Bộ sạc USB hỗ trợ hơi thở: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Bạn có thở không? Bạn có thiết bị nào có thể sạc qua cổng USB không? Vâng, nếu bạn trả lời có cho cả hai, thì bạn là người may mắn. Tài liệu hướng dẫn này chỉ ra cách tạo một thiết bị sạc các thiết bị hỗ trợ USB của bạn trong khi bạn làm những gì bạn giỏi nhất. Thở. Sử dụng một số bộ phận nhặt được từ ổ CD-ROM cũ, một mạch điện tử đơn giản và một vài sợi dây cao su, bạn sẽ sớm phải lúi húi tìm cách sạc đầy thiết bị điện tử giả hữu ích ở niết bàn.

Bước 1: Giới thiệu và Bước 1

Dự án này đòi hỏi một loạt các kỹ năng của "nhà sản xuất", chẳng hạn như sản xuất bảng mạch PCB, tháo dỡ thiết bị điện tử, cắt và khoan nhựa, trộn epoxy, thiết kế tàu bánh răng, ghép một loạt các bộ phận, bẻ cong kẹp giấy và mạo hiểm với giếng. là điện thoại, máy ảnh hoặc PDA đắt tiền của bạn. Nói chung, chúc bạn vui vẻ. Vì mọi người sẽ có một bộ sưu tập các bộ phận rác khác nhau để xây dựng nó, tôi sẽ chỉ cung cấp cho bạn một cái nhìn tổng quan chi tiết về cách tôi đã làm về nó và bạn có thể áp dụng những điều này vào dự án của riêng mình. Điều này sẽ bao gồm bốn bước lỏng lẻo.1. Tìm kiếm một số bộ phận thích hợp cho máy phát điện2. Cấu tạo mạch sạc3. Lắp ráp máy phát điện, bộ ghép lồng ngực và cơ khí trở lại4. Kết nối mạch sạc và kiểm tra Bước 1: Tôi có khoảng bốn ổ CDROM cũ treo xung quanh và tháo một vài trong số chúng ra để xem bên trong có những bộ phận thú vị nào. Hóa ra có rất nhiều động cơ mát, bánh răng và các bộ phận khác bên trong hoàn toàn xác thực sự khăng khăng của tôi về việc đặt những thứ tào lao như vậy. Nhìn thấy các đoàn tàu bánh răng bên trong các đơn vị này được sử dụng để mở khay đã cho tôi ý tưởng cho dự án này. Động cơ nhỏ, mô-men xoắn cao, mô-men xoắn cao được liên kết với khay thông qua hộp số có tỷ lệ cuối cùng khoảng 20: 1 Trước đây tôi đã sử dụng một loạt động cơ máy nhắn tin nhỏ song song để tạo ra điện từ hơi thở (xem bên dưới) nhưng hành trình tuyến tính từ việc mở rộng ngực của bạn không phải là lớn (khoảng một inch) vì vậy để tạo ra điện áp hữu ích, bạn phải thực sự thở dốc và phùng mang. Dù sao, hãy xé những ổ CDROM đó, bạn có thể tìm thấy ở hầu hết các cửa hàng bán đồ để xe, cửa hàng tiết kiệm hoặc bãi rác. Hình dưới đây cho thấy kết quả. Rất nhiều dự án tiềm năng trong đó. Hiện tại, chúng tôi chỉ quan tâm đến các bánh răng bằng nhựa và động cơ để mở khay và / hoặc di chuyển bộ phận vận chuyển laser. Xem qua các bánh răng và bộ truyền động khác nhau và cố gắng hình dung cách thêm các bánh răng bổ sung để tăng tỷ số truyền hoặc cách thêm một động cơ khác nối tiếp. Bạn muốn giảm thiểu các thay đổi đối với hộp số. Ngoài ra, bạn có thể nhặt tất cả các bánh răng và xây dựng hộp số của bạn từ đầu. Bạn cũng sẽ cần ít nhất một động cơ với một bánh răng nhỏ hoặc ròng rọc trên đó để bạn có thể kết nối nó với hộp số. Các động cơ trong ổ CDROM thường là động cơ DC nam châm vĩnh cửu đơn giản được thiết kế để chạy trên 5V, ngoại trừ động cơ trục chính mà bạn không muốn sử dụng. để có dây đeo quanh ngực của bạn. Một chiếc thắt lưng cũ, một ít dây vải, một dây giày cũ, một dây đeo huy hiệu tên hoặc bất cứ thứ gì sẽ ôm sát vào người bạn một cách thoải mái mà không bị kéo căng ra. Bạn muốn tất cả việc mở rộng diễn ra trong trình tạo tuyến tính của mình. Bất kỳ sự căng nào xảy ra trong bộ ghép ngực của bạn sẽ bị lãng phí năng lượng.

Bước 2: Xây dựng mạch sạc

Mạch sạc khá đơn giản. Nó bao gồm: 1. Cầu diode để biến điện áp xoay chiều từ máy phát thành điện một chiều chỉnh lưu. Pin có thể sạc lại để điều chỉnh điện áp và giữ nguồn điện dư thừa khi không có gì được kết nối với cổng USB. Bạn cũng có thể sử dụng một tụ điện lớn, nhưng pin cung cấp mức điện áp dễ dự đoán hơn. Một bộ chuyển đổi tăng cường để đưa điện áp thấp lên đến 5VDC để sạc qua USB4. Một phích cắm USB Tôi đã vẽ mạch trong EAGLE, một chương trình mà tôi thực sự khuyên dùng. Bạn có thể tải xuống miễn phí từ cadsoft.de. Sơ đồ và bố cục bảng một lớp được đính kèm. Việc sử dụng thực tế của EAGLE và sản xuất bo mạch nằm ngoài phạm vi của hướng dẫn này. Nhiều tài liệu hướng dẫn tuyệt vời có sẵn để bao gồm các chủ đề này. Hãy xem ví dụ này về cách tạo PCB trong nhà bếp của bạn. Điốt chuyển mạch 1-ND4x 1N4148 (Tôi đã sử dụng các smds SOD523 nhỏ, nhưng bạn có thể phụ trong những gì bạn có) Digikey # 1N4148WTDICT-ND2x 10uF gốm hoặc các tụ ESR thấp khác (Tôi đã sử dụng 1206 smds) Digikey # 39901299-1-ND2x mỏng 100k điện trở filmDigikey # P100kFCT-ND1x 10uH wirewound inductorDigikey # 490-2519-1-ND1x Đầu nối smd USB loại A nữDigikey # AE9924-NDBây giờ bạn có thể xem các tệp sơ đồ và bảng, cũng như các jpegs của chúng. Phần khó khăn là tạo ra một PCB tốt trong nhà bếp của bạn có dấu vết đủ nhỏ cho gói TSSOP của L6920. Như bạn có thể thấy trong hình, tôi đã làm 4 bảng cùng một lúc vì mỗi bảng quá nhỏ. Mẹo để kết hợp nó với nhau là bắt đầu ở giữa và di chuyển theo cách của bạn, bắt đầu với L6920 và thêm các điều chỉnh SMD khi bạn tiếp tục. Một chiếc nhíp là điều cần thiết, cùng với đôi mắt tinh tường hoặc kính lúp, đèn sáng và tay cầm chắc chắn. Đừng lo lắng về việc có quá nhiều vật hàn trong đó, hãy sử dụng bấc hàn của bạn để làm sạch mọi sự cố và kiểm tra công việc của bạn bằng đồng hồ vạn năng sau mỗi bước. Tập luyện giúp hoàn hảo hơn.

Bước 3: Xây dựng Máy phát điện

Bây giờ bạn cần tạo máy phát điện. Bạn nên chơi xung quanh các bánh răng và động cơ cho đến khi bạn có được một sự sắp xếp ưng ý. Bạn sẽ muốn sử dụng đồng hồ vạn năng trên động cơ trong khi quay các bánh răng để xem bạn đang nhận được bao nhiêu điện áp. Bạn muốn đạt được dải 2-3 volt trong khi di chuyển bánh răng thẳng chậm khoảng một inch trong hành trình. Khi thiết lập các bánh răng, bạn muốn sử dụng những cái có bánh răng lớn được đúc với một bánh răng nhỏ hơn. Xếp chồng lên nhau những thứ này sẽ cung cấp cho bạn một tỷ số truyền tốt như trong hình vẽ. (bỏ qua thực tế là răng sai kích thước trong bản vẽ, tôi đã quá lười để vẽ lại cho phù hợp với cao độ răng) Bạn nên chụp cho một nơi nào đó trong phạm vi 25-50: 1. Nhiều hơn thì tốt hơn nhưng cuối cùng tổn thất trong bộ truyền bánh răng sẽ chồng chất lên và việc quay động cơ quá khó và các bánh răng sẽ bị bong ra.

Một trong những chìa khóa là tìm cách sử dụng các bánh răng tuyến tính trên khay CD hoặc thiết bị khác để biến chuyển động thở của bạn thành chuyển động quay của động cơ DC. Tôi đã bao gồm một bức ảnh của phiên bản nguyên mẫu khác của trình tạo ổ đĩa CD, nơi bạn có thể nhìn thấy rõ bánh răng khay tuyến tính. Cũng có thể nhìn thấy những vết cắt trên nhựa. Nguyên mẫu này cũng có khả năng chiếu sáng dãy đèn LED trong hình. Đừng ngại cắt nhỏ thứ này để phù hợp với nhu cầu của bạn. Trong bức ảnh khác, động cơ DC được gắn vào vị trí nhựa của ổ đĩa mà tôi đã ăn thịt. Gần đây là một thanh trượt tuyến tính mà tôi đã sử dụng để ghép chuyển động thở với bánh răng. Tôi cũng đã thêm một bánh răng khác (xem ảnh) vào bộ truyền động để tăng tỷ số và cho phép lắp một động cơ khác trong tương lai để tăng sản lượng. Thách thức chính là đưa nỗ lực thở chuyển thành chuyển động quay của động cơ một cách hiệu quả. Cũng hình

Bước 4: Tập hợp tất cả lại với nhau và kiểm tra

Khi bạn đã có một thiết lập máy phát điện ưng ý, sau đó bạn muốn kết nối máy phát điện với mạch sạc, lắp pin và sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra điện áp đầu ra tại cổng USB. Nếu bạn không thấy 5V thì có vấn đề. Hãy sửa nó trước khi cắm thiết bị đắt tiền của bạn vào cổng USB. Bạn có thể thấy dây cao su được sử dụng để trả lại, cùng với hộp số tuyến tính, dây đeo và kẹp giấy mà tôi đã sử dụng để kết nối bánh răng tuyến tính với dây đeo. Chìa khóa ở đây là phải chuyển tất cả chuyển động sang bánh răng thẳng, vì vậy bạn muốn dây đeo và phương thức kết nối cứng cáp. Độ bền của dây cao su hoặc hồi lò xo là tùy thuộc vào bạn. Các thí nghiệm nửa vời của tôi chỉ ra rằng bạn có thể xử lý khá nhiều lực 1N mà không cảm thấy quá khó thở. Lý tưởng nhất là bạn muốn một sợi dây cao su nhỏ như sẽ đưa bánh răng thẳng trở lại vị trí ban đầu khi bạn thở ra. Nếu bạn có đủ công suất tạo ra thông qua tỷ số truyền cao, động cơ phụ hoặc động cơ lớn hơn, thì bạn sẽ cần một lò xo hồi vị lớn hơn. Về cơ bản, bạn đang tích trữ năng lượng cơ học trong quá trình hít vào, được sử dụng để bật máy phát điện khi thở ra để bạn có thể tạo ra khi đẩy và kéo. Bạn cần cầu diode để tận dụng thành công. Vì vậy, tôi đã bắt đầu sự kỳ lạ này và kết nối nó với hộp thu thập dữ liệu đáng tin cậy của tôi từ DataQ. Đính kèm là đầu ra biểu đồ điện áp của máy phát điện trước khi chuyển đổi từng bước sang USB 5V. Về cơ bản, pin chạy bộ chuyển đổi bước lên và máy tạo hơi thở sạc pin. Trong cốt truyện, bạn có thể thấy hiệu ứng cân bằng của pin, với điện áp tăng đột biến khi tôi thở. Trên thực tế, tôi đang tiến tới quá trình giảm thông khí, nhưng với danh nghĩa khoa học. Kết quả có thể được nhìn thấy trong bức ảnh sạc điện thoại. Một điều cần đề cập là tôi đã phải sửa đổi cáp USB để sạc RAZR như thông tin chi tiết trên trang web này. Tôi không có bất kỳ con số chắc chắn nào về công suất mà tôi đang tạo ra, tôi chưa nghĩ ra cách tốt để đo lường điều đó. nỗ lực (tôi đã thấy ở phía bắc là 50%). Vì vậy, nếu chúng ta giả sử 25W năng lượng liên tục được sử dụng để thở, có vẻ hợp lý là chúng ta có thể tăng 4% đó để thu được 1W để sạc điện thoại di động. Dựa trên điện thoại di động của tôi, và những giả định này sẽ mất khoảng 3 giờ để sạc pin 3.7V 800mAh. Giả sử hiệu suất 100%. Tuyệt vời, dựa trên một vài phép đo mà tôi có thể thực hiện, máy phát điện thở mà tôi đã chế tạo đang có công suất lớn hơn như 50mW. Cách thở không ra hơi. Nó sẽ sạc điện thoại, nhưng pin NiMH sẽ hoạt động hầu hết công việc cho đến khi cạn kiệt. Sau đó, bạn sẽ phải thở trong một ngày hoặc lâu hơn để sạc lại pin NiMH. Dù sao thì bạn cũng đã lên kế hoạch làm điều đó đúng không? Vì vậy, có chỗ để cải thiện. Một lĩnh vực tôi đang nghiên cứu là sử dụng ống nano cacbon và polyurethane để tạo ra máy phát điện polymer hoạt tính. Đây là loại công nghệ đang được sử dụng để chế tạo máy phát điện khởi động cho quân đội. Những cải tiến về thời trang có thể đưa thiết bị này vào phạm vi 1W. Cụ thể, sử dụng động cơ DC tốt hơn (điện áp trên mỗi vòng quay cao hơn) và tùy chỉnh xây dựng hệ thống truyền động để thoải mái hơn và khớp nối tốt hơn với chuyển động thở. Tôi đã làm việc trên các loại thiết bị này trong nhà bếp / xưởng của mình một thời gian và muốn công khai tất cả những điều này để những người khác có thể tham gia. Vui lòng liên hệ với tôi nếu có câu hỏi hoặc để thảo luận. Như người bảo vệ nói, "và việc thuần hóa con chó tiếp tục không suy giảm."