Cargador de teléfono para bicicleta: 6 pasos (con imágenes)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-23 14:39

Este es un cargador de teléfono de bicicleta que es barato, imprimible en 3D, fácil de hacer e instalar, y el cargador de teléfono es universal. Es útil tenerlo si andas mucho en bicicleta y necesitas cargar tu teléfono.

El cargador fue diseñado y construido por cinco adolescentes en Vector Space en Lynchburg, Virginia.

Suministros

• Generador genérico, $ 12.97
• Regulador de voltaje LM2596, $ 6.99
• 2 puertos USB, $ 2.22
• 4 diodos, $ 0.56
• Condensador 4700UF, $ 1.95
• 100 pies de vara primaria roja 22 GA 22 GA, $ 7.76
• Tornillo M3 x cabeza hueca de 30 mm, (ferretería) $ 0.49
• Filamento de impresora 3D PLA (65 g en total para caja, abrazadera de manillar y soporte para teléfono), $ 1.30
• Bandas de goma
• Velcro

Total: $ 30

Paso 1: Impresión 3D

Soporte para teléfono

Yo, señor James, a través de muchas pruebas y tribulaciones, diseñé un soporte para teléfono que se monta en la mayoría de los manillares de las bicicletas. Está hecho en dos partes. El primero es el soporte del manillar y el segundo es el soporte del teléfono.

Montaje en manillar

El soporte del manillar se fija al manillar y se sujeta con un tornillo. Puede usar una tuerca de inserción en un lado del soporte y colocar un tornillo en el otro lado. Diseñé el soporte para usar un tornillo M3x20mm. Vea el video en el paso de montaje.

Otro componente clave del soporte del manillar es el tamaño del orificio grande. Nuestro diseño tiene un orificio de 27 mm, lo que le da el espacio suficiente para sujetarlo de forma segura a nuestro manillar. Si su manillar es de otro tamaño, puede acceder y modificar nuestro diseño de TinkerCAD aquí.

El teléfono está sujeto por dos bandas de goma que atraviesan los orificios del soporte del teléfono para mantener el teléfono en su lugar. Conecta el soporte del teléfono al soporte del manillar pegándolos juntos. Este es un soporte de teléfono universal que significa que funciona para todos los teléfonos.

Caja de electrónica

También usamos TinkerCAD para diseñar nuestro gabinete de electrónica. Puedes acceder al diseño y modificarlo aquí.

El propósito de la caja es proteger el circuito. La caja está diseñada de esta manera para que se pueda atar a la bicicleta y dejar que los cables USB entren y salgan. Nuestra única consideración con la elección del material fue si sería impermeable. Descubrimos que todos los plásticos principales cumplen con este requisito, por lo que decidimos usar PLA debido a su bajo costo y facilidad de impresión. La carcasa de la electrónica tarda 41 gramos en imprimirse, lo que cuesta aproximadamente 82 centavos.

Imprimimos todo en un Lulzbot TAZ 6 usando PLA a una altura de capa de 0,25 mm y un 20% de relleno. No se necesitan soportes.

Paso 2: Electrónica

Conversión de CA a CC

Los generadores producen voltaje de CA, que debe convertirse a CC para cargar un teléfono. Usamos un rectificador de puente completo para convertir la potencia y luego un regulador de voltaje para reducirlo a 5v para que no se fríe la batería de su dispositivo móvil. También le colocamos un condensador de 4700uF para que se cargue más suavemente y luego salga al USB de salida. Usamos alambre de cobre de calibre 22 para conectar todo.

Un puente rectificador completo está hecho de cuatro diodos colocados en una configuración específica. Puede encontrar detalles sobre cómo construir uno aquí, tenga en cuenta que no necesita una placa de prueba, puede soldar los diodos directamente entre sí. Mira cómo lo hicimos en la imagen mostrada.

las salidas de pines que suele usar son las clavijas más lejanas a la izquierda y a la derecha para soldar a los cables si los puertos USB están apilados, entonces no usará los que están al frente si está usando el más cercano a las clavijas

Regulacion de voltaje

Para convertir de voltajes superiores a 5 voltios a exactamente 5 voltios, utilizamos un regulador de voltaje LM2596. El voltaje de salida de este regulador se puede ajustar girando el pequeño tornillo en la caja azul. Para ajustar este tornillo correctamente, conectamos una fuente de alimentación digital a los pines de entrada a 9 voltios y medimos el voltaje de salida con un multímetro. Mientras hace esto, gire el tornillo y observe el voltaje de salida hasta que se acerque lo más posible a los 5 voltios. Si supera los cinco voltios, su teléfono se quemará, por lo que es importante acercarlo lo más posible a los 5 voltios. Utilice un destornillador pequeño de cabeza plana para girar el tornillo. A continuación, desea soldar el cable rojo al orificio etiquetado en + y el cable negro etiquetado en, luego desea hacer lo mismo en el otro lado

Paso 3: Montaje

El soporte del teléfono y el soporte del manillar están conectados entre sí con superpegamento. Inserta una banda de goma a través de cada uno de los dos orificios del soporte del teléfono.

Coloque los componentes electrónicos en la caja, conecte los cables USB a los puertos USB y luego pegue los componentes electrónicos en su lugar. Asegúrese de que la entrada y la salida sean correctas con las etiquetas de la caja.

El generador que usamos venía con una abrazadera para sujetarlo a la bicicleta. Era bastante simple, había dos pernos para la abrazadera que va en la bicicleta. Lo adjuntamos al soporte del asiento. Asegúrese de que esté debajo del cable de la palanca de cambios para que no interfiera con él. Es más fácil colocar el generador en el accesorio antes de colocarlo en la bicicleta.

Paso 4: instalación

Caja de electrónica

La caja está sujeta con velcro para que pueda colocarla donde desee en el tubo diagonal. Coloque la correa de velcro en las ranuras de las lengüetas y luego asegúrese de que quede bien ajustada al lugar donde se la colocó.

Generador

Para instalar el generador, primero debe atornillar el generador al extremo del soporte, luego atornillar el soporte al soporte del asiento de la parte trasera de la bicicleta y atornillar el soporte al generador. Cuando haga esto, debe asegurarse de que la parte final esté presionando lo suficiente, pero no demasiado, o eso afectará la presión de los neumáticos. Antes de comenzar a andar en bicicleta, deberá asegurarse de que los tornillos estén lo suficientemente apretados para que el generador no se caiga. También deberá mantener el eje central del generador apuntando hacia el centro de la rueda. Luego deberá conectar los cables al generador de bicicleta y luego conectar el otro extremo de los cables al puerto USB al final de la caja. que dice "Entrada". Luego, coloca su propio cable USB en el orificio de "Salida" en el otro lado de la caja y conecta su propio cargador a su teléfono.

Soporte para teléfono

Sujete el soporte del manillar a su manillar y asegúrelo con un tornillo M3. Luego use las bandas elásticas para sujetar las 4 esquinas de su teléfono. ¡Es más resistente de lo que parece!

Paso 5: Apéndice A: Investigación

Por: Ellie Weeks

Para darle a su teléfono una carga completa, la batería necesita 5 voltios. Por lo tanto, solo necesita ir a una velocidad de 4 mph. Si va más lento, no obtendrá carga, si va más rápido, el regulador de voltaje mantendrá 5 voltios.

Configuración experimental

Velocidad de la bicicleta versus voltaje

• Probamos dos generadores diferentes (Sanyo y sin marca)
• Usamos un taladro eléctrico para hacer girar el generador.
• Usamos un tacómetro para medir las RPM del generador.
• Para convertir de las RPM del generador a la velocidad de la bicicleta, asumimos una bicicleta con ruedas de 24 pulgadas

Así es como llegamos a esta conclusión de nuestro experimento. Si está utilizando un generador Sanyo de 12 $. 1150 rpm del generador = 73,3 rpm del neumático de bicicleta. Circunferencia del neumático de 75 pulgadas x 73,3 = 5500 pulg./min = 5,2 mph. Es a esta velocidad que el generador comenzará a producir 5 voltios. Sabemos esto basándonos en los siguientes datos recopilados durante nuestro experimento.

• 950 rpm produce 3,5 voltios
• 1150 rpm hace 4.24 voltios
• 1900 rpm hace 6,7 voltios

Si va a usar un generador de 9 $ que es más pequeño, solo necesitará ir a 3.2 mph para obtener 5 voltios y, de hecho, poner una carga en su teléfono e ir a 5 mph le dará un poco más de 6 voltios.

1500 rpm del generador = 47 rpm del neumático de bicicleta. 47 rpm x 72 (circunferencia de la bicicleta) = 3384 pulg./min = 3,2 mph

• 1300 rpm da 3 voltios
• 1500 rpm dan 5 voltios
• 1700 rpm dan 7 voltios

Tasa de carga

Configuramos un experimento para medir cuánta corriente eléctrica se entrega al teléfono durante la carga. Nuestros resultados mostraron que el generador Sanyo producía 0,9 amperios y el generador sin marca producía 1,0 amperios.

Podemos usar estos números para calcular aproximadamente cuánto tiempo tomaría cargar un teléfono celular típico. Dado que muchos teléfonos móviles tienen una capacidad de batería de 3 amperios-hora, el generador sin marca tardaría unas 3 horas en cargarse de 0 a 100%.

Debido al precio más bajo, la menor velocidad de la bicicleta requerida para la carga y debido a la mejor tasa de carga, recomendaría el generador genérico en lugar del generador Sanyo.

Paso 6: Apéndice B: Acerca del proyecto

Este cargador de teléfono de bicicleta fue inventado por 5 adolescentes (Ellie, Ian, Adam, Isaac y James) de Lynchburg, Virginia en Vector Space, el maker local. El proyecto fue patrocinado por la Fundación Nuts and Bolts.

Construimos este cargador en cinco días durante aproximadamente 5 horas cada día. El primer día hicimos un modelado en 3D y averiguamos dónde se colocaría el teléfono.

El día 2 soldamos y editamos nuestros modelos 3D y los mejoramos, hicimos algunos cálculos matemáticos sobre qué tan rápido necesita ir y el cableado para convertir CA (corriente alterna) a CC (corriente continua).

El día 3 hicimos algunas impresiones y ediciones en 3D y algunas de las primeras cajas no se ajustaban a las dimensiones, luego las arreglamos y colocamos nuestro cableado eléctrico y calculamos cuánto tiempo necesitarías andar en bicicleta para pasar del 0% al 100%.

El día 4 estuvimos preparando todo para que pudiéramos tener nuestro primer prototipo, perfeccionando las dimensiones, probando y documentando.

El día 5 agregando toques finales y documentando.