- Požadované komponenty
- Stejnosměrný motor jako generátor elektřiny
- Schéma zapojení a pracovní vysvětlení
Svítilna nebo svítilna jsou velmi užitečné v nouzových situacích, jako je výpadek proudu. Tyto baterky jsou napájeny z baterie a my je musíme pravidelně nabíjet v určitých intervalech. Ale co když nemáte elektřinu a baterka je mrtvá? V této situaci je velmi dobrá volba svítilna s mechanickým nabíjením, kterou lze nabíjet otáčením páčky, která je k ní připojena. Má nějaký mechanismus a převody pro přeměnu mechanické energie na energii elektrickou, aby nabila baterii uvnitř. Tady používáme stejný princip k výrobě nouzového zábleskového světla, které má Supercapacitor a tento Supercapacitor lze nabíjet otáčením stejnosměrného motoru, který je k němu připojen.
V tomto výukovém programu tedy vyrobíme nouzovou baterku, kterou lze nabíjet otáčením malého stejnosměrného motoru, který je k ní připojen. Abychom to vytvořili, používáme Supercapacitor, LED a Schottkyho diodu. Supercapacitor se používá k napájení LED a stejnosměrný motor se používá k dobíjení superkondenzátoru. Schottkyho dioda se používá k zastavení toku proudu ze superkondenzátoru do motoru, protože když je motor připojen k Supercapacitoru, motor se začne otáčet tím, že odebírá energii ze Supercapacitoru a my nemůžeme dobít supercapacitor pomocí motoru. Jediným způsobem, jak blokovat tok proudu ze Supercapacitoru do motoru, je použít diodu. Lze použít i jiné přechodové diody PN, ale Schottkyho dioda má nižší pokles napětí ve srovnání s jinými spojovacími diodami PN.
Požadované komponenty
- Stejnosměrný motor
- Superkondenzátor
- Schottkyho dioda
- Rezistor (200 ohmů)
- Přepínač
- VEDENÝ
DC motor :
Stejnosměrný motor je velmi běžný typ motoru a je snadno dostupný za nízkou cenu. Tyto motory jsou vybaveny magnety. V tomto magnetickém poli je umístěna kotva, takže kdykoli prochází kotvou proud, zažívá sílu, která způsobí, že rotuje rotor vzhledem k jeho původní poloze.
Stejnosměrné motory lze rozdělit do mnoha typů podle jejich tvaru, velikosti a fungování. Hlavně stejnosměrné motory jsou rozděleny do čtyř typů:
- Stejnosměrné motory s permanentními magnety
- Série stejnosměrných motorů
- Vypínací stejnosměrné motory
- Složené stejnosměrné motory
V tomto projektu používáme stejnosměrný motor Toy \ Hobby. Je to normální stejnosměrný motor, který má pouze dvě svorky bez jakékoli polarity. Jeho provozní napětí je 4,5V až 9V. Další informace o stejnosměrných motorech a různých způsobech jejich ovládání naleznete v níže uvedených výukách:
Super kondenzátor:
Superkondenzátor je vysokokapacitní kondenzátor s hodnotami kapacity mnohem vyššími než běžné kondenzátory, ale s nižšími napěťovými limity. Superkondenzátory kombinují vlastnosti kondenzátorů a baterií do jednoho zařízení. Superkondenzátor může ukládat 10 až 100krát více energie než elektrolytické kondenzátory a může přijímat a dodávat náboj mnohem rychleji než baterie a má více cyklů nabíjení a vybíjení než dobíjecí baterie. Další informace o superkondenzátorech najdete zde.
V tomto projektu používáme 5,5V 1F Coin Superkondenzátor. Než budeme pokračovat, zkontrolujeme, kolik energie může tento superkondenzátor uložit. Můžeme vypočítat sklad energie pomocí následujícího vzorce:
E = 1 / 2CV 2
Kde E = energie
C = kapacita
V = napětí
V našem případě C = 1F a V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 joulů
Polarita superkondenzátoru je uvedena na následujícím obrázku. Směr šipky představuje tok proudu z kladného do záporného pólu.
Schottkyho dioda:
Schottkyho dioda je také známá jako horká nosná dioda / bariérová dioda. Jak název napovídá, používá se jako bariéra k zastavení toku proudu v opačném směru. Proud vstupuje přes anodu a vystupuje přes katodu. Ve srovnání s přechodovou PN diodou má Schottkyho dioda menší pokles napětí vpřed a rychlou spínací frekvenci.
Pokles napětí Schottkyho diody je obecně mezi 0,15 a 0,45 voltu, ale normální přechodová dioda PN má pokles napětí mezi 0,6 až 1,7 .
Stejnosměrný motor jako generátor elektřiny
Před provedením celého obvodu se podívejme, jak lze použít stejnosměrný motor ke generování střídavého napětí. Připojte motor a led podle níže uvedeného obvodu:
Protože motor nemá žádnou polaritu, připojte první vodič k kladnému kolíku LED a poté druhý vodič k zápornému kolíku LED. Nyní otáčejte motorem na maximální rychlost foukáním vzduchu, LED by měla svítit. Pokud dioda LED nesvítí, připojení otočte a poté znovu otočte.
Aktuální obrázek hardwaru je uveden níže:
Schéma zapojení a pracovní vysvětlení
Nyní jsme viděli, jak může motor vyrábět elektřinu, použijeme motor k nabíjení superkondenzátoru, který zase napájí LED.
Super kondenzátor se zde používá k ukládání náboje, aby mohl napájet LED po delší dobu. Připojte zápornou svorku superkondenzátoru k prvnímu vodiči motoru a kladnou svorku ke druhému vodiči motoru prostřednictvím Schottkyho diody.
Jak již bylo řečeno, Schottkyho dioda se používá k blokování toku proudu v opačném směru. Připojte tedy kladnou svorku Schottkyho diody k motoru a zápornou svorku k superkondenzátoru. Nyní bude proud proudit z anody na katodu a bude blokovat tok proudu z katody na anodu, což znamená, že proud bude proudit pouze z motoru do superkondenzátoru. Zde se používá Schottkyho dioda, protože má nízký pokles výkonu než normální dioda.
Nyní připojte LED k Supercapacitoru a použijte odpor k omezení spotřeby energie. Posuvný spínač se také používá k zapnutí a vypnutí LED. Připojte pozitivní kolíky superkondenzátoru a LED s 2 nd a 3 třetím pinu přepínače a připojte záporný kolík vedla k prvnímu pinu přepínače.
Po připojení vypadá můj prototyp svítilny jako obrázek níže. Pomocí lepenky jsem vytvořil trubkovitou strukturu.
Nakonec je připravena nouzová svítilna s mechanickým pohonem, stačí vyfouknout vzduch do ventilátoru a otočit jej. Motor bude nabíjet superkondenzátor a Superkondenzátor bude napájet LED. Pro více světla můžete použít jasnější LED. Jakmile je superkondenzátor plně nabitý, může napájet LED po dobu cca. 10 minut. Pro otáčení motoru lze místo vyfukování vzduchu postavit efektivnější převodový a pákový mechanismus.
Máte-li jakékoli dotazy týkající se tohoto projektu, nechte je v sekci komentářů.
Kompletní ukázkové video je uvedeno níže: