شاحن الهاتف الذي يعمل بالدراجة: 6 خطوات (بالصور)

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

هذا شاحن هاتف يعمل بالدراجة وهو رخيص الثمن وقابل للطباعة ثلاثية الأبعاد وسهل التركيب والتركيب ، وشاحن الهاتف عالمي. إنه أمر مفيد إذا كنت تركب دراجتك كثيرًا وتحتاج إلى شحن هاتفك.

تم تصميم الشاحن وصنعه بواسطة خمسة مراهقين في Vector Space في Lynchburg ، فيرجينيا.

اللوازم

• Generic Generator ، $ 12.97
• منظم الجهد LM2596 ، 6.99 دولار
• 2 منفذ USB ، 2.22 دولار
• 4 ثنائيات ، 0.56 دولار
• 4700 فائق التوهج مكثف ، 1.95 دولار
• 100 قدم من Red Primary waire 22 GA 22 GA، $ 7.76
• برغي M3 × رأس مقبس 30 مم ، (متجر لاجهزة الكمبيوتر) 0.49 دولار
• 3D Printer Filament PLA (إجمالي 65 جرامًا للصندوق ومشبك المقود وحامل الهاتف) ، 1.30 دولار
• الأربطة المطاطية
• الفيلكرو

المجموع: 30 دولارًا

الخطوة 1: الطباعة ثلاثية الأبعاد

حامل الهاتف

لقد صممت ، سيدي جيمس ، من خلال العديد من التجارب والمحن ، حامل هاتف يمكن تركيبه على معظم مقود الدراجة. انها مصنوعة من جزأين. الأول هو حامل المقود ، والثاني هو حامل الهاتف.

جبل المقود

يتم توصيل حامل المقود بالمقود ويتم تثبيته بواسطة برغي. يمكنك استخدام صمولة إدخال على جانب واحد من الحامل ، وقيادة المسمار من الجانب الآخر. لقد صممت الحامل لاستخدام برغي M3x20mm. شاهد الفيديو في خطوة التجميع.

المكون الرئيسي الآخر لحامل المقود هو حجم الفتحة الكبيرة. يحتوي تصميمنا على فتحة مقاس 27 مم ، مما يمنحها مساحة كافية لتثبيتها بإحكام على مقودنا. إذا كانت المقاود الخاصة بك ذات حجم مختلف ، فيمكنك الوصول إلى تصميم TinkerCAD وتعديله هنا.

يُمسك الهاتف بشريطين مطاطيين يمران عبر فتحات مسند الهاتف لإبقاء الهاتف في مكانه. يمكنك توصيل مسند الهاتف بمقبض المقود عن طريق لصقهما معًا بشكل فائق. هذا حامل هاتف عالمي مما يعني أنه يعمل مع جميع الهواتف.

ضميمة الإلكترونيات

استخدمنا أيضًا TinkerCAD لتصميم غلاف الإلكترونيات الخاص بنا. يمكنك الوصول إلى التصميم وتعديله هنا.

الغرض من الصندوق هو حماية الدائرة. تم تصميم الصندوق بهذه الطريقة بحيث يمكن ربطه بالدراجة والسماح لأسلاك USB بالمرور والخروج. كان اعتبارنا الوحيد فيما يتعلق باختيار المواد هو ما إذا كان سيكون مقاومًا للماء. وجدنا أن جميع المواد البلاستيكية الرئيسية تلبي هذا المطلب ، لذلك قررنا استخدام PLA نظرًا لتكلفته المنخفضة وسهولة طباعته. تستوعب حاوية الإلكترونيات 41 جرامًا للطباعة ، والتي تكلف حوالي 82 سنتًا.

لقد قمنا بطباعة كل شيء على Lulzbot TAZ 6 باستخدام PLA بارتفاع 0.25 مم وطبقة حشو بنسبة 20٪. لا حاجة للدعم.

الخطوة الثانية: الإلكترونيات

AC لتحويل DC

تنتج المولدات جهد التيار المتردد ، والذي يجب تحويله إلى تيار مستمر لشحن الهاتف. استخدمنا مقومًا كامل الجسور لتحويل الطاقة ثم منظم جهد لخفضه إلى 5 فولت حتى لا تقلى بطارية جهازك المحمول. قمنا أيضًا بوضع مكثف 4700 فائق التوهج عليه لجعله أكثر سلاسة ثم يخرج إلى مخرج USB. استخدمنا سلكًا نحاسيًا قياس 22 لربط كل شيء.

يتكون مقوم الجسر الكامل من أربعة صمامات ثنائية موضوعة في تكوين محدد. يمكنك العثور على تفاصيل حول كيفية بناء واحد هنا ، ضع في اعتبارك أنك لست بحاجة إلى لوح تجارب ، يمكنك لحام الثنائيات مباشرة مع بعضها البعض. انظر كيف فعلنا ذلك في عرض الصورة

إن مخارج الدبوس التي لن تستخدمها هي أبعد المسامير اليسرى واليمنى التي يتم لحامها بالأسلاك إذا كانت منافذ USB مكدسة ، فلن تستخدم المنافذ الموجودة في المقدمة إذا كنت تستخدم الأقرب إلى المسامير

تنظيم الجهد

من أجل التحويل من الفولتية التي تزيد عن 5 فولت إلى 5 فولت بالضبط ، استخدمنا منظم الجهد LM2596. يمكن ضبط جهد الخرج لهذا المنظم عن طريق تدوير المسمار الصغير في الصندوق الأزرق. من أجل ضبط هذا المسمار بشكل صحيح ، قمنا بتوصيل مصدر طاقة رقمي بمسامير الإدخال عند 9 فولت وقمنا بقياس جهد الخرج بمقياس متعدد. أثناء القيام بذلك ، أدر البرغي وراقب جهد الخرج حتى تقترب قدر الإمكان من 5 فولت. إذا تجاوزت خمسة فولتات ، فسيتم قلي هاتفك ، لذا من المهم أن تقربه قدر الإمكان من 5 فولت. استخدم مفكًا صغيرًا مسطح الرأس لتدوير البرغي. بعد ذلك ، تريد لحام السلك الأحمر بالفتحة المسمى بـ + والسلك الأسود المسمى بـ- ، فأنت تريد أن تفعل الشيء نفسه على الجانب الآخر

الخطوة 3: التجميع

يتم توصيل حامل الهاتف وحامل المقود ببعضهما البعض باستخدام الغراء الفائق. أدخل رباطًا مطاطيًا من خلال كل من الفتحتين في حامل الهاتف.

ضع الإلكترونيات في الصندوق ، وقم بتوصيل كبلات USB بمنافذ USB ، ثم قم بالغراء الساخن للإلكترونيات في مكانها. تأكد من الحصول على المدخلات والمخرجات بشكل صحيح مع الملصقات الموجودة على الصندوق.

يأتي المولد الذي استخدمناه مع قطعة ملزمة لتوصيله بالدراجة. كان الأمر بسيطًا إلى حد ما ، حيث كان هناك اثنين من البراغي للمشابك التي يتم تشغيلها على الدراجة. قمنا بتثبيته على مقعد الإقامة. تأكد من وجوده أسفل السلك الخاص بالمحول حتى لا يتداخل معه. من الأسهل وضع المولد على قطعة التوصيل قبل وضعها على الدراجة.

الخطوة 4: التثبيت

ضميمة الإلكترونيات

الصندوق متصل بشريط لاصق حتى تتمكن من وضعه في المكان الذي تريده في الأنبوب السفلي. ضع حزام الفيلكرو في فتحات الجدولة ثم تأكد من أنه لطيف ومحكم في المكان الذي تضعه فيه.

مولد كهرباء

لتثبيت المولد ، يجب عليك تثبيت المولد في نهاية الحامل أولاً ثم تثبيت الدعامة على دعامة المقعد في الطرف الخلفي للدراجة وربط الدعامة بالمولد. عند القيام بذلك ، يجب أن تتأكد من أن الجزء النهائي يدفع بقوة كافية ، ولكن ليس بقوة كبيرة أو أن ذلك سيؤثر على ضغط الإطارات. قبل أن تبدأ في ركوب دراجتك ، ستحتاج إلى التأكد من أن المسامير محكمة الإحكام بدرجة كافية حتى لا يسقط المولد. ستحتاج أيضًا إلى إبقاء المحور المركزي للمولد موجهًا نحو مركز العجلة ، ثم ستحتاج إلى توصيل الأسلاك بمولد الدراجة ثم توصيل الطرف الآخر من الأسلاك بمنفذ USB في نهاية الصندوق التي تقول "إدخال". ثم تضع كبل USB الخاص بك في فتحة "الإخراج" على الجانب الآخر من الصندوق وتوصيل الشاحن الخاص بك بهاتفك.

حامل الهاتف

قم بتثبيت المقود على مقودك وقم بتثبيته باستخدام برغي M3. ثم استخدم الأربطة المطاطية لتثبيت الزوايا الأربع لهاتفك. إنه أقوى مما يبدو!

الخطوة 5: الملحق أ: البحث

بقلم: إيلي ويكس

لشحن هاتفك بالكامل ، تحتاج البطارية إلى 5 فولت. لذلك ما عليك سوى السير بسرعة تصل إلى 4 أميال في الساعة. إذا ذهبت أبطأ ، فلن تحصل على أي شحن ، وإذا ذهبت بشكل أسرع ، فسيحافظ منظم الجهد على 5 فولت.

الإعداد التجريبية

سرعة الدراجة مقابل الجهد

• اختبرنا مولدين مختلفين (سانيو وبدون علامة تجارية)
• استخدمنا مثقابًا كهربائيًا لتدوير المولد
• استخدمنا مقياس سرعة الدوران لقياس عدد دورات المولد في الدقيقة
• من أجل التحويل من مولد RPM إلى سرعة الدراجة ، افترضنا دراجة ذات عجلات 24 بوصة

هكذا توصلنا إلى هذا الاستنتاج من تجربتنا. إذا كنت تستخدم مولد سانيو 12 دولارًا. 1150 دورة في الدقيقة للمولد = 73.3 دورة في الدقيقة لإطارات الدراجة. 75 بوصة محيط الإطارات × 73.3 = 5500 بوصة / دقيقة = 5.2 ميل في الساعة. بهذه السرعة سيبدأ المولد في إنتاج 5 فولت. نحن نعلم ذلك بناءً على البيانات التالية التي تم جمعها أثناء تجربتنا.

• 950 دورة في الدقيقة ينتج 3.5 فولت
• 1150 دورة في الدقيقة ينتج 4.24 فولت
• 1900 دورة في الدقيقة ينتج 6.7 فولت

إذا كنت ستستخدم مولدًا بقيمة 9 دولارات وهو أصغر ، فستحتاج فقط إلى الذهاب 3.2 ميل في الساعة للحصول على 5 فولت ووضع شحنة فعلية في هاتفك وسيعطيك التحرك بسرعة 5 أميال في الساعة ما يزيد قليلاً عن 6 فولت.

1500 دورة في الدقيقة للمولد = 47 دورة في الدقيقة لإطارات الدراجة. 47 دورة في الدقيقة × 72 (محيط الدراجة) = 3384 بوصة / دقيقة = 3.2 ميل في الساعة

• 1300 دورة في الدقيقة يعطي 3 فولت
• 1500 دورة في الدقيقة يعطي 5 فولت
• 1700 دورة في الدقيقة يعطي 7 فولت

معدل الشحن

أعددنا تجربة لقياس مقدار التيار الكهربائي الذي يتم توصيله إلى الهاتف عند الشحن. أظهرت نتائجنا أن مولد سانيو أنتج 0.9 أمبير وأن المولد الذي لا يحمل علامة تجارية أنتج 1.0 أمبير.

يمكننا استخدام هذه الأرقام لحساب المدة التي سيستغرقها شحن هاتف خلوي نموذجي تقريبًا. نظرًا لأن العديد من الهواتف المحمولة لديها بطارية بسعة 3 أمبير / ساعة ، فقد يستغرق المولد بدون علامة تجارية حوالي 3 ساعات للشحن من 0 إلى 100 ٪.

نظرًا لانخفاض السعر ، وانخفاض سرعة الدراجة المطلوبة للشحن ، وبسبب معدل الشحن الأفضل ، أوصي بالمولد العام على مولد Sanyo.

الخطوة 6: الملحق ب: حول المشروع

تم اختراع شاحن الهاتف هذا الذي يعمل بالدراجة بواسطة 5 مراهقين (إيلي وإيان وآدم وإيزاك وجيمس) من لينشبورغ ، فيرجينيا في Vector Space ، مساحة التصنيع المحلية. تمت رعاية المشروع من قبل مؤسسة الصواميل والبراغي.

قمنا ببناء هذا الشاحن في خمسة أيام لمدة 5 ساعات كل يوم. في اليوم الأول ، قمنا ببعض النمذجة ثلاثية الأبعاد واكتشفنا مكان وضع الهاتف.

في اليوم الثاني ، قمنا ببعض عمليات اللحام وتحرير النماذج ثلاثية الأبعاد الخاصة بنا وجعلها أفضل ، أجرينا بعض الحسابات الحسابية حول السرعة التي تحتاجها للذهاب وتوصيل الأسلاك لتحويل التيار المتردد (الكشمش المتناوب) إلى تيار مستمر (تيار مباشر).

في اليوم الثالث ، قمنا ببعض الطباعة ثلاثية الأبعاد والتحرير وبعض الصناديق الأولى لم تتناسب مع الأبعاد ، ثم قمنا بإصلاحها ووضع الأسلاك الكهربائية لدينا وحساب المدة التي ستحتاجها للدراجة للانتقال من 0٪ إلى 100٪.

في اليوم الرابع ، كنا نجعل كل شيء جاهزًا للاستخدام حتى نتمكن من الحصول على أول نموذج أولي لدينا ، وإتقان الأبعاد والاختبار والتوثيق.

في اليوم الخامس إضافة اللمسات الأخيرة والتوثيق.