Bộ sạc điện thoại hỗ trợ xe đạp: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đây là bộ sạc điện thoại Bike Powered rẻ tiền, có thể in 3D, dễ chế tạo và lắp đặt, và bộ sạc điện thoại là loại phổ thông. Đó là một điều hữu ích nếu bạn đạp xe nhiều và cần sạc điện thoại.

Bộ sạc được thiết kế và chế tạo bởi năm thanh thiếu niên tại Vector Space ở Lynchburg, Virginia.

Quân nhu

• Generic Generator, $ 12,97
• Bộ điều chỉnh điện áp LM2596, $ 6,99
• 2 cổng USB, $ 2,22
• 4 điốt, $ 0,56
• Tụ điện 4700UF, $ 1,95
• 100 ft của Red Primary miễn trừ 22 GA 22 GA, $ 7,76
• Vít M3 x đầu ổ cắm 30mm, (cửa hàng phần cứng) $ 0,49
• Máy in 3D Filament PLA (tổng cộng 65g cho hộp, kẹp tay lái và giá đỡ điện thoại), $ 1,30
• Dây thun
• khóa dán

Tổng: $ 30

Bước 1: In 3D

Đế giữ điện thoại

Tôi, thưa ngài James, qua nhiều thử thách và gian khổ, đã thiết kế một giá đỡ điện thoại có thể gắn trên hầu hết các tay lái của xe đạp. Nó được làm thành hai phần. Đầu tiên là giá đỡ tay lái, và thứ hai là giá đỡ điện thoại.

Giá đỡ tay lái

Giá đỡ ghi đông được gắn vào ghi đông và được giữ bằng vít. Bạn có thể sử dụng một đai ốc chèn ở một bên của ngàm và lái một con vít từ phía bên kia. Tôi thiết kế ngàm để sử dụng vít M3x20mm. Xem video trong bước lắp ráp.

Một thành phần quan trọng khác của giá đỡ ghi đông là kích thước của lỗ lớn. Thiết kế của chúng tôi có một lỗ 27mm, cung cấp không gian vừa đủ để kẹp chặt vào ghi đông của chúng tôi. Nếu ghi đông của bạn có kích thước khác, bạn có thể truy cập và sửa đổi thiết kế TinkerCAD của chúng tôi tại đây.

Điện thoại được giữ bằng hai dây cao su đi qua các lỗ của phần còn lại để giữ điện thoại ở đúng vị trí. Bạn kết nối phần còn lại của điện thoại với giá đỡ tay lái bằng cách dán siêu chúng lại với nhau. Đây là một giá đỡ điện thoại phổ thông có nghĩa là nó hoạt động cho tất cả các điện thoại.

Vỏ thiết bị điện tử

Chúng tôi cũng sử dụng TinkerCAD để thiết kế vỏ thiết bị điện tử của mình. Bạn có thể truy cập thiết kế và sửa đổi nó tại đây.

Mục đích của hộp là để bảo vệ mạch điện. Hộp được thiết kế theo cách này để nó có thể được buộc vào xe đạp và để dây USB đi vào và ra. Cân nhắc duy nhất của chúng tôi với lựa chọn vật liệu là liệu nó có chống thấm nước hay không. Chúng tôi nhận thấy rằng tất cả các loại nhựa chính đều đáp ứng yêu cầu này, vì vậy chúng tôi quyết định sử dụng PLA vì chi phí thấp và dễ in. Vỏ thiết bị điện tử cần 41 gam để in, có giá khoảng 82 xu.

Chúng tôi đã in mọi thứ trên Lulzbot TAZ 6 bằng cách sử dụng PLA ở độ cao lớp 0,25mm và đổ mực 20%. Không cần hỗ trợ.

Bước 2: Điện tử

Chuyển đổi AC sang DC

Máy phát điện tạo ra điện áp xoay chiều, cần được chuyển đổi thành điện một chiều để sạc điện thoại. Chúng tôi đã sử dụng một bộ chỉnh lưu cầu nối đầy đủ để chuyển đổi nguồn điện, sau đó một bộ điều chỉnh điện áp để đưa nó xuống 5v để nó không làm pin thiết bị di động của bạn bị cháy. Chúng tôi cũng đặt một tụ điện 4700uF trên đó để làm cho nó sạc trơn tru hơn sau đó đi ra cổng USB đầu ra. Chúng tôi đã sử dụng dây đồng khổ 22 để kết nối mọi thứ.

Một bộ chỉnh lưu cầu đầy đủ được làm từ bốn điốt được đặt trong một cấu hình cụ thể. Bạn có thể tìm thấy chi tiết về cách chế tạo một cái ở đây, hãy nhớ rằng bạn không cần bảng mạch, bạn có thể hàn trực tiếp các điốt với nhau. Xem cách chúng tôi đã làm điều đó trong chương trình hình ảnh

các chân cắm mà bạn không muốn sử dụng là các chân bên trái và bên phải xa nhất để hàn vào dây nếu các cổng USB được xếp chồng lên nhau thì bạn sẽ không sử dụng các cổng phía trước nếu bạn đang sử dụng cổng gần chân nhất

Điều chỉnh điện áp

Để chuyển đổi từ điện áp trên 5 vôn sang chính xác 5 vôn, chúng tôi sử dụng bộ điều chỉnh điện áp LM2596. Điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh này có thể được điều chỉnh bằng cách vặn vít nhỏ trên hộp màu xanh lam. Để đặt vít này đúng cách, chúng tôi đã kết nối nguồn điện kỹ thuật số với các chân đầu vào ở mức 9 vôn và chúng tôi đo điện áp đầu ra bằng đồng hồ vạn năng. Trong khi thực hiện việc này, hãy vặn vít và xem điện áp đầu ra cho đến khi bạn tiến gần đến mức 5 volt nhất có thể. Nếu bạn vượt quá 5 volt, điện thoại của bạn sẽ bị chiên, vì vậy điều quan trọng là bạn phải đặt nó càng gần 5 volt càng tốt. Sử dụng tuốc nơ vít đầu dẹt nhỏ để vặn vít. Tiếp theo, bạn muốn hàn dây màu đỏ vào lỗ có nhãn + và dây màu đen có nhãn in-, sau đó bạn muốn làm tương tự với phía bên kia

Bước 3: Lắp ráp

Giá đỡ điện thoại và giá đỡ tay lái được kết nối với nhau bằng keo siêu dính. Luồn dây chun qua hai lỗ trên giá đỡ điện thoại.

Đặt thiết bị điện tử vào hộp, cắm cáp USB vào cổng USB, sau đó dán keo nóng thiết bị điện tử vào vị trí. Đảm bảo nhập và xuất chính xác với nhãn trên hộp.

Máy phát điện mà chúng tôi sử dụng đi kèm với một miếng kẹp để gắn nó vào xe đạp. Nó khá đơn giản, có hai bu lông cho chiếc kẹp đi trên xe đạp. Chúng tôi đã gắn nó vào chỗ nghỉ. Đảm bảo rằng nó nằm dưới dây cho bộ chuyển số để nó không gây trở ngại cho nó. Dễ dàng nhất là đặt máy phát điện trên phần đính kèm trước khi bạn đặt nó lên xe đạp.

Bước 4: Cài đặt

Vỏ thiết bị điện tử

Hộp được đính kèm với Velcro để bạn có thể đặt nó ở nơi bạn muốn trên ống xả. Đặt dây đeo Velcro vào các khe của tab và sau đó đảm bảo nó đẹp và chặt vào vị trí bạn đeo.

Máy phát điện

Để lắp đặt máy phát điện, trước tiên bạn phải vặn máy phát điện vào phần cuối của giá đỡ, sau đó vặn giá đỡ vào chỗ ngồi của phần cuối phía sau xe đạp và vặn giá đỡ vào máy phát điện. Khi thực hiện thao tác này, bạn cần đảm bảo rằng phần cuối đẩy đủ mạnh nhưng không quá mạnh nếu không sẽ ảnh hưởng đến áp suất của lốp. Trước khi bắt đầu đạp xe, bạn cần đảm bảo rằng các vít được vặn đủ chặt để máy phát điện không bị rơi ra. Bạn cũng cần giữ cho trục giữa của máy phát điện hướng về phía giữa bánh xe, sau đó bạn sẽ cần gắn dây vào máy phát xe đạp và sau đó gắn đầu dây còn lại vào cổng USB ở cuối hộp. cho biết "Đầu vào". Sau đó, bạn đặt cáp USB của riêng bạn vào lỗ "Đầu ra" ở phía bên kia của hộp và cắm bộ sạc của riêng bạn vào điện thoại của bạn.

Đế giữ điện thoại

Kẹp giá gắn tay lái vào ghi đông của bạn và cố định nó bằng vít M3. Sau đó sử dụng các dây chun để giữ 4 góc của điện thoại. Nó chắc chắn hơn vẻ ngoài của nó!

Bước 5: Phụ lục A: Nghiên cứu

Bởi: Ellie Weeks

Để sạc đầy điện thoại, pin cần có 5 volt. Vì vậy, bạn chỉ cần đi nhanh khoảng 4 dặm một giờ. Nếu bạn đi chậm hơn, bạn sẽ không bị tính phí, nếu bạn đi nhanh hơn, bộ điều chỉnh điện áp sẽ duy trì 5 vôn.

Thiết lập thử nghiệm

Tốc độ xe đạp so với điện áp

• Chúng tôi đã thử nghiệm hai máy phát điện khác nhau (Sanyo và không có nhãn hiệu)
• Chúng tôi đã sử dụng một máy khoan động lực để quay máy phát điện
• chúng tôi đã sử dụng máy đo tốc độ để đo RPM của máy phát
• Để chuyển đổi từ RPM của máy phát điện sang vận tốc xe đạp, chúng tôi giả định một chiếc xe đạp có bánh xe 24 inch

Đây là cách chúng tôi đưa ra kết luận này từ thử nghiệm của mình. Nếu bạn đang sử dụng máy tạo Sanyo 12 $. 1150 vòng / phút của máy phát = 73,3 vòng / phút của lốp xe đạp. Chu vi lốp 75 inch x 73,3 = 5500 in / phút = 5,2 mph. Ở tốc độ này, máy phát điện sẽ bắt đầu tạo ra 5 vôn. Chúng tôi biết điều này dựa trên dữ liệu sau đây được thu thập trong quá trình thử nghiệm của chúng tôi.

• 950 vòng / phút tạo ra 3,5 vôn
• 1150 vòng / phút tạo ra 4,24 vôn
• 1900 vòng / phút tạo ra 6,7 vôn

Nếu bạn định sử dụng máy phát điện 9 đô la nhỏ hơn, bạn sẽ chỉ cần đi 3,2 dặm / giờ để có 5 vôn và thực sự đặt một khoản sạc vào điện thoại của bạn và đi 5 dặm / giờ sẽ cung cấp cho bạn nhiều hơn 6 vôn một chút.

1500 vòng / phút của máy phát = 47 vòng / phút của lốp xe đạp. 47 vòng / phút x 72 (chu vi xe đạp) = 3384 in / phút = 3,2 dặm / giờ

• 1300 vòng / phút cho 3 vôn
• 1500 vòng / phút cho 5 vôn
• 1700 vòng / phút cho 7 vôn

Tỷ lệ sạc

Chúng tôi đã thiết lập một thử nghiệm để đo mức độ dòng điện truyền đến điện thoại khi sạc. Kết quả của chúng tôi cho thấy máy phát điện Sanyo tạo ra 0,9 Amps và máy phát điện không nhãn hiệu tạo ra 1,0 Amps.

Chúng tôi có thể sử dụng những con số này để tính toán khoảng thời gian cần thiết để sạc một chiếc điện thoại di động thông thường. Vì nhiều điện thoại di động có dung lượng pin là 3 Amp-giờ, máy phát điện không có nhãn hiệu sẽ mất khoảng 3 giờ để sạc từ 0 đến 100%.

Vì giá thấp hơn, tốc độ xe đạp cần thiết để sạc thấp hơn và vì tốc độ sạc tốt hơn, tôi muốn giới thiệu máy phát điện chung hơn máy phát điện Sanyo.

Bước 6: Phụ lục B: Giới thiệu về Dự án

Bộ sạc điện thoại hỗ trợ xe đạp này được phát minh bởi 5 thanh thiếu niên (Ellie, Ian, Adam, Isaac và James) đến từ Lynchburg, Virginia tại Vector Space, không gian sản xuất địa phương. Dự án được tài trợ bởi Nuts and Bolts Foundation.

Chúng tôi đã chế tạo bộ sạc này trong 5 ngày với thời lượng khoảng 5 giờ mỗi ngày. Vào ngày đầu tiên, chúng tôi chỉ thực hiện một số mô hình 3D và tìm ra vị trí điện thoại sẽ được đặt.

Vào ngày thứ 2, chúng tôi đã hàn và chỉnh sửa các mô hình 3D của mình và làm cho chúng tốt hơn, chúng tôi đã thực hiện một số phép tính toán về tốc độ bạn cần đi và nối dây để chuyển đổi A. C. (nho xoay chiều) sang D. C. (dòng điện một chiều).

Vào ngày thứ 3, chúng tôi đã thực hiện một số thao tác in và chỉnh sửa 3D và một số hộp đầu tiên không phù hợp với kích thước, sau đó chúng tôi sửa chúng và đặt hệ thống dây điện và tính toán thời gian bạn cần đạp xe để đi từ 0% đến 100%.

Vào ngày thứ 4, chúng tôi đã chuẩn bị mọi thứ sẵn sàng để sử dụng để có thể có nguyên mẫu đầu tiên, hoàn thiện các kích thước, thử nghiệm và lập hồ sơ.

Vào ngày thứ 5, thêm các bước hoàn thiện và lập hồ sơ.