Carregador de telefone movido a bicicleta: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este é um carregador de telefone movido a bicicleta que é barato, imprimível em 3D, fácil de fazer e instalar, e o carregador de telefone é universal. É uma coisa útil se você anda muito de bicicleta e precisa carregar o telefone.

O carregador foi projetado e construído por cinco adolescentes na Vector Space em Lynchburg, Virgínia.

Suprimentos

• Gerador genérico, $ 12,97
• Regulador de tensão LM2596, $ 6,99
• 2 portas USB, $ 2,22
• 4 diodos, $ 0,56
• Capacitor 4700UF, $ 1,95
• 100 pés de dispensa primária vermelha 22 GA 22 GA, US $ 7,76
• Parafuso M3 x cabeça de soquete de 30 mm, (loja de ferragens) $ 0,49
• 3D Printer Filament PLA (65g no total para caixa, braçadeira de guidão e suporte para telefone), $ 1,30
• Bandas de borracha
• Velcro

Total: $ 30

Etapa 1: Impressão 3D

Suporte para telefone

Eu, senhor James, através de muitas tentativas e tribulações, projetei um suporte para telefone que pode ser montado na maioria dos guidões de bicicletas. É feito em duas partes. O primeiro é o suporte para guidão e o segundo é o suporte para telefone.

Suporte para guiador

O suporte do guiador é preso ao guiador e preso por um parafuso. Você pode usar uma porca de inserção em um lado da montagem e apertar um parafuso do outro lado. Projetei o suporte para usar um parafuso M3x20mm. Veja o vídeo na etapa de montagem.

Outro componente importante da montagem do guiador é o tamanho do orifício grande. O nosso design tem um orifício de 27 mm, o que lhe dá espaço suficiente para ser preso com segurança ao nosso guiador. Se o seu guiador tiver um tamanho diferente, você pode acessar e modificar nosso design do TinkerCAD aqui.

O telefone é preso por dois elásticos que passam pelos orifícios do descanso do telefone para mantê-lo no lugar. Você conecta o descanso do telefone ao suporte para guidão colando-os com super cola. Este é um suporte universal para telefone, o que significa que funciona com todos os telefones.

Caixa Eletrônica

Também usamos o TinkerCAD para projetar nosso gabinete eletrônico. Você pode acessar o design e modificá-lo aqui.

O objetivo da caixa é proteger o circuito. A caixa é projetada dessa forma para que possa ser amarrada à bicicleta e para que os cabos USB entrem e saiam. Nossa única consideração com a escolha do material era se ele seria à prova d'água. Descobrimos que todos os principais plásticos atendem a esse requisito, então decidimos usar o PLA por causa de seu baixo custo e facilidade de impressão. O gabinete eletrônico leva 41 gramas para imprimir, o que custa aproximadamente 82 centavos.

Imprimimos tudo em um Lulzbot TAZ 6 usando PLA em uma camada de 0,25 mm de altura e 20% de preenchimento. Nenhum suporte necessário.

Etapa 2: Eletrônica

Conversão AC para DC

Os geradores produzem voltagem CA, que precisa ser convertida em CC para carregar um telefone. Usamos um retificador totalmente em ponte para converter a energia, em seguida, um regulador de voltagem para baixá-lo para 5v para que não frite a bateria do seu dispositivo móvel. Também colocamos um capacitor de 4700uF nele para fazer com que ele carregue mais suavemente, em seguida, ele vai para a saída USB. Usamos fio de cobre de calibre 22 para conectar tudo.

Um retificador de ponte completa é feito de quatro diodos colocados em uma configuração específica. Você pode encontrar detalhes de como construir um aqui, tenha em mente, você não precisa de uma placa de ensaio, você pode soldar os diodos diretamente um no outro. Veja como fizemos na foto show

os pinos que você costuma usar são os pinos mais distantes da esquerda e da direita para soldar aos fios se as portas USB estiverem empilhadas, então você não usará os da frente se estiver usando o mais próximo dos pinos

Regulação de tensão

Para converter tensões acima de 5 volts para exatamente 5 volts, usamos um regulador de tensão LM2596. A tensão de saída deste regulador pode ser ajustada girando o pequeno parafuso na caixa azul. Para ajustar esse parafuso corretamente, conectamos uma fonte de alimentação digital aos pinos de entrada a 9 volts e medimos a tensão de saída com um multímetro. Enquanto faz isso, gire o parafuso e observe a tensão de saída até chegar o mais próximo possível de 5 volts. Se você ultrapassar os cinco volts, seu telefone estará frito, por isso é importante colocá-lo o mais próximo possível dos 5 volts. Use uma pequena chave de fenda para girar o parafuso. Em seguida, você deseja soldar o fio vermelho ao orifício marcado com + e o fio preto marcado com, então você deseja fazer a mesma coisa com o outro lado

Etapa 3: Montagem

O suporte do telefone e o suporte para guidão são conectados um ao outro usando super cola. Insira um elástico em cada um dos dois orifícios do suporte do telefone.

Coloque os componentes eletrônicos na caixa, conecte os cabos USB nas portas USB e cole os componentes eletrônicos no lugar. Certifique-se de obter a entrada e a saída corretas com as etiquetas da caixa.

O gerador que usamos veio com uma peça de braçadeira para prendê-lo à bicicleta. Era bastante simples, havia dois parafusos para a braçadeira que vai na bicicleta. Nós o anexamos ao suporte do assento. Certifique-se de que está sob o fio do shifter para que não interfira com ele. É mais fácil colocar o gerador na peça de fixação antes de colocá-lo na bicicleta.

Etapa 4: Instalação

Caixa Eletrônica

A caixa é presa com velcro para que você possa colocá-la onde quiser no tubo inferior. Coloque a tira de velcro nas fendas das abas e certifique-se de que está bem ajustada no local em que a colocou.

Gerador

Para instalar o gerador, você deve aparafusar o gerador à extremidade do suporte primeiro, em seguida, aparafusar o suporte ao suporte do assento da extremidade traseira da bicicleta e aparafusar o suporte ao gerador. Ao fazer isso, você precisa se certificar de que a parte final está empurrando com força suficiente, mas não com muita força, ou isso afetará a pressão do pneu. Antes de começar a andar de bicicleta, você precisa se certificar de que os parafusos estão apertados o suficiente para que o gerador não caia. Você também precisará manter o eixo central do gerador apontando para o centro da roda. Em seguida, você precisará conectar os fios ao gerador de bicicleta e, em seguida, conectar a outra extremidade dos fios à porta USB no final da caixa que diz "Entrada". Em seguida, você coloca seu próprio cabo USB no orifício de "Saída" do outro lado da caixa e conecta seu próprio carregador ao telefone.

Suporte para telefone

Prenda o suporte do guiador ao guiador e prenda-o com um parafuso M3. Em seguida, use os elásticos para segurar os 4 cantos do telefone. É mais resistente do que parece!

Etapa 5: Apêndice A: Pesquisa

Por: Ellie Weeks

Para dar uma carga completa ao seu telefone, a bateria precisa de 5 volts. Portanto, você só precisa ir a uma velocidade de 4 mph. Se você for mais devagar, não terá carga; se for mais rápido, o regulador de tensão manterá 5 volts.

Configuração Experimental

Velocidade da bicicleta versus tensão

• Testamos dois geradores diferentes (Sanyo e sem marca)
• Usamos uma furadeira para girar o gerador
• usamos um tacômetro para medir o RPM do gerador
• Para converter o RPM do gerador para a velocidade da bicicleta, assumimos uma bicicleta com rodas de 24 polegadas

É assim que chegamos a essa conclusão de nosso experimento. Se você estiver usando um gerador Sanyo de 12 $. 1150 rpm do gerador = 73,3 rpm do pneu da bicicleta. Circunferência do pneu de 75 polegadas x 73,3 = 5500 in / min = 5,2 mph. É nessa velocidade que o gerador começará a produzir 5 volts. Sabemos disso com base nos seguintes dados coletados durante nosso experimento.

• 950 rpm produz 3,5 volts
• 1150 rpm perfaz 4,24 volts
• 1900 rpm perfaz 6,7 volts

Se você for usar um gerador de 9 $ que é menor, você só precisará ir a 3,2 mph para obter 5 volts e para realmente colocar uma carga em seu telefone e ir a 5 mph lhe dará um pouco mais de 6 volts.

1500 rpm do gerador = 47 rpm do pneu da bicicleta. 47 rpm x 72 (circunferência da bicicleta) = 3384 in / min = 3,2 mph

• 1300 rpm dá 3 volts
• 1500 rpm dá 5 volts
• 1700 rpm dá 7 volts

Taxa de carregamento

Montamos um experimento para medir a quantidade de corrente elétrica fornecida ao telefone durante o carregamento. Nossos resultados mostraram que o gerador Sanyo produziu 0,9 Amps e o gerador sem marca produziu 1,0 Amps.

Podemos usar esses números para calcular aproximadamente quanto tempo levaria para carregar um telefone celular comum. Como muitos telefones celulares têm bateria com capacidade de 3 amperes-hora, o gerador sem marca levaria cerca de 3 horas para carregar de 0 a 100%.

Por causa do preço mais baixo, menor velocidade da bicicleta necessária para carregar e por causa da melhor taxa de carregamento, eu recomendaria o gerador genérico em vez do gerador Sanyo.

Etapa 6: Apêndice B: Sobre o Projeto

Este carregador de telefone movido a bicicleta foi inventado por 5 adolescentes (Ellie, Ian, Adam, Isaac e James) de Lynchburg, Virgínia, no Vector Space, o makerpace local. O projeto foi patrocinado pela Fundação Nuts and Bolts.

Construímos este carregador em cinco dias por cerca de 5 horas por dia. No primeiro dia, apenas fizemos algumas modelagens 3D e descobrimos onde o telefone seria colocado.

No dia 2, soldamos e editamos nossos modelos 3D e os tornamos melhores, fizemos alguns cálculos matemáticos sobre a velocidade necessária e a fiação para converter A. C. (groselha alternada) em D. C. (corrente contínua).

No dia 3 fizemos algumas impressões e edições 3D e algumas das primeiras caixas não se encaixavam nas dimensões, então nós as consertamos e colocamos nossa fiação elétrica e calculamos quanto tempo você precisaria para andar de bicicleta para ir de 0% a 100%.

No dia 4 estávamos deixando tudo pronto para uso para que pudéssemos ter nosso primeiro protótipo, aperfeiçoando as dimensões, testando e documentando.

No dia 5, adicionar os retoques finais e documentar.