Как сделать ручной генератор для зарядки мобильного телефона. Мускульные генераторы, ручной генератор Генератор для зарядки телефона из моторчика
Ветрогенератору нужен ветер, который дует не постоянно, а солнечным панелям солнце, которого не бывает неделями, особенно в зимнее время и в пасмурную погоду. Генераторам на двигателях внутреннего сгорания требуется топливо, которое становится только дороже, что делает их невыгодными, а так-же техническое обслуживание и др., делает их дорогой игрушкой, или аварийным источником на короткое время.
Я хочу рассмотреть такой вариант. Например ручной генератор, который работает от мускульной силы человека. Кроме того, что его приходится крутить самому, у него есть ряд преимуществ. Он не зависит от погодных условий (ветер, солнце), так-же он мобилен, прост в обращении, и может использоваться где угодно. Самые маленькие представители и самые известные, это китайские ручные динамо зарядники для мелкой электроники. Но такие маленькие "динамки" годятся лишь для экстренной подзарядки, а использовать их для постоянной выработки энергии крайне неудобно.
Во-первых они дают слишком мало энергии, и чтобы зарядить простой телефон, или небольшой фонарик их надо крутить часами. А если электричество нужно каждый день, то такие устройства во-первых не выдержат и быстро выйдут из строя от постоянных нагрузок, так как сделаны из пластмассы и не рассчитаны на большой ресурс. Да и человеку крутить эту штуковину по несколько часов в день ради зарядки мобильника и др. электроники просто долго и не целесообразно, да и после 15-ти минут кручения банально устают руки от монотонных движений.
Выходом из положения может быть более большой ручной генератор, чтобы вырабатывал гораздо больший ток, которым заряжать большой аккумулятор. А от этого аккумулятора уже питать и заряжать портативную электронику. То-есть большим генератором можно зарядить или подзарядить ёмкий аккумулятор, который например будет оснащён гнездом прикуривателя автомобиля. А после некоторое время использовать эту энергию подключая через гнездо прикуривателя различную электронику.
А когда аккумулятор "сядет" снова его зарядить. Такое решение позволит постоянно пользоваться энергией и при этом крутить генератор только тогда, когда в буферном аккумуляторе кончится заряд, а большого аккумулятора может хватать на недель или больше. Смотря как расходавать электроэнергию. Я думаю понятно, что такой источник рассматривается только для обеспечения минимальных потребностей человека в электроэнергии, такой как зарядка портативной электроники, и как максимум использование ноутбука.
Для этих целей может подойти например вот такой готовый вариант. Военные ручные генераторы, они как раз и созданы для выработки электроэнергии в любых условиях и в любом месте. Мощности таких генераторов от 3-х ватт и до 70 ватт. Есть множество моделей с различными характеристиками, так-же более современные аналоги имеют множество выходов адаптированных не только для зарядки больших аккумуляторов, но и для зарядки портативной техники(выходы USB, 12V, 19V)
>
>
>
>
Так-же их можно оснастить любыми нужными дополнительными входами и выходами. Преимущество таких больших генераторов в сравнении с китайскими "динамками " очевидно. Такой генератор достаточно мощный и за пару часов вырабатывает до 100 ватт энергии, а маленькие генераторы всего 2-3 ватта. Значит им можно зарядить большой аккумулятор например как на компьютерных ИПБ, и далее пользоваться энергией.
Но свинцово-кислотные аккумуляторы не любят быстрый заряд и быстро выходят из строя. Оптимальный режим заряда составляет около 10% от ёмкости аккумулятора. Это я к тому, что не стоит заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы повышенным током, но как сократить время зарядки, если аккумулятор надо заряжать 10 часов, ведь столько не покрутишь.
Тут есть два выхода, это использовать литий-ионные аккумуляторы, которые можно заряжать большими токами, но сейчас ёмких литий-ионных аккумуляторов почти нет в свободной продаже. Или NI-HM аккумуляторы нового поколения, которые можно заряжать большими токами силой до половины ёмкости самих аккумуляторов. Единственное это следить за температурой аккумуляторов, так как они сильно греются при высоких зарядных токах. И надо следить чтобы температура не поднималась выше 70грС. Или использовать большие свинцово-кислотные аккумуляторы с расчетом на 10% заряд.
Например если взять военный генератор, что на рисунке выше и крутить его как написано в инструкции, то-есть 60об/м, то он будет в зависимости от модели давать номинальное напряжение, например 50 ватт. Это получается генератор будет давать около 4А тока, значит если использовать для зарядки свинцово-кислотный аккумулятор, то надо ёмкость около 40А. Подойдёт автомобильный, но можно и меньше.Если использовать меленький аккумулятор, то надо следить чтобы ток не выходил за расчетные параметры. Например для 10-ти амперного аккумулятора зарядный ток 1А, но кратковременно можно до 2А.
Если же рассматривать что-то действительно мощное, как домашнюю или походную электростанцию большой мощности. То можно использовать тоже практически готовый вариант, такой как велосипед и велосипедное мотор-колесо. Сейчас с развитием электро транспорта в продаже появился большой выбор наборов для переделки велосипедов на электротягу.
В качестве мотора используется готовое мотор-колесо. Это мотор-колесо так-же отличный низкооборотный генератор большой мощности. И может выдавать, например мотор-колесо мощностью 350ватт, в режиме генератора при тех-е оборотах может выдавать до 300ватт энергии. Ниже на фото пример готовой электростанции на базе велосипеда с мотор-колесом.
>
>
За основу такой электростанции можно использовать как готовый велосипед, так и просто раму с педалями, которую можно установить стационарно. Так-же мотор-колесо нужно без всяких дополнительный вело "причендал". А сам генератор стоит намного дешевле чем комплект для переделки велосипеда. Цены на мотор-колёса начинаются от 3500руб, но можно найти и дешевле, тем более с рук. Вся адаптация под генератор заключается в подключении мотора как генератор.
Мотор-колесо это трёх фазный низкооборотный двигатель на постоянных магнитах, в режиме генератора вырабатывающий переменное напряжение. Для выпрямления, преобразования тока из переменного в постоянный нужно сделать простейший выпрямитель на диодах. А так-же для контроля заряда аккумулятора нужно подключить амперметр и вольтметр. Ниже примерная схема подключения аккумулятора для зарядки.
При использовании контрольных приборов при зарядке хорошо ориентироваться. Например при зарядке авто аккумулятора нужно ток держать не выше 6-ти ампер, хотя кратковременно можно и до 10-ти. А сам генератор может выдать и до 20А. По вольтметру можно смотреть уровень заряда аккумулятора. Если напряжения на клеймах во время зарядки поднялось выше 14,5 вольт, значит аккумулятор подзарядился, так-же не стоит опускать разряд аккумулятора ниже 11вольт, это тоже влияет на ресурс.
Чтобы не заряжать "севший" аккумулятор по 10 часов, можно делать так. Когда аккумулятор немного сядет просто его дозаряжать, это хоть надо делать чаще, но по времени это будет значительно меньше,1-2часа. При использовании такой электростанции можно при отсутствии электроэнергии через гнездо прикуривателя заряжать портативную электронику, подключать светодиодное освещение. А при экономном использовании достаточно 1 раз в неделю крутить такой валогенератор, так как -а 1 час можно выработать до 100ватт энергии.
Сейчас трудно представить свою жизнь без мобильного телефона или планшета. Но иногда бывают такие моменты, когда нужно позвонить или выйти в интернет, а гаджет разрядился и поблизости нет розетки. В этой ситуации меня выручает компактный ручной генератор.
Поэтапное изготовление генератора для мобильного
От старого механического карманного фонаря позаимствовал динамомеханизм и блок зарядки (фото 1). Из пластиковой коробки нерабочего модема удалил все внутренние детали. На одной из стенок короба на внутренней стороне закрепил термопистолетом динамо-механизм (фото 2), просверлил напротив его штока отверстие и прикрепил к нему снаружи ручку (фото 3)
Во второй части корпуса зафиксировал две аккумуляторных батарейки, блок зарядки и USB-разъем с платой (фото 4). Соединил все элементы по схеме (см. рис. на) (по схеме вместо лампы подсоединены батарейки) и подключил блок зарядки к динамо-механизму. Дополнительно на торце корпуса рядом с USB разъемом закрепил тумблер (фото 4. п. 1), подключил его к USB-плате и контактам блока зарядки. Он служит переключателем: в одном положении гаджеты можно заряжать вручную, а во втором - предварительно заряженными этим же устройством батареями.
Аккуратно собрал корпус в обратном порядке. Для зарядки подключаю телефон или планшет к устройству и начинаю вращать ручку. Компактный генератор уже не раз выручал меня и родных в походе и на даче, где часто бывают перебои с электричеством.
Как то раз, мне достались в подарок от знакомого два мегаомметра в нерабочем состоянии — у обоих были повреждены измерительные головки.
При вскрытии одного из них, обнаружилось что помимо двух плат с радиодеталями и измерительной головкой, прибор содержит в своем составе динамо-машину переменного тока с ручным приводом.
Генератор оказался в рабочем состоянии — при не слишком быстром вращении (порядка 40-50 оборотов в минуту) он выдавал напряжение около 25В (без нагрузки).
Дальнейшая разборка агрегата показала что это достаточно добротная однофазная электрическая машина с ротором на постоянных магнитах.
Единственный недостаток-пластиковый корпус и втулки (хотелось бы подшипники) в местах установки ротора. Решения, о том куда этот агрегат применить, долго искать не пришлось — проведение экспериментов по зарядке мобильных устройств в полевых условиях. Прогрессивные китайцы уже давно выпустили в продажу похожее устройство и сбывают его в своем небезизвестном магазине Дилэкстрим.
Для начала нужно было выпрямить и стабилизировать напряжение выхода генератора. С первой задачей прекрасно справился 2-х амперный диодный мост. В качестве стабилизатора было решено применить всем известную схему с интегральным стабилизатором К142ЕН12А (LM317). Схема типового включения представлена на рисунке.
Выбор данного стабилизатора не случаен. Для экстренной подзарядки мобильного телефона достаточно напряжения 4,5-5,5 В при токе 100мА и казалось бы логичным применение стабилизатора К142ЕН5. Но не все так просто. Так как генератор выдает даже при медленном вращении более 10В, то было решено применить стабилизатор входное напряжение на котором может лежать в пределах от 8 до 35В — стабилизатор КР142ЕН5А просто бы перегревался из-за высокого входного напряжения. Итак, стабилизатор собран и пришло время первых нагрузочных испытаний.
Для этих целей применил лампу накаливания на 26В 230мА и получил достаточно яркое и ровное свечение нити накала при номинальных оборотаз ручки этой импровизированной динамо машины. Далее было решено применить в качестве нагрузки пятиваттный резистор. При этих испытаниях и при максимальной скорости вращения ротора (раскрутил на столько быстро, на сколько смог!) было выяснено что в определенный момент (видимо когда перенасыщается статорная обмотка) генератор переходит в режим генерации тока. Наконец пришло время испытаний по заряду аккумулятора мобильного устройства. Дачный сотовый телефон Samsung GT-E1081T как нельзя лучше подошел для этих целей-если что-то и сломается, то не так жалко будет. Итак, аккумулятор телефона был полностью разряжен, все было готово для проведения эксперимента. Подключив аппарат к импровизированному зарядному устройству, стал вращать ручку генератора не прилагая практически никаких усилий. Примерно через сорок секунд телефон включился и показал индикацию заряда. Покрутив ручку динамки еще около двух трех минут, отключил телефон от зарядки и попробовал позвонить — получилось, дозвон прошел.
Выводы. Применение подобного устройства в условиях похода весьма оправданно — на случай экстренной ситуации всегда можно совершить дозвон в нужную экстренную службу независимо от погодных условий (см. применение солнечных батарей), хотя полностью зарядить аккумулятор мобильного устройства этим генератором невозможно (хотя может и найдется кто нибудь более терпеливый, кто сможет крутить ручку до полного заряда батареи!). А вообще на базе такой запчасти от мегаомметра можно собрать еще множество полезных конструкций. Для примера-аварийное освещение в подвале, чулане или в жилом помещении, или применение динамо машины без блока повышающей шестеренчатой передачи в качестве минигенератора при экспериментах с использованием энергии ветра и так далее-вариаций на эту тему может быть великое множество. Удачных вам экспериментов и конструкций! Автор — Элетродыч.
Наверняка многие из нас, когда заняты за столом чем-то важным и нервным, трясут ногой под столом. У этого автора самоделки была именно такая проблема, чтобы превратить эту проблему в пользу, он решил соорудить генератор, с помощью которого теперь от ноги можно будет заряжать мобильный и другие девайсы. Генератор представляет собой педаль, при нажатии на которую генерируется электроток.
Как же собрать такую самоделку, рассмотрим ниже.
Материалы и инструменты для самоделки:
- педаль экспрессии;
- 3D-принтер;
- шаговый электродвигатель;
- PC Board;
- регулятор напряжения типа LM7805;
- конденсатор емкостью 1000 uF;
- конденсатор емкостью 10 uf и один конденсатор на 0.1 uF;
- восемь диодов типа 1N4007;
- два транзистора на 15К;
- USB-A и удлинитель USB-B;
- семь проставок на 1/2”;
- семь металлических винтов 3/4 ";
- гайка и болт М4Х8 мм;
- четыре болта с гайками М4Х12 мм;
- четыре пластиковых разделителя 1/4 ";
- четыре болта с гайками M3 х 12 мм;
- проволока для создания пружины или пружина;
- акриловый диск (изготавливается по шаблону);
- диск из войлока (делается тоже по шаблону);
- клеевой пистолет.
Процесс изготовления самоделки:
Шаг первый. Разбираем педаль
В первую очередь нужно разобрать педаль экспрессии, для этого нужно открутить пару винтов. Внутри можно обнаружить потенциометр с рычагом, этот рычаг нужно снять, потянув за него. Потом можно удалить оба потенциометра из педали, они не понадобятся. На опорной плите расположена печатная плата, с нее нужно срезать все провода.
Шаг второй. Работа на 3D-принтере
Теперь нужно будет распечатать пару деталей на 3D-принтере. Необходимые файлы в формате STL прилагаются для скачивания.
Шаг третий. Установка двигателя
Двигатель крепится при помощи кронштейна 12 мм, используя болты и гайки. Сам двигатель крепится к внутренней части педали таким образом, чтобы рычаг, надетый на вал, смотрел вверх, то есть так, как он находился на потенциометре.
Теперь будет нужна дрель и сверло 3/16, с помощью него нужно просверлить отверстия в качестве направляющих. Но здесь нужно быть осторожным, чтобы не проделать сквозное отверстие в подушечку лапы. Ну а далее двигатель крепится к корпусу с помощью винтов с гайками на 12 мм.
Шаг четвертый. Устройство схемы
Шаг пятый. Устанавливаем рычаг
Вал двигателя нужно развернуть так, чтобы при установке рычага на него он смотрел вверх. В итоге при нажатии на педаль вал двигателя будет вращаться.
Шаг шестой. Силовая цепь
Схема для регулирования мощности должна быть устроена так, как на фото. Она устроена из двух мостов выпрямителя, на каждую катушку двигателя идет по одному мосту. Для накопления заряда и фильтрации шумов применяется конденсатор емкостью 1000uF, потом при помощи генератора LM7805 эта энергия преобразуется в уверенные 5Вольт, необходимые для зарядки телефона.
Еще в схеме есть конденсаторы на 10uF и 0.1uF, они работают как дополнительные фильтры в генераторе.
Также необходима установка двух резисторов, без них мобильный может не заряжаться от такого источника питания.
Шаг седьмой. Монтаж кабеля
Нужно взять USB кабель и разрезать его на две части, всего в кабеле будет четыре провода. Кабель нужно подключить к печатной плате так, как это показано на схеме.
Шаг восьмой. Установка пружины
Для установки пружины понадобится дрель и сверло 3/16, им нужно проделать отверстие в центре пластиковой контактной площадки педали экспрессии. Потом в верхней части площадки устанавливается акриловый диск, для крепления автор применил болт и гайку на 8 мм.
Напротив пластиковой площадки имеется фетровая прокладка, на нее нужно приклеить войлочный диск. После того, как клей засохнет, можно устанавливать пружину в педаль.
Шаг девятый. Сборка самоделки
Теперь все элементы нужно собрать воедино. Сперва понадобится припаять провода двигателя к печатной плате в соответствии со схемой.
Для крепления печатной платы автор воспользовался дрелью и винтами с гайками. Все это дело крепится на четырех винтах. Также здесь понадобятся распорки.