- Componente necesare
- Motor DC ca generator de energie electrică
- Diagrama circuitului și explicația de lucru
Lanterna sau lanterna este foarte utilă în situații de urgență, cum ar fi întreruperea alimentării. Aceste lanterne funcționează pe baterie și trebuie să încărcăm regulat în anumite intervale. Dar dacă nu ai electricitate și lanterna este moartă? În această situație, lanternele cu încărcare mecanică este o opțiune foarte bună, care poate fi încărcată prin rotirea pârghiei atașate la aceasta. Are un anumit mecanism și unelte pentru a converti energia mecanică în energie electrică pentru a încărca bateria din interior. Aici folosim același principal pentru a produce o lumină de urgență care are un supercondensator și acest supercondensator poate fi încărcat prin rotirea unui motor DC atașat la acesta.
Deci, în acest tutorial, vom face o lanternă de urgență care poate fi încărcată prin rotirea unui mic motor DC atașat la acesta. Pentru a construi acest lucru, folosim un Supercapacitor, LED și diodă Schottky. Supercapacitor este folosit pentru a alimenta LED - ul, iar motorul de curent continuu este utilizat pentru a reîncărca supercapacitor. Dioda Schottky este utilizată pentru a opri fluxul de curent de la supercapacitor la motor deoarece, atunci când motorul este conectat la Supercapacitor, motorul începe să se rotească luând puterea de la Supercapacitor și nu putem reîncărca supercapacitorul folosind motorul. Deci, singura modalitate de a bloca fluxul de curent de la supercondensator la motor este utilizarea unei diode. Se pot utiliza alte diode de joncțiune PN, dar dioda Schottky are o cădere de tensiune mai mică comparativ cu alte diode de joncțiune PN.
Componente necesare
- Motor DC
- Supercondensator
- Dioda Schottky
- Rezistor (200 ohmi)
- Intrerupator
- LED
Motor DC :
Motorul de curent continuu este un tip de motor foarte obișnuit și ușor disponibil la un preț redus. Aceste motoare sunt echipate cu magneți. O armătură este plasată în acest câmp magnetic, astfel încât ori de câte ori curentul trece prin armătură, experimentează o forță care îl determină să rotească rotorul în raport cu poziția sa inițială.
Motoarele de curent continuu pot fi împărțite în mai multe tipuri în funcție de formă, dimensiune și funcționare. În principal motoarele de curent continuu sunt împărțite în patru tipuri:
- Motoare cu magnet permanent DC
- Motoare DC de serie
- Shunt DC Motors
- Motoare DC compuse
În acest proiect, folosim un motor DC Toy \ Hobby. Este un motor normal DC care are doar două terminale fără nici o polaritate. Tensiunea sa de funcționare este de 4,5V până la 9V. Aflați, de asemenea, mai multe despre motoarele de curent continuu și diferite modalități de control al acestuia în tutoriale de mai jos:
Super condensator:
Un supercondensator este un condensator de mare capacitate cu valori de capacitate mult mai mari decât condensatoarele normale, dar limite de tensiune mai mici. Supercondensatoarele combină proprietățile condensatoarelor și ale bateriilor într-un singur dispozitiv. Un supercondensator poate stoca de 10 până la 100 de ori mai multă energie decât condensatoarele electrolitice și poate primi și livra o încărcare mult mai rapidă decât bateriile și poate avea mai multe cicluri de încărcare-descărcare decât bateriile reîncărcabile. Aflați mai multe despre supercondensatoare aici.
În acest proiect, folosim un super-condensator de monede de 5 5V 1F. Înainte de a continua, vom verifica câtă energie poate stoca acest supercondensator. Putem calcula stocul de energie folosind următoarea formulă:
E = 1 / 2CV 2
Unde E = Energie
C = Capacitate
V = Tensiune
În cazul nostru C = 1F și V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joule
Polaritatea unui supercondensator este prezentată în imaginea de mai jos. Direcția săgeții reprezintă fluxul curent de la terminalul pozitiv la cel negativ.
Dioda Schottky:
Dioda Schottky este, de asemenea, cunoscută sub numele de diodă purtătoare la cald / diodă Barieră. După cum sugerează și numele, este folosit ca o barieră pentru a opri fluxul de curent în direcții inverse. Curentul intră prin anod și iese prin catod. În comparație cu o diodă de joncțiune PN, dioda Schottky are o scădere mai mică a tensiunii înainte și o rată de comutare rapidă.
Scăderea tensiunii diodei Schottky este în general între 0,15 și 0,45 volți, dar o diodă normală de joncțiune PN are o cădere de tensiune între 0,6 și 1,7 .
Motor DC ca generator de energie electrică
Înainte de a realiza întregul circuit, să vedem cum poate fi utilizat un motor DC pentru a genera tensiune alternativă. Conectați motorul și ledul așa cum se arată în circuitul de mai jos:
Deoarece motorul nu are nicio polaritate, conectați primul fir la pinul pozitiv al LED-ului și apoi al doilea fir la pinul negativ al ledului. Acum rotiți motorul la viteza maximă suflând aerul, LED-ul ar trebui să strălucească. Dacă LED-ul nu aprinde inversați conexiunea și apoi rotiți-l din nou.
Imaginea hardware reală este prezentată mai jos:
Diagrama circuitului și explicația de lucru
Acum, am văzut cum un motor poate produce electricitate, îl vom folosi pentru a încărca supercondensatorul care la rândul său alimentează LED-ul.
Super condensatorul este folosit aici pentru a stoca încărcarea, astfel încât să poată alimenta LED-ul pentru o perioadă mai lungă de timp. Conectați terminalul negativ al supercondensatorului cu primul fir al motorului și terminalul pozitiv la al doilea fir al motorului prin dioda Schottky.
După cum am spus mai devreme, dioda Schottky este utilizată pentru a bloca fluxul curent în direcția opusă. Deci conectați terminalul pozitiv al diodei Schottky la motor și terminalul negativ la supercapacitor. Acum curentul va curge de la anod la catod și va bloca fluxul de curent de la catod la anod înseamnă că curentul va curge doar de la motor la supercondensator. Dioda Schottky este utilizată aici, deoarece are o cădere de putere scăzută decât dioda normală.
Acum conectați LED-ul cu un supercondensator și utilizați un rezistor pentru a limita consumul de energie. Un comutator glisant este, de asemenea, utilizat pentru a porni și a stinge LED-ul. Conectați pinii pozitive ale supercapacitor și LED - uri cu 2 - lea și 3 rd PIN al comutatorului și conectați PIN - ul negativ a condus la primul ac al comutatorului.
După conectare, prototipul meu de lanternă arată ca imaginea prezentată mai jos. Am folosit un carton pentru a realiza o structură asemănătoare țevii.
În cele din urmă, lanterna de urgență alimentată mecanic este gata, doar suflă aerul în ventilator pentru ao roti. Motorul va încărca supercapacitorul, iar Supercapacitorul va alimenta LED-ul. Puteți utiliza un LED mai luminos pentru mai multă lumină. Odată ce supracondensatorul este complet încărcat, acesta poate alimenta ledul pentru aprox. 10 minute. Pentru a roti motorul, în loc să sufle aerul, pot fi construite unele mecanisme mai eficiente de transmisie și pârghie.
Dacă aveți întrebări cu privire la acest proiect, lăsați-le în secțiunea de comentarii.
Videoclipul demonstrativ complet este prezentat mai jos: