Это пошаговое руководство по созданию своими руками портативной USB зарядки, использующей велосипедную динамо-втулку в качестве источника энергии. Также смотрите инструкцию по сборке универсальной USB зарядки с литий-ионным аккумулятором на солнечной энергии. Если вы плохо дружите с электроникой, то вы можете купить готовую коммерческую USB-зарядку.
Необходимые инструменты и компоненты.
Инструменты, необходимые для создания USB динамо зарядки:
- Паяльник, олово
- Мультиметр (необязательно)
- Тиски (необязательно)
- Стриппер (необязательно)
Необходимые компоненты для создания универсальной USB зарядки с питанием от динамо:
- Плата Veroboard (8,22 евро)
- Разъём USB-A (необязательно, также можно использовать дополнительный USB-кабель Micro или Mini USB)
- Стабилизатор напряжения LDO (с малым падением напряжения) на 5 В LM2940 (CT) (1,31 евро)
- Кулер для стабилизатора напряжения LDO (необязательно) (0,5 евро)
- Конденсатор C1 на 2200 мкФ 16 В (0,65 евро)
- Миниатюрный дисковый танталовый конденсатор C4 на 47 мкФ (0,22 евро)
- Миниатюрный дисковый танталовый конденсатор C5 на 22 мкФ (0,5 евро)
- Мостовой выпрямитель на 1,5 A 100 В (0,5 евро)
- Термоусадочные трубки (необязательно)
- Коробка и рубашки ABS (необязательно) (1,17 евро)
- Кабельный сальник контргайки или уплотнительное кольцо (необязательно)
- Разъём для динамо-втулки
Цены невысокие из-за того, что компоненты заказывались в больших объёмах. У вас могут выйти другие цены.
Принципиальная электрическая схема USB зарядки с питанием от динамо-втулки:
Приступаем в сборке зарядки для USB устройств с питанием от динамо.
Шаг 1: Плата Veroboard.
Вырежьте участок платы Veroboard размером приблизительно 17 мм х 40 мм. Плата на фотографии ниже слишком длинная, приблизительно 65 мм в длину.
Шаг 2: Установка танталовых конденсаторов.
Припаяйте два миниатюрных дисковых танталовых конденсатора на стабилизатор напряжения. Следите, чтобы во время пайки не перегрелись компоненты и соблюдайте полярность (длинная ножка положительная).
Расположите конденсатор на 22 мкФ справа, а на 0,47 мкФ слева. Отрицательные полюсы должны оказаться посередине.
Шаг 3: Подготовка конденсатора C1.
Установите на конденсатор C1 термоусадочные трубки. Согните ножки (длинная ножка положительная) как показано на фотографии ниже. Постарайтесь сохранить ножки по возможности как можно более длинными, чтобы конденсатор было легче разместить внутри коробки ABS.
Шаг 4: Размещение компонентов на плате.
Чтобы правильно разместить компоненты на плате Veroboard, смотрите на первую фотографию ниже: три параллельные полоски посередине планки служат главными электрическими дорожками для компонентов. Полоса слева соответствует положительной стороне на принципиальной схеме.
Длинную ножку конденсатора C1 (+) необходимо разместить на самой левой полосе из трёх полос. Короткую ножку необходимо припаять на среднюю полосу.
Ножки мостового выпрямителя должны располагаться следующим образом. Положительные ножки (подписаны) идут слева. Отрицательные ножки должны идти по средней полосе. Провода от входящего переменного тока нужно подпаять на внешних полосках платы (слева и справа, как изображено на фотографии выше).
И наконец припаяйте стабилизатор напряжения.
Прежде чем продолжить собирать зарядное USB-устройство, посмотрите всё ли вы сделали правильно.
Приготовьте провод, который идет к динамо-втулке, и подсоедините его к ножкам мостового выпрямителя. Здесь полярность не имеет значения, поскольку мы имеем дело с переменным током. Подсоедините динамо-втулку, крутаните колесо и измерьте выходное напряжение на положительном и отрицательном выходах платы.
У нас должно получиться около 5 В.
Если ничего не работает, то проверьте полярность конденсаторов и других компонентов.
Теперь мы можем отрезать всё лишнее на плате Veroboard и согнуть конденсатор C1, чтобы он смог поместиться внутри коробки ABS.
Подсоедините кулер с помощью односторонней заклёпки. Она идеально подходит для этой цели, так как не занимает дополнительное пространство (особенно в высоту).
Прежде чем подсоединить провода, просверлите в коробке маленькое отверстие для кабельного сальника контргайки, установите его и пропустите через него провода.
Далее подключите разъём USB-A или Mini и Micro USB кабель напрямую к выходным ножкам стабилизатора напряжения. Подключите провода от динамо-втулки к мостовому выпрямителю.
Чтобы плата смогла поместится в контейнере, мне пришлось отпилить углы.
При использовании контейнера ABS, который указан в списке необходимых компонентов выше, вам необходимо дополнительно вырезать два отверстия на дне контейнера.
Итак у нас получилось стильное зарядное USB устройство с питанием от динамо-втулки. Для обеспечения водонепроницаемости я загерметизировал контейнер полимерной смолой. Герметизируйте контейнер только после того, как убедитесь, что зарядное устройство работает.
Второй вариант зарядного USB устройства с уплотнительным кольцами:
