פנס או לפיד שימושיים מאוד במצבי חירום כמו הפסקת חשמל. פנסים אלה מופעלים באמצעות סוללה, ועלינו לטעון באופן קבוע בפרקי זמן מסוימים. אבל מה אם אין לך חשמל והפנס שלך מת? במצב זה, פנסים נטענים מכניים הם אפשרות טובה מאוד, שניתן לטעון באמצעות סיבוב המנוף המחובר אליו. יש לו מנגנון כלשהו והילוכים להמרת האנרגיה המכנית לאנרגיה חשמלית כדי לטעון את הסוללה בתוכה. כאן אנו משתמשים באותה המנהלת כדי ליצור נורת פלאש חירום שיש לה סופר -קבלים וניתן לטעון את סופר-קבלים זה על ידי סיבוב מנוע DC המחובר אליו.
אז במדריך זה, אנו הולכים להכין פנס חירום שניתן להטעין אותו באמצעות סיבוב מנוע DC קטן המחובר אליו. כדי לבנות זאת, אנו משתמשים בדיודת Supercapacitor, LED ו- Schottky. העל משמש להנעת LED, ואת מנוע DC משמש לטעינת העל. דיודת שוטקי משמשת כדי לעצור את זרימת הזרם ממשטח-על למנוע מכיוון שכאשר המנוע מחובר לסופר-קבלים, המנוע מתחיל להסתובב על ידי לקיחת הכוח מסופר-קבלים ואיננו יכולים להטעין את קולט-העל באמצעות המנוע. אז הדרך היחידה לחסום את הזרימה הנוכחית מסופר-קבלים למנוע היא להשתמש בדיודה. ניתן להשתמש בדיודות צומת PN אחרות, אך בדיודת שוטקי בעל ירידת מתח נמוכה בהשוואה לדיודות צומת PN אחרות.
רכיבים נדרשים
- מנוע DC
- קבלים-על
- דיודת שוטקי
- נגד (200 אוהם)
- החלף
- לד
מנוע DC :
מנוע DC הוא סוג מנוע נפוץ מאוד וזמין במחיר נמוך. מנועים אלה מצוידים במגנטים. אבזור ממוקם בשדה מגנטי זה, כך שבכל פעם שזרם עובר דרך האבזור, הוא חווה כוח שגורם לו לסובב את הרוטור ביחס למקומו המקורי.
מנועי DC ניתן לחלק לסוגים רבים על פי צורתם, גודלם ועבודתם. בעיקר מנועי DC מחולקים לארבעה סוגים:
- מנועי DC מגנטיים קבועים
- מנועי DC סדרה
- שאנט DC מנועים
- מנועי מתח מורכבים
בפרויקט זה אנו משתמשים במנוע DC \ Toy Hobby. זהו מנוע DC רגיל שיש לו רק שני מסופים ללא קוטביות. מתח ההפעלה שלו הוא 4.5 וולט עד 9 וולט. למד גם מידע נוסף על מנועי DC ודרכים שונות לשלוט בו בהדרכות הבאות:
קבלים סופר:
קבלים-על הם קבלים בעלי קיבולת גבוהה עם ערכי קיבול גבוהים בהרבה מקבלים רגילים אך עם גבולות מתח נמוכים יותר. קבלים-על משלבים את מאפייני הקבלים והסוללות למכשיר אחד. קבלים-על יכולים לאגור פי 10 עד 100 יותר אנרגיה מאשר קבלים אלקטרוליטיים ויכולים לקבל ולספק טעינה הרבה יותר מהר מסוללות, ויש להם יותר מחזורי טעינה מאשר סוללות נטענות. למידע נוסף על קבלים-על כאן.
בפרויקט זה אנו משתמשים בקבל סופר 5. 5V 1F מטבעות. לפני שנמשיך, נבדוק כמה אנרגיה קבל-העל הזה יכול לאגור. אנו יכולים לחשב את מאגר האנרגיה באמצעות הנוסחה הבאה:
E = 1 / 2CV 2
איפה E = אנרגיה
C = קיבוליות
V = מתח
במקרה שלנו C = 1F ו- V = 5.5 V.
E = ½ * 1 * 5.5 * 5.5 E = 15 ג'ול
הקוטביות של קבלים-על מוצגת בתמונה למטה. כיוון החץ מייצג את הזרימה הנוכחית מהמסוף החיובי למסוף השלילי.
דיודת שוטקי:
דיודת שוטקי ידועה גם כדיודת מנשא חמה / דיודת מחסום. כפי שהשם מרמז, הוא משמש כמחסום לעצירת זרימת הזרם בכיוונים הפוכים. זרם נכנס דרך האנודה ויוצא דרך הקתודה. בהשוואה לדיודת צומת PN, לדיודת שוטקי יש ירידת מתח קדימה פחות וקצב מיתוג מהיר.
ירידה במתח דיודות שוטקי היא בדרך כלל בין 0.15 ל 0.45 וולט, אך לדיודת צומת PN רגילה יש ירידה במתח בין 0.6 ל 1.7 .
מנוע DC כמחולל חשמל
לפני ביצוע כל המעגל, בואו נראה כיצד ניתן להשתמש במנוע DC לייצור מתח AC. חבר את המנוע והנורית כמוצג במעגל הבא:
מכיוון שלמנוע אין קוטביות, חבר את החוט הראשון לסיכה החיובית של LED ואז לחוט השני לסיכה השלילית של ה- led. כעת סובב את המנוע למהירותו המקסימלית על ידי פיצוץ האוויר, ה- LED אמור להאיר. אם נורית הנורית אינה זוהרת, הפוך את החיבור ואז סובב שוב.
תמונת החומרה בפועל מוצגת למטה:
תרשים מעגל והסבר עבודה
כעת, ראינו כיצד מנוע יכול לייצר חשמל, נשתמש במנוע כדי לטעון את קבלים-העל אשר בתורם מניע את ה- LED.
קבלים סופר משמשים כאן לאחסון המטען כך שיוכל להפעיל את ה- LED לזמן ארוך יותר. חבר את המסוף השלילי של קבלים-העל עם החוט הראשון של המנוע והמסוף החיובי לחוט השני של המנוע דרך דיודת שוטקי.
כפי שנאמר קודם דיודת שוטקי משמשת לחסימת זרימת הזרם בכיוון ההפוך. אז חבר את המסוף החיובי של דיודת שוטקי למנוע ואת המסוף השלילי לקבל העל. כעת זרם יזרום מאנודה לקתודה, והוא יחסום את זרימת הזרם מהקתודה לאנודה פירושו שהזרם יזרום רק ממנוע לסופר קבלים. משתמשים כאן בדיודת שוטקי מכיוון שיש בה ירידת הספק נמוכה מהדיודה הרגילה.
כעת חבר את ה- LED עם Supercapacitor והשתמש בנגד להגבלת צריכת החשמל. מתג מחוון משמש גם להפעלת וכיבוי LED. חבור את הסיכות החיוביות של העל ו LED עם 2 nd ו 3 rd PIN של המתג ולחבר את הסיכה השלילית של הוביל את הסיכה הראשונה של הבורר.
לאחר החיבור, אב הטיפוס של הפנס שלי נראה כמו התמונה הבאה. השתמשתי בקרטון כדי ליצור מבנה דמוי צינור.
לבסוף, פנס החירום המופעל בצורה מכנית מוכן, פשוט נשף את האוויר למאוורר כדי לסובב אותו. המנוע יטען את קבלים-העל, וסופר-קבלים יניע את ה- LED. ניתן להשתמש במנורת LED בהירה יותר לאור. לאחר שטעון העל טעון במלואו, הוא יכול להפעיל את הוביל למשך כ. 10 דקות. לסיבוב המנוע, במקום לנשוף את האוויר, ניתן לבנות מנגנון הילוכים ומנוף יעיל יותר.
אם יש לך שאלות בנוגע לפרויקט זה השאיר אותן בסעיף ההערות.
סרטון ההדגמה השלם ניתן להלן: