USB punjač s disanjem: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Dišeš li? Imate li gadget koji se može puniti putem USB priključka? Pa ako ste na oba odgovorili potvrdno, imate sreće. Ove upute pokazuju kako napraviti uređaj koji će puniti vaše USB uređaje dok radite ono što najbolje radite. Disati. Koristeći neke dijelove uklonjene sa starog CD-ROM pogona, jednostavnog elektroničkog kruga i nekoliko gumica, uskoro ćete pjevušiti i puhati svoj put do potpuno napunjene pseudokorisne elektroničke gadget 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 hrpe dijelova, savijanje spajalica i riskiranje bušotine biti vaš najskuplji telefon, kamera ili PDA. Sve u svemu, dobra zabava. Budući da će svatko imati drugačiju zbirku bezvrijednih dijelova od kojih ću to izraditi, samo ću vam dati detaljan pregled kako sam to učinio, a vi možete primijeniti ove ramblings na svoj vlastiti projekt. Koji će se labavo sastojati od četiri koraka.1. Potražite neke prikladne dijelove za generator2. Izgradite krug punjača 3. Sastavite generator, spojnicu za prsni koš i mehanički povratak4. Spojite strujni krug punjača i testirajte 1. korak: Imao sam oko četiri stara CDROM pogona koji su visili i odvojio sam nekoliko njih da vidim koji su hladni dijelovi unutra. Ispostavilo se da unutra ima puno cool motora, zupčanika i drugih dijelova koji u potpunosti potvrđuju moje inzistiranje na držanju takvih sranja. Vidjevši zupčanike u tim jedinicama 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 Prije sam koristio paralelni niz malih motora pejdžera za proizvodnju električne energije iz disanja (vidi dolje) ali linearni hod od ekspanzije vaših prsa nije tako velik (oko inča) pa ste za stvaranje korisnih napona morali stvarno zviždati i udahnuti. U svakom slučaju, raskomadajte te CDROM pogone koje možete pronaći u gotovo svakoj prodaji u garaži, trgovini ili na odlagalištu. Slika ispod prikazuje rezultate. Ima puno 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 prijenosniku. Alternativno, možete jednostavno očistiti sve zupčanike i izraditi svoj mjenjač od nule. Također će vam trebati barem jedan motor s malim zupčanikom ili remenicom kako biste ga mogli spojiti na prijenosnik. Motori u CDROM pogonu obično su jednostavni istosmjerni motori s permanentnim 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 ti remen ide oko prsa. Stari remen, neka traka, stara vezica, remen sa značkom s imenom ili bilo što 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 istosmjerni.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 predvidljiviju razinu napona.3. Pretvarač za pojačavanje koji dovodi niski napon do 5VDC za USB punjenje4. USB utikač. Napravio sam krug u EAGLE -u, programu koji toplo preporučujem. Možete ga besplatno preuzeti s cadsoft.de. Priloženi su shematski i jednoslojni izgled ploče. Stvarna uporaba EAGLE -a i proizvodnja ploča izvan su opsega ovog uputstva. Mnogo je sjajnih instruktora koji pokrivaju ove teme. Pogledajte ovaj primjer, na primjer, o tome kako napraviti PCB-ove u vašoj kuhinji. Popis 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 ubaciti 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 od žiceDigikey# 490-2519-1-ND1x USB ženski smd priključak tipa ADigikey# AE9924-NDIspod možete vidjeti sheme i datoteke na ploči te njihove jpegove. Težak dio je napraviti dobru PCB u vašoj kuhinji koja ima dovoljno male tragove za TSSOP paket L6920. Kao što možete vidjeti na slici, napravio sam 4 ploče odjednom jer je svaka tako mala. Trik u sastavljanju je u tome da započnete u sredini i pomaknete se prema van, počnete s L6920 i unesete diskretne SMD -ove 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 kako biste počistili sve nezgode i provjerite svoj rad multimetrom nakon svakog koraka. Vježbom do savršenstva.

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 stupnjem prijenosa. Složeni u nizu, dobit ćete dobar prijenosni omjer kako je prikazano na crtežu. (zanemarite činjenicu da su zubi pogrešne veličine na crtežu, bio sam previše lijen da ih iscrtam s odgovarajućim razmakom 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 korištenja linearnih zupčanika 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 linearni prijenosnik. Vidljivi su i tragovi reza u plastici. Ovaj prototip je također mogao osvijetliti LED niz na slici. Nemojte se bojati 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 se nalazio linearni klizač koji sam koristio za spajanje disanja i zupčanika. Također sam dodao još jedan zupčanik (vidi sliku) u pogonski sklop kako bih povećao omjer i omogućio ugradnju drugog motora u budućnosti za povećanje izlazne snage. Glavni izazov je učinkovito prevesti napor disanja u učinkovitu rotaciju motora. Također 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, remenom i spajalicom za spajanje linearnog zupčanika s remenom. Ovdje je ključno prenijeti sve pokrete na linearni zupčanik tako da želite da remen i način povezivanja budu kruti bez davanja. Snaga gumene trake ili povratka opruge ovisi o vama. Moji eksperimenti s pola procjene ukazuju na to da prilično možete podnijeti 1N silu, a da se ne osjećate previše opterećeni u disanju. U idealnom slučaju želite što manju gumicu koja će vratiti linearni zupčanik u početni položaj kad izdahnete. Ako dobijete dovoljne proizvodne kapacitete 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 privezao ovu monstruoznost i priključio 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, s skokovima napona dok sam disao. Zapravo sam se približavao hiperventilaciji, ali u ime znanosti. Rezultati se mogu vidjeti na fotografiji punjenja telefona. Jedna stvar koju treba spomenuti je da sam morao izmijeniti USB kabel kako bi se RAZR punio kako je detaljno opisano na ovoj web stranici. Nemam čvrste 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 za disanje koristi neprekidna energija od 25 W, čini se razumnim da bismo mogli povećati ta 4% kako bismo prikupili 1 W za punjenje mobitela. Na temelju moga mobitela i ovih pretpostavki trebalo bi oko 3 sata da se napuni baterija od 3,7 V 800 mAh. Uz pretpostavku 100% učinkovitosti. Nažalost, na temelju nekoliko mjerenja koja sam uspio napraviti, generator disanja koji sam izgradio više gasi 50mW. Način disanja bez daha. 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 to namjeravali učiniti, zar ne? Dakle, ima prostora za poboljšanja. Jedno područje koje istražujem je korištenje ugljikovih nanocjevčica i poliuretana 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. Točnije, 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 ovakvim vrstama uređaja u svojoj kuhinji/radionici i htio bih sve ovo objaviti kako bi se i drugi mogli uključiti. Slobodno mi se obratite s pitanjima ili raspravom. Kako je rekao bard, "i pripitomljavanje psa se nastavilo nesmanjeno".