Pengecas USB Bertenaga Breath: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Adakah anda bernafas? Adakah anda mempunyai alat yang boleh dicas melalui port USB? Sekiranya anda menjawab ya untuk kedua-duanya, maka anda bernasib baik. Petunjuk ini menunjukkan cara membuat peranti yang akan mengecas peranti berkemampuan USB anda semasa anda melakukan yang terbaik. Tarik nafas. Dengan menggunakan beberapa bahagian yang dikeluarkan dari pemacu CD-ROM lama, litar elektronik yang mudah, dan beberapa gelang getah, anda akan segera menambah dan menggunakan alat elektronik nirvana yang berguna semu.

Langkah 1: Pengenalan dan Langkah 1

Projek ini memerlukan pelbagai kemahiran "pembuat", seperti pembuatan papan PCB, pembongkaran elektronik, pemotongan dan penggerudian plastik, pencampuran epoksi, merancang kereta api, menyusun sekumpulan bahagian, melipat klip kertas, dan mempertaruhkan telaga menjadi telefon, kamera, atau PDA anda yang begitu mahal. Semuanya, bersenang-senang. Oleh kerana semua orang akan mempunyai koleksi bahagian sampah yang berbeza untuk membinanya, saya akan memberi anda gambaran keseluruhan terperinci tentang bagaimana saya melakukannya dan anda boleh menggunakan ini untuk projek anda sendiri. Yang terdiri daripada empat langkah longgar.1. Cari beberapa bahagian yang sesuai untuk penjana2. Bina litar pengecas3. Pasang penjana, pengganding toraks, dan pemulangan mekanikal4. Sambungkan litar pengecas, dan uji Langkah 1: Saya mempunyai kira-kira empat pemacu CDROM lama yang berkeliaran dan melepaskan beberapa dari mereka untuk melihat bahagian-bahagian yang sejuk. Ternyata ada banyak motor, roda gigi, dan bahagian lain yang sejuk yang benar-benar mengesahkan desakan saya untuk menjaga omong kosong seperti itu. Melihat kereta api di dalam unit ini digunakan untuk membuka dulang memberi saya idea untuk projek ini. Motor kecil dengan torsi rendah dan tinggi RPM dihubungkan ke dulang melalui roda gigi yang mempunyai nisbah akhir kira-kira 20: 1 Sebelum ini saya menggunakan rangkaian motor pager kecil untuk menjana elektrik dari pernafasan (lihat di bawah) tetapi perjalanan linier dari pengembangan dada anda tidak begitu besar (sekitar satu inci) jadi untuk menghasilkan voltan yang berguna, anda harus benar-benar bersemangat. Bagaimanapun, cari pemacu CDROM itu, yang boleh anda temui di hampir semua penjualan garaj, kedai barang bekas atau tempat pembuangan sampah. Gambar di bawah menunjukkan hasilnya. Banyak projek yang berpotensi di sana. Buat masa ini, kami hanya berminat dengan gear plastik dan motor untuk membuka dulang dan / atau menggerakkan kereta laser. Lihat pelbagai gear dan pemacu dan cuba gambarkan cara untuk menambahkan gear tambahan untuk meningkatkan nisbah gear, atau cara menambahkan motor lain secara bersiri. Anda mahu meminimumkan perubahan pada gear gear. Sebagai alternatif, anda hanya boleh membersihkan semua gear dan membina kotak gear anda dari awal. Anda juga memerlukan sekurang-kurangnya satu motor dengan gear kecil atau takal di atasnya sehingga anda dapat menghubungkannya ke kereta api. Motor dalam pemacu CDROM biasanya motor DC magnet kekal sederhana yang direka untuk berjalan pada 5V, kecuali motor spindle, yang tidak mahu anda gunakan. Pada ketika ini anda juga ingin memikirkan apa yang akan anda gunakan untuk tali untuk mengelilingi dada anda. Tali pinggang lama, tali anyaman, tali kasut lama, tali lencana nama, atau apa sahaja yang sesuai dengan sekeliling anda tanpa perlu meregangkannya. Anda mahu semua pengembangan berlaku dalam penjana linier anda. Sebarang regangan yang berlaku pada pengganding toraks anda akan membuang tenaga.

Langkah 2: Bina Litar Pengecas

Litar pengecas cukup mudah. Ia terdiri daripada: 1. Jambatan diod untuk mengubah voltan AC dari penjana menjadi DC yang diperbetulkan. Bateri yang boleh dicas semula untuk meratakan voltan dan menahan lebihan daya yang dihasilkan apabila tidak ada yang tersambung ke port USB. Anda juga boleh menggunakan kapasitor besar, tetapi bateri menawarkan tahap voltan yang lebih dapat diramalkan. Penukar dorongan untuk membawa voltan rendah hingga 5VDC untuk pengecasan USB4. Palam USB. Saya telah membuat litar di EAGLE, program yang sangat saya cadangkan. Anda boleh memuat turunnya secara percuma dari cadsoft.de. Susun atur papan skema dan lapisan tunggal dilampirkan. Penggunaan EAGLE dan pembuatan papan yang sebenarnya adalah di luar ruang lingkup arahan ini. Banyak instruktur hebat di luar sana untuk merangkumi topik-topik ini. Lihat ini sebagai contoh, mengenai cara membuat PCB di dapur anda. Senarai bahagian untuk litar pengecas (kuantiti dalam huruf tebal): 1x L6920 Output laras meningkatkan penukar DC (input minimum 1V, Lembaran data di sini) Digikey # 497-4593- 1-ND4x 1N4148 beralih dioda (Saya menggunakan smd SOD523 kecil, tetapi anda boleh menggunakan apa yang anda gunakan) Digikey # 1N4148WTDICT-ND2x 10uF seramik atau kapasitor ESR rendah lain (saya menggunakan 1206 smds) Digikey # 39901299-1-ND2x 100k nipis perintang filemDigikey # P100kFCT-ND1x 10uH wirewound inductorDigikey # 490-2519-1-ND1x USB female Type A smd connectorDigikey # AE9924-NDBDi bawah ini, anda juga dapat melihat fail skema dan papan, dan jpegnya. Bahagian yang sukar ialah membuat PCB yang baik di dapur anda yang mempunyai jejak yang cukup kecil untuk pakej TSSOP L6920. Seperti yang anda lihat dalam gambar, saya membuat 4 papan sekaligus kerana masing-masing sangat kecil. Caranya untuk menyatukannya adalah bermula di tengah dan jalan keluar, mulakan dengan L6920, dan tambahkan budi bicara SMD semasa anda pergi. Sepasang pinset sangat penting, bersama dengan mata yang baik atau kaca pembesar, cahaya terang, dan tangan yang stabil. Jangan bimbang terlalu banyak solder di sana, gunakan sumbu solder anda untuk membersihkan sebarang kemalangan, dan periksa kerja anda dengan multimeter selepas setiap langkah. Amalan menjadikan sempurna.

Langkah 3: Bina Penjana

Sekarang anda perlu membuat penjana. Anda harus bermain-main dengan roda gigi dan motor sehingga anda mendapat susunan yang memuaskan. Anda mahu menggunakan multimeter pada motor sambil memutar gear untuk melihat berapa banyak voltan yang anda perolehi. Anda mahu masuk dalam julat 2-3 volt sambil menggerakkan gear linier dengan perlahan kira-kira satu inci perjalanan. Semasa memasang gear, anda ingin menggunakan gear yang mempunyai gear besar yang dibentuk dengan gear yang lebih kecil. Disusun dalam siri ini akan memberi anda nisbah gear yang baik seperti yang ditunjukkan dalam gambar. (abaikan fakta bahawa gigi adalah ukuran yang salah dalam gambar, saya terlalu malas untuk menggambar semula dengan nada gigi yang sepadan) Anda harus menembak di suatu tempat dalam jarak 25-50: 1. Lebih banyak yang lebih baik tetapi akhirnya kerugian pada roda gigi bertambah dan terlalu sukar untuk memutar motor dan gear akan melucut.

Salah satu kuncinya adalah mencari cara menggunakan gear linier pada dulang CD atau bahagian lain untuk mengubah gerakan pernafasan anda menjadi putaran motor DC. Saya menyertakan gambar versi prototaip lain dari penjana pemacu CD di mana anda dapat melihat gear dulang linear dengan jelas. Terlihat juga tanda pemotongan di dalam plastik. Prototaip ini juga mampu menyalakan array LED yang digambarkan. Jangan takut untuk memotong barang ini sesuai dengan keperluan anda. Pada gambar yang lain motor DC dipasang di tempatnya di dalam plastik pemacu yang saya kanibalisasi. Berhampiran ini terdapat gelangsar linier yang biasa saya gunakan untuk menghubungkan gerakan pernafasan ke kereta api. Saya juga menambahkan gear lain (lihat gambar) ke kereta api untuk meningkatkan nisbah dan membenarkan pemasangan motor lain di masa depan untuk meningkatkan output. Cabaran utama adalah dengan berkesan menjadikan usaha pernafasan diterjemahkan ke dalam putaran motor dengan cekap. Juga bergambar

Langkah 4: Gabungkan Semua dan Uji

Setelah anda mempunyai persediaan penjana yang memuaskan, maka anda ingin menyambungkan penjana ke litar pengisian, memasukkan bateri, dan menggunakan multimeter anda untuk menguji voltan keluaran pada port USB. Sekiranya anda tidak melihat 5V maka ada masalah. Perbaiki sebelum memasangkan alat mahal anda ke port USB. Di bawah ini, anda dapat melihat penjana USB berkuasa nafas saya yang terpasang di semua kemuliaan, atas dan bawahnya. Anda dapat melihat gelang getah yang digunakan untuk mengembalikan, bersama dengan roda gigi linear, tali dan klip kertas yang saya gunakan untuk menyambungkan gear linear ke tali. Kuncinya di sini adalah agar semua gerakan dipindahkan ke gear linear sehingga anda mahu tali dan kaedah sambungan menjadi kaku tanpa memberi. Kekuatan gelang getah atau spring spring terpulang kepada anda. Percubaan separuh saya menunjukkan bahawa anda dapat mengatasi kekuatan 1N tanpa merasa terlalu sibuk dalam pernafasan anda. Sebaik-baiknya anda mahukan gelang getah sekecil yang akan mengembalikan gear linier ke kedudukan awal semasa anda menghembuskan nafas. Sekiranya anda mendapat kapasiti penjanaan yang cukup baik melalui nisbah gear yang tinggi, motor tambahan, atau motor yang lebih besar, maka anda memerlukan pengembalian spring yang lebih besar. Pada asasnya anda menyimpan tenaga mekanikal semasa penyedutan anda yang digunakan untuk menghidupkan penghembusan nafas supaya anda dapat menjana kedua-dua tolak dan tarikan. Anda memerlukan jambatan dioda untuk berjaya memanfaatkannya. Oleh itu, saya menggunakan monstrositi ini dan menghubungkannya ke kotak pemerolehan data yang boleh dipercayai dari DataQ. Terlampir adalah output plot voltan generator sebelum penukaran step-up ke USB 5V. Pada dasarnya bateri menjalankan step up converter dan generator nafas mengecas bateri. Di plot anda dapat melihat kesan meratakan bateri, dengan voltan melonjak ketika saya bernafas. Sebenarnya saya menghampiri hiperventilasi, tetapi atas nama sains. Hasilnya dapat dilihat pada foto pengisian telefon. Satu perkara yang perlu disebutkan ialah saya harus mengubahsuai kabel USB untuk mengecas RAZR seperti yang diperincikan di laman web ini. Saya tidak mempunyai nombor yang kukuh mengenai kekuatan yang saya hasilkan, saya belum menghasilkan kaedah yang baik untuk mengukurnya. Metabolisme rehat biasa adalah pada tahap 50-75W yang mana sebahagian besarnya disebabkan oleh pernafasan usaha (saya telah melihat utara 50%). Oleh itu, jika kita menggunakan tenaga berterusan 25W yang digunakan untuk bernafas, nampak wajar kita dapat meningkatkan 4% itu untuk menuai 1W untuk mengecas telefon bimbit. Berdasarkan telefon bimbit saya, dan anggapan ini memerlukan masa sekitar 3 jam untuk mengecas bateri 3.7V 800mAh. Dengan andaian kecekapan 100%. Malangnya, berdasarkan beberapa ukuran yang dapat saya buat, penjana pernafasan yang saya bina lebih kurang 50mW. Cara bernafas tidak bernafas. Ia akan mengecas telefon, tetapi bateri NiMH akan melakukan sebahagian besar pekerjaan hingga habis. Maka anda perlu bernafas selama sehari atau lebih untuk mengisi semula bateri NiMH. Anda tetap mahu melakukannya kan? Jadi ada ruang untuk penambahbaikan. Satu kawasan yang saya kaji adalah menggunakan nanotube karbon dan poliuretana untuk membuat penjana polimer elektroaaktif. Ini adalah jenis teknologi yang digunakan untuk membuat generator boot-strike untuk tentera. Penambahbaikan masa depan dapat menjadikan peranti ini berada dalam julat 1W. Khususnya, menggunakan motor DC yang lebih baik (voltan yang lebih tinggi per putaran) dan kustom membina drivetrain agar lebih selesa dan lebih baik gandingan dengan gerakan bernafas. Saya telah mengusahakan jenis peranti ini di dapur / bengkel saya untuk sekian lama dan ingin menjadikan ini semua umum agar orang lain dapat menaiki kenderaan. Jangan ragu untuk menghubungi saya dengan soalan atau perbincangan. Seperti kata bard, "dan peliharaan anjing terus berlanjutan."