सांस से चलने वाला यूएसबी चार्जर: 4 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

क्या आप सांस ले रहे हैं? क्या आपके पास एक ऐसा गैजेट है जिसे USB पोर्ट के माध्यम से चार्ज किया जा सकता है? खैर अगर आपने दोनों का जवाब हां में दिया है, तो आप किस्मत में हैं। यह निर्देशयोग्य दिखाता है कि एक ऐसा उपकरण कैसे बनाया जाए जो आपके यूएसबी-सक्षम उपकरणों को चार्ज करे, जबकि आप वह करते हैं जो आप सबसे अच्छा करते हैं। सांस लेना। एक पुराने सीडी-रोम ड्राइव, एक साधारण इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, और कुछ रबर बैंड से मैला ढोने वाले कुछ हिस्सों का उपयोग करके आप जल्द ही पूरी तरह से चार्ज छद्म-उपयोगी इलेक्ट्रॉनिक गैजेट निर्वाण के लिए अपना रास्ता बदल देंगे।

चरण 1: परिचय और चरण 1

इस परियोजना के लिए "निर्माता" कौशल की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता होती है, जैसे कि पीसीबी बोर्ड निर्माण, इलेक्ट्रॉनिक्स को नष्ट करना, प्लास्टिक को काटना और ड्रिलिंग करना, एपॉक्सी को मिलाना, गियर ट्रेन को डिजाइन करना, भागों के एक समूह को एक साथ जोड़ना, पेपर क्लिप को मोड़ना और कुएं को जोखिम में डालना आपके इतने महंगे फोन, कैमरा, या पीडीए का होना। कुल मिलाकर, अच्छा मज़ा।चूंकि इसे बनाने के लिए सभी के पास कबाड़ भागों का एक अलग संग्रह होगा, मैं आपको केवल एक विस्तृत अवलोकन दूंगा कि मैं इसके बारे में कैसे गया और आप इन रैंबलिंग को अपने स्वयं के प्रोजेक्ट में लागू कर सकते हैं। जिसमें शिथिल रूप से चार चरण होंगे।१. जेनरेटर2 के लिए कुछ उपयुक्त पुर्जों को छान लें। चार्जर सर्किट बनाएँ3. जेनरेटर, थोरैक्स कपलर, और मैकेनिकल रिटर्न 4 को इकट्ठा करें। चार्जर सर्किट को कनेक्ट करें, और टेस्टस्टेप 1: मेरे पास लगभग चार पुरानी सीडीरॉम ड्राइव्स लटकी हुई थीं और उनमें से कुछ को अलग करके यह देखने के लिए कि अंदर कौन से ठंडे हिस्से हैं। पता चलता है कि बहुत सारे शांत मोटर, गियर और अन्य हिस्से हैं जो इस तरह की बकवास को इधर-उधर रखने के मेरे आग्रह को पूरी तरह से मान्य करते हैं। ट्रे खोलने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली इन इकाइयों के अंदर गियर ट्रेनों को देखकर मुझे इस परियोजना के लिए विचार आया। छोटी लो-टॉर्क, हाई-आरपीएम मोटर एक गियर ट्रेन के माध्यम से ट्रे से जुड़ी होती है जिसका अंतिम अनुपात लगभग 20: 1 होता है पहले मैं सांस लेने से बिजली उत्पन्न करने के लिए छोटे पेजर मोटर्स के समानांतर सरणी का उपयोग कर रहा था (नीचे देखें) लेकिन आपकी छाती के विस्तार से रैखिक यात्रा इतनी महान (लगभग एक इंच) नहीं है, इसलिए उपयोगी वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए आपको वास्तव में हफ और पफ करना पड़ा। वैसे भी, उन सीडीरॉम ड्राइवों को फाड़ दें, जिन्हें आप किसी भी गैरेज बिक्री, थ्रिफ्ट स्टोर, या लैंडफिल पर पा सकते हैं। नीचे दी गई तस्वीर परिणाम दिखाती है। वहां बहुत सारी संभावित परियोजनाएं हैं। अभी के लिए, हम केवल प्लास्टिक गियर और ट्रे खोलने और/या लेजर कैरिज को स्थानांतरित करने के लिए मोटरों में रुचि रखते हैं। विभिन्न गियर और ड्राइव देखें और गियर अनुपात बढ़ाने के लिए अतिरिक्त गियर जोड़ने के तरीके की कल्पना करने का प्रयास करें, या श्रृंखला में एक और मोटर कैसे जोड़ें। आप गियर ट्रेन में बदलावों को कम करना चाहते हैं। वैकल्पिक रूप से आप बस सभी गियर को साफ कर सकते हैं और अपने गियरबॉक्स को खरोंच से बना सकते हैं। आपको कम से कम एक मोटर की भी आवश्यकता होगी जिस पर एक छोटा गियर या चरखी हो ताकि आप इसे गियर ट्रेन से जोड़ सकें। सीडीरॉम ड्राइव में मोटर आमतौर पर साधारण स्थायी चुंबक डीसी मोटर होते हैं जिन्हें स्पिंडल मोटर को छोड़कर 5V पर चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसे आप वैसे भी उपयोग नहीं करना चाहते हैं। इस बिंदु पर आप यह भी सोचना चाहते हैं कि आप क्या उपयोग करने जा रहे हैं अपनी छाती के चारों ओर जाने के लिए एक पट्टा के लिए। एक पुरानी बेल्ट, कुछ बद्धी, एक पुराना फावड़ा, एक नाम बैज का पट्टा, या कुछ भी जो आपके चारों ओर बिना किसी खिंचाव के आराम से फिट हो जाए। आप चाहते हैं कि सभी विस्तार आपके रैखिक जनरेटर में हों। आपके वक्ष युग्मक में होने वाला कोई भी खिंचाव ऊर्जा की बर्बादी होगी।

चरण 2: चार्जर सर्किट बनाएँ

चार्जर सर्किट बहुत सरल है। इसमें शामिल हैं: 1। जनरेटर से एसी वोल्टेज को रेक्टिफाइड DC.2 में बदलने के लिए एक डायोड ब्रिज। वोल्टेज को समतल करने के लिए एक रिचार्जेबल बैटरी और यूएसबी पोर्ट से कुछ भी नहीं जुड़े होने पर अतिरिक्त उत्पन्न शक्ति को धारण करता है। आप एक बड़े संधारित्र का भी उपयोग कर सकते हैं, लेकिन बैटरी अधिक अनुमानित वोल्टेज स्तर प्रदान करती है।3। USB चार्जिंग4 के लिए 5VDC तक कम वोल्टेज लाने के लिए एक बूस्ट कन्वर्टर। एक यूएसबी प्लग। मैंने ईगल में सर्किट तैयार किया है, एक प्रोग्राम जिसकी मैं अत्यधिक अनुशंसा करता हूं। आप इसे cadsoft.de से मुफ्त में डाउनलोड कर सकते हैं। योजनाबद्ध और सिंगल लेयर बोर्ड लेआउट संलग्न हैं। ईएजीएलई और बोर्ड निर्माण का वास्तविक उपयोग इस निर्देश के दायरे से बाहर है। इन विषयों को कवर करने के लिए कई बेहतरीन निर्देश हैं। उदाहरण के लिए इसे देखें, अपनी रसोई में पीसीबी कैसे बनाएं। चार्जर सर्किट के लिए भागों की सूची (बोल्ड में मात्रा): 1x L6920 एडजस्टेबल आउटपुट स्टेप अप DC कन्वर्टर (1V न्यूनतम इनपुट, डेटाशीट यहां) Digikey# 497-4593- 1-ND4x 1N4148 स्विचिंग डायोड (मैंने छोटे SOD523 smds का उपयोग किया है, लेकिन आप जो काम कर सकते हैं उसमें आप सब कर सकते हैं) Digikey# 1N4148WTDICT-ND2x 10uF सिरेमिक या अन्य कम ESR कैपेसिटर (मैंने 1206 smds का उपयोग किया) Digikey# 39901299-1-ND2x 100k पतला फिल्म रेसिस्टर्सडिजिके# P100kFCT-ND1x 10uH वायरवाउंड इंडक्टरडिजिकी# 490-2519-1-ND1x USB फीमेल टाइप A smd कनेक्टरडिजिके# AE9924-NDनीचे आप योजनाबद्ध और बोर्ड फाइलें और उनमें से जेपीईजी भी देख सकते हैं। कठिन हिस्सा आपकी रसोई में एक अच्छा पीसीबी बना रहा है जिसमें L6920 के TSSOP पैकेज के लिए काफी छोटा निशान है। जैसा कि आप तस्वीर में देख सकते हैं, मैंने एक बार में 4 बोर्ड बनाए क्योंकि प्रत्येक इतना छोटा है। इसे एक साथ रखने की चाल बीच में शुरू करना और अपना रास्ता निकालना है, L6920 से शुरू करें, और जाते ही SMD असतत जोड़ें। अच्छी आंखों या आवर्धक कांच, तेज रोशनी और स्थिर हाथ के साथ चिमटी की एक जोड़ी जरूरी है। वहां बहुत अधिक सोल्डर होने की चिंता न करें, किसी भी दुर्घटना को साफ करने के लिए अपने सोल्डर विक का उपयोग करें, और हर कदम के बाद एक मल्टीमीटर के साथ अपने काम की जांच करें। अभ्यास परिपूर्ण बनाता है।

चरण 3: जेनरेटर का निर्माण करें

अब आपको जनरेटर बनाने की जरूरत है। जब तक आपको संतोषजनक व्यवस्था नहीं मिल जाती तब तक आपको गियर और मोटर के साथ खेलना चाहिए। आप गियर को घुमाते समय मोटर पर एक मल्टीमीटर का उपयोग करना चाहेंगे, यह देखने के लिए कि आपको कितना वोल्टेज मिल रहा है। आप यात्रा में लगभग एक इंच लीनियर गियर को धीरे-धीरे घुमाते हुए 2-3 वोल्ट की रेंज में आना चाहते हैं। गियर सेट करते समय, आप उन गियर का उपयोग करना चाहते हैं जिनमें छोटे गियर के साथ बड़ा गियर ढाला गया हो। श्रृंखला में स्टैक्ड ये आपको ड्राइंग में दिखाए गए अनुसार एक अच्छा गियर अनुपात देंगे। (इस तथ्य पर ध्यान न दें कि ड्राइंग में दांत गलत आकार के हैं, मैं मैचिंग टूथ पिच के साथ फिर से खींचने के लिए बहुत आलसी था) आपको 25-50:1 रेंज में कहीं के लिए शूट करना चाहिए। अधिक बेहतर है लेकिन अंततः गियर ट्रेन में होने वाले नुकसान ढेर हो जाते हैं और मोटर को चालू करना बहुत कठिन हो जाता है और गियर निकल जाएंगे।

चाबियों में से एक सीडी ट्रे या अन्य टुकड़े पर रैखिक गियर का उपयोग करने का एक तरीका खोजना है ताकि आपकी श्वास गति को डीसी मोटर के रोटेशन में बदल दिया जा सके। मैंने सीडी ड्राइव जनरेटर के एक अन्य प्रोटोटाइप संस्करण का एक चित्र शामिल किया जहां आप रैखिक ट्रे गियर को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं। प्लास्टिक में कटे के निशान भी दिखाई दे रहे हैं। यह प्रोटोटाइप चित्रित एलईडी सरणी को रोशन करने में भी सक्षम था। अपनी आवश्यकताओं के अनुरूप इस चीज़ को काटने से न डरें। दूसरी तस्वीर में डीसी मोटर को उस ड्राइव के प्लास्टिक में रखा गया है जिसे मैंने नरभक्षण किया था। इसके पास एक रेखीय स्लाइडर था जिसे मैं श्वास गति को गियर ट्रेन से जोड़ देता था। मैंने अनुपात बढ़ाने और भविष्य में आउटपुट बढ़ाने के लिए एक और मोटर लगाने की अनुमति देने के लिए ड्राइव ट्रेन में एक और गियर (तस्वीर देखें) जोड़ा। मुख्य चुनौती प्रभावी ढंग से मोटर के रोटेशन में सांस लेने के प्रयास को प्रभावी ढंग से अनुवादित करना है। चित्र भी

चरण 4: यह सब एक साथ रखें और इसका परीक्षण करें

एक बार जब आपके पास एक संतोषजनक जनरेटर सेटअप हो, तो आप जनरेटर को चार्ज सर्किट से कनेक्ट करना चाहते हैं, बैटरी डालें, और यूएसबी पोर्ट पर आउटपुट वोल्टेज का परीक्षण करने के लिए अपने मल्टीमीटर का उपयोग करें। यदि आप 5V नहीं देखते हैं तो कोई समस्या है। अपने महंगे गैजेट को यूएसबी पोर्ट में प्लग करने से पहले इसे ठीक करें। नीचे आप मेरे इकट्ठे सांस संचालित यूएसबी जनरेटर को इसकी सभी महिमा, ऊपर और नीचे देख सकते हैं। आप लीनियर गियर कैरिज, स्ट्रैप और पेपर क्लिप के साथ वापसी के लिए उपयोग किए जाने वाले रबर बैंड को देख सकते हैं जिसका उपयोग मैंने लीनियर गियर को स्ट्रैप से जोड़ने के लिए किया था। यहां कुंजी सभी गति को रैखिक गियर में स्थानांतरित करना है ताकि आप चाहते हैं कि पट्टा और कनेक्शन विधि बिना किसी दिए के कठोर हो। रबर बैंड या स्प्रिंग रिटर्न की ताकत आप पर निर्भर है। मेरे आधे-अधूरे प्रयोगों से संकेत मिलता है कि आप अपनी सांस लेने में बहुत अधिक श्रम महसूस किए बिना 1N बल को काफी हद तक संभाल सकते हैं। आदर्श रूप से आप एक रबर बैंड जितना छोटा चाहते हैं, जब आप साँस छोड़ते हैं तो रैखिक गियर को प्रारंभिक स्थिति में लौटा देगा। यदि आपको उच्च गियर अनुपात, अतिरिक्त मोटर्स, या एक बड़ी मोटर के माध्यम से पर्याप्त उत्पादन क्षमता मिलती है, तो आपको एक बड़े स्प्रिंग रिटर्न की आवश्यकता होगी। अनिवार्य रूप से आप अपने इनहेलेशन के दौरान यांत्रिक ऊर्जा का भंडारण कर रहे हैं जिसका उपयोग जनरेटर को साँस छोड़ने पर करने के लिए किया जाता है ताकि आप पुश और पुल दोनों पर उत्पन्न कर सकें। आपको सफलतापूर्वक लाभ उठाने के लिए डायोड ब्रिज की आवश्यकता है। इसलिए मैंने इस राक्षसी पर स्ट्रैप किया और इसे डेटाक्यू से अपने भरोसेमंद डेटा अधिग्रहण बॉक्स से जोड़ दिया। 5V USB में स्टेप-अप रूपांतरण से पहले जनरेटर का वोल्टेज प्लॉट आउटपुट संलग्न है। मूल रूप से बैटरी स्टेप अप कन्वर्टर चलाती है और सांस जनरेटर बैटरी को चार्ज करता है। प्लॉट में आप बैटरी के लेवलिंग प्रभाव को देख सकते हैं, जब मैं सांस ले रहा था तो वोल्टेज स्पाइक्स के साथ। दरअसल मैं हाइपरवेंटिलेशन के करीब पहुंच रहा था, लेकिन विज्ञान के नाम पर। नतीजे फोन की चार्जिंग की फोटो में देखे जा सकते हैं। एक बात का उल्लेख करना है कि RAZR को इस वेबसाइट पर विस्तृत रूप से चार्ज करने के लिए मुझे एक USB केबल को संशोधित करना पड़ा। मैं जो शक्ति पैदा कर रहा था उस पर मेरे पास कोई ठोस संख्या नहीं है, मैं अभी तक इसे मापने का एक अच्छा तरीका नहीं लेकर आया हूं। विशिष्ट आराम चयापचय 50-75W के क्रम पर है, जिसमें से एक बड़ा हिस्सा सांस लेने के कारण है प्रयास (मैंने 50% के उत्तर में देखा है)। इसलिए यदि हम मान लें कि 25W निरंतर ऊर्जा का उपयोग सांस लेने के लिए किया जाता है, तो यह उचित लगता है कि हम सेल फोन चार्ज करने के लिए 1W की कटाई के लिए उस 4% को बढ़ा सकते हैं। मेरे सेल फोन और इन धारणाओं के आधार पर 3.7V 800mAh की बैटरी को चार्ज करने में लगभग 3 घंटे लगेंगे। 100% दक्षता मानते हुए। दुख की बात है कि मैं जो कुछ माप करने में सक्षम था, उसके आधार पर, मैंने जो श्वास जनरेटर बनाया है वह 50mW की तरह अधिक है। सांस नहीं लेने का तरीका। यह फोन को चार्ज करेगा, लेकिन NiMH बैटरी खत्म होने तक ज्यादातर काम कर रही होगी। फिर आपको NiMH बैटरी को रिचार्ज करने के लिए एक-एक दिन सांस लेनी होगी। आप इसे वैसे भी करने की योजना बना रहे थे, है ना? इसलिए सुधार की गुंजाइश है। एक क्षेत्र जिसे मैं देख रहा हूं, एक इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर जनरेटर बनाने के लिए कार्बन नैनोट्यूब और पॉलीयुरेथेन का उपयोग कर रहा है। यह उस प्रकार की तकनीक है जिसका उपयोग सेना के लिए बूट-स्ट्राइक जनरेटर बनाने के लिए किया जा रहा है। भविष्य में सुधार इस डिवाइस को 1W रेंज में ला सकता है। विशेष रूप से, एक बेहतर डीसी मोटर (उच्च वोल्टेज प्रति रेव) और कस्टम बिल्डिंग ड्राइवट्रेन का उपयोग करके सांस लेने की गति के लिए अधिक आरामदायक और बेहतर युग्मन होना चाहिए। मैं कुछ समय से अपनी रसोई/कार्यशाला में इस प्रकार के उपकरणों पर काम कर रहा हूं और यह सब सार्वजनिक करना चाहता हूं ताकि अन्य लोग इसमें शामिल हो सकें। प्रश्नों के लिए या चर्चा के लिए मुझसे बेझिझक संपर्क करें। जैसा कि बार्ड ने कहा, "और कुत्ते का पालतू बनाना बेरोकटोक जारी रहा।"