- Komponente potrebne
- Istosmjerni motor kao generator električne energije
- Kružni dijagram i radno objašnjenje
Svjetiljka ili baklja vrlo su korisne u hitnim situacijama poput nestanka struje. Ove svjetiljke rade na baterije i moramo ih redovito puniti u određenim intervalima. Ali što ako nemate struje i ako vam je svjetiljka mrtva? U toj su situaciji vrlo dobre mogućnosti mehaničke naplative svjetiljke koje se mogu puniti okretanjem poluge pričvršćene na nju. Ima neki mehanizam i zupčanike za pretvaranje mehaničke energije u električnu za punjenje baterije unutar nje. Ovdje koristimo istu glavnicu za izradu hitne bljeskalice koja ima Supercapacitor i ovaj Supercapacitor se može puniti okretanjem istosmjernog motora pričvršćenog na njega.
Dakle, u ovom uputstvu napravit ćemo svjetiljku za nuždu koja se može puniti okretanjem malog istosmjernog motora pričvršćenog na nju. Da bismo to izgradili, koristimo Supercapacitor, LED i Schottky diodu. Supercapacitor se koristi za napajanje LED, a DC motor se koristi za punjenje supercapacitor. Schottky dioda koristi se za zaustavljanje struje struje od superkondenzatora do motora, jer kada je motor spojen na superkondenzator, motor se počinje okretati uzimajući snagu od superkondenzatora i ne možemo napuniti superkondenzator pomoću motora. Dakle, jedini način da se blokira trenutni protok od superkondenzatora do motora je upotreba diode. Mogu se koristiti i druge PN spojne diode, ali Schottky dioda ima niži pad napona u usporedbi s ostalim diodama PN spoja.
Komponente potrebne
- Istosmjerni motor
- Superkondenzator
- Schottky dioda
- Otpornik (200 ohma)
- Sklopka
- LED
Istosmjerni motor :
Istosmjerni motor je vrlo česta vrsta motora i lako je dostupan po niskoj cijeni. Ovi motori su opremljeni magnetima. U to magnetsko polje postavlja se armatura, pa kad god struja prolazi kroz armaturu, ona iskusi silu koja uzrokuje njezino okretanje rotora u odnosu na prvobitni položaj.
Istosmjerni motori mogu se podijeliti u mnoge vrste prema obliku, veličini i radu. Uglavnom istosmjerni motori podijeljeni su u četiri vrste:
- Istosmjerni motori s trajnim magnetima
- Istosmjerni motori serije
- Shunt istosmjerni motori
- Složeni istosmjerni motori
U ovom projektu koristimo istosmjerni motor Toy \ Hobby. To je normalan istosmjerni motor koji ima samo dva terminala bez ikakvog polariteta. Njegov radni napon je 4,5V do 9V. Također saznajte više o istosmjernim motorima i raznim načinima upravljanja njime u donjim uputstvima:
Super kondenzator:
Superkondenzator je kondenzator velikog kapaciteta s vrijednostima kapacitivnosti puno višim od normalnih kondenzatora, ali nižim granicama napona. Superkondenzatori kombiniraju svojstva kondenzatora i baterija u jedan uređaj. Superkondenzator može pohraniti 10 do 100 puta više energije od elektrolitičkih kondenzatora i može primati i isporučivati punjenje mnogo brže od baterija i ima više ciklusa punjenja-pražnjenja od punjivih baterija. Ovdje saznajte više o superkondenzatorima.
U ovom projektu koristimo kondenzator kovanica od 5 5V 1F. Prije nastavka provjerit ćemo koliko energije ovaj superkondenzator može pohraniti. Spremnik energije možemo izračunati pomoću sljedeće formule:
E = 1 / 2CV 2
Gdje je E = energija
C = Kapacitet
V = napon
U našem slučaju C = 1F i V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 džula
Polaritet superkondenzatora prikazan je na donjoj slici. Smjer strelice predstavlja protok struje od pozitivnog do negativnog terminala.
Schottky dioda:
Schottky dioda je također poznata i kao vruća dioda / barijerna dioda. Kao što i samo ime govori, koristi se kao prepreka za zaustavljanje strujanja u obrnutim smjerovima. Struja ulazi kroz Anodu i izlazi kroz Katodu. U usporedbi s PN spojnom diodom, Schottky dioda ima manji pad napona prema naprijed i brzu brzinu prebacivanja.
Pad napona Schottky diode obično je između 0,15 i 0,45 volta, ali normalna dioda PN spoja ima pad napona između 0,6 i 1,7 .
Istosmjerni motor kao generator električne energije
Prije izrade cijelog kruga, pogledajmo kako se istosmjerni motor može koristiti za generiranje izmjeničnog napona. Spojite motor i vodio kako je prikazano na donjem krugu:
Kako motor nema polaritet, spojite prvu žicu na pozitivni pin LED-a, a zatim drugu žicu na negativni pin led-a. Sada rotirajte motor do njegove maksimalne brzine puhanjem zraka, LED bi trebao svijetliti. Ako LED ne svijetli, preokrenite vezu, a zatim ponovno zakrenite.
Stvarna hardverska slika prikazana je u nastavku:
Kružni dijagram i radno objašnjenje
Sad smo vidjeli kako motor može proizvoditi električnu energiju, koristit ćemo motor za punjenje superkondenzatora koji zauzvrat napaja LED.
Ovdje se koristi Super kondenzator za spremanje napunjenosti kako bi mogao dulje vrijeme napajati LED. Spojite negativni priključak superkondenzatora s prvom žicom motora i pozitivni priključak na drugu žicu motora kroz Schottky diodu.
Kao što je ranije rečeno, Schottky dioda koristi se za blokiranje protoka struje u suprotnom smjeru. Dakle, spojite pozitivni terminal Schottky diode na motor, a negativni terminal na super kondenzator. Sada će struja teći od anode do katode i blokirat će trenutni tok od katode do anode, što znači da će struja teći samo od motora do superkondenzatora. Ovdje se koristi Schottky dioda jer ima mali pad snage od normalne diode.
Sada spojite LED sa superkondenzatorom i upotrijebite otpornik kako biste ograničili potrošnju energije. Klizni prekidač također se koristi za uključivanje i isključivanje LED dioda. Spojite pozitivne pinove superkondenzatora i LED diodu s 2. i 3. pinom prekidača i negativni pinski vod na prvom pinu prekidača.
Nakon veze, moj prototip svjetiljke izgleda poput slike dane u nastavku. Od kartona sam napravio strukturu nalik cijevi.
Konačno, svjetiljka za nuždu s mehaničkim pogonom je spremna, samo ispuhnite zrak u ventilator da biste je zakrenuli. Motor će napuniti superkondenzator, a Supercapacitor će napajati LED. Možete koristiti svjetliju LED za više svjetla. Nakon što se superkondenzator potpuno napuni, on može napajati LED približno 10 minuta. Za okretanje motora, umjesto puhanja zraka mogu se izgraditi neki učinkovitiji mehanizmi zupčanika i poluge.
Ako imate pitanja u vezi s ovim projektom, ostavite ih u odjeljku za komentare.
Kompletni demonstracijski video prikazan je u nastavku: