Cargador De Manivela Para IPhone (y Otros Dispositivos)

Siempre quería algo que convirtiese la energía mecánica a la eléctrica. Así que cuando salvé un motor de alta torsión, sacándolo de un microondas, ya sabía lo que iba a hacer con él.

Este instructable pormenoriza la construcción de un cargador para iPhone de estilo manivela, un cargador que funciona únicamente por la energía que lo suministras con trabajo físico. La máquina cuenta de una placa de circuito de diseño original, con una carcasa sencilla y portátil. Además, es muy probable que este cargador sea menos caro que comprar un cargador normal que se enchufa en la pared. Si alguna vez te ha frustrado que la batería de tu móvil se agote mientas estás en marcha, viviendo la vida, pues te has traído al lugar correcto. Con unos pocos ajustes, este cargador se puede modificar para ser usado no solamente con los iPhones pero con cualquier dispositivo alimentado por la electricidad.

Step 1: Lo Que Necesitarás (y Cómo Conseguirlo)

• Motor DC de alta torsión:

Los motores operan en los principios del electromagnetismo, produciendo energía rotativa mediante corriente eléctrica. En este instructable vamos a invertir las entradas y salidas de la ecuación, para generar energía eléctrica con trabajo mecánico. Saqué mi motor de un viejo microondas, pero cualquier motor DC de alta torsión conectado a una caja de cambios funcionará.

• el transformador reductor:

El transformador reductor es necesario para reducir el voltaje de la sinusoide generada por el motor. Los transformadores se encuentran dentro de casi todos los dispositivos que se enchufan en la pared. La relación precisa dependerá del voltaje del motor que usas. En mi caso, usé un transformador de 120:12.6 (aproximadamente 10:1) de Radioshack.

• los diodos (4):

Se necesitan cuatro diodos (o un circuito puente equivalente) para convertir la corriente AC generada por el motor a corriente DC. Los diodos son un elemento común en la eléctronica, y los diodos de señal rojos especialmente se destacan en una placa de circuito. Dado que es muy probable que las fuerzas electromagnéticas generadas por el moto sean bastante grandes, además de los diodos de potencia, los diodos de señal pueden ser usados (probablemente). Usé diodos de potencia de RadioShack.

resistores (de varios tipos):

Necesitarás varios resistores para la circuitería de control de tiempo y de retroalimentación. Encontrar resistores no debería ser difícil--están por todas partes, dentro de cualquier dispositivo electrónica. Los valores de los míos los marqué en el esquema, pero pequeñas variaciones de estos no afectarán mucho al rendimiento del cargador.

• condensadores (2):

Necesitará dos condensadores: un condensador cerámico de baja potencia para el control de tiempo, y un condensador electrolítico grande para almacenar energía. Los valores específicos se darán en el esquema del circuito. Una vez más, se pueden utilizar condensadores con valores un poco diferentes que los que aparecen en el esquema. Los condensadores electrolíticos pueden ser sacados fácilmente de viejos dispositivos electrónicos. RadioShack vende paquetes de condensadores cerámicos y electrolíticos variados, que pueden ser muy útiles si acabas de empezar a explorar la electrónica.

• transistor NPN:

El transistor se encarga de controlar el cargar. Cualquier transistor funcionaría, pero para esta aplicación, un transistor NPN bipolar de bajo potencia probablemente es mejor. Este tipo es abundante en la electrónica. Usé un 2N4401.

• Temporizador 555 IC:

Un temporizador 555 es el componente central de este invertido sistema de energía. El 555 se configurará en modo oscilador no estable y controlará el transistor de descarga con una modulación de ancho de pulso (PWM). Tendrás que comprar el temporizador 555 de RadioShack (precio actual de $2.00). Recomendaría el TLC555 (menos potente) al NE555.

• LM741 amplificador operacional IC:

Un LM741 amplificador operacional surte retroalimentación lineal con el fin de mantener un voltaje de salida constante, relativo a una referencia. Tendrás que comprar este componente de RadioShack (precio actual de $1.50).

• pila de botón:

Una pila de botón proporciona el voltaje de referencia utilizado para mantener un voltaje de salida constante. Las pilas de botón se pueden encontrar en componentes electrónicos con circuitos integrados que deben funcionar incluso cuando el dispositivo está 'apagado'. Saqué la mía (una pila de litio de 3V) de una vieja radio. Si no puedes conseguir una pila de botón, otros tipos de baterías se pueden usar, con tal de que no se agoten por el uso constante.

• portal/receptáculo de USB:

Si planeas usar el cargador con un iPhone u otro dispositivo mediante una conexión USB, necesitarás un receptáculo de USB adecuado para conectar al cable de cargar. Otra vez, se encuentran por todas partes. Saqué el mío de un viejo juego de USB encontrado en una computadora rota.

• Carcasa para el producto final:

Esto puede ser cualquier cosa, una caja de cartón o un tubo, por ejemplo, siempre que proteja y encierre los componentes del cargador. Puede ser que necesites también unos cuantos pernos y tuercas para mantener todo en su lugar.

Step 2: El Esquema Del Círcuito

Ahora que has conseguido y reunido los componentes y partes necesarios, es hora de montar el cargador.

El esquema de arriba (es en inglés pero se debe ser comprensible) detalla el circuito del cargador. El diagrama funcional divide las funciones del circuito y describe cómo los componentes individuales interactúan entre sí para producir el voltaje de salida regulado de 5V. Observa que los valores de los componentes pueden diferir ligeramente de los que figuran en el esquema, sin tener mucho efecto en el rendimiento del cargador.

Step 3: Prueba Del Cargador Completado

¡Con el circuito construido, ya puedes comenzar a cargar tus dispositivos con tu fuente de alimentación!

Para demostrar el cargador en marcha, hice dos videos.

El primero muestra la salida producida, sobre un resistor de 100 ohmios, lo debe exhibir un poco más resistencia que un iPhone. El segundo confirma el funcionamiento del cargador por conectarlo a un viejo iPhone.

Step 4: Notas Acerca Del Funcionamiento, El Rendimiento, Y La Ecología

Este cargador es, efectivamente, una máquina 'verde', ya que depende solamente en la energía mecánica (la pila de botón produce una corriente insignificante). El cargador no produce ningún desperdicio/desecho en forma de baterías vencidas. La entrada rotative del cargador se puede conectar a una bici para aumentar la salida de energía mientras en marcha, o incluso a la corriente de un arroyo para ser alimentado por la naturaleza.

El cargador cuenta con varios componentes reciclados, sacados de viejos dispositivos, como el receptáculo USB y el propio motor.

Después de unos pruebas y cálculos aproximados, estimé el rendimiento al 53%. Basé este resultado del trabajo físico necesario para dar una vuelta a la manivela. Cargué primero un condensador mediante el conjunto USB y luego lo cargué directamente de la salida DC del motor. La relación entre las dos salidas fue igual a 53%.