Breath Powered USB töltő: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Lélegzel? Van olyan modulja, amelyet USB porton keresztül lehet tölteni? Nos, ha mindkettőre igennel válaszolt, akkor szerencséje van. Ez az oktatóanyag bemutatja, hogyan lehet olyan eszközt készíteni, amely feltölti az USB-képes eszközöket, miközben Ön a legjobbat teszi. Lélegzik. A régi CD-ROM meghajtóból, egy egyszerű elektronikus áramkörből és néhány gumiszalagból előkerült alkatrészek segítségével hamarosan puffogni fog a teljesen feltöltött ál-hasznos elektronikus szerkentyű, a nirvana felé.

1. lépés: Bevezetés és 1. lépés

Ez a projekt "készítői" készségek széles skáláját igényli, mint például a NYÁK -lapok gyártása, az elektronika szétszerelése, a műanyagok vágása és fúrása, az epoxi keverése, a fogaskerék -sorozat tervezése, egy csomó alkatrész összerakása, a gemkapcsok hajlítása és a kút kockázata az Ön drága telefonja, fényképezőgépe vagy PDA -ja. Mindent összevetve jó szórakozást. Mivel mindenkinek más gyűjteménye lesz az ócska alkatrészekből, amelyekből ezt felépítheti, csak részletes áttekintést adok arról, hogyan jártam el, és alkalmazhatja ezeket a sorsolásokat saját projektjére. Ami lazán négy lépésből fog állni.1. Szereljen össze néhány megfelelő alkatrészt a generátorhoz2. Építse fel a töltőáramkört3. Szerelje össze a generátort, a mellkasi csatlakozót és a mechanikus visszatérést4. Csatlakoztassa a töltőáramkört és tesztelje 1. lépés: Körülbelül négy régi CD -ROM meghajtó lógott körülöttem, és szétszedtem néhányat, hogy megnézzem, milyen jó alkatrészek vannak benne. Kiderült, hogy sok jó motor, fogaskerék és egyéb alkatrész van benne, amelyek teljes mértékben megerősítik azt a ragaszkodásomat, hogy tartsam az ilyen baromságokat. Látva a fogaskerekeket ezekben az egységekben, amelyeket a tálca kinyitására használtak, ez adta az ötletet ehhez a projekthez. A kis, alacsony nyomatékú, nagy fordulatszámú motor a tálcához egy fogaskerék-kapcsolón keresztül kapcsolódik, amelynek végső aránya körülbelül 20: 1. Korábban párhuzamos apró személyhívó motorokat használtam a légzésből származó áram előállításához (lásd alább) de a mellkasi tágulásból származó lineáris mozgás nem olyan nagy (körülbelül egy hüvelyk), így a hasznos feszültségek generálásához valóban puffannia és puffognia kell. Mindenesetre szakadjon bele azokba a CD -ROM meghajtókba, amelyeket nagyjából bármelyik garázskiárusításon, pénztárcaboltban vagy hulladéklerakón megtalálhat. Az alábbi kép az eredményeket mutatja. Rengeteg potenciális projekt van benne. Egyelőre csak a műanyag fogaskerekek és a tálca kinyitásához és/vagy a lézerkocsi mozgatásához szükséges motorok érdekelnek minket. Tekintse át a különböző fogaskerekeket és hajtásokat, és próbáljon meg elképzelni egy módot, hogyan adhat hozzá további fogaskerekeket a sebességváltó növeléséhez, vagy hogyan adhat hozzá egy soros motort. Minimalizálni szeretné a sebességváltó változtatásait. Alternatív megoldásként egyszerűen kihúzhatja az összes sebességfokozatot, és a nulláról felépítheti a sebességváltót. Szüksége lesz legalább egy motorra is, amelyen egy kis fogaskerék vagy szíjtárcsa található, hogy csatlakoztathassa azt a fogaskerékhez. A CDROM meghajtó motorjai tipikusan egyszerű, állandó mágneses egyenáramú motorok, amelyeket 5 V -os feszültséggel való működésre terveztek, kivéve az orsómotort, amelyet egyébként nem szeretne használni. Ezen a ponton azt is meg kell fontolnia, hogy mit fog használni. hogy egy heveder körbejárja a mellkasát. Egy régi öv, néhány heveder, egy régi cipőfűző, egy névjelző szíj, vagy bármi, ami kényelmesen elfér körülötted, anélkül, hogy elnyúlna. Azt szeretné, ha minden bővítés a lineáris generátorban történne. Bármilyen nyújtás, amely a mellkasi csatolóban történik, energiapazarlás lesz.

2. lépés: Építse fel a töltőáramkört

A töltő áramköre nagyon egyszerű. A következőkből áll: 1. Diódahíd a generátor váltakozó feszültségének egyenirányított egyenáramúvá alakításához.2. Újratölthető akkumulátor, amely kiegyenlíti a feszültséget és megtartja a felesleges energiát, ha semmi nincs csatlakoztatva az USB -porthoz. Használhat nagy kondenzátort is, de az akkumulátorok kiszámíthatóbb feszültségszintet kínálnak. Növelőátalakító, hogy az alacsony feszültséget 5VDC -re emelje az USB töltéshez4. USB -csatlakozó. Az áramkört az EAGLE -ban készítettem, amelyet nagyon ajánlok. Ingyenesen letöltheti a cadsoft.de webhelyről. A sematikus és egyrétegű tábla elrendezés csatolva van. Az EAGLE tényleges használata és a lemezgyártás kívül esik ezen utasítás keretein. Sok nagyszerű oktatóanyag áll rendelkezésre ezeknek a témáknak a lefedésére. Lásd például ezt a PCB-k elkészítésének módját a konyhában. A töltőáramkör alkatrészlistája (vastagon szedett mennyiségek): 1x L6920 Állítható kimeneti fokozható egyenáramú konverter (1V minimális bemenet, adatlap itt) Digikey# 497-4593- 1-ND4x 1N4148 kapcsoló diódák (én apró SOD523 smd-ket használtam, de behelyezheti a kéznél lévőket) Digikey# 1N4148WTDICT-ND2x 10uF kerámia vagy más alacsony ESR kondenzátor (1206 smd-t használtam) Digikey# 39901299-1-ND2x 100k vékony film ellenállások Digikey# P100kFCT-ND1x 10uH drótháló induktor Digikey# 490-2519-1-ND1x USB hüvely A típusú smd csatlakozó Digikey# AE9924-ND Az alábbiakban láthatók a sematikus és táblafájlok, valamint azok jpegjei is. A kemény rész egy jó NYÁK készítése a konyhában, amelynek nyomai elég kicsik az L6920 TSSOP csomagjához. Amint a képen is látszik, egyszerre 4 táblát készítettem, mivel mindegyik kicsi. Az összeszerelés trükkje, hogy középen kell kezdeni, és ki kell lépni, kezdje az L6920 -mal, és menet közben adja hozzá az SMD diszkréteket. Egy csipesz elengedhetetlen a jó szemek vagy a nagyító, az erős fény és az állandó kéz mellett. Ne aggódjon amiatt, hogy túl sok forrasztóanyag kerül bele, a forrasztópisztoly segítségével tisztítsa meg az esetleges baleseteket, és minden lépés után ellenőrizze munkáját multiméterrel. Gyakorlat teszi a mestert.

3. lépés: Készítse el a generátort

Most el kell készítenie a generátort. Addig kell játszania a fogaskerekekkel és motorokkal, amíg kielégítő elrendezést nem kap. Multimétert kell használni a motoron, miközben a fogaskerekeket forgatja, hogy megnézze, mennyi feszültséget kap. A 2-3 voltos tartományba szeretne kerülni, miközben a lineáris fogaskereket lassan, körülbelül egy hüvelyk távolságban mozgatja. A fogaskerekek beállításakor azokat szeretné használni, amelyek nagy fogaskerékét kisebb fogaskerékkel formázták. Sorba rakva ezek jó áttételt biztosítanak a rajz szerint. (figyelmen kívül hagyva azt a tényt, hogy a fogak rossz méretűek a rajzban, lusta voltam újrarajzolni a megfelelő fogosztással) Valahol a 25-50: 1 tartományban kell lőni. A több jobb, de végül a fogaskerék veszteségei felhalmozódnak, és túl nehéz lesz a motort forgatni, és a fogaskerekek elszakadnak.

Az egyik kulcs az, hogy megtalálja a módját a CD -tálcán vagy más darabon lévő lineáris fogaskerekek használatával, hogy légzési mozgását az egyenáramú motor forgásává alakítsa. Mellékeltem egy képet a CD -meghajtó generátorának egy másik prototípus -változatáról, ahol jól látható a lineáris tálca fogaskereke. Láthatók a műanyag vágási jelei is. Ez a prototípus képes volt megvilágítani a képen látható LED -tömböt is. Ne féljen aprítani ezt a dolgot az Ön igényeinek megfelelően. A másik képen az egyenáramú motor a helyére van szerelve a hajtás műanyagában, amelyet kannibalizáltam. Ennek közelében volt egy lineáris csúszka, amellyel a légzőmozgást a fogaskerékhez kapcsoltam. Hozzáadtam egy másik fokozatot is (lásd a képen) a hajtáslánchoz, hogy növelje az arányt, és lehetővé tegye a jövőben egy másik motor felszerelését a teljesítmény növelése érdekében. A fő kihívás az, hogy a légzési erőfeszítést hatékonyan alakítsuk át a motor forgásába. A képen is

4. lépés: Tegye össze és tesztelje

Ha kielégítő a generátor beállítása, csatlakoztassa a generátort a töltőáramkörhöz, helyezze be az akkumulátort, és használja a multiméterét a kimeneti feszültség tesztelésére az USB porton. Ha nem látja az 5 V -ot, akkor probléma van. Javítsa meg, mielőtt drága szerkentyűjét az USB -porthoz csatlakoztatná. Az alábbiakban láthatja az összeszerelt, lélegzettel működő USB -generátoromat minden dicsőségében, felül és alul. Láthatja a visszatéréshez használt gumiszalagot, a lineáris fogaskerékkocsit, a hevedert és a gemkapcsot, amellyel a lineáris fogaskereket a hevederhez kötöttem. A legfontosabb itt az, hogy minden mozgást a lineáris fogaskerékre vigyen át, így azt szeretné, hogy a heveder és a csatlakozási módszer merev legyen, és ne adjanak. A gumiszalag vagy a rugós visszatérő erőssége rajtad múlik. Félig kísérleteim azt mutatják, hogy nagyjából képes kezelni egy 1 N erőt anélkül, hogy túlságosan fáradtnak érezné magát a légzésében. Ideális esetben olyan kicsi gumiszalagot szeretne, ami kilégzéskor visszaállítja a lineáris fogaskereket a kiindulási helyzetbe. Ha elegendő generátorkapacitást kap a nagy áttételi arány, az extra motorok vagy a nagyobb motor révén, akkor nagyobb rugóvisszatérítésre lesz szüksége. Lényegében mechanikus energiát tárol belélegzése során, amelyet arra használnak, hogy bekapcsolja a generátort a kilégzés során, hogy lökésnél és húzásnál is termelhessen. Szüksége van a diódahídra, hogy sikeresen kihasználhassa az előnyeit. Így hát felkötöttem ezt a szörnyűséget, és csatlakoztattam a DataQ megbízható adatgyűjtő dobozához. A mellékelt generátor feszültségdiagram kimenete az 5V-os USB-re történő fokozatos átalakítás előtt. Alapvetően az akkumulátor működteti a fokozó átalakítót, és a légzésgenerátor tölti az akkumulátort. A cselekményen látható az akkumulátor kiegyenlítő hatása, a feszültségi tüskékkel, amikor lélegeztem. Valójában a hiperventilációhoz közeledtem, de a tudomány nevében. Az eredmények a telefon töltésén látható fényképen láthatók. Egy dolgot meg kell említenem, hogy módosítanom kellett egy USB -kábelt, hogy a RAZR a webhelyen részletezett módon töltődjön. Nincs szilárd számom a generált teljesítményről, még nem találtam jó módszert ennek mérésére. A tipikus nyugalmi anyagcsere 50-75 W nagyságrendű, amelynek jelentős része a légzésnek köszönhető erőfeszítés (50%-tól északra láttam). Tehát ha 25 W folyamatos energiát feltételezünk a légzéshez, ésszerűnek tűnik, hogy ezt a 4% -ot növelhetjük, hogy 1 W -ot szülessünk a mobiltelefon töltésére. A mobiltelefonom és ezek a feltételezések alapján a 3.7V 800mAh akkumulátor feltöltése körülbelül 3 órát vesz igénybe. 100% -os hatékonyságot feltételezve. Sajnos, az elvégzett néhány mérés alapján az általam épített légzőgenerátor inkább 50 mW teljesítményű. A lélegzés módja nincs lélegzet. Feltöltené a telefont, de a NiMH akkumulátor elvégzi a munka nagy részét, amíg le nem merül. Ezután egy napig levegőt kell vennie a NiMH akkumulátor feltöltéséhez. Egyébként azt tervezted, hogy megcsinálod? Tehát van hova fejlődni. Az egyik terület, amelyet vizsgálok, szén nanocsövek és poliuretán felhasználásával elektroaktív polimer generátor. Ez az a fajta technológia, amelyet a hadsereg számára indító ütés generátorok gyártására használnak. A jövőbeni fejlesztésekkel ez az eszköz az 1W tartományba kerülhet. Konkrétan egy jobb egyenáramú motor használatával (nagyobb feszültség fordulatonként) és a hajtáslánc egyedi kialakításával, hogy kényelmesebb legyen és jobban illeszkedjen a légzőmozgáshoz. Egy ideje dolgozom az ilyen típusú eszközökön a konyhámban/műhelyemben, és szeretném nyilvánosságra hozni mindezt, hogy mások is beszállhassanak. Kérdésekkel vagy megbeszélésekkel forduljon hozzám bizalommal. Ahogyan a bárd mondta: "és a kutya háziasítása töretlenül folytatódott".