Svetilka ali bakla je zelo uporabna v izrednih razmerah, kot je izpad električne energije. Te svetilke delujejo na baterije, zato jih moramo redno polniti v določenih intervalih. Kaj pa, če nimate elektrike in je vaša svetilka mrtva? V tem primeru so mehanske polnilne svetilke zelo dobra možnost, ki jih lahko polnite z vrtenjem pritrjene ročice. Ima nekaj mehanizmov in zobnikov za pretvorbo mehanske energije v električno energijo za polnjenje baterije v njej. Tu uporabljamo istega principala za izdelavo sijalke za zasilne bliskavice, ki ima superkondenzator in ta superkondenzator je mogoče polniti z vrtenjem enosmernega motorja.
Torej, v tej vadnici bomo izdelali svetilko v sili, ki jo lahko napolnimo z vrtenjem majhnega enosmernega motorja, pritrjenega nanjo. Za izdelavo tega uporabljamo Supercapacitor, LED in Schottky diodo. Superkondenzator se uporablja za pogon LED in DC motor se uporablja za polnjenje superkondenzator. Schottkyjeva dioda se uporablja za zaustavitev toka toka od superkondenzatorja do motorja, ker ko je motor priključen na superkondenzator, se motor začne vrteti tako, da prevzame moč iz superkondenzatorja in superkondenzatorja z motorjem ne moremo napolniti. Torej je edini način za blokiranje trenutnega toka od Supercapacitorja do motorja uporaba diode. Lahko se uporabijo tudi druge PN-spojne diode, vendar Schottky-jeva dioda ima nižji padec napetosti v primerjavi z drugimi PN-spojnimi diodami.
Potrebne komponente
- Enosmerni motor
- Superkondenzator
- Schottky dioda
- Upor (200 ohmov)
- Preklopi
- LED
Enosmerni motor :
Enosmerni motor je zelo pogost tip motorja in je enostavno dostopen po nizki ceni. Ti motorji so opremljeni z magneti. V to magnetno polje je postavljena armatura, tako da kadar koli skozi armaturo prehaja tok, ta občuti silo, zaradi katere vrti rotor glede na prvotni položaj.
Enosmerne motorje lahko razdelimo na več vrst glede na njihovo obliko, velikost in delovanje. V glavnem enosmerni motorji so razdeljeni na štiri vrste:
- Enosmerni motorji s trajnim magnetom
- Serija enosmernih motorjev
- Shunt DC motorji
- Sestavljeni enosmerni motorji
V tem projektu uporabljamo enosmerni motor Toy \ Hobby. To je običajen enosmerni motor, ki ima samo dva terminala brez polarnosti. Njegova delovna napetost je od 4,5 do 9 V. V spodnjih vajah izveste tudi več o enosmernih motorjih in različnih načinih upravljanja:
Super kondenzator:
Superkondenzator je visoko zmogljiv kondenzator z vrednostmi kapacitivnosti, ki so veliko višje od običajnih kondenzatorjev, vendar z nižjimi napetostnimi mejami. Superkondenzatorji združujejo lastnosti kondenzatorjev in baterij v eno napravo. Superkondenzator lahko shrani 10 do 100-krat več energije kot elektrolitski kondenzatorji in lahko prejme in odda polnjenje veliko hitreje kot baterije in ima več ciklov polnjenja-praznjenja kot akumulatorske baterije. Več o superkondenzatorjih preberite tukaj.
V tem projektu uporabljamo kondenzator s kovanci 5. 5V 1F. Pred nadaljevanjem bomo preverili, koliko energije lahko shrani ta superkondenzator. Zalogo energije lahko izračunamo po naslednji formuli:
E = 1 / 2CV 2
Kjer je E = energija
C = kapacitivnost
V = napetost
V našem primeru je C = 1F in V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 džuljev
Polarnost superkondenzatorja je prikazana na spodnji sliki. Smer puščice predstavlja trenutni tok od pozitivnega do negativnega terminala.
Schottkyjeva dioda:
Schottkyjeva dioda je znana tudi kot vroča nosilna dioda / pregradna dioda. Kot že ime pove, se uporablja kot ovira za zaustavitev toka v obratni smeri. Tok vstopa skozi Anodo in izstopa skozi Katodo. V primerjavi s PN-spojno diodo ima Schottkyjeva dioda manjši padec napetosti naprej in hitrost preklopa.
Padec napetosti Schottkyjeve diode je običajno med 0,15 in 0,45 volta, vendar ima običajna dioda PN spoja napetost med 0,6 in 1,7 .
DC motor kot generator električne energije
Preden naredimo celotno vezje, poglejmo, kako lahko enosmerni motor uporabimo za generiranje izmenične napetosti. Priključite motor in led, kot je prikazano na spodnjem vezju:
Ker motor nima polarnosti, priključite prvo žico na pozitivni zatič LED, nato drugo žico na negativni zatič led. Zdaj zavrtite motor na največjo hitrost s pihanjem zraka, LED mora svetiti. Če LED ne sveti, obrnite povezavo in jo nato ponovno zavrtite.
Dejanska slika strojne opreme je prikazana spodaj:
Shema vezja in delovna razlaga
Zdaj smo videli, kako lahko motor proizvaja elektriko, z njim bomo napolnili superkondenzator, ki nato napaja LED.
Super kondenzator se tukaj uporablja za shranjevanje napolnjenosti, da lahko dlje časa napaja LED. Negativni priključek superkondenzatorja s prvo žico motorja in pozitivni priključek povežite z drugo žico motorja skozi Schottkyjevo diodo.
Kot smo že povedali, se Schottkyjeva dioda uporablja za blokiranje toka v nasprotni smeri. Torej pozitivni priključek Schottkyjeve diode povežite z motorjem, negativni priključek pa na superkondenzator. Zdaj bo tok tekel od anode do katode in bo blokiral trenutni tok od katode do anode, kar pomeni, da bo tok tekel samo od motorja do superkondenzatorja. Tu se uporablja Schottkyjeva dioda, ker ima nizek padec moči kot običajna dioda.
Zdaj LED povežite s superkondenzatorjem in z uporom omejite porabo energije. Drsno stikalo se uporablja tudi za vklop in izklop LED. Poveži pozitivne zatiči superkondenzator in LED z 2 nd in 3 rd pin stikala in povezati negativni pin stekel na prvi zatič stikala.
Po povezavi je moj prototip svetilke videti kot slika spodaj. Iz kartona sem izdelal cevasto strukturo.
Končno je zasilna svetilka z mehanskim napajanjem pripravljena, samo vpihajte zrak v ventilator, da jo zavrtite. Motor bo napolnil superkondenzator, Supercapacitor pa bo napajal LED. Za več svetlobe lahko uporabite svetlejšo LED. Ko je superkondenzator popolnoma napolnjen, lahko napaja led približno 10 minut. Za vrtenje motorja je mogoče namesto vpihovanja zraka zgraditi bolj učinkovit mehanizem prestav in ročic.
Če imate kakršna koli vprašanja v zvezi s tem projektom, jih pustite v oddelku za komentarje.
Celoten predstavitveni video je podan spodaj: