Fahrradbetriebenes Telefonladegerät - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Dies ist ein fahrradbetriebenes Telefonladegerät, das billig, 3D-druckbar, einfach herzustellen und zu installieren ist und das Telefonladegerät universell ist. Es ist eine nützliche Sache, wenn Sie viel Fahrrad fahren und Ihr Telefon aufladen müssen.

Das Ladegerät wurde von fünf Teenagern bei Vector Space in Lynchburg, Virginia, entwickelt und gebaut.

Lieferungen

• Generischer Generator, $12.97
• LM2596 Spannungsregler, $6,99
• 2 USB-Anschlüsse, $2,22
• 4 Dioden, 0,56 $
• 4700UF-Kondensator, $ 1.95
• 30 m Red Primary Waire 22 GA 22 GA, 7,76 $
• M3-Schraube x 30 mm Innensechskant, (Baumarkt) 0,49 €
• 3D-Drucker Filament PLA (65 g insgesamt für Box, Lenkerklemme und Telefonhalterung), $ 1,30
• Gummibänder
• Klettverschluss

Gesamt: $30

Schritt 1: 3D-Druck

Telefonhalter

Ich, Sir James, habe durch viele Versuche und Schwierigkeiten einen Telefonhalter entworfen, der an den meisten Fahrradlenkern montiert werden kann. Es ist in zwei Teilen hergestellt. Die erste ist die Lenkerhalterung und die zweite die Telefonhalterung.

Lenkerhalterung

Die Lenkerhalterung wird am Lenker befestigt und mit einer Schraube gehalten. Sie können auf einer Seite der Halterung eine Einlegemutter verwenden und auf der anderen Seite eine Schraube eindrehen. Ich entwarf die Halterung, um eine M3x20mm-Schraube zu verwenden. Sehen Sie sich das Video im Montageschritt an.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Lenkerhalterung ist die Größe des großen Lochs. Unser Design hat ein 27-mm-Loch, das gerade genug Platz bietet, um sicher an unseren Lenkern geklemmt zu werden. Wenn Ihr Lenker eine andere Größe hat, können Sie hier auf unser TinkerCAD-Design zugreifen und es ändern.

Das Telefon wird von zwei Gummibändern gehalten, die durch die Löcher der Telefonauflage gehen, um das Telefon an Ort und Stelle zu halten. Sie verbinden die Telefonauflage mit der Lenkerhalterung, indem Sie sie super zusammenkleben. Dies ist ein universeller Telefonhalter, der für alle Telefone geeignet ist.

Elektronikgehäuse

Wir haben TinkerCAD auch verwendet, um unser Elektronikgehäuse zu entwerfen. Hier können Sie auf das Design zugreifen und es ändern.

Der Zweck der Box ist es, den Stromkreis zu schützen. Die Box ist so konzipiert, dass sie am Fahrrad befestigt werden kann und die USB-Kabel ein- und ausgehen können. Unsere einzige Überlegung bei der Materialwahl war, ob es wasserdicht ist. Wir haben festgestellt, dass alle gängigen Kunststoffe diese Anforderung erfüllen. Daher haben wir uns aufgrund der geringen Kosten und der einfachen Bedruckbarkeit für die Verwendung von PLA entschieden. Das Elektronikgehäuse braucht 41 Gramm zum Drucken, was etwa 82 Cent kostet.

Wir haben alles auf einem Lulzbot TAZ 6 mit PLA bei 0,25 mm Schichthöhe und 20% Infill gedruckt. Keine Stützen notwendig.

Schritt 2: Elektronik

Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlung

Die Generatoren erzeugen Wechselspannung, die in Gleichstrom umgewandelt werden muss, um ein Telefon aufzuladen. Wir haben einen Vollbrückengleichrichter verwendet, um die Leistung umzuwandeln, und dann einen Spannungsregler, um sie auf 5 V zu senken, damit die Batterie Ihres Mobilgeräts nicht durchgebraten wird. Wir haben auch einen 4700uF-Kondensator darauf gelegt, damit er reibungsloser aufgeladen wird, als er an den USB-Ausgang ausgegeben wird. Wir haben 22 Gauge Kupferdraht verwendet, um alles zu verbinden.

Ein Vollbrückengleichrichter besteht aus vier Dioden, die in einer bestimmten Konfiguration angeordnet sind. Details zum Bau finden Sie hier, denken Sie daran, Sie benötigen kein Steckbrett, Sie können die Dioden direkt miteinander verlöten. Sehen Sie in der Bildershow, wie wir es gemacht haben

Die Pinbelegung, die Sie verwenden werden, sind die am weitesten links und rechts befindlichen Pins, um an die Drähte zu löten, wenn die USB-Anschlüsse gestapelt sind, dann werden Sie die vorderen nicht verwenden, wenn Sie den Pin verwenden, der den Pins am nächsten ist

Spannungsregulierung

Um von Spannungen über 5 Volt auf genau 5 Volt umzuwandeln, haben wir einen Spannungsregler LM2596 verwendet. Die Ausgangsspannung dieses Reglers kann durch Drehen der kleinen Schraube an der blauen Box eingestellt werden. Um diese Schraube richtig einzustellen, haben wir ein digitales Netzteil mit 9 Volt an die Eingangspins angeschlossen und die Ausgangsspannung mit einem Multimeter gemessen. Drehen Sie dabei die Schraube und beobachten Sie die Ausgangsspannung, bis Sie so nah wie möglich an 5 Volt kommen. Wenn Sie über fünf Volt gehen, wird Ihr Telefon gebraten, daher ist es wichtig, es so nah wie möglich an 5 Volt zu bringen. Verwenden Sie einen kleinen Schlitzschraubendreher, um die Schraube zu drehen. Als nächstes wollen Sie das rote Kabel an das Loch mit der Beschriftung in+ und das schwarze Kabel mit der Beschriftung in- löten, dann möchten Sie dasselbe mit der anderen Seite machen

Schritt 3: Montage

Die Handyhalterung und die Lenkerhalterung werden mit Sekundenkleber miteinander verbunden. Führen Sie ein Gummiband durch jedes der beiden Löcher in der Telefonhalterung.

Legen Sie die Elektronik in die Box, stecken Sie die USB-Kabel in die USB-Anschlüsse und kleben Sie die Elektronik dann mit Heißkleber fest. Stellen Sie sicher, dass die Eingabe und Ausgabe mit den Etiketten auf der Verpackung korrekt ist.

Der von uns verwendete Generator wurde mit einem Klemmstück geliefert, um es am Fahrrad zu befestigen. Es war ziemlich einfach, es gab zwei Schrauben für die Klemme, die am Fahrrad befestigt ist. Wir haben es an der Sitzstrebe befestigt. Stellen Sie sicher, dass es sich unter dem Kabel für den Schalthebel befindet, damit es nicht stört. Am einfachsten ist es, den Generator auf das Aufsatzstück zu setzen, bevor Sie ihn auf das Fahrrad setzen.

Schritt 4: Installation

Elektronikgehäuse

Die Box ist mit Klettverschluss befestigt, sodass Sie sie an der gewünschten Stelle am Unterrohr platzieren können. Stecken Sie den Klettverschluss in die Laschenschlitze und stellen Sie sicher, dass er schön fest an der Stelle sitzt, an der Sie ihn anziehen.

Generator

Um den Generator zu montieren, schrauben Sie zuerst den Generator an das Ende der Halterung, dann schrauben Sie die Halterung an die Sattelstrebe des hinteren Endes des Fahrrads und schrauben Sie die Halterung an den Generator. Wenn Sie dies tun, müssen Sie sicherstellen, dass das Endteil stark genug drückt, aber nicht zu stark, da dies den Reifendruck beeinträchtigt. Bevor Sie mit dem Fahrrad fahren, müssen Sie sicherstellen, dass die Schrauben fest genug angezogen sind, damit der Generator nicht herunterfällt. Sie müssen auch die Mittelachse des Generators in Richtung Radmitte zeigen. Dann müssen Sie die Drähte an den Fahrradgenerator anschließen und dann das andere Ende der Drähte an den USB-Anschluss am Ende der Box anschließen das heißt "Eingabe". Dann stecken Sie Ihr eigenes USB-Kabel in das "Output" -Loch auf der anderen Seite der Box und stecken Ihr eigenes Ladegerät in Ihr Telefon.

Telefonhalter

Befestigen Sie die Lenkerhalterung an Ihrem Lenker und befestigen Sie sie mit einer M3-Schraube. Verwenden Sie dann die Gummibänder, um die 4 Ecken Ihres Telefons zu halten. Es ist robuster als es aussieht!

Schritt 5: Anhang A: Recherche

Von: Ellie Weeks

Um Ihr Telefon vollständig aufzuladen, benötigt der Akku 5 Volt. Sie müssen also nur bis zu 4 Meilen pro Stunde fahren. Wenn Sie langsamer fahren, erhalten Sie keine Ladung, wenn Sie schneller fahren, hält der Spannungsregler 5 Volt.

Versuchsaufbau

Fahrradgeschwindigkeit im Vergleich zur Spannung

• Wir haben zwei verschiedene Generatoren getestet (Sanyo und markenlos)
• Wir haben eine Bohrmaschine verwendet, um den Generator zu drehen
• Wir haben einen Drehzahlmesser verwendet, um die Generatordrehzahl zu messen
• Um von Generatordrehzahl auf Fahrradgeschwindigkeit umzurechnen, haben wir ein Fahrrad mit 24 Zoll Laufrädern angenommen

So kamen wir aus unserem Experiment zu diesem Schluss. Wenn Sie einen 12$ Sanyo Generator verwenden. 1150 Generator U/min = 73,3 U/min Fahrradreifen. 75 Zoll Reifenumfang x 73,3 = 5500 in/min = 5,2 mph. Bei dieser Geschwindigkeit beginnt der Generator, 5 Volt zu erzeugen. Wir wissen dies anhand der folgenden Daten, die während unseres Experiments gesammelt wurden.

• 950 U/min erzeugt 3,5 Volt
• 1150 U/min ergibt 4,24 Volt
• 1900 U/min macht 6,7 Volt

Wenn Sie einen 9-Dollar-Generator verwenden, der kleiner ist, müssen Sie nur 3,2 Meilen pro Stunde fahren, um 5 Volt zu erhalten, und um tatsächlich eine Ladung in Ihr Telefon zu legen. Wenn Sie 5 Meilen pro Stunde fahren, erhalten Sie etwas mehr als 6 Volt.

1500 U/min Generator = 47 U/min Fahrradreifen. 47 U/min x 72 (Fahrradumfang) = 3384 in/min = 3,2 mph

• 1300 U/min ergibt 3 Volt
• 1500 U/min ergibt 5 Volt
• 1700 U/min ergibt 7 Volt

Laderate

Wir haben ein Experiment aufgebaut, um zu messen, wie viel elektrischer Strom beim Laden an das Telefon geliefert wird. Unsere Ergebnisse zeigten, dass der Sanyo-Generator 0,9 Ampere und der markenlose Generator 1,0 Ampere produzierte.

Anhand dieser Zahlen können wir ungefähr berechnen, wie lange es dauert, ein typisches Mobiltelefon aufzuladen. Da viele Mobiltelefone eine Batteriekapazität von 3 Amperestunden haben, würde es ungefähr 3 Stunden dauern, bis der Generator ohne Markenzeichen von 0 auf 100 % aufgeladen ist.

Aufgrund des niedrigeren Preises, der geringeren Fahrradgeschwindigkeit zum Laden und der besseren Laderate würde ich den generischen Generator dem Sanyo-Generator vorziehen.

Schritt 6: Anhang B: Über das Projekt

Dieses fahrradbetriebene Telefonladegerät wurde von 5 Teenagern (Ellie, Ian, Adam, Isaac und James) aus Lynchburg, Virginia, bei Vector Space, dem lokalen Makerspace, erfunden. Das Projekt wurde von der Nuts and Bolts Foundation gefördert.

Wir haben dieses Ladegerät in fünf Tagen für etwa 5 Stunden pro Tag gebaut. Am ersten Tag haben wir nur 3D-Modelle gemacht und herausgefunden, wo das Telefon platziert werden sollte.

An Tag 2 haben wir unsere 3D-Modelle gelötet und bearbeitet und sie verbessert.

An Tag 3 haben wir 3D-Druck und -Bearbeitung gemacht und einige der ersten Boxen passten nicht zu den Abmessungen, dann haben wir sie repariert und unsere elektrische Verkabelung verlegt und berechnet, wie lange Sie mit dem Fahrrad fahren müssen, um von 0% auf 100% zu kommen.

An Tag 4 machten wir alles einsatzbereit, damit wir unseren ersten Prototypen haben konnten, die Abmessungen perfektioniert, getestet und dokumentiert.

An Tag 5 den letzten Schliff hinzufügen und dokumentieren.