자전거에 장착하는 인간 동력 USB 충전 허브
 | ▲ 발전적 만남 스프링과 테이프를 이용해
발전기의 휠과 뒷바퀴의 테두리가 맞닿도록
했다. |
기계공학자 더그 코스트로우는 자전거 마니아다.
유가가 천정부지로 치솟던 2009년 유류비 절감을 위해 자전거로 출퇴근을 했던 게
계기가 됐다.
어느 날 그는 자전거를 타면서 USB로 휴대폰 등의 기기를 충전하고 싶었다.
하지만 상용 휠허브(wheel hub) 발전기는 150달러로 너무 비쌌다.
그래서 직접 저렴한 시스템을 개발키로 작심했다.
전기공학 전공자가 아니었던 그는 회로를 구성하는 방법 등 기초부터 하나씩 배워
나갔고 두 개의 포트를 지닌 USB 발전기 3종을 개발해냈다.
시속 20㎞ 이상의 속도에서 70%의 효율을 발휘하는데 기존 어떤 제품보다 바퀴에
저항력을 적게 가한다.
그리고 누구나 직접 만들 수 있다.
스테퍼 모터
스테퍼 모터(stepper motor)가 뒷바퀴의 회전운동을 전력으로 변환한다.
전자제품 충전에 필요한 전력을 지속적으로 발생시키기 위해 10달러짜리 5볼트,
3.3암페어 제품을 사용했다.
 | ▲ popsci.com/usbbike에서 더욱 자세한 제
작법을 확인할 수 있다. |
항공합판을 잘라 만든 작은 휠을 모터에 붙인 다음 휠의 테두리를 발포재 패딩 및
절연테이프로 마무리한다.
정류기
스테퍼 모터는 교류전류를 만들지만 USB 기기는 직류 전류를 사용한다.
때문에 두 개 1달러짜리 1N4001 다이오드 8개로 교류를 직류로 변환해줄 정류기를
제작했다.
다이오드 하나의 양극을 다른 다이오드 음극에 납땜해 4쌍의 다이오드를 만들고,
이를 두 쌍씩 나란히 배치해 두 개의 브리지를 구축했다.
이후 전도성 와이어 4개로 각 브리지의 중간부분과 스테퍼 모터의 양극, 음극을
연결한다.
차량용 USB 충전기
차량용 2포트 USB 충전기를 분해하여 충전기를 전원포트에 고정시키는데 쓰이는
스프링을 제거한다.(원통형 끝부분과 두 개의 클립 쪽에 위치한다.)
정류기의 양극과 음극을 충전기의 단자에 납땜한 뒤 다른 쪽 전선의 끝을 스테퍼 모터의 단자에 연결한다.
발전기 프레임
발전기의 소형 휠이 뒷바퀴의 테두리와 맞닿도록 해줄 프레임을 만든다.
코스트로우의 자전거에는 짐 선반이 있어 알루미늄 판을 15㎝ 길이로 잘라 선반을 지지하는 바(bar)에 고정시켰고 U자형 볼트로
알루미늄 판과 발전기도 고정했다.
안장 아래 등 원하는 지점에 USB 충전 포트를 붙이면 완성이다.
500W 프로 사이클 선수가 경기 중 발생시킬 수 있는 전력량.
푸드 프로세서를 구동시키기에 충분한 전력이다.
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 草浮
印萍 |