Taskulamppu tai taskulamppu on erittäin hyödyllinen hätätilanteissa, kuten sähkökatkos. Nämä taskulamput ovat akkukäyttöisiä, ja meidän on ladattava säännöllisesti tietyin väliajoin. Mutta entä jos sinulla ei ole sähköä ja taskulamppu on kuollut? Tässä tilanteessa mekaanisesti ladattavat taskulamput ovat erittäin hyvä vaihtoehto, joka voidaan ladata kiertämällä siihen kiinnitettyä vipua. Siinä on jonkinlainen mekanismi ja vaihteet mekaanisen energian muuntamiseksi sähköenergiaksi sen sisällä olevan akun lataamiseksi. Täällä käytämme samaa periaatetta hätäsalamavalon valmistamiseen, jossa on superkondensaattori ja tämä superkondensaattori voidaan ladata kiertämällä siihen kiinnitettyä DC-moottoria.
Joten tässä opetusohjelmassa aiomme tehdä hätä taskulampun, joka voidaan ladata kiertämällä siihen kiinnitettyä pientä tasavirtamoottoria. Tämän rakentamiseen käytämme Supercapacitor-, LED- ja Schottky-diodia. Superkondensaattorin käytetään virtaa LED, ja DC-moottori käytetään ladata supercapacitor. Schottky-diodia käytetään pysäyttämään nykyinen virtaus superkondensaattorista moottoriin, koska kun moottori on kytketty superkondensaattoriin, moottori alkaa pyöriä ottamalla virtaa superkondensaattorista, emmekä voi ladata superkondensaattoria moottorilla. Joten ainoa tapa estää nykyinen virtaus superkondensaattorista moottoriin on käyttää diodia. Muita PN-liitosdiodeja voidaan käyttää, mutta Schottky-diodia on pienempi jännitehäviö verrattuna muihin PN-liitosdiodeihin.
Tarvittavat komponentit
- DC-moottori
- Superkondensaattori
- Schottky-diodi
- Vastus (200 ohmia)
- Vaihtaa
- LED
DC-moottori :
DC-moottori on hyvin yleinen moottorityyppi, joka on helposti saatavilla edulliseen hintaan. Nämä moottorit on varustettu magneeteilla. Ankkuri sijoitetaan tähän magneettikenttään, joten aina kun virta kulkee ankkurin läpi, se kokee voiman, joka saa sen pyörimään roottoria alkuperäiseen asentoonsa nähden.
DC-moottorit voidaan jakaa moniin tyyppiin niiden muodon, koon ja toiminnan mukaan. Pääasiassa tasavirtamoottorit on jaettu neljään tyyppiin:
- Pysyvä magneetti DC-moottorit
- Sarjan DC-moottorit
- Shunt DC -moottorit
- Yhdistetyt DC-moottorit
Tässä projektissa käytämme Toy \ Hobby DC -moottoria. Se on normaali tasavirtamoottori, jossa on vain kaksi napaa ilman mitään napaisuutta. Sen käyttöjännite on 4,5 V - 9 V. Lue myös lisää DC-moottoreista ja erilaisista tavoista hallita sitä alla olevista opetusohjelmista:
Super kondensaattori:
Superkondensaattori on suuren kapasiteetin kondensaattori, jonka kapasitanssiarvot ovat paljon korkeammat kuin normaalit kondensaattorit, mutta alemmat jänniterajat. Superkondensaattorit yhdistävät kondensaattoreiden ja paristojen ominaisuudet yhdeksi laitteeksi. Superkondensaattori voi varata 10 - 100 kertaa enemmän energiaa kuin elektrolyyttikondensaattorit, ja se voi vastaanottaa ja toimittaa latausta paljon nopeammin kuin akut, ja sillä on enemmän lataus- ja purkutoimintoja kuin ladattavilla akuilla. Lue lisää superkondensaattoreista täältä.
Tässä projektissa käytämme 5. 5V 1F Coin Super -kondensaattoria. Ennen jatkamista tarkistamme, kuinka paljon energiaa tämä superkondensaattori voi varastoida. Voimme laskea energiavaraston seuraavan kaavan avulla:
E = 1/2 CV 2
Missä E = energia
C = Kapasitanssi
V = Jännite
Meidän tapauksessamme C = 1F ja V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 joulea
Superkondensaattorin napaisuus on esitetty alla olevassa kuvassa. Nuolen suunta edustaa nykyistä virtausta positiivisesta negatiiviseen napaan.
Schottky-diodi:
Schottky-diodi tunnetaan myös kuuman kantajan diodina / estodiodina. Kuten nimestä voi päätellä, sitä käytetään esteenä virtauksen pysäyttämiseksi päinvastaisessa suunnassa. Virta tulee anodin läpi ja ulos katodin kautta. Verrattuna PN-liitosdiodiin, Schottky-diodilla on pienempi eteenpäin suuntautuva jännitehäviö ja nopea kytkentänopeus.
Schottky-diodin jännitehäviö on yleensä välillä 0,15 - 0,45 volttia, mutta normaalin PN-liitosdiodin jännitehäviö on välillä 0,6 - 1,7 .
DC-moottori sähkögeneraattorina
Ennen kuin teet koko piirin, katsotaan, kuinka DC-moottoria voidaan käyttää vaihtovirran tuottamiseen. Liitä moottori ja johto alla olevan piirin mukaisesti:
Koska moottorilla ei ole mitään napaisuutta, liitä ensimmäinen johto LEDin positiiviseen napaan ja sitten toinen johto negatiiviseen napaan. Kierrä nyt moottoria maksimaaliseen nopeuteen puhaltamalla ilmaa, LED: n pitäisi palaa. Jos merkkivalo ei pala, käännä yhteys takaisin ja pyöritä sitten uudelleen.
Todellinen laitteistokuva näkyy alla:
Piirikaavio ja selitys työstä
Nyt olemme nähneet, kuinka moottori voi tuottaa sähköä, käytämme moottoria superkondensaattorin lataamiseen, mikä puolestaan valaisee LEDiä.
Super-kondensaattoria käytetään tässä varauksen varastointiin, jotta se voi käyttää LEDiä pitempään. Liitä superkondensaattorin negatiivinen napa moottorin ensimmäiseen johtimeen ja positiivinen napa moottorin toiseen johtimeen Schottky-diodin kautta.
Kuten aiemmin kerrottiin, Schottky-diodia käytetään estämään nykyinen virtaus vastakkaiseen suuntaan. Liitä siis Schottky-diodin positiivinen napa moottoriin ja negatiivinen napa superkondensaattoriin. Nyt virta virtaa anodista katodiin ja se estää virran katodista anodiin, mikä tarkoittaa, että virta kulkee vain moottorista superkondensaattoriin. Schottky-diodia käytetään tässä, koska sillä on pieni tehohäviö kuin normaalilla diodilla.
Liitä nyt LED superkondensaattoriin ja rajoita virrankulutusta vastuksella. Liukusäädintä käytetään myös LED: n kytkemiseen päälle ja pois. Kytke positiivinen nastat superkondensaattorin ja LED 2 toinen ja 3 kolmannen tapin kytkimen ja liittää negatiivinen pin johti ensimmäinen tappi kytkimen.
Liitännän jälkeen taskulampun prototyyppini näyttää alla olevalta kuvalta. Valmistin putkimaista rakennetta pahvista.
Lopuksi, mekaanisesti toimiva hätä taskulamppu on valmis, puhaltaa vain puhaltimeen ilma kiertääksesi sitä. Moottori lataa superkondensaattorin, ja superkondensaattori käyttää LEDiä. Voit käyttää kirkkaampaa LED-valoa saadaksesi enemmän valoa. Kun superkondensaattori on ladattu täyteen, se voi johtaa lediä noin. 10 minuuttia. Moottorin pyörittämiseksi ilman puhaltamisen sijaan voidaan rakentaa tehokkaampi vaihde ja vipumekanismi.
Jos sinulla on kysyttävää tästä projektista, jätä ne kommenttiosioon.
Koko esittelyvideo on alla: