Аварійний ліхтарик з механічним живленням

Ліхтарик або ліхтарик дуже корисні в надзвичайних ситуаціях, таких як відключення електроенергії. Ці ліхтарики працюють від батареї, і нам доводиться регулярно заряджати через певні проміжки часу. Але що, якщо у вас немає електрики, а ліхтарик мертвий? У такій ситуації дуже хорошим варіантом є механічні платні ліхтарики, які можна заряджати, обертаючи прикріплений до нього важіль. Він має деякий механізм і шестерні для перетворення механічної енергії в електричну для зарядки акумулятора всередині нього. Тут ми використовуємо того самого принципала для створення аварійного спалаху, який має суперконденсатор, і цей суперконденсатор можна зарядити, обертаючи приєднаний до нього двигун постійного струму.

Отже, у цьому підручнику ми збираємось зробити аварійний ліхтарик, який можна зарядити, обертаючи невеликий приєднаний до нього двигун постійного струму. Для побудови цього ми використовуємо суперконденсатор, світлодіод та діод Шотткі. Суперконденсатор використовується для живлення світлодіода, а двигун постійного струму використовується для зарядки суперконденсаторів. Діод Шотткі використовується для зупинки поточного струму від суперконденсатора до двигуна, оскільки, коли двигун підключений до суперконденсатора, двигун починає обертатися, приймаючи живлення від суперконденсатора, і ми не можемо зарядити суперконденсатор за допомогою двигуна. Отже, єдиним способом блокувати струм струму від суперконденсатора до двигуна є використання діода. Можна використовувати інші діоди з PN-з'єднанням, але діоди Шотткі має менший перепад напруги в порівнянні з іншими діодами PN-з'єднання.

Потрібні компоненти

• Двигун постійного струму
• Суперконденсатор
• Діод Шотткі
• Резистор (200 Ом)
• Перемикач
• СВІТЛОДІОДНИЙ

Двигун постійного струму :

Двигун постійного струму - це дуже поширений тип двигуна, який легко доступний за низькою ціною. Ці двигуни оснащені магнітами. У цьому магнітному полі розміщується якір, тому всякий раз, коли струм проходить через якір, він відчуває силу, яка змушує його обертати ротор відносно початкового положення.

Двигуни постійного струму можна розділити на багато типів за формою, розмірами та роботою. В основному двигуни постійного струму поділяються на чотири типи:

1. Двигуни постійного струму з постійним магнітом
2. Серія двигунів постійного струму
3. Шунтові двигуни постійного струму
4. Складені двигуни постійного струму

У цьому проекті ми використовуємо двигун постійного струму Toy \ Hobby. Це звичайний двигун постійного струму, який має лише два клеми без полярності. Його робоча напруга становить від 4,5 В до 9 В. Також дізнайтеся більше про двигуни постійного струму та різні способи керування ними у наведених нижче підручниках:

Супер конденсатор:

Суперконденсатор - це конденсатор великої ємності зі значеннями ємності набагато вищими, ніж звичайні конденсатори, але нижчими межами напруги. Суперконденсатори поєднують властивості конденсаторів та акумуляторів в одному пристрої. Суперконденсатор може зберігати в 10-100 разів більше енергії, ніж електролітичні конденсатори, і може приймати і доставляти заряд набагато швидше, ніж акумулятори, і має більше циклів зарядки-розрядки, ніж акумуляторні батареї. Дізнайтеся більше про суперконденсатори тут.

У цьому проекті ми використовуємо монетний суперконденсатор 5,5 В 1F. Перш ніж продовжити, ми перевіримо, скільки енергії може зберігати цей суперконденсатор. Ми можемо розрахувати запас енергії за такою формулою:

E = 1 / 2CV ²

Де Е = енергія

C = ємність

V = напруга

У нашому випадку C = 1F і V = 5,5 В.

E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Джоулів

Полярність суперконденсатора показана на зображенні нижче. Напрямок стрілки представляє поточний потік від позитивного до негативного терміналу.

Діод Шотткі:

Діод Шотткі також відомий як діод гарячого носія / бар'єрний діод. Як випливає з назви, він використовується як бар'єр для зупинки потоку струму в зворотному напрямку. Струм надходить через анод і виходить через катод. У порівнянні з діодом з PN-переходом, діод Шотткі має менше падіння напруги вперед і швидку швидкість перемикання.

Падіння напруги діода Шотткі, як правило, становить від 0,15 до 0,45 вольт, але звичайний діод з діапазоном PN має падіння напруги від 0,6 до 1,7 .

Двигун постійного струму як генератор електроенергії

Перед тим, як зробити всю схему, давайте подивимося, як двигун постійного струму можна використовувати для генерації змінної напруги. Підключіть двигун і світлодіод, як показано на схемі нижче:

Оскільки двигун не має полярності, підключіть перший провід до плюсового контакту світлодіода, а потім другий провід до мінусового контакту світлодіода. Тепер поверніть двигун на максимальну швидкість, продуваючи повітря, світлодіод повинен світитися. Якщо світлодіод не світиться, зворотне з'єднання поверніть, а потім поверніть його знову.

Фактичне зображення апаратного забезпечення показано нижче:

Принципова схема та робоче пояснення

Тепер ми побачили, як двигун може виробляти електроенергію, і використовуватимемо його для зарядки суперконденсатора, який, у свою чергу, живить світлодіод.

Тут використовується суперконденсатор для зберігання заряду, щоб він міг довше живити світлодіод. Підключіть мінусову клему суперконденсатора до першого дроту двигуна і позитивну клему до другого дроту двигуна через діод Шотткі.

Як вже було сказано, діод Шотткі використовується для блокування потоку струму в зворотному напрямку. Тож підключіть позитивну клему діода Шотткі до двигуна, а негативну - до суперконденсатора. Тепер струм буде надходити від анода до катода, і він буде блокувати поточний потік від катода до анода, тобто струм буде надходити лише від двигуна до суперконденсатора. Тут використовується діод Шотткі, оскільки він має низьке падіння потужності, ніж звичайний діод.

Тепер підключіть світлодіод до суперконденсатора і використовуйте резистор, щоб обмежити споживання енергії. Поворотний перемикач також використовується для ввімкнення та вимкнення світлодіода. Підключіть позитивні висновки суперконденсатора і світлодіод за допомогою 2- ^го і 3- ^го висновків перемикача і підключіть мінусовий вивід світлодіода до першого виводу перемикача.

Після підключення мій прототип ліхтарика виглядає як зображення, подане нижче. Я використовував картон для виготовлення конструкції, подібної на трубу.

Нарешті, аварійний ліхтарик з механічним приводом готовий, просто продуйте повітря у вентилятор, щоб повернути його. Двигун зарядить суперконденсатор, а суперконденсатор буде живити світлодіод. Ви можете використовувати яскравіший світлодіод для більшої кількості світла. Як тільки суперконденсатор буде повністю заряджений, він зможе живити світлодіод протягом приблизно 10 хвилин. Щоб обертати двигун, замість продування повітря можна побудувати більш ефективний механізм і важільний механізм.

Якщо у вас виникли запитання щодо цього проекту, залиште їх у розділі коментарів.

Повне демонстраційне відео наведено нижче: