شارژر تلفن با دوچرخه: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

این یک شارژر تلفن دارای دوچرخه است که ارزان ، قابل چاپ سه بعدی ، ساخت و نصب آسان است و شارژر تلفن جهانی است. اگر زیاد دوچرخه سواری می کنید و نیاز به شارژ تلفن دارید ، داشتن یک چیز مفید است.

این شارژر توسط پنج نوجوان در Vector Space در لینچبورگ ، ویرجینیا طراحی و ساخته شد.

تدارکات

• ژنراتور عمومی ، 12.97 دلار
• تنظیم کننده ولتاژ LM2596 ، 6.99 دلار
• 2 درگاه USB ، 2.22 دلار
• 4 دیود ، 0.56 دلار
• خازن 4700UF ، 1.95 دلار
• 100 فوت وایر قرمز اولیه 22 GA 22 GA ، 7.76 دلار
• M3 پیچ سر 30 میلیمتری ، (فروشگاه سخت افزار) 0.49 دلار
• 3D Printer Filament PLA (مجموع 65 گرم برای جعبه ، گیره فرمان و نگهدارنده تلفن) ، 1.30 دلار
• نوارهای لاستیکی
• Velcro

مجموع: 30 دلار

مرحله 1: چاپ سه بعدی

نگهدارنده تلفن

من ، آقای جیمز ، در بسیاری از آزمایش ها و سختی ها ، یک نگهدارنده تلفن طراحی کردم که روی اکثر فرمان دوچرخه سوار می شود. در دو قسمت ساخته شده است اول سوار دسته فرمان و دومی پایه تلفن است.

کوه فرمان

پایه فرمان به دسته متصل شده و توسط یک پیچ نگه داشته می شود. می توانید از یک مهره در یک طرف کوه استفاده کنید و یک پیچ را از طرف دیگر بردارید. من پایه را برای استفاده از پیچ M3x20mm طراحی کردم. ویدیو را در مرحله مونتاژ مشاهده کنید.

یکی دیگر از اجزای کلیدی دسته فرمان اندازه سوراخ بزرگ است. طراحی ما دارای یک سوراخ 27 میلی متری است که فضای کافی را برای محکم نگه داشتن آن روی فرمان به ما می دهد. اگر دسته فرمان شما اندازه متفاوتی دارد ، می توانید به طراحی TinkerCAD ما در اینجا دسترسی پیدا کرده و آن را تغییر دهید.

تلفن توسط دو نوار لاستیکی نگه داشته می شود که از سوراخ های استراحت گوشی می گذرد تا گوشی را در جای خود نگه دارد. شما با چسباندن فوق العاده به یکدیگر ، قسمت استراحت گوشی را به پایه فرمان متصل می کنید. این یک نگهدارنده تلفن جهانی است به این معنی که برای همه گوشی ها کار می کند.

محفظه الکترونیکی

ما همچنین از TinkerCAD برای طراحی محفظه لوازم الکترونیکی خود استفاده کردیم. در اینجا می توانید به طرح دسترسی داشته باشید و آن را تغییر دهید.

هدف جعبه محافظت از مدار است. این جعبه به گونه ای طراحی شده است که می توان آن را به دوچرخه وصل کرد و سیم های USB را داخل و خارج کرد. تنها ملاحظات ما در مورد انتخاب مواد این بود که آیا ضد آب خواهد بود یا خیر. ما متوجه شدیم که همه پلاستیک های اصلی این نیاز را برآورده می کنند ، بنابراین تصمیم گرفتیم از PLA به دلیل هزینه کم و سهولت چاپ استفاده کنیم. چاپ محفظه الکترونیکی 41 گرم طول می کشد که تقریباً 82 سنت هزینه دارد.

ما همه چیز را در Lulzbot TAZ 6 با استفاده از PLA در ارتفاع 0.25 میلی متر لایه و 20 درصد پر کردن چاپ کردیم. پشتیبانی لازم نیست

مرحله 2: الکترونیک

تبدیل AC به DC

ژنراتورها ولتاژ AC تولید می کنند که برای شارژ تلفن باید به DC تبدیل شود. ما از یکسو کننده کامل پل برای تبدیل قدرت و سپس تنظیم کننده ولتاژ برای کاهش آن به 5 ولت استفاده کردیم تا باتری دستگاه تلفن همراه شما سرخ نشود. ما همچنین یک خازن 4700uF روی آن قرار داده ایم تا هموارتر شارژ شود و سپس به USB خروجی برود. ما از سیم مسی 22 سنج برای اتصال همه چیز استفاده کردیم.

یکسو کننده پل کامل از چهار دیود ساخته شده در یک پیکربندی خاص ساخته شده است. می توانید جزئیات نحوه ساخت آن را در اینجا بیابید ، به خاطر داشته باشید ، شما نیازی به تخته نان ندارید ، می توانید دیودها را مستقیماً به یکدیگر لحیم کنید. نحوه انجام این کار را در نمایش تصویر مشاهده کنید

اگر پورت های USB روی هم قرار داشته باشند ، پین هایی که نمی خواهید از آنها استفاده کنید دورترین پین های چپ و راست هستند که اگر به پین های USB نزدیک شده اید ، به سیم ها بچسبانید.

تنظیم ولتاژ

به منظور تبدیل از ولتاژهای بالای 5 ولت به دقیقاً 5 ولت ، ما از تنظیم کننده ولتاژ LM2596 استفاده کردیم. ولتاژ خروجی این تنظیم کننده را می توان با چرخاندن پیچ کوچک روی جعبه آبی تنظیم کرد. برای تنظیم صحیح این پیچ ، منبع تغذیه دیجیتال را به پایه های ورودی با ولتاژ 9 ولت متصل کردیم و ولتاژ خروجی را با مولتی متر اندازه گیری کردیم. هنگام انجام این کار ، پیچ را بچرخانید و ولتاژ خروجی را تماشا کنید تا جایی که می توانید به 5 ولت نزدیک شوید. اگر بیش از پنج ولت بروید ، تلفن شما سرخ می شود ، بنابراین مهم است که آن را تا جایی که می توانید به 5 ولت نزدیک کنید. برای پیچاندن پیچ از پیچ گوشتی کوچک سر تخت استفاده کنید. در مرحله بعد ، می خواهید سیم قرمز را به سوراخ با برچسب+ و سیم سیاه با برچسب- لحیم کنید ، سپس می خواهید همین کار را با طرف دیگر انجام دهید

مرحله 3: مونتاژ

نگهدارنده تلفن و پایه فرمان با استفاده از چسب فوق العاده به یکدیگر متصل می شوند. یک نوار لاستیکی را در هر دو سوراخ نگهدارنده گوشی قرار دهید.

وسایل برقی را داخل جعبه قرار دهید ، کابل های USB را به پورت های USB وصل کنید ، سپس وسایل برقی را در جای خود بچسبانید. اطمینان حاصل کنید که ورودی و خروجی را با برچسب های روی جعبه درست کنید.

ژنراتور مورد استفاده ما دارای یک قطعه گیره برای اتصال آن به دوچرخه بود. بسیار ساده بود که دو پیچ برای گیره ای که روی دوچرخه می رود وجود داشت. آن را به صندلی صندلی وصل کردیم. مطمئن شوید که برای تعویض زیر سیم قرار دارد تا با آن تداخل نداشته باشد. راحت تر است که ژنراتور را قبل از قرار دادن روی دوچرخه روی قطعه متصل کنید.

مرحله 4: نصب

محفظه الکترونیکی

جعبه با Velcro وصل شده است ، بنابراین می توانید آن را در قسمت مورد نظر در مرکز پخش قرار دهید. بند Velcro را در شکاف های زبانه قرار دهید و سپس مطمئن شوید که محکم و محکم است و در محلی که قرار داده اید محکم است.

ژنراتور

برای نصب ژنراتور ، ابتدا باید ژنراتور را به انتهای براکت بچرخانید ، سپس براکت را به قسمت صندلی انتهای عقب دوچرخه وصل کنید و براکت را به ژنراتور پیچ کنید. هنگامی که این کار را انجام می دهید ، باید مطمئن شوید که قسمت انتهایی به اندازه کافی فشار می آورد ، اما نه خیلی زیاد یا این که فشار تایر را تحت تأثیر قرار می دهد. قبل از شروع دوچرخه سواری ، باید مطمئن شوید که پیچ ها به اندازه کافی محکم هستند تا ژنراتور از بین نرود. شما همچنین باید محور مرکزی ژنراتور را به سمت مرکز چرخ نگه دارید. سپس باید سیمها را به ژنراتور دوچرخه وصل کنید و سپس انتهای دیگر سیمها را به پورت USB در انتهای جعبه وصل کنید. که می گوید "ورودی". سپس کابل USB خود را در سوراخ "Output" در طرف دیگر جعبه قرار داده و شارژر خود را به تلفن خود وصل کنید.

نگهدارنده تلفن

پایه فرمان را روی دسته خود چسبانده و با استفاده از پیچ M3 محکم کنید. سپس از نوارهای لاستیکی برای نگه داشتن 4 گوشه گوشی خود استفاده کنید. محکم تر از آن است که به نظر می رسد!

مرحله 5: پیوست A: تحقیق

نویسنده: الی ویکس

برای شارژ کامل گوشی ، باتری به 5 ولت نیاز دارد. بنابراین شما فقط باید با سرعت 4 مایل در ساعت حرکت کنید. اگر آهسته تر پیش بروید ، هیچ هزینه ای دریافت نمی کنید ، اگر سریعتر پیش بروید ، تنظیم کننده ولتاژ 5 ولت را حفظ می کند.

راه اندازی آزمایشی

سرعت دوچرخه در مقابل ولتاژ

• ما دو ژنراتور مختلف (Sanyo و بدون مارک) را آزمایش کردیم
• ما از یک مته قدرت برای چرخاندن ژنراتور استفاده کردیم
• ما از سرعت سنج برای اندازه گیری RPM ژنراتور استفاده کردیم
• برای تبدیل از RPM ژنراتور به سرعت دوچرخه ، ما دوچرخه ای با چرخ های 24 اینچی فرض کردیم

به این ترتیب از آزمایش خود به این نتیجه رسیدیم. اگر از ژنراتور Sanyo 12 دلاری استفاده می کنید. دور در دقیقه 1150 ژنراتور = 73.3 دور در دقیقه لاستیک دوچرخه. دور تایر 75 اینچ x 73.3 = 5500 اینچ در دقیقه = 5.2 مایل در ساعت در این سرعت است که ژنراتور شروع به تولید 5 ولت می کند. ما این را بر اساس داده های زیر جمع آوری شده در طول آزمایش خود می دانیم.

• 950 دور در دقیقه 3.5 ولت تولید می کند
• 1150 دور در دقیقه 4.24 ولت تولید می کند
• دور 1900 دور در دقیقه 6.7 ولت تولید می کند

اگر می خواهید از ژنراتور کوچکتر 9 دلاری استفاده کنید ، فقط باید 3.2 مایل در ساعت حرکت کنید تا 5 ولت دریافت کنید و در واقع شارژ گوشی خود را انجام دهید و 5 مایل در ساعت حرکت شما کمی بیش از 6 ولت به شما می دهد.

دور در دقیقه 1500 ژنراتور = 47 دور در دقیقه لاستیک دوچرخه. 47 دور در دقیقه در 72 (دور دوچرخه) = 3384 اینچ در دقیقه = 3.2 مایل در ساعت

• 1300 دور در دقیقه 3 ولت می دهد
• 1500 دور در دقیقه 5 ولت می دهد
• 1700 دور در دقیقه 7 ولت می دهد

نرخ شارژ

ما آزمایشی را برای اندازه گیری میزان جریان الکتریکی به تلفن هنگام شارژ انجام دادیم. نتایج ما نشان داد که ژنراتور Sanyo 0.9 آمپر و ژنراتور بدون مارک 1.0 آمپر تولید می کند.

ما می توانیم از این اعداد برای محاسبه تقریبا مدت زمان شارژ یک تلفن همراه معمولی استفاده کنیم. از آنجایی که بسیاری از تلفن های همراه دارای ظرفیت باتری 3 آمپر ساعت هستند ، برای شارژ صفر تا 100 درصد به ژنراتور بدون مارک حدود 3 ساعت زمان نیاز است.

به دلیل قیمت کمتر ، سرعت کمتر دوچرخه برای شارژ ، و به دلیل نرخ شارژ بهتر ، من ژنراتور عمومی را بر روی ژنراتور Sanyo توصیه می کنم.

مرحله 6: ضمیمه B: درباره پروژه

این شارژر تلفن مجهز به دوچرخه توسط 5 نوجوان (الی ، ایان ، آدم ، اسحاق و جیمز) از لینچبورگ ، ویرجینیا در Vector Space ، فضای محلی محلی ، اختراع شد. این پروژه توسط بنیاد Nuts and Bolts حمایت می شود.

ما این شارژر را در پنج روز و هر روز حدود 5 ساعت ساختیم. در روز اول ما فقط مدلسازی سه بعدی انجام دادیم و فهمیدیم که تلفن قرار است در کجا قرار گیرد.

در روز دوم ما تعدادی لحیم کاری و ویرایش مدل های سه بعدی خود را انجام دادیم و آنها را بهتر کردیم ، محاسبات ریاضی انجام دادیم که با چه سرعتی باید انجام دهید و سیم کشی برای تبدیل AC (کشمش متناوب) به DC (جریان مستقیم).

در روز 3 ما چاپ و ویرایش سه بعدی انجام دادیم و برخی از جعبه های اول با ابعاد متناسب نبود ، سپس آنها را ثابت کردیم و سیم کشی برق خود را قرار دادیم و محاسبه کردیم که از 0 تا 100 درصد چقدر باید دوچرخه سواری کنید.

در روز 4 ما همه چیز را برای استفاده آماده می کردیم تا بتوانیم اولین نمونه اولیه خود را داشته باشیم ، ابعاد ، آزمایش و مستندسازی را کامل کنیم.

در روز 5 اضافه کردن مراحل نهایی و مستندسازی.