USB punjač sa dahom: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Da li dišeš? Imate li gadget koji se može puniti putem USB priključka? Pa ako ste na oba odgovorili potvrdno, imate sreće. Ovo uputstvo pokazuje kako napraviti uređaj koji će puniti vaše USB uređaje dok radite ono što najbolje radite. Diši. Koristeći neke dijelove uklonjene sa starog CD-ROM pogona, jednostavno elektroničko kolo i nekoliko gumica, uskoro ćete pjevušiti i puhati svoj put do potpuno napunjene pseudokorisne elektronske spravice nirvane.

Korak 1: Uvod i Korak 1

Ovaj projekt zahtijeva širok raspon "maker" vještina, kao što su proizvodnja PCB ploča, demontaža elektronike, rezanje i bušenje plastike, miješanje epoksida, projektiranje zupčanika, skupljanje gomile dijelova, savijanje spajalica i riskiranje bušotine biti vaš toliko skupi telefon, kamera ili PDA. Sve u svemu, dobra zabava. Budući da će svi imati drugačiju zbirku otpadnih dijelova od kojih ću ovo izgraditi, samo ću vam dati detaljan pregled kako sam to učinio, a vi možete primijeniti ove buntovnice na svoj vlastiti projekt. Što će se sastojati od četiri koraka.1. Potražite neke odgovarajuće dijelove za generator2. Napravite krug punjača3. Sastavite generator, spojnicu za prsni koš i mehanički povratak4. Priključite strujni krug punjača i testirajte 1. korak: Imao sam oko četiri stara CDROM pogona i odvojio sam nekoliko njih da vidim koji su hladni dijelovi unutra. Ispostavilo se da unutra ima puno kul motora, zupčanika i drugih dijelova koji u potpunosti potvrđuju moje insistiranje da takva sranja držim naokolo. Vidjevši zupčanike unutar ovih jedinica koji se koriste za otvaranje ladice, dala sam ideju za ovaj projekt. Mali motor s malim zakretnim momentom i velikim brojem okretaja povezan je s ladicom preko zupčanika koji ima konačni omjer od oko 20: 1 Ranije sam koristio paralelni niz malih motora pejdžera za proizvodnju električne energije iz disanja (vidi dolje) ali linearni hod od ekspanzije vaših grudi nije tako velik (oko inča) pa ste za stvaranje korisnih napona morali stvarno dahtati i puhati. U svakom slučaju, raskomadajte te CDROM uređaje koje možete pronaći u gotovo svakoj prodaji u garaži, trgovini ili na deponiji. Na slici ispod prikazani su rezultati. Postoji mnogo potencijalnih projekata. Zasad nas zanimaju samo plastični zupčanici i motori za otvaranje ladice i/ili pomicanje nosača lasera. Pregledajte različite zupčanike i pogone i pokušajte zamisliti način dodavanja dodatnih zupčanika za povećanje omjera prijenosa ili kako dodati još jedan motor u seriji. Želite minimizirati promjene u reduktoru. Alternativno, možete jednostavno očistiti sve zupčanike i izgraditi svoj mjenjač od nule. Trebat će vam i najmanje jedan motor s malim zupčanikom ili remenicom kako biste ga mogli spojiti na prijenosnik. Motori u CDROM pogonu obično su jednostavni istosmjerni motori sa stalnim magnetom dizajnirani za rad na 5V, osim motora s vretenom, koji ionako ne želite koristiti. U ovom trenutku također želite razmisliti o tome što ćete koristiti da vam remen ide oko grudi. Stari pojas, neka traka, stara vezica, remen sa značkom sa imenom ili bilo šta što će vam udobno stati bez ikakvog rastezanja. Želite da se sva proširenja odvijaju u vašem linearnom generatoru. Svako istezanje koje se dogodi u vašoj prsnoj spojnici bit će uzalud potrošeno.

Korak 2: Izgradite krug punjača

Krug punjača je prilično jednostavan. Sastoji se od: 1. Diodni most za pretvaranje izmjeničnog napona iz generatora u ispravljeni DC.2. Punjiva baterija za izjednačavanje napona i zadržavanje viška generirane energije kada ništa nije priključeno na USB priključak. Mogli biste koristiti i veliki kondenzator, ali baterije nude predvidljiviji naponski nivo. Pretvarač pojačanja koji dovodi niski napon do 5VDC za USB punjenje4. USB utikač. Napravio sam kolo u EAGLE -u, programu koji toplo preporučujem. Možete ga besplatno preuzeti sa cadsoft.de. Priloženi su shematski i jednoslojni izgled ploče. Stvarna upotreba EAGLE -a i proizvodnja ploča izvan su opsega ovog uputstva. Postoji mnogo sjajnih instrukcija koje pokrivaju ove teme. Pogledajte ovaj primjer, na primjer, o tome kako napraviti PCB-ove u vašoj kuhinji. Lista dijelova za krug punjača (količine podebljane): 1x L6920 Podesivi izlazni pojačavač istosmjernog pretvarača (minimalni ulaz 1V, podatkovna tablica ovdje) Digikey# 497-4593- 1-ND4x 1N4148 preklopne diode (koristio sam sitne SOD523 smds, ali možete ugraditi ono što vam je pri ruci) Digikey# 1N4148WTDICT-ND2x 10uF keramički ili drugi niski ESR kondenzatori (koristio sam 1206 smds) Digikey# 39901299-1-ND2x 100k tanak filmski otporniciDigikey# P100kFCT-ND1x 10uH induktor sa žicomDigikey# 490-2519-1-ND1x USB ženski tip A smd konektor tipa ADigikey# AE9924-NDIspod možete vidjeti shematske datoteke i datoteke na ploči te njihove jpegove. Najteži dio je napraviti dobru PCB ploču u vašoj kuhinji koja ima dovoljno male tragove za TSSOP paket L6920. Kao što vidite na slici, napravio sam 4 ploče odjednom jer je svaka tako mala. Trik u sastavljanju je započeti u sredini i pomaknuti se prema van, započeti s L6920 i dodavati SMD diskrete u hodu. Pinceta je neophodna, zajedno s dobrim očima ili povećalom, jakim svjetlom i mirnom rukom. Ne brinite o tome da ćete ubaciti previše lema, upotrijebite fitilj za lemljenje za čišćenje svih nesreća i provjerite svoj rad multimetrom nakon svakog koraka. Praksa čini savršenstvo.

Korak 3: Izgradite generator

Sada morate napraviti generator. Trebali biste se igrati sa zupčanicima i motorima dok ne dobijete zadovoljavajući raspored. Morat ćete koristiti multimetar na motoru dok okrećete zupčanike da vidite koliki napon dobivate. Želite ući u raspon od 2-3 volta dok polako pomičete linearni zupčanik za otprilike jedan inč. Prilikom postavljanja zupčanika želite koristiti one koji imaju veliki zupčanik oblikovan s manjim zupčanikom. Složeni u seriji, oni će vam dati dobar prijenosni omjer kako je prikazano na crtežu. (zanemarite činjenicu da su zubi pogrešne veličine na crtežu, bio sam previše lijen da iscrtavam odgovarajuću visinu zuba) Trebali biste snimati negdje u rasponu 25-50: 1. Više je bolje, ali na kraju se gubici u zupčaniku nakupe i postane previše teško okrenuti motor i zupčanici će se ogoliti.

Jedan od ključeva je pronaći način da upotrijebite linearne zupčanike na ladici za CD ili drugom komadu kako biste svoje disanje pretvorili u rotaciju istosmjernog motora. Uključio sam sliku druge prototipne verzije generatora CD pogona na kojoj možete jasno vidjeti zupčanike linearne ladice. Vidljivi su i tragovi reza u plastici. Ovaj prototip je također mogao osvijetliti LED niz na slici. Ne bojte se usitniti ovu stvar kako bi odgovarala vašim potrebama. Na drugoj slici istosmjerni motor je postavljen na mjesto u plastiku pogona koji sam kanibalizirao. U blizini je bio linearni klizač koji sam koristio za povezivanje disanja s zupčanikom. Također sam dodao još jedan zupčanik (vidi sliku) pogonskom sklopu kako bih povećao omjer i omogućio ugradnju drugog motora u budućnosti za povećanje izlazne snage. Glavni izazov je efikasno prevesti napor disanja u efikasnu rotaciju motora. Takođe na slici

Korak 4: Sve spojite i isprobajte

Nakon što ste zadovoljavajuće postavili generator, tada želite spojiti generator na krug punjenja, umetnuti bateriju i pomoću multimetra testirati izlazni napon na USB priključku. Ako ne vidite 5V, onda postoji problem. Popravite ga prije nego što svoj skupi gadget priključite u USB priključak. Ispod možete vidjeti moj sklopljeni USB generator na dah u punom sjaju, odozgo i odozdo. Možete vidjeti gumicu koja se koristi za povratak, zajedno s linearnim nosačem zupčanika, trakom i spajalicom za spajanje linearnog zupčanika s remenom. Ovdje je ključno prenijeti sve kretanje na linearni zupčanik kako biste željeli da remen i način povezivanja budu kruti bez davanja. Snaga gumice ili opruge ovisi o vama. Moji eksperimenti s pola procjene pokazuju da možete prilično upravljati silom od 1N, a da se ne osjećate previše opterećeni u disanju. Idealno bi bilo da želite tako malu gumicu koja će vratiti linearni zupčanik u početni položaj kada izdahnete. Ako dobijete dovoljan proizvodni kapacitet bilo kroz veliki prijenosni omjer, dodatne motore ili veći motor, bit će vam potreban veći povrat opruge. U osnovi, tijekom inhalacije skladištite mehaničku energiju koja se koristi za uključivanje generatora pri izdisaju, tako da možete stvarati i pri guranju i povlačenju. Potreban vam je diodni most da biste uspješno iskoristili prednost. Pa sam vezao ovu monstruoznost i spojio je na svoju pouzdanu kutiju za prikupljanje podataka iz DataQ -a. Priložen je izlaz napona generatora prije pojačane konverzije na 5V USB. U osnovi, baterija pokreće pretvarač za povećanje, a generator disanja puni bateriju. Na crtežu možete vidjeti nivelirajući učinak baterije, sa skokovima napona dok sam disao. Zapravo sam se približavao hiperventilaciji, ali u ime znanosti. Rezultati se mogu vidjeti na fotografiji punjenja telefona. Jednu stvar koju treba napomenuti je da sam morao promijeniti USB kabel kako bi se RAZR punio kako je detaljno opisano na ovoj web stranici. Nemam solidne brojke o snazi koju sam stvarao, još nisam smislio dobar način za mjerenje toga. Tipičan metabolizam u mirovanju je reda veličine 50-75W od čega značajan dio dolazi zbog disanja napor (vidio sam sjeverno od 50%). Dakle, ako pretpostavimo da se neprekidna energija od 25 W koristi za disanje, čini se razumnim da bismo mogli povećati ta 4% kako bismo prikupili 1 W za punjenje mobitela. Na osnovu mog mobilnog telefona i ovih pretpostavki trebalo bi oko 3 sata da napunim bateriju od 3,7 V 800 mAh. Uz pretpostavku 100% efikasnosti. Nažalost, na osnovu nekoliko mjerenja koje sam uspio napraviti, generator disanja koji sam izgradio daje više snage od 50mW. Način disanja bez disanja. Punio bi telefon, ali bi NiMH baterija obavljala većinu posla dok se ne isprazni. Tada biste morali disati dan -dva da biste napunili NiMH bateriju. Ionako ste planirali to učiniti, zar ne? Dakle, ima prostora za poboljšanja. Jedno područje koje istražujem koristi ugljične nanocijevi i poliuretan za izradu elektroaktivnog polimernog generatora. Ovo je vrsta tehnologije koja se koristi za izradu generatora pokretačkih udara za vojsku. Buduća poboljšanja mogla bi dovesti ovaj uređaj u raspon od 1 W. Konkretno, upotrebom boljeg istosmjernog motora (veći napon po okretaju) i prilagođenom izgradnjom pogonskog sklopa kako bi bilo udobnije i bolje spojeno s pokretima disanja. Već neko vrijeme radim na ovim vrstama uređaja u svojoj kuhinji/radionici i htio bih sve ovo objaviti kako bi se i drugi mogli uključiti. Slobodno me kontaktirajte s pitanjima ili raspravom. Kao što je bard rekao, "i pripitomljavanje psa se nastavilo nesmanjeno".