شارژر USB با دستگاه تنفس: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

نفس میکشی؟ آیا گجتی دارید که بتوان آن را از طریق پورت USB شارژ کرد؟ خوب اگر به هر دو پاسخ مثبت دادید ، خوش شانس هستید. این دستورالعمل نشان می دهد که چگونه دستگاهی بسازید که دستگاه های دارای USB شما را شارژ کند در حالی که شما بهترین کار را انجام می دهید. نفس کشیدن. با استفاده از برخی از قطعات پاک شده از درایو CD-ROM قدیمی ، یک مدار الکترونیکی ساده و چند نوار لاستیکی ، به زودی راه خود را به سمت نیروانای ابزار الکترونیکی شبه مفید کامل پر می کنید.

مرحله 1: مقدمه و مرحله 1

این پروژه به طیف گسترده ای از مهارت های "سازنده" مانند ساخت تخته PCB ، برچیدن قطعات الکترونیکی ، برش و حفاری پلاستیک ها ، مخلوط کردن اپوکسی ، طراحی قطار دنده ای ، جمع کردن دسته ای از قطعات ، خم شدن گیره های کاغذی و به خطر انداختن چاه نیاز دارد. داشتن تلفن ، دوربین یا PDA بسیار گران قیمت شما. در کل ، سرگرم کننده خوب است. از آنجا که هرکسی مجموعه متفاوتی از قطعات ناخواسته را برای ساختن آن در اختیار خواهد داشت ، من فقط یک نمای کلی از نحوه کار در مورد آن به شما ارائه می دهم و شما می توانید این خرابی ها را در پروژه خود اعمال کنید. که تقریباً از چهار مرحله تشکیل شده است. برخی از قطعات مناسب برای ژنراتور را خاموش کنید مدار شارژر را بسازید 3. ژنراتور ، کوپلر قفسه سینه و بازگشت مکانیکی را مونتاژ کنید 4. مرحله 1: من حدود چهار درایو CDROM قدیمی در اطراف داشتم و تعدادی از آنها را جدا کردم تا ببینم قطعات خنک داخل آن چیست. به نظر می رسد تعداد زیادی موتور ، چرخ دنده و سایر قطعات داخل آن وجود دارد که اصرار من را بر نگه داشتن چنین مزخرفاتی کاملاً تأیید می کند. دیدن قطارهای دنده ای در داخل این واحدها که برای باز کردن سینی استفاده می شود ، ایده ای برای این پروژه به من داد. موتور کوچک با گشتاور کم و دور در دقیقه از طریق یک قطار دنده ای که نسبت نهایی آن حدود 20: 1 است به سینی متصل می شود. قبلا از یک آرایه موازی از موتورهای پیجر کوچک برای تولید برق از تنفس استفاده می کردم (به زیر مراجعه کنید) اما حرکت خطی از انبساط قفسه سینه شما آنقدرها هم عالی نیست (در حدود یک اینچ) بنابراین برای ایجاد ولتاژهای مفید واقعاً باید هف و پف کنید. به هر حال ، آن درایوهای CDROM را که می توانید تقریباً در هر گاراژ فروشی ، فروشگاه صرفه جویی یا محل دفن زباله پیدا کنید ، خراب کنید. عکس زیر نتایج را نشان می دهد. بسیاری از پروژه های بالقوه در آنجا وجود دارد. در حال حاضر ، ما فقط به چرخ دنده های پلاستیکی و موتورهای بازکننده سینی و/یا حرکت واگن لیزری علاقه مند هستیم. چرخ دنده ها و درایوهای مختلف را بررسی کنید و سعی کنید روشی را برای افزودن چرخ دنده های اضافی برای افزایش نسبت دنده یا نحوه اضافه کردن موتور دیگر در سری تجسم کنید. شما می خواهید تغییرات در چرخ دنده را به حداقل برسانید. متناوباً می توانید همه چرخ دنده ها را برداشته و گیربکس خود را از ابتدا بسازید. شما همچنین به حداقل یک موتور با چرخ دنده یا قرقره کوچک نیاز دارید تا بتوانید آن را به قطار دنده متصل کنید. موتورهای درایو CDROM معمولاً موتورهای DC مغناطیس دائمی ساده ای هستند که برای کار روی 5 ولت طراحی شده اند ، به جز موتور اسپیندل ، که به هر حال نمی خواهید از آن استفاده کنید. در این مرحله شما همچنین می خواهید در مورد آنچه که قرار است استفاده کنید فکر کنید. برای بستن بند دور سینه شما یک کمربند قدیمی ، مقداری بند ، یک بند کفش قدیمی ، یک بند نشان نام ، یا هر چیزی که به راحتی و بدون هیچ کشش در اطراف شما قرار می گیرد. شما می خواهید تمام انبساط در ژنراتور خطی شما انجام شود. هر کششی که در کوپلر قفسه سینه رخ می دهد ، انرژی اتلاف شده است.

مرحله 2: ساخت مدار شارژر

مدار شارژر بسیار ساده است. شامل: 1. یک پل دیودی برای تبدیل ولتاژ AC از ژنراتور به DC اصلاح شده. یک باتری قابل شارژ برای تنظیم ولتاژ و نگه داشتن قدرت اضافی تولید شده در صورتی که هیچ چیز به پورت USB متصل نشده باشد. شما همچنین می توانید از یک خازن بزرگ استفاده کنید ، اما باتری ها سطح ولتاژ قابل پیش بینی تری را ارائه می دهند. مبدل تقویت کننده برای ولتاژ پایین تا 5VDC برای شارژ USB4. یک پریز USB. من مدار را در EAGLE تنظیم کرده ام ، برنامه ای که من به شدت توصیه می کنم. می توانید آن را به صورت رایگان از سایت cadsoft.de بارگیری کنید. طرح شماتیک و تخته تک لایه ضمیمه شده است. استفاده واقعی از EAGLE و تولید تخته خارج از محدوده این دستورالعمل است. بسیاری از دستورالعمل های عالی برای پوشش این موضوعات وجود دارد. به عنوان مثال ، نحوه ساخت PCB در آشپزخانه خود را ببینید. لیست قطعات مدار شارژر (مقادیر برجسته): 1x L6920 قابل تنظیم خروجی DC مبدل (حداقل ورودی 1V ، برگه در اینجا) Digikey# 497-4593- دیودهای تعویض 1-ND4x 1N4148 (من از اس دی اس SOD523 کوچک استفاده کردم ، اما می توانید در دست داشته باشید) Digikey# 1N4148WTDICT-ND2x 10uF یا سایر خازن های ESR کم (از 1206 smds استفاده کردم) Digikey# 39901299-1-ND2x 100k نازک مقاومت های فیلم Digikey# P100kFCT-ND1x 10uH سلف سیمی Digikey# 490-2519-1-ND1x USB نوع A اتصال دهنده smdDigikey# AE9924-ND در زیر می توانید فایلهای شماتیک و تخته و jpegs آنها را نیز مشاهده کنید. قسمت سخت ساخت یک PCB خوب در آشپزخانه شما است که آثار کمی برای بسته TSSOP L6920 دارد. همانطور که در عکس می بینید ، من 4 تخته را به طور همزمان درست کردم ، زیرا هر یک بسیار کوچک است. ترفند کنار هم قرار دادن این است که از وسط شروع کرده و راه خود را ادامه دهید ، با L6920 شروع کنید و گسسته های SMD را در حین کار اضافه کنید. یک جفت موچین ، همراه با چشم خوب یا ذره بین ، نور روشن و یک دست ثابت ضروری است. نگران جوشکاری زیاد نباشید ، از فتیله لحیم کاری خود برای پاکسازی هرگونه تصادف استفاده کنید و بعد از هر مرحله کار خود را با مولتی متر بررسی کنید. تمرین کامل می کند.

مرحله 3: تولید ژنراتور

حالا شما باید ژنراتور را بسازید. شما باید با چرخ دنده ها و موتورها بازی کنید تا تنظیم رضایت بخشی حاصل شود. شما می خواهید هنگام چرخاندن چرخ دنده ها از مولتی متر روی موتور استفاده کنید تا ببینید چقدر ولتاژ دریافت می کنید. شما می خواهید در محدوده 2-3 ولت قرار بگیرید در حالی که دنده خطی را به آرامی حدود یک اینچ در حرکت می دهید. هنگام تنظیم چرخ دنده ها ، می خواهید از دنده هایی استفاده کنید که دنده بزرگی با دنده کوچکتر قالب بندی شده است. این مجموعه ها به صورت سری روی هم قرار می گیرند ، همانطور که در نقاشی نشان داده شده است نسبت دنده خوبی به شما می دهد. (این واقعیت را نادیده بگیرید که اندازه دندان ها در نقاشی اشتباه است ، من خیلی تنبل بودم تا بتوانم آن را با ارتفاع دندان مطابقت دهم) شما باید در جایی در محدوده 25-50: 1 عکس بگیرید. بیشتر بهتر است اما سرانجام تلفات در چرخ دنده روی هم انباشته می شود و چرخاندن موتور بسیار سخت می شود و چرخ دنده ها از بین می روند.

یکی از کلیدها این است که راهی برای استفاده از چرخ دنده های خطی روی سینی سی دی یا قطعه دیگر پیدا کنید تا حرکت تنفسی خود را به چرخش موتور DC تبدیل کنید. من عکس نسخه اولیه دیگری از ژنراتور درایو CD را قرار دادم که در آن می توانید چرخ دنده سینی خطی را به وضوح مشاهده کنید. همچنین علائم برش در پلاستیک قابل مشاهده است. این نمونه اولیه همچنین قادر به روشنایی آرایه LED در تصویر بود. نترسید این مورد را بر اساس نیازهای خود خرد کنید. در عکس دیگر موتور DC در پلاستیکی درایو که من آن را آدمخوار کرده ام نصب شده است. نزدیک این دستگاه یک اسلایدر خطی وجود داشت که از آن برای حرکت حرکت تنفسی به قطار دنده استفاده می کردم. همچنین یک چرخ دنده دیگر (به تصویر مراجعه کنید) به قطار محرک اضافه کردم تا نسبت را افزایش دهم و در آینده امکان نصب موتور دیگر برای افزایش خروجی را فراهم کنم. چالش اصلی این است که تلاش تنفسی به طور م intoثر به چرخش موتور تبدیل شود. همچنین در تصویر

مرحله 4: همه را با هم قرار داده و آزمایش کنید

هنگامی که یک تنظیمات ژنراتور رضایت بخش دارید ، می خواهید ژنراتور را به مدار شارژ وصل کنید ، باتری را وارد کنید و از مولتی متر خود برای آزمایش ولتاژ خروجی در پورت USB استفاده کنید. اگر 5 ولت را نمی بینید ، مشکلی وجود دارد. قبل از وصل کردن ابزار گران قیمت خود به پورت USB ، آن را برطرف کنید. در زیر می توانید ژنراتور USB مونتاژ شده من را در تمام شکوه خود ، بالا و پایین مشاهده کنید. می توانید نوار لاستیکی مورد استفاده برای بازگشت را مشاهده کنید ، به همراه چرخ دنده خطی ، بند و گیره کاغذی که برای اتصال دنده خطی به بند استفاده کردم. نکته اصلی در اینجا این است که تمام حرکت را به چرخ دنده خطی منتقل کنید بنابراین می خواهید بند و روش اتصال بدون هیچ سفتی سفت باشد. قدرت نوار لاستیکی یا برگشت فنر به شما بستگی دارد. آزمایشات نیمه کاره من نشان می دهد که شما می توانید تقریباً یک نیروی 1N را اداره کنید بدون اینکه در تنفس خود زیاد کار کنید. در حالت ایده آل شما یک نوار لاستیکی کوچک می خواهید که دنده خطی را هنگام بازدم به حالت اولیه باز می گرداند. اگر از طریق نسبت دنده بالا ، موتورهای اضافی یا موتور بزرگتر ظرفیت تولید کافی را بدست آورید ، به بازده بیشتر فنر نیاز خواهید داشت. در اصل شما انرژی مکانیکی را در حین استنشاق ذخیره می کنید که برای چرخاندن ژنراتور هنگام بازدم استفاده می شود تا بتوانید هم در فشار و هم در کشش تولید کنید. شما به پل دیودی احتیاج دارید تا بتوانید از مزایای موفقیت آمیز استفاده کنید. بنابراین من از این هیولا استفاده کردم و آن را به جعبه جمع آوری داده های مطمئن خود از DataQ وصل کردم. ضمیمه خروجی نمودار ولتاژ ژنراتور قبل از تبدیل گام به گام به USB 5V است. اساساً باتری مبدل گام به گام را اجرا می کند و دستگاه تنفس باتری را شارژ می کند. در تصویر می توانید اثر تسطیح باتری را مشاهده کنید ، با افزایش ولتاژ هنگام تنفس. در واقع من به فرونشانی نزدیک می شدم ، اما به نام علم. نتایج را می توانید در عکس شارژ گوشی مشاهده کنید. نکته ای که باید به آن اشاره کرد این است که من مجبور شدم کابل USB را تغییر دهم تا RAZR به همان نحوی که در این وب سایت توضیح داده شده است شارژ شود. من هیچ عدد جامدی در مورد توان تولیدی خود ندارم ، هنوز روش مناسبی برای اندازه گیری آن پیدا نکرده ام. متابولیسم معمولی در حالت استراحت در حدود 50-75W است که بخش قابل توجهی از آن به دلیل تنفس است تلاش (من شمال 50 را دیده ام). بنابراین اگر فرض کنیم که انرژی مداوم 25 وات برای تنفس استفاده می شود ، منطقی به نظر می رسد که می توانیم 4 درصد افزایش دهیم تا 1 وات برای شارژ تلفن همراه برداشت کنیم. بر اساس تلفن همراه من ، و این فرض ها حدود 3 ساعت طول می کشد تا باتری 3.7 ولت 800 میلی آمپر ساعتی شارژ شود. با فرض 100 efficiency کارآیی. متأسفانه ، بر اساس اندازه گیری های کمی که توانستم انجام دهم ، ژنراتور تنفسی که ساخته ام بیشتر از 50 مگاوات است. راه تنفس بدون نفس. این تلفن را شارژ می کند ، اما باتری NiMH بیشتر کار را تا خالی شدن انجام می دهد. سپس برای شارژ مجدد باتری NiMH باید یک روز یا بیشتر نفس بکشید. به هر حال قصد داشتید این کار را انجام دهید ، درست است؟ بنابراین جا برای پیشرفت وجود دارد. یکی از موضوعات مورد استفاده من استفاده از نانولوله های کربنی و پلی اورتان برای تولید ژنراتور پلیمری الکترو فعال است. این نوع فناوری است که برای ساخت ژنراتورهای boot-strike برای ارتش استفاده می شود. پیشرفت های بعدی می تواند این دستگاه را در محدوده 1W قرار دهد. به طور خاص ، استفاده از موتور DC بهتر (ولتاژ بیشتر در دور) و ساخت سیستم پیشرانه به منظور راحتی بیشتر و جفت شدن بهتر با حرکت تنفسی. مدتی است که در آشپزخانه/کارگاهم روی این نوع دستگاه ها کار می کنم و می خواهم همه اینها را عمومی کنم تا دیگران بتوانند سوار شوند. در صورت تمایل با من تماس بگیرید تا سوالات یا بحث را مطرح کنید. همانطور که بارد گفت ، "و اهلی شدن سگ بی وقفه ادامه داشت."