AquaCharge 는 휴대용 수력 터빈 발전기로, 시냇물이나 강물의 흐르는 물이 가진 운동 에너지를 저장된 전기 에너지로 변환하도록 설계되었습니다. 이 장치는 캠핑하는 사람이 잠들어 있는 동안 작동하여 아침에 기기를 충전할 수 있도록 설계되었습니다. (이 장치를 사용하면 휴대폰을 완전히 충전하는 데 일반적으로 약 6시간 이 걸립니다.) 작동 원리:
물이 직접
수동 크랭크:
단점:
먼저 3D 프린트해야 한다 교류발전기에 사용되는 모든 부품을. 다음으로 PETG 가능한 한 많은 부품에 대해(특히 회전 부품인 축, 기어 세트 및 로터와 같은 부품), 하지만 PLA도 사용할 수 있습니다.
이 유성 기어 세트는 다음과 같이 3D 프린트해야 합니다: 기어가 프린트 베드와 수평이 되도록 해야 합니다. 이는 프린트 중에 제자리에서 만들어지는 헤링본 기어 세트(프린트가 끝나면 기어가 빠져나올 수 없음 )이기 때문입니다.
서포트가 다음 부품에 필요합니다: 스테이터 와 플래닛 캐리어.
먼저 접착제를 사용해 자석을 로터에 고정합니다. 에폭시/핫글루 등을 사용하여 각 자석이 반대 극성을 갖도록 서로 인접한 자석과 배치합니다(N S N S... 패턴). 마커 펜으로 자석에 표시하거나 또는 별도의 자석을 사용하여 그 자석을 각 자석 위에서 움직여 밀거나 당기는 힘을 느껴 밀어내는지 또는 당기는지 확인하여 올바르게 배치되었는지 확인합니다. (자석의 극성은 양 끝이 아니라 서로 반대쪽 면에 있습니다.)
다음으로 구리 코일을 감습니다. 전선의 한쪽 끝을 코일의 측면에 고정하여 나중에 양 끝을 함께 납땜할 수 있도록 합니다(지금은 테이프를 사용하고 나중에 접착제로 고정합니다. 왜냐하면 만약 그 전선이 끊어지면 끝부분이 접착제 속에 묻혀 코일을 사용할 수 없게 될 수 있기 때문입니다. 저는 직접 큰 대가를 치르고서야 알게 되었습니다.) 손으로 감을 수도 있지만, 저는 핸드 드릴을 사용하는 것을 권장합니다. 핸드 드릴을 사용하여, 다음과 같이 볼트 또는 나사를 코일의 중앙 구멍에 넣고 고정한 뒤 그 드릴 에 고정합니다. 각 코일은 약 같은 두께로 감기도록 하세요. 테이프로 다른 끝부분을 그 전선의 반대쪽 면에 있는 코일에 풀리지 않도록 고정한 다음, 그 후 전선을 자르세요.
에나멜 코팅된 구리 전선을 사용하므로, 끝부분들을 서로 납땜하려면 에나멜을 벗겨내야 합니다. 끝부분에서 에나멜을 제거합니다. 이 작업은다음과 같은 방법으로 할 수 있습니다: 메스 또는 납땜 철사를 납땜할 때 끝부분이 끊어지지 않도록 주의하세요. 또한 이 단계에서는 멀티미터 를 사용하여 전류가 각 코일을 통과하는지 한쪽 끝 에서 다른 쪽 끝 까지 확인하세요. 전선에 단선이 있으면 이 코일은 사용할 수 없게 됩니다.
다음으로 코일 3개를 서로 직렬로 납땜합니다(즉, 두 접합부만 납땜하면 됩니다). 각 접합부에 열수축 튜브를 씌워 합선을 방지하세요. 이러한 3개 코일 묶음 두 세트를 만드세요. 이 두 세트는 나중에 고정자에서 서로 병렬로 연결될 것입니다. (다시 멀티미터 를 사용하여 전류가 각 연결부를 통과하는지 확인하고 확인하세요)
이제 고정자 안에 있는 코일을 테이프를 사용해 고정자 안에 고정하고, 별도의 전선을 사용하여 두 세트를 서로 병렬로 납땜하세요. 입력 전선과 출력 전선을 연결합니다(경로가 두 갈래로 나뉘었다가 끝에서 다시 합쳐지는 형태를 생각하면 됩니다). 멀티미터로 전류가 흐르는지 확인하세요.
이 시점에서 모든 것이 작동한다면 그다음 테이프가 현재 고정하고 있는 모든 부분을 접착제로 고정하세요. 또한 전기 테이프를 바깥쪽 둘레에 감아 알터네이터를 떨어뜨려도 어떤 전선도 끊어지지 않도록 하는 것이 좋습니다.
이제 나머지 부품과 접착하여 아래 도식에 표시된 구성으로 조립하고 , 다음을 사용하여 볼 베어링을 필요한 공간에 넣습니다(어디에 필요한지는 쉽게 알 수 있습니다). 두 로터는 서로 반대 방향으로 마주 보게 하되, 한쪽의 북쪽을 향한 자석이 다른 쪽의 남쪽을 향한 자석을 바라보도록 해야 합니다(그렇지 않으면 자석들이 서로 밀어내어 출력 전력이 크게 감소합니다)
모든 것이 작동하는지 테스트하고, 멀티미터를 사용하여 AC 출력 을 측정합니다. 이때 플래닛 캐리어 를 회전시키면 (약 5V AC까지 나와야 합니다. 이것이 작동한다면 잘하셨습니다. 가장 어려운 부분을 완료한 것입니다.
이제 발전기가, 생겼지만 몇 가지 이유로 아직 출력을 충전에 사용할 수 없습니다:
해결책은 브리지 정류기 (네 개의 다이오드 로 구성되어 직류를 만들어 양극 양극 및 음극 전선을 사용할 수 있게 하는 정류기)와 몇 개의 470uF 커패시터 로 브리지 정류된 출력 전압을 평활화하는 데 도움을 주는 회로 기판입니다. 브리지 정류된 출력은 매우 울퉁불퉁하기때문입니다. 그런 다음 일정한 5V 출력을 확보하기 위해 벅-부스트 컨버터를 연결합니다 (이는 출력이 너무낮을때 전압을 " 5V로 높이고, 출력 이 너무 낮을 때 전압을 낮춰 5V로 만드는 전기 부품입니다) . 만약 출력이 너무 높으면)
브리지 정류기 회로에는 스트립보드 ( 브레드보드 처럼 작동하며, 구리 선이 연결되어 부품을 서로 연결할 수 있는 회로 기판)을 사용하고, 위에 제시된 납땜 회로도를 따라 다이오드와 커패시터를 납땜하세요( 다이오드는 방향성이 있으므로 표시된 방향을 따르세요). 각 빨간 선은 스트립보드의 트랙 중 하나 를 나타냅니다.
그 후, 벅 부스트 컨버터의 포텐셔미터를 조정합니다 . 벅 부스트 컨버터에 드라이버를 사용하여 출력이 5V가 되도록 컨버터의 입력부를 DC 전원 공급 장치에 연결하고 멀티미터로 출력 전압을 측정합니다. 그런 다음 플라잉 와이어를 사용하여 브리지 정류기 회로의 양극 및 음극 출력을 벅 부스트 컨버터의 해당 연결부에 있는 연결부에 납땜합니다.
USB-C 커넥터를 추가하려면, 칼 또는 메스를 사용해 커넥터에 연결된 케이블을 내부의 양극 및 음극 구리선이 납땜할 수 있도록 가능한 짧게 자릅니다. 그런 다음 이 구리선들을 벅 부스트 컨버터 출력에 납땜할 수 있도록 합니다. 그런 다음 이 구리선들을 벅 부스트 컨버터 출력에 납땜합니다. 이제 (이론적으로) 알터네이터로 휴대전화를 충전할 수 있습니다. 하지만 이러한 부품이 작동하지 않을 위험을 피해야 하며, 이는 고장을 일으킬 수 있고 휴대전화에 위험할 수 있으므로, 그래도, 별도의 전원 뱅크를 먼저 충전한 뒤, 그 보조 배터리로 기기를 충전할 것을 권장합니다.
첨부된 3D 모델은 맞춤 설계되어 ~하도록 수납합니다 마지막 단계에서 전자 부품을 수납하도록 설계되었으며, 각 부품(stripboard, buck-boost converter, USB-C cable)이 전선으로 연결된 상태에서 개별적으로 들어갑니다. 다음을 사용할 준비를 하세요 테이프 또는 접착제 를 사용해 부품을 고정하고 늘어진 전선을 줄이세요)
다음 중 하나를 선택할 수 있습니다: 3D 프린트 또는 레이저 커팅 하여 전자 부품을 덮는 위쪽 패널을 만들고 접착제로 제자리에 고정합니다
전자 부품 수납 공간은 그런 다음 딸깍 끼워 맞출 수 있으며 발전기에 직접 장착하여 완성합니다 의 내부 Aqua Charge 터빈.
이제 3D 프린트할 것은 다음입니다: 나머지 부품은 모두 다음 재료로 출력해야 합니다. 이 모든 부품은 PETG 로 출력해야 하며 대부분은 서포트가 필요합니다.. 메인 셸 은 다음과 같이 출력해야 합니다. 속이 빈 부분의 끝부분을 확인합니다. 바닥을 빌드 플레이트의 아래쪽을 향하도록 배치하면 출력 품질이 더 좋아지지만 (필요한 서포트의 양은 늘어납니다).
메인 셸의 출력 방향을 확인하고, 두 셸이 서로 연결될 수 있는지 확인하세요. 두 셸은 트위스트 잠금 메커니즘을 사용해 함께 연결됩니다. 이 메커니즘은 구성품에 내장되어 있으며, 다음 단계에서 방수 연결을 확인합니다. 연결은 다음 단계)
확인합니다. 밸러스트 탱크 벽이 메인 셸의 끝부분에 있는 밸러스트 탱크에 맞물리는지 확인합니다.
두 날개가 메인 셸에 미끄러져 들어가 제대로 장착되고 너무 헐겁지 않은지 확인합니다.
마지막으로 핸드 크랭크를 조립할 수 있는지 확인합니다( 3D 프린팅된 나사산이 올바르게 인쇄되어 있어야 하며) 터빈과 핸드 크랭크 모두 교류 발전기의 끝부분에 있는 장착부에 스냅핏으로 끼워질 수 있는지 확인합니다.
이 마지막 단계에서는 장치 전체를 조립합니다.
에폭시를 사용하여 30mm 베어링을 접착하고 교류 발전기가 제대로 끼워지는지 확인합니다.
원하는 경우 3D 프린터로 로고를 다음 두 가지 방법 중 하나로 인쇄할 수 있습니다: 3가지 색상으로 (3D 프린터가 해당 기능을 지원하는 경우) 또는 단일 색상으로 인쇄한 후 페인트를 칠하고 나중에 마감할 수 있습니다.
전자 장치 구획이 부착된 상태인 교류 발전기를 본체에 끼운 후에는 나사를 바깥쪽에서 사용하여 제자리에 고정할 수 있습니다(고정용 나사는 두 개의 표시된 위치에 설치하되, 물이 새어 들어갈 구멍이 생기지 않도록 하십시오).
원문: https://www.instructables.com/AquaCharge-Turbine-a-Portable-Water-Turbine-and-Ha/
https://www.instructables.com/AquaCharge-Turbine-a-Portable-Water-Turb…