Lommelygte eller lommelygte er meget nyttig i nødsituationer som strømsvigt. Disse lommelygter er batteridrevne, og vi skal oplade regelmæssigt i bestemte intervaller. Men hvad nu hvis du ikke har elektricitet og din lommelygte er død? I den situation er mekaniske opladelige lommelygter en meget god mulighed, som kan oplades ved at dreje håndtaget, der er fastgjort til det. Det har en vis mekanisme og gear til at konvertere den mekaniske energi til elektrisk energi for at oplade batteriet inde i den. Her bruger vi den samme princip til at fremstille et nødblitzlys, der har en superkapacitor, og denne superkapacitor kan oplades ved at dreje en jævnstrømsmotor, der er fastgjort til den.
Så i denne vejledning skal vi lave en nødlygte, der kan oplades ved at dreje en lille DC-motor, der er fastgjort til den. For at opbygge dette bruger vi en Supercapacitor, LED og Schottky-diode. Den supercapacitor bruges til at drive LED, og DC-motor bruges til at genoplade superkondensator. Schottky-diode bruges til at stoppe strømmen fra superkapacitor til motor, for når motoren er tilsluttet Supercapacitor, begynder motoren at rotere ved at tage strømmen fra Supercapacitor, og vi kan ikke genoplade supercapacitoren ved hjælp af motoren. Så den eneste måde at blokere for strømmen fra superkapacitor til motoren er at bruge en diode. Andre PN-forbindelsesdioder kan bruges, men Schottky-diode har et lavere spændingsfald sammenlignet med andre PN-forbindelsesdioder.
Komponenter, der kræves
- DC-motor
- Superkondensator
- Schottky-diode
- Modstand (200 ohm)
- Kontakt
- LED
DC-motor :
DC-motor er en meget almindelig type motor og let tilgængelig til en lav pris. Disse motorer er udstyret med magneter. En anker er placeret i dette magnetfelt, så når strøm passerer gennem ankeret, oplever den en kraft, der får den til at rotere rotoren i forhold til sin oprindelige position.
DC-motorer kan opdeles i mange typer alt efter deres form, størrelse og funktion. Hovedsageligt DC-motorer er opdelt i fire typer:
- Permanent magnet DC-motorer
- Serie DC-motorer
- Shunt DC-motorer
- Sammensatte DC-motorer
I dette projekt bruger vi en Toy \ Hobby DC-motor. Det er en normal jævnstrømsmotor, der kun har to terminaler uden polaritet. Driftsspændingen er 4,5V til 9V. Lær også mere om jævnstrømsmotorer og forskellige måder at kontrollere det på i nedenstående vejledninger:
Super kondensator:
En superkondensator er en kondensator med høj kapacitet med kapacitansværdier, der er meget højere end normale kondensatorer, men med lavere spændingsgrænser. Superkondensatorer kombinerer egenskaberne for kondensatorer og batterier i en enhed. En superkondensator kan gemme 10 til 100 gange mere energi end elektrolytkondensatorer og kan modtage og levere opladning meget hurtigere end batterier og har flere opladningscyklusser end genopladelige batterier. Lær mere om superkondensatorer her.
I dette projekt bruger vi en 5. 5V 1F Coin Super-kondensator. Før vi fortsætter, vil vi kontrollere, hvor meget energi denne superkondensator kan gemme. Vi kan beregne energilageret ved hjælp af følgende formel:
E = 1 / 2CV 2
Hvor E = energi
C = Kapacitans
V = Spænding
I vores tilfælde er C = 1F og V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joule
Polariteten på en superkondensator er vist i nedenstående billede. Pilretningen repræsenterer strømmen fra positiv til negativ terminal.
Schottky-diode:
Schottky-diode er også kendt som en varm bærerdiode / barrierdiode. Som navnet antyder, bruges det som en barriere til at stoppe strømmen i omvendt retning. Strøm kommer ind gennem anoden og går ud gennem katoden. Sammenlignet med en PN-forbindelsesdiode har Schottky-dioden et mindre fremadspændingsfald og hurtig skiftehastighed.
Schottky-diodespændingsfald er generelt mellem 0,15 og 0,45 volt, men en normal PN-forbindelsesdiode har et spændingsfald mellem 0,6 til 1,7 .
DC-motor som elgenerator
Før vi laver hele kredsløbet, kan vi se, hvordan en jævnstrømsmotor kan bruges til at generere vekselstrøm. Tilslut motoren og ledningen som vist i nedenstående kredsløb:
Da motoren ikke har nogen polaritet, skal du slutte den første ledning til den positive pin af LED og derefter den anden ledning til den negative pin af led. Drej nu motoren til sin maksimale hastighed ved at blæse luften, LED'en skal lyse. Hvis LED ikke lyser, skal forbindelsen vendes og derefter drejes igen.
Det faktiske hardwarebillede er vist nedenfor:
Kredsløbsdiagram og arbejdsforklaring
Nu har vi set, hvordan en motor kan producere elektricitet, vi bruger motoren til at oplade superkondensatoren, som igen driver LED'en.
Super kondensator bruges her til at gemme opladningen, så den kan tænde LED'en i længere tid. Forbind superkondensatorens negative terminal med motorens første ledning og positive terminal til motorens anden ledning gennem Schottky-dioden.
Som tidligere fortalt bruges Schottky-diode til at blokere strømmen i den modsatte retning. Så forbind den positive terminal af Schottky-dioden til motoren og den negative terminal til superkondensatoren. Nu strømmer strøm fra anode til katode, og den blokerer strømmen fra katoden til anoden betyder, at strømmen kun strømmer fra motor til superkondensator. Schottky-diode bruges her, fordi den har et lavt effektfald end den normale diode.
Tilslut nu lysdioden med en superkondensator, og brug en modstand til at begrænse strømforbruget. En skyderkontakt bruges også til at tænde og slukke for LED. Tilslut de positive stifter af superkondensator og LED med 2 nd og 3 rd pin af kontakten, og tilslut den negative pin af førte til den første ben af kontakten.
Efter forbindelsen ligner min lommelygteprototype billedet nedenfor. Jeg brugte en pap til at fremstille en rørlignende struktur.
Endelig er den mekanisk drevne nødlygte klar, bare blæs luften ind i blæseren for at rotere den. Motoren oplader superkondensatoren, og Supercapacitor tændes for LED. Du kan bruge en lysere LED til mere lys. Når superkondensatoren er fuldt opladet, kan den tænde ledningen i ca. 10 minutter. For at dreje motoren kan der bygges en mere effektiv gear- og håndtagsmekanisme i stedet for at blæse luften.
Hvis du har spørgsmål vedrørende dette projekt, skal du lade dem være i kommentarfeltet.
Den komplette demonstrationsvideo er angivet nedenfor: