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（感謝作者Rasmus M開放授權，使我們得以摘譯這篇文章，特此致謝。原文網址：https://www.instructables.com/Wind-Powered-Bicycle-Phone-Charger/?fbclid=IwAR0hyU9S6Y_YTPYTyMyocC13fG4f-XZVX_6eNbJLm7A6Z1XwPpIFmvS_50g，若讀者想要下載相關檔案及圖片，請點擊原文網址，並至相關步驟進行下載，謝謝。）
這篇介紹文，是我針對實用發明類別，參加Tinkercad學生設計競賽參賽作品的介紹。
騎自行車時，我經常將手機安裝於車把上，用於導航與追蹤。在長途的單車旅行時，我的手機曾多次沒電，這讓我盼望有一種在騎自行車時，為手機充電的方式。
這通常透過連接至車輪的發電機完成，藉由摩擦旋轉發電機提供能量。然而，這並不是我想要的方式，因為發電機增加了騎自行車的阻力，需要很長的電線由車輪連接至車把，並且無法快速拆卸或連接至另一輛自行車上。因此，我決定採用風力發電的方式設計，因騎自行車的人本身已遇到空氣阻力，這意味著，這樣的方式不會增加任何額外阻力。
我使用Tinkercad幫助產品設計，主要是進行3D列印，同時使用了下面列出的一些其它組件。若您有興趣列印此設計，以下是所有的STL文件。
耗材：
- PLA長絲：50m
- TPU長絲：5m
- 細絕緣線：2m
- 2個壓縮彈簧：直徑6毫米，長20毫米。
- 8顆螺絲：直徑6 毫米，長度不同。
- 2台直流發電機和2台螺旋槳
- 1個小型的5伏特USB升壓器
- 4個塑料黏合劑點
- 小橡膠握墊
第一步：構思與開發
在構思階段，我試圖牢記以下基本考慮因素，以達成適合的設計：
功能：應提供恆定5伏特的最大功率輸出，並且可以調整，以適應各種手機尺寸（60×130毫米至90×170毫米）和車把尺寸（直徑22至32毫米）。將設計固定至車把上應該要很快（不超過5秒）。
尺寸：使用者應可以觸碰整個手機螢幕及所有側邊按鈕，並且螺旋槳不會干擾車把和剎車。
形狀和樣式：應符合空氣動力學，並在可能情況下具有彎曲的邊緣，可進行 3D列印。
連接：應只使用非永久性連接，因這樣設計可輕鬆拆卸和分離，更容易維修與回收。
第二步：測試電路
在創建最終原型前，我想測試所計劃的簡單電路是否奏效。於是，我使用連接至電路的萬用電表，當一個或兩個螺旋槳旋轉時，成功地產生了5.06伏特的穩定電壓輸出。
第三步：在Tinkercad上設計
這是我所達成的最終設計，它具備空間使所有電子元件緊密配合。設計有180 毫米長，但必須有這樣大型的設計，才能讓螺旋槳不礙事。
最終設計由7個3D列印組件構成：3個主體、3個手機支架及一個可連接至任何自行車車把的彈性夾子。接下來，我創建了每個組件的STL文件，準備列印。
第四步：列印主體
我使用了黑色PLA長絲列印這三個主體。這些主體上已有小孔，可更輕鬆將它們固定在一起，並在一定程度上，為手機支架提供了滑出的空間。
重要的列印設置如下：
層高：0.2毫米
初始層高：0.3毫米
線寬：0.4毫米
填充：25%
第五步：列印手機支架部件
我使用紅色PLA長絲列印手機支架部件，2個側支架設有用於壓縮彈簧的插槽。對這些部件，我使用了與主體部件相同的列印設置。
第六步：列印具有彈性的夾子
我使用紅色TPU細絲列印夾子，發現填充25%的TPU足夠靈活，以適應不同的車把直徑，同時仍能緊緊固定於車把上，以防止旋轉。
我使用與PLA部件相同的層高、寬度及填充，但溫度和流量更高。
第七步：組裝之一
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上圖顯示所有部件（包括焊接電路和發電機）如何組合在一起。這也應表明如何設計壓縮彈簧系統，使手機緊緊固定到位。另外，USB輸出可於設計的背面輕鬆使用。
這些部件透過八個直徑為1.6毫米或1/16″的螺釘連接在一起，設計底部較寬的孔，可將這些螺釘的頂部隱藏良好。
請注意：在焊接電路時，請您記得螺旋槳將面朝外，因此會以相反的方向旋轉。
第八步：組裝之二
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連接TPU夾子很簡單，因有一個插槽可以將其滑入，如上圖所示。該夾子覆蓋了2個螺絲孔，並部分隱藏了另外2個螺絲孔。
照樣，螺旋槳可直接推入從側面伸出的軸。而我把螺旋槳噴成紅色，以保持黑色和紅色的配色計劃。
第九步：增加抓地力（可以選擇不要執行）
雖然側面的手機支架牢牢抓住手機，但無橡膠套的手機仍可些許移動。所以，我以4個塑料黏合劑點，為設計增加了更多抓地力。
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此外，我想確保即使在顛簸的騎車過程中，設計也不會在車把上旋轉或滑動。 為增加抓地力，我在夾子上添加橡膠抓地墊，如上圖所示。我以重物對此進行測試，只有一個夾子在滑動前，能水平承重1.3公斤（相比之下，沒有墊子時只有400克）。因此，添加這些握把，可確保車把上的設計非常堅固，同時仍能快速安裝並拆卸。
第十步：測試
該設計非常適合不同的車把，不會干擾剎車或車把。兩個螺旋槳開始以大約10公里/小時的速度旋轉，遠低於正常的騎行速度。發電機提供穩定的5伏特輸出，雖然瓦數很低，這意味為手機充滿電需要很長一段時間，但這項產品可延長手機電池耗盡所需時間。
為增加發電量，可使用更高效發電機。也許將來的另一項修改，可能是在設計中添加電池或移動電源，可透過騎自行車或在旅行前充電，以確保可以更快為手機充電。
