest elektri tootmiseks paralleelset masinat väikeste piiparimootoritega (vt allpool) kuid rindkere laienemise lineaarne käik ei ole nii suur (umbes tolli), nii et kasulike pingete tekitamiseks pidite tõeliselt häbistama. Igatahes rebige sisse need CD -kettad, mida leiate peaaegu igast garaažimüügist, tarbekaupadest või prügilast. Allolev pilt näitab tulemusi. Seal on palju potentsiaalseid projekte. Praegu huvitavad meid ainult plastist hammasrattad ja mootorid salve avamiseks ja/või laservankri teisaldamiseks. Vaadake üle erinevad käigud ja ajamid ning proovige visualiseerida võimalust, kuidas ülekandearvu suurendamiseks lisada täiendavaid käike või kuidas järjestikku lisada veel üks mootor. Soovite minimeerida käigukasti muudatusi. Teise võimalusena võite lihtsalt kõik käigud välja tõmmata ja käigukasti nullist üles ehitada. Samuti on teil vaja vähemalt ühte mootorit, millel on väike käik või rihmaratas, et saaksite selle hammasrattaga ühendada. CDROM -ajami mootorid on tavaliselt lihtsad püsimagnetiga alalisvoolumootorid, mis töötavad 5 V toitel, välja arvatud spindlimootor, mida te ei soovi niikuinii kasutada. Siinkohal soovite mõelda ka sellele, mida kavatsete kasutada et rihm rinna ümber läheks. Vana vöö, mõni rihm, vana kingapael, nimemärgirihm või kõik, mis mahub mugavalt teie ümber ilma venitamata. Soovite, et kogu laienemine toimuks teie lineaarses generaatoris. Kõik venitused, mis esinevad teie rindkere siduris, on energia raiskamine.

Samm: ehitage laadija vooluahel

Laadija ahel on üsna lihtne. See koosneb: 1. Dioodsild generaatori vahelduvpinge muutmiseks alaldatud alalisvooluks.2. Laetav aku pinge tasandamiseks ja liigse elektritoite hoidmiseks, kui USB -porti pole midagi ühendatud. Võite kasutada ka suurt kondensaatorit, kuid patareid pakuvad paremini prognoositavat pingetaset. Võimendusmuundur USB -laadimiseks madalpinge tõstmiseks kuni 5 V DC. USB -pistik. Ma koostasin skeemi EAGLE -is, mida ma väga soovitan. Saate selle tasuta alla laadida saidilt cadsoft.de. Skemaatiline ja ühekihiline plaadi paigutus on lisatud. EAGLE tegelik kasutamine ja tahvlite tootmine jäävad selle juhendi reguleerimisalast välja. Nende teemade käsitlemiseks on saadaval palju suurepäraseid juhendeid. Vaadake seda näiteks, kuidas oma köögis PCB-sid valmistada. Laadimisahela osade loend (kogused paksus kirjas): 1x L6920 Reguleeritav väljundvõimsus DC-muundur (1V minimaalne sisend, andmeleht siin) Digikey# 497-4593- 1-ND4x 1N4148 lülitusdioodid (ma kasutasin pisikesi SOD523 smd-sid, kuid saate käepärast võtta) Digikey# 1N4148WTDICT-ND2x 10uF keraamilised või muud madala ESR-ga kondensaatorid (kasutasin 1206 smd) Digikey# 39901299-1-ND2x 100k õhuke kiletakistusedDigikey# P100kFCT-ND1x 10uH traadist induktorDigikey# 490-2519-1-ND1x USB emane A-tüüpi smd-pistik Raske osa on teie köögis hea trükkplaadi valmistamine, mille jäljed on L6920 TSSOP paketi jaoks piisavalt väikesed. Nagu pildilt näha, tegin korraga 4 tahvlit, kuna igaüks on nii väike. Selle kokkupanemise trikk on alustada keskelt ja liikuda välja, alustada L6920 -ga ja lisada SMD diskreetid. Paar pintsetti on hädavajalik koos heade silmade või suurendusklaasi, ereda valguse ja kindla käega. Ärge muretsege selle pärast, et sinna satub liiga palju jootet, kasutage jootetakist õnnetuste koristamiseks ja kontrollige oma tööd pärast iga sammu multimeetriga. Harjutamine teeb meistriks.

Samm: ehitage generaator

Nüüd peate generaatori valmistama. Peaksite hammasrataste ja mootoritega ringi mängima, kuni saate rahuldava paigutuse. Soovite hammasrataste pööramisel kasutada mootoril multimeetrit, et näha, kui palju pinget saate. Soovite jõuda vahemikku 2-3 volti, liigutades lineaarset käiku aeglaselt umbes tolli kaugusel. Käikude seadistamisel soovite kasutada neid, millel on suur käik, mis on vormitud väiksema käiguga. Seeriasse virnastatuna annavad need hea ülekandearvu, nagu joonisel näidatud. (ignoreerige tõsiasja, et hambad on joonisel vale suurusega, olin liiga laisk, et sobiva hammaste sammuga uuesti joonistada) Te peaksite pildistama kuskil vahemikus 25-50: 1. Rohkem on parem, kuid lõpuks kogunevad käigukasti kaod ja mootori pööramine muutub liiga raskeks ning käigud eemalduvad.

Üks võtmeid on leida viis, kuidas kasutada CD -salve või muu tüki lineaarseid hammasrattaid, et muuta oma hingamisliigutus alalisvoolumootori pöörlemiseks. Lisasin pildi CD -draivi generaatori teisest prototüübi versioonist, kus näete lineaarset salve käiku selgelt. Samuti on näha plastikust lõigatud jäljed. See prototüüp oli võimeline valgustama ka kujutatud LED -massiivi. Ärge kartke seda asja oma vajadustele vastavaks hakkida. Teisel pildil on alalisvoolumootor paigaldatud oma ajami plastikusse, mille ma kannibaliseerisin. Selle lähedal asus lineaarne liugur, millega ühendasin hingamisliigutuse hammasrattaga. Lisasin ajamile veel ühe käigu (vt pilti), et suurendada suhet ja võimaldada tulevikus teise mootori paigaldamist väljundi suurendamiseks. Peamine väljakutse on muuta hingamisjõud tõhusalt mootori pöörlemiseks. Ka pildil

Samm: pange see kõik kokku ja katsetage

Kui olete generaatori rahuldavalt seadistanud, soovite ühendada generaatori laadimisahelaga, sisestada aku ja kasutada oma multimeetrit USB -pordi väljundpinge testimiseks. Kui te ei näe 5 V, siis on probleem. Parandage see enne, kui ühendate oma kalli vidina USB -porti. Allpool näete minu kokkupandud hingeõhuga USB -generaatorit kogu oma hiilguses, ülalt ja alt. Näete tagastamiseks kasutatavat kummipaela koos lineaarse hammasratta käru, rihma ja kirjaklambriga, mida kasutasin lineaarse käigu rihmaga ühendamiseks. Peamine on see, et kogu liikumine kantakse üle lineaarsele käigule, nii et soovite, et rihm ja ühendusmeetod oleksid jäigad ja ei annaks. Kummiriba või vedrutagastuse tugevus on teie otsustada. Minu poolikud katsed näitavad, et saate peaaegu 1N jõuga hakkama ilma, et tunneksite oma hingamisel liiga vaeva. Ideaalis soovite nii väikest kummipaela, kui see tagastab väljahingamisel lineaarse käigu algasendisse. Kui saate piisava tootmisvõimsuse kas suure ülekandearvu, lisamootorite või suurema mootori kaudu, vajate suuremat vedrutagastust. Põhimõtteliselt salvestate sissehingamise ajal mehaanilist energiat, mida kasutatakse generaatori väljahingamisel sisselülitamiseks, et saaksite genereerida nii tõuke kui ka tõmbega. Selle edukaks kasutamiseks on teil vaja dioodisilda. Nii et ma rihmasin selle koleduse külge ja ühendasin selle oma DataQ usaldusväärse andmete hankimise kastiga. Lisatud on generaatori pingegraafiku väljund enne 5V USB-le teisendamist. Põhimõtteliselt töötab aku kiirendusmuundurit ja hingamisgeneraator laeb akut. Joonisel näete aku nivelleerivat efekti koos pingetõusudega, kui ma hingaksin. Tegelikult lähenesin hüperventilatsioonile, kuid teaduse nimel. Tulemusi saab näha telefoni laadimise fotol. Üks asi, mida tuleb mainida, oli see, et pidin muutma USB -kaablit, et RAZR saaks sellel veebisaidil üksikasjalikult laadida. Mul ei ole kindlaid numbreid võimsuse kohta, mida ma genereerisin, ma ei ole veel välja pakkunud head viisi selle mõõtmiseks. Tüüpiline puhkeoleku ainevahetus on suurusjärgus 50–75 W, millest oluline osa on tingitud hingamisest pingutus (olen näinud 50%põhja pool). Nii et kui me eeldame 25 W pidevat energiat, mida kasutatakse hingamiseks, tundub mõistlik, et võiksime seda 4% suurendada, et saada 1 W mobiiltelefoni laadimiseks. Minu mobiiltelefoni ja nende eelduste põhjal kulub 3,7 V 800 mAh aku laadimiseks umbes 3 tundi. Eeldades 100% efektiivsust. Kahjuks on minu ehitatud hingamisgeneraator nende väheste mõõtmiste põhjal, mis toodavad rohkem kui 50 mW. Kuidas hingata, ei hinga. See laeb telefoni, kuid NiMH aku teeb suurema osa tööst, kuni see tühjeneb. Siis peaksite NiMH aku laadimiseks päeva aega hingama. Kas plaanisite seda igal juhul teha? Seega on arenguruumi. Üks valdkond, mida uurin, on süsiniknanotorude ja polüuretaani kasutamine elektroaktiivse polümeeri generaatori valmistamiseks. Seda tüüpi tehnoloogiat kasutatakse sõjaväe jaoks alglaadimisgeneraatorite valmistamiseks. Tulevased täiustused võivad selle seadme 1W vahemikku viia. Täpsemalt, kasutades paremat alalisvoolumootorit (kõrgem pinge pöörde kohta) ja kohandatud ajami ehitamine mugavamaks ja paremini haakuvaks hingamisliigutusega. Olen mõnda aega oma köögis/töökojas seda tüüpi seadmetega töötanud ja sooviksin selle kõik avalikuks teha, et teised saaksid pardale pääseda. Küsimuste või arutelu saamiseks võtke minuga julgelt ühendust. Nagu bard ütles, "ja koera kodustamine jätkus lakkamatult".