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3D打印手机充电发电机

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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:

3D打印手机充电发电机图1

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:

3D打印手机充电发电机图2

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:

3D打印手机充电发电机图3

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:

3D打印手机充电发电机图4

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

3D打印手机充电发电机图5

4 打印装配

打印完成,并组装好:

3D打印手机充电发电机图6

以下是电路图实物:

3D打印手机充电发电机图7

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:

3D打印手机充电发电机图8

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:

3D打印手机充电发电机图9


iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-12-7 09:58:16

MH130 发表于 2016-12-6 23:14
请问,有没有比较好的整流电路;我现在正在做一个发电机,但是整流效果一直不好,想来请教一下 ...

效果不好,你需要给出一个效果不好的定义。你想要纹波低于多少的直流稳压输出?如果是这样,那么或许你遇见的问题并不是整流而是电流反馈的控制系统。
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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-12-5 14:08:51

yongjiu2006 发表于 2016-12-5 13:58
做个风力的是否可行呢

理论上可行,如果家住顶楼或者阳台位置好的话。下一步改进就是要专用一个锂电池了,储存电了。否则给手机充的电流受外界影响过大。不过这样的确定也就是经过了中间化学能的转化,效率就不是最高的了。
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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2017-1-8 14:32:55

砖头墙 发表于 2017-1-6 21:21
厉害              不稳定吧

只要手摇的速度大于某个值就好了,后面的有控制系统来维持稳定。但手摇的输入功率本身就小于输出功率的话,控制系统就无效了
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hnyzcj  版主

发表于 2016-11-27 09:39:33

充满电,你要摇多少下,不过可以当作锻炼
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源代码  中级技匠

发表于 2016-11-27 10:59:24

那么问题来了,你要摇多久才能充满手机呢?
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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-27 20:34:20

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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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-27 20:34:48

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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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-27 20:35:51

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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hnyzcj  版主

发表于 2016-11-27 20:43:05

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

:lol
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源代码  中级技匠

发表于 2016-11-27 23:38:13

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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dsweiliang  初级技神

发表于 2016-11-28 08:14:35

要摇多久才充满电?
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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-28 11:22:01

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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dsweiliang  初级技神

发表于 2016-11-28 11:50:41

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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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-28 12:24:31


你给我摇个500分钟看看,我请你吃一箱辣条!:lol
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dsweiliang  初级技神

发表于 2016-11-28 14:32:12

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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visionsl  初级技匠

发表于 2016-11-29 11:24:52

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 :lol
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吹口琴的钢铁侠  初级技匠

发表于 2016-11-30 10:06:10

放只老鼠跑一跑吧233333
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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-30 10:59:26


这个主意好!
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svw  初级技匠

发表于 2016-11-30 21:51:20

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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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-11-30 22:16:13

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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svw  初级技匠

发表于 2016-12-1 07:52:48

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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iamnotstone  中级技师
 楼主|

发表于 2016-12-1 08:48:40

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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zero207  学徒

发表于 2016-12-1 15:44:50

论麒麟臂的养成
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