- Необходими компоненти
- DC двигател като генератор на електроенергия
- Електрическа схема и работно обяснение
Фенерче или фенерче са много полезни при аварийни ситуации като спиране на тока. Тези фенерчета работят с батерии и трябва да зареждаме редовно през определени интервали. Но какво, ако нямате електричество и фенерчето ви е мъртво? В тази ситуация механичните зареждащи се фенери са много добър вариант, който може да се зарежда чрез завъртане на лоста, прикрепен към него. Той има някакъв механизъм и зъбни колела, за да преобразува механичната енергия в електрическа, за да зареди батерията вътре в нея. Тук използваме същия принцип, за да направим аварийна светкавица, която има суперкондензатор и този суперкондензатор може да се зарежда чрез завъртане на DC мотор, прикрепен към него.
Така че в този урок ще направим аварийно фенерче, което може да се зарежда чрез завъртане на малък DC мотор, прикрепен към него. За да изградим това, използваме суперкондензатор, светодиод и диод на Шотки. В суперкондензатор се използва за захранване на LED, а моторът DC се използва за презареждане на суперкондензатор. Диодът на Шотки се използва за спиране на текущия поток от суперкондензатор към двигател, тъй като когато двигателят е свързан към суперкондензатор, двигателят започва да се върти, като приема мощността от суперкондензатора и не можем да презаредим суперкондензатора с помощта на двигателя. Така че единственият начин да се блокира текущият поток от суперкондензатора към двигателя е да се използва диод. Могат да се използват и други PN диодни съединителни диоди, но диод на Шотки има по-нисък спад на напрежението в сравнение с други PN диодни съединения.
Необходими компоненти
- DC мотор
- Суперкондензатор
- Диод на Шотки
- Резистор (200 ома)
- Превключване
- LED
DC мотор :
Двигателят с постоянен ток е много често срещан тип двигател и е лесно достъпен на ниска цена. Тези двигатели са оборудвани с магнити. В това магнитно поле се поставя котва, така че когато токът премине през котвата, тя изпитва сила, която я кара да върти ротора по отношение на първоначалното му положение.
Двигателите с постоянен ток могат да бъдат разделени на много видове според тяхната форма, размер и работа. Главно DC двигателите са разделени на четири типа:
- Двигатели с постоянен магнит
- Мотори от серия DC
- Шънт DC двигатели
- Съставни постояннотокови двигатели
В този проект използваме двигател за постоянен ток Toy \ Hobby. Това е нормален DC двигател, който има само два терминала без никаква полярност. Работното му напрежение е 4,5V до 9V. Също така научете повече за двигателите с постоянен ток и различни начини за управление в следните уроци:
Супер кондензатор:
Суперкондензаторът е кондензатор с голям капацитет със стойности на капацитета, много по-високи от нормалните кондензатори, но по-ниски граници на напрежението. Суперкондензаторите комбинират свойствата на кондензаторите и батериите в едно устройство. Суперкондензаторът може да съхранява 10 до 100 пъти повече енергия от електролитните кондензатори и може да приема и доставя заряд много по-бързо от батериите и има повече цикли на зареждане-разреждане от акумулаторните батерии. Научете повече за суперкондензаторите тук.
В този проект използваме 5. 5V 1F монети суперкондензатор. Преди да продължим, ще проверим колко енергия може да съхранява този суперкондензатор. Можем да изчислим енергийния запас, като използваме следната формула:
E = 1 / 2CV 2
Където E = енергия
C = капацитет
V = напрежение
В нашия случай C = 1F и V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 джаула
Полярността на суперкондензатора е показана на изображението по-долу. Посоката на стрелката представлява текущия поток от положителен към отрицателен терминал.
Диод на Шотки:
Диодът на Шотки е известен още като диод с горещ носител / бариерен диод. Както подсказва името, той се използва като бариера за спиране на текущия поток в обратни посоки. Токът влиза през анода и излиза през катода. В сравнение с PN диод за свързване, диодът на Schottky има по-малко падане на напрежението напред и бърза скорост на превключване.
Спадът на напрежението на диода на Шотки обикновено е между 0,15 и 0,45 волта, но нормалният PN диод има напрежение между 0,6 и 1,7 .
DC двигател като генератор на електроенергия
Преди да направите цялата верига, нека видим как DC двигател може да се използва за генериране на променливо напрежение. Свържете двигателя и светодиода, както е показано в схемата по-долу:
Тъй като двигателят няма никаква полярност, свържете първия проводник към положителния щифт на LED и след това втори проводник към отрицателния щифт на led. Сега завъртете двигателя до максималната му скорост, като издухвате въздуха, светодиодът трябва да свети. Ако светодиодът не свети, обърнете връзката и след това завъртете отново.
Действителното изображение на хардуера е показано по-долу:
Електрическа схема и работно обяснение
Сега видяхме как двигателят може да произвежда електричество, ще използваме двигателя, за да заредим суперкондензатора, който от своя страна захранва светодиода.
Тук се използва супер кондензатор за съхранение на заряда, така че да може да захранва светодиода за по-дълго време. Свържете отрицателния извод на суперкондензатора с първия проводник на двигателя и положителния извод към втория проводник на двигателя чрез диода на Шотки.
Както беше казано по-рано, диодът на Шотки се използва за блокиране на текущия поток в обратна посока. Така че свържете положителния извод на диода на Шотки към мотора и отрицателния извод към суперкондензатора. Сега токът ще тече от анод към катод и ще блокира текущия поток от катода към анода, което означава, че токът ще тече само от мотора към суперкондензатора. Тук се използва диод на Шотки, тъй като има нисък спад на мощността от нормалния диод.
Сега свържете светодиода със суперкондензатор и използвайте резистор, за да ограничите консумацията на енергия. Плъзгащ се превключвател също се използва за включване и изключване на светодиода. Свържете положителните щифтове на суперкондензатора и светодиода с 2- ри и 3 -ти щифт на превключвателя и свържете отрицателния щифт на led към първия щифт на превключвателя.
След връзката моят прототип на фенерче изглежда като изображението, дадено по-долу. Използвах картон, за да направя подобна на тръба конструкция.
И накрая, аварийното фенерче с механично захранване е готово, просто издухайте въздуха във вентилатора, за да го завъртите. Двигателят ще зарежда суперкондензатора, а суперкондензаторът ще захранва светодиода. Можете да използвате по-ярък светодиод за повече светлина. След като суперкондензаторът се зареди напълно, той може да захранва светодиода за около. 10 минути. За да завъртите двигателя, вместо да продухва въздуха, може да се изгради по-ефективен механизъм и лостов механизъм.
Ако имате някакви въпроси относно този проект, оставете ги в раздела за коментари.
Пълното демонстрационно видео е дадено по-долу: