Chargeur de téléphone alimenté par vélo : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Il s'agit d'un chargeur de téléphone alimenté par vélo qui est bon marché, imprimable en 3D, facile à fabriquer et à installer, et le chargeur de téléphone est universel. C'est une chose utile à avoir si vous faites beaucoup de vélo et que vous avez besoin de recharger votre téléphone.

Le chargeur a été conçu et fabriqué par cinq adolescents de Vector Space à Lynchburg, en Virginie.

Fournitures

• Générateur générique, 12,97 $
• Régulateur de tension LM2596, 6,99 $
• 2 ports USB, 2,22 $
• 4 diodes, 0,56 $
• Condensateur 4700UF, 1,95 $
• 100 pi de waire primaire rouge 22 GA 22 GA, 7,76 $
• Vis M3 x tête creuse 30 mm, (quincaillerie) 0,49 $
• Filament d'imprimante 3D PLA (65 g au total pour la boîte, la pince de guidon et le support de téléphone), 1,30 $
• Élastiques
• Velcro

Total: 30 $

Étape 1: Impression 3D

Support de téléphone

Moi, monsieur James, à travers de nombreuses épreuves et tribulations, j'ai conçu un support de téléphone qui se montera sur la plupart des guidons de vélo. Il est fait en deux parties. Le premier est le support de guidon et le second est le support de téléphone.

Support de guidon

Le support de guidon est fixé au guidon et maintenu par une vis. Vous pouvez utiliser un écrou d'insertion sur un côté du support et enfoncer une vis de l'autre côté. J'ai conçu le support pour utiliser une vis M3x20mm. Voir la vidéo dans l'étape d'assemblage.

Un autre élément clé du support de guidon est la taille du grand trou. Notre conception a un trou de 27 mm, ce qui lui donne juste assez d'espace pour être solidement fixé à notre guidon. Si votre guidon est d'une taille différente, vous pouvez accéder et modifier notre conception TinkerCAD ici.

Le téléphone est maintenu par deux élastiques qui passent à travers les trous du repose-téléphone pour maintenir le téléphone en place. Vous connectez le support de téléphone au support de guidon en les collant ensemble. Il s'agit d'un support de téléphone universel, ce qui signifie qu'il fonctionne pour tous les téléphones.

Boîtier électronique

Nous avons également utilisé TinkerCAD pour concevoir notre boîtier électronique. Vous pouvez accéder au design et le modifier ici.

Le but de la boîte est de protéger le circuit. La boîte est conçue de cette façon pour pouvoir être attachée au vélo et pour laisser passer les câbles USB. Notre seule considération avec le choix du matériau était de savoir s'il serait étanche. Nous avons constaté que tous les principaux plastiques répondent à cette exigence, nous avons donc décidé d'utiliser le PLA en raison de son faible coût et de sa facilité d'impression. Le boîtier électronique prend 41 grammes à imprimer, ce qui coûte environ 82 cents.

Nous avons tout imprimé sur un Lulzbot TAZ 6 en utilisant du PLA à une hauteur de couche de 0,25 mm et un remplissage de 20 %. Aucun support nécessaire.

Étape 2: Électronique

Conversion CA vers CC

Les générateurs produisent une tension alternative, qui doit être convertie en courant continu pour charger un téléphone. Nous avons utilisé un redresseur ponté complet pour convertir la puissance, puis un régulateur de tension pour la ramener à 5v afin qu'il ne fasse pas frire la batterie de votre appareil mobile. Nous avons également mis un condensateur de 4700uF dessus pour qu'il se charge plus facilement, puis il sort vers la sortie USB. Nous avons utilisé du fil de cuivre de calibre 22 pour tout connecter.

Un redresseur en pont complet est constitué de quatre diodes placées dans une configuration spécifique. Vous pouvez trouver des détails sur la façon d'en construire un ici, gardez à l'esprit que vous n'avez pas besoin d'une maquette, vous pouvez souder les diodes directement les unes aux autres. Voyez comment nous l'avons fait dans le spectacle d'images

les broches que vous n'utiliserez pas sont les broches les plus éloignées à gauche et à droite à souder aux fils si les ports USB sont empilés, vous n'utiliserez pas ceux à l'avant si vous utilisez celui le plus proche des broches

Régulation de tension

Afin de convertir des tensions supérieures à 5 volts à exactement 5 volts, nous avons utilisé un régulateur de tension LM2596. La tension de sortie de ce régulateur peut être ajustée en tournant la petite vis sur la boîte bleue. Afin de bien régler cette vis, nous avons connecté une alimentation numérique aux broches d'entrée à 9 volts et nous avons mesuré la tension de sortie avec un multimètre. Tout en faisant cela, tournez la vis et observez la tension de sortie jusqu'à ce que vous vous approchiez le plus possible de 5 volts. Si vous dépassez cinq volts, votre téléphone sera grillé, il est donc important de le rapprocher le plus possible de 5 volts. Utilisez un petit tournevis à tête plate pour tourner la vis. Ensuite, vous voulez souder le fil rouge au trou étiqueté in+ et le fil noir étiqueté in-, puis vous voulez faire la même chose de l'autre côté

Étape 3: Assemblage

Le support de téléphone et le support de guidon sont reliés l'un à l'autre à l'aide de super colle. Insérez un élastique dans chacun des deux trous du support de téléphone.

Placez l'électronique dans la boîte, branchez les câbles USB dans les ports USB, puis collez à chaud l'électronique en place. Assurez-vous que l'entrée et la sortie sont correctes avec les étiquettes sur la boîte.

Le générateur que nous avons utilisé est venu avec une pièce de serrage pour le fixer au vélo. C'était assez simple il y avait deux boulons pour la pince qui va sur le vélo. Nous l'avons attaché au hauban. Assurez-vous qu'il se trouve sous le fil du levier de vitesses afin qu'il n'interfère pas avec celui-ci. Il est plus facile de mettre le générateur sur la pièce de fixation avant de le mettre sur le vélo.

Étape 4: Installation

Boîtier électronique

La boîte est fixée avec du velcro afin que vous puissiez la mettre où vous voulez sur le tube diagonal. Mettez la bande Velcro dans les fentes des languettes, puis assurez-vous qu'elle est bien serrée à l'endroit où vous la mettez.

Générateur

Pour installer le générateur, vous devez d'abord visser le générateur à l'extrémité du support, puis visser le support sur le hauban de l'extrémité arrière du vélo et visser le support au générateur. Lorsque vous faites cela, vous devez vous assurer que la partie d'extrémité pousse assez fort, mais pas trop fort ou cela affectera la pression des pneus. Avant de commencer à faire du vélo, vous devrez vous assurer que les vis sont suffisamment serrées pour que le générateur ne tombe pas. Vous devrez également garder l'axe central du générateur pointant vers le centre de la roue. Ensuite, vous devrez attacher les fils au générateur de vélo, puis attacher l'autre extrémité des fils au port USB au bout de la boîte. qui dit "Entrée". Ensuite, vous placez votre propre câble USB dans le trou "Sortie" de l'autre côté de la boîte et branchez votre propre chargeur sur votre téléphone.

Support de téléphone

Clipsez le support de guidon sur votre guidon et fixez-le à l'aide d'une vis M3. Utilisez ensuite les élastiques pour tenir les 4 coins de votre téléphone. C'est plus solide qu'il n'y paraît !

Étape 5: Annexe A: Recherche

Par:Ellie Weeks

Pour recharger complètement votre téléphone, la batterie a besoin de 5 volts. Il vous suffit donc d'aller à une vitesse de 4 mph. Si vous allez plus lentement, vous n'aurez aucune charge, si vous allez plus vite, le régulateur de tension maintiendra 5 volts.

Montage expérimental

Vitesse du vélo par rapport à la tension

• Nous avons testé deux générateurs différents (Sanyo et sans marque)
• Nous avons utilisé une perceuse électrique pour faire tourner le générateur
• nous avons utilisé un tachymètre pour mesurer le régime du générateur
• Afin de convertir le régime du générateur en vitesse du vélo, nous avons supposé un vélo avec des roues de 24 pouces

C'est ainsi que nous sommes arrivés à cette conclusion de notre expérience. Si vous utilisez un générateur Sanyo à 12$. 1150 tr/min du générateur = 73,3 tr/min des pneus de vélo. Circonférence du pneu de 75 pouces x 73,3 = 5 500 po/min = 5,2 mph. C'est à cette vitesse que le générateur commencera à produire 5 volts. Nous le savons grâce aux données suivantes recueillies au cours de notre expérience.

• 950 tr/min produit 3,5 volts
• 1150 tr/min fait 4,24 volts
• 1900 tr/min fait 6,7 volts

Si vous utilisez un générateur à 9 $ qui est plus petit, vous n'aurez qu'à parcourir 3,2 mph pour obtenir 5 volts et charger réellement votre téléphone et aller à 5 mph vous donnera un peu plus de 6 volts.

1500 tr/min du générateur = 47 tr/min des pneus de vélo. 47 tr/min x 72 (circonférence du vélo) = 3384 po/min = 3,2 mph

• 1300 tr/min donne 3 volts
• 1500 tr/min donne 5 volts
• 1700 tr/min donne 7 volts

Taux de charge

Nous avons mis en place une expérience pour mesurer la quantité de courant électrique délivrée au téléphone lors de la charge. Nos résultats ont montré que le générateur Sanyo produisait 0,9 ampères et que le générateur sans marque produisait 1,0 ampères.

Nous pouvons utiliser ces chiffres pour calculer approximativement combien de temps il faudrait pour charger un téléphone portable typique. Étant donné que de nombreux téléphones portables ont une capacité de batterie de 3 ampères-heures, il faudrait environ 3 heures au générateur sans marque pour se recharger de 0 à 100 %.

En raison du prix inférieur, de la vitesse inférieure du vélo requise pour la charge et du meilleur taux de charge, je recommanderais le générateur générique plutôt que le générateur Sanyo.

Étape 6: Annexe B: À propos du projet

Ce chargeur de téléphone à vélo a été inventé par 5 adolescents (Ellie, Ian, Adam, Isaac et James) de Lynchburg, en Virginie, à Vector Space, le makerspace local. Le projet a été parrainé par la Fondation Nuts and Bolts.

Nous avons construit ce chargeur en cinq jours pendant environ 5 heures par jour. Le premier jour, nous avons juste fait de la modélisation 3D et déterminé où le téléphone allait être placé.

Le deuxième jour, nous avons soudé et modifié nos modèles 3D et les avons améliorés, nous avons effectué des calculs mathématiques sur la vitesse à laquelle vous devez aller et le câblage pour convertir le courant alternatif (courant alternatif) en courant continu (courant continu).

Le jour 3, nous avons fait de l'impression et du montage 3D et certaines des premières boîtes ne correspondaient pas aux dimensions, puis nous les avons corrigées et avons mis notre câblage électrique et calculé combien de temps vous auriez besoin de faire du vélo pour passer de 0% à 100%.

Le jour 4, nous préparions tout pour que nous puissions avoir notre premier prototype, perfectionner les dimensions, tester et documenter.

Le jour 5, ajout de touches finales et documentation.