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3D打印手机充电发电机

iamnotstone 发表于 2016-11-26 22:22:08 | 显示全部楼层 [复制链接]
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在有些时候,经常会发生手机没电但是又无法为其充电的尴尬情况。于是我想着做一个手摇式充电器来给手机充电。

1.发电机

把电动机反过来用就是发电机!我手头有一个步进电机,步进电机本身输出力矩就挺大的,因此反过来做发电机使用,应该还是可行的。以下就是一个步进电机的简单示意图:

Screenshot from 2016-11-26 14-37-56.png

图中红蓝线和黑绿线各自组成一个电机的系统,于是可以用8个二极管组成两个整流器将交流转化为直流电。如下图:

Screenshot from 2016-11-26 15-05-26.png

2 控制系统电路图

为了保证电能转化效率,我决定用MOS管设计一个开关电源。然后再用一个微处理器实现PID控制算法来稳压。以下是电路图:

Screenshot from 2016-11-20 17-57-05.png

在电路的输入端我用了一个热熔断保险丝和齐纳二极管,防止电压突然过大或者短路。然后7805作为线性稳压器,后面用一个PNP三极管1815和PMOS管做为开关给电容C2充电。然后反馈信号由AD转化输入口接入微处理器PIC16F1503。

3 设计发电机支架

接下来需要一个齿轮构成的加速器和支架来构成发电机。于是我设计了一个1:5的人字形齿轮组合:

Screenshot from 2016-11-26 15-21-05.png

一般情况下人字形齿轮制造困难,但是性能却非常好。比如齿轮面上的压强啊,齿轮的轴向力啊等等都会带来很大优势。但是,由于我可以用3D打印,所以这就无所谓制造困难了。

接下来是发电机支架

Screenshot from 2016-11-26 15-25-00.png

4 打印装配

打印完成,并组装好:

1981432051.jpg

以下是电路图实物:

202646587.jpg

5 测试

我编好代码后,用示波器测充电时候的输出波形。示波器图形如下:

891847856.jpg

图中上面的黄线是输出,红色的是控制PWM信号。可以看见充电时的电压还是能够基本保持稳定,pwm信号也能够实时自我调整。

最后,上动图:

generator.gif


发表于 2016-11-27 09:39:33 | 显示全部楼层
充满电,你要摇多少下,不过可以当作锻炼
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发表于 2016-11-27 10:59:24 | 显示全部楼层
那么问题来了,你要摇多久才能充满手机呢?
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发表于 2016-11-27 20:34:20 | 显示全部楼层
源代码 发表于 2016-11-27 10:59
那么问题来了,你要摇多久才能充满手机呢?

我只能老实的回答你,手摇太辛苦。。。我打算下一步把它改装成脚踏的!
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发表于 2016-11-27 20:34:48 | 显示全部楼层
源代码 发表于 2016-11-27 10:59
那么问题来了,你要摇多久才能充满手机呢?

我只能老实的回答你,手摇太辛苦。。。我打算下一步把它改装成脚踏的!
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发表于 2016-11-27 20:35:51 | 显示全部楼层
hnyzcj 发表于 2016-11-27 09:39
充满电,你要摇多少下,不过可以当作锻炼

确实很锻炼体力,手已起茧的我哭晕在厕所
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发表于 2016-11-27 20:43:05 | 显示全部楼层
iamnotstone 发表于 2016-11-27 20:35
确实很锻炼体力,手已起茧的我哭晕在厕所

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发表于 2016-11-27 23:38:13 | 显示全部楼层
iamnotstone 发表于 2016-11-27 20:34
我只能老实的回答你,手摇太辛苦。。。我打算下一步把它改装成脚踏的! ...

期待~
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发表于 2016-11-28 08:14:35 | 显示全部楼层
要摇多久才充满电?
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发表于 2016-11-28 11:22:01 | 显示全部楼层
dsweiliang 发表于 2016-11-28 08:14
要摇多久才充满电?

手机充电多久基本上是由手机端决定的,充电这一端只能提供一定功率的充电能量。实际测试情况是,我摇了4,5分钟左右给我的一个老诺基亚手机充了1%的电量。。。。
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发表于 2016-11-28 11:50:41 | 显示全部楼层
iamnotstone 发表于 2016-11-28 11:22
手机充电多久基本上是由手机端决定的,充电这一端只能提供一定功率的充电能量。实际测试情况是,我摇了4 ...

试试摇到充满啊
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发表于 2016-11-28 12:24:31 | 显示全部楼层

你给我摇个500分钟看看,我请你吃一箱辣条!
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发表于 2016-11-28 14:32:12 | 显示全部楼层
iamnotstone 发表于 2016-11-28 12:24
你给我摇个500分钟看看,我请你吃一箱辣条!

吃一箱拉条比摇500分钟更辛苦
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发表于 2016-11-29 11:24:52 | 显示全部楼层
iamnotstone 发表于 2016-11-27 20:35
确实很锻炼体力,手已起茧的我哭晕在厕所

很牛X
但笑Cry
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发表于 2016-11-30 10:06:10 | 显示全部楼层
放只老鼠跑一跑吧233333
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发表于 2016-11-30 10:59:26 | 显示全部楼层

这个主意好!
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发表于 2016-11-30 21:51:20 | 显示全部楼层
齿轮是pla打印的?不是尼龙的?

另外请教下齿轮的设计软件是什么?
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发表于 2016-11-30 22:16:13 | 显示全部楼层
svw 发表于 2016-11-30 21:51
齿轮是pla打印的?不是尼龙的?

另外请教下齿轮的设计软件是什么?

是pla打印。齿轮的stl模型是自己编python代码调用freecad提供的api构建的。
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发表于 2016-12-1 07:52:48 | 显示全部楼层
iamnotstone 发表于 2016-11-30 22:16
是pla打印。齿轮的stl模型是自己编python代码调用freecad提供的api构建的。

牛,为何不直接用freecad?
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发表于 2016-12-1 08:48:40 | 显示全部楼层
svw 发表于 2016-12-1 07:52
牛,为何不直接用freecad?

0.16版本freecad只能提供直齿轮。而且它用polygon模拟渐开线导致齿轮啮合得不完美。对于3d打印来说人字形齿轮更合适。
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发表于 2016-12-1 15:44:50 | 显示全部楼层
论麒麟臂的养成
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