Μηχανικά φακός έκτακτης ανάγκης

Ο φακός ή ο φακός είναι πολύ χρήσιμος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, όπως διακοπή ρεύματος. Αυτοί οι φακοί λειτουργούν με μπαταρία και πρέπει να φορτίζουμε τακτικά σε συγκεκριμένα διαστήματα. Τι γίνεται όμως αν δεν έχετε ηλεκτρικό ρεύμα και ο φακός σας είναι νεκρός; Σε αυτήν την περίπτωση, οι μηχανικοί φακοί με δυνατότητα φόρτισης είναι μια πολύ καλή επιλογή, η οποία μπορεί να φορτιστεί περιστρέφοντας το μοχλό που είναι προσαρτημένο σε αυτόν. Έχει κάποιο μηχανισμό και γρανάζια για να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια για να φορτίσει την μπαταρία μέσα σε αυτήν. Εδώ χρησιμοποιούμε την ίδια αρχή για να φτιάξουμε ένα φλας έκτακτης ανάγκης που διαθέτει Supercapacitor και αυτός ο Supercapacitor μπορεί να φορτιστεί περιστρέφοντας έναν DC Motor που είναι συνδεδεμένος σε αυτόν.

Έτσι σε αυτό το σεμινάριο, πρόκειται να φτιάξουμε έναν φακό έκτακτης ανάγκης που μπορεί να φορτιστεί περιστρέφοντας έναν μικρό κινητήρα DC που είναι προσαρτημένος σε αυτόν. Για να το φτιάξουμε, χρησιμοποιούμε μια δίοδο Supercapacitor, LED και Schottky. Ο υπερσυμπιεστής χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του LED, και ο κινητήρας DC χρησιμοποιείται για την επαναφόρτιση του υπερσυμπιεστή. Η δίοδος Schottky χρησιμοποιείται για να σταματήσει η τρέχουσα ροή από τον υπερσυμπιεστή στον κινητήρα, επειδή όταν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος με τον Supercapacitor, ο κινητήρας αρχίζει να περιστρέφεται παίρνοντας την ισχύ από το Supercapacitor και δεν μπορούμε να επαναφορτίσουμε τον υπερσυμπιεστή χρησιμοποιώντας τον κινητήρα. Έτσι, ο μόνος τρόπος για να μπλοκάρει την τρέχουσα ροή από το Supercapacitor στον κινητήρα είναι να χρησιμοποιήσετε μια δίοδο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλες διόδους σύνδεσης PN, αλλά η δίοδος Schottky έχει χαμηλότερη πτώση τάσης σε σύγκριση με άλλες διόδους σύνδεσης PN.

Απαιτούμενα στοιχεία

• DC κινητήρα
• Supercapacitor
• Schottky Diode
• Αντίσταση (200 ohms)
• Διακόπτης
• LED

DC κινητήρας :

Ο κινητήρας DC είναι ένας πολύ συνηθισμένος τύπος κινητήρα και διατίθεται εύκολα σε χαμηλή τιμή. Αυτοί οι κινητήρες είναι εξοπλισμένοι με μαγνήτες. Ένας οπλισμός τοποθετείται σε αυτό το μαγνητικό πεδίο, οπότε όποτε το ρεύμα διέρχεται από τον οπλισμό, βιώνει μια δύναμη που την αναγκάζει να περιστρέψει τον ρότορα σε σχέση με την αρχική του θέση.

Οι κινητήρες DC μπορούν να χωριστούν σε πολλούς τύπους ανάλογα με το σχήμα, το μέγεθος και τη λειτουργία τους. Κυρίως οι κινητήρες DC χωρίζονται σε τέσσερις τύπους:

1. Κινητήρες DC μόνιμου μαγνήτη
2. Σειρά DC Motors
3. Shunt DC Motors
4. Compound DC Motors

Σε αυτό το έργο, χρησιμοποιούμε ένα Toy \ Hobby DC Motor. Είναι ένας κανονικός κινητήρας DC που έχει μόνο δύο ακροδέκτες χωρίς πολικότητα. Η τάση λειτουργίας της είναι 4,5V έως 9V. Μάθετε επίσης περισσότερα για τους κινητήρες DC και διάφορους τρόπους για τον έλεγχο στα παρακάτω σεμινάρια:

Σούπερ πυκνωτής:

Ένας υπερσυμπιεστής είναι ένας πυκνωτής υψηλής χωρητικότητας με τιμές χωρητικότητας πολύ υψηλότερες από τους κανονικούς πυκνωτές αλλά χαμηλότερα όρια τάσης. Οι υπερκατασκευαστές συνδυάζουν τις ιδιότητες των πυκνωτών και των μπαταριών σε μία συσκευή. Ένας υπερκατασκευαστής μπορεί να αποθηκεύσει 10 έως 100 φορές περισσότερη ενέργεια από τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές και μπορεί να λάβει και να αποδώσει φόρτιση πολύ πιο γρήγορα από τις μπαταρίες και να έχει περισσότερους κύκλους φόρτισης-αποφόρτισης από τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Μάθετε περισσότερα για το Supercapacitors εδώ.

Σε αυτό το έργο, χρησιμοποιούμε έναν υπερ-πυκνωτή 5. 5V 1F Coin. Πριν προχωρήσουμε, θα ελέγξουμε πόση ενέργεια μπορεί να αποθηκεύσει αυτός ο υπερπυκνωτής. Μπορούμε να υπολογίσουμε την αποθήκευση ενέργειας χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

E = 1 / 2CV ²

Όπου E = Ενέργεια

C = Χωρητικότητα

V = Τάση

Στην περίπτωσή μας C = 1F και V = 5.5 V.

E = ½ * 1 * 5.5 * 5.5 E = 15 Joules

Η πολικότητα ενός υπεραισθητοποιητή φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Η κατεύθυνση βέλους αντιπροσωπεύει την τρέχουσα ροή από θετικό προς αρνητικό τερματικό.

Schottky Diode:

Η δίοδος Schottky είναι επίσης γνωστή ως δίοδος καυτού φορέα / δίοδος φραγμού. Όπως υποδηλώνει το όνομα, χρησιμοποιείται ως φράγμα για τη διακοπή της ροής ρεύματος σε αντίστροφες κατευθύνσεις. Το ρεύμα εισέρχεται μέσω της Ανόδου και εξέρχεται μέσω της Καθόδου. Σε σύγκριση με μια δίοδο σύνδεσης PN, η δίοδος Schottky έχει χαμηλότερη πτώση τάσης προς τα εμπρός και γρήγορο ρυθμό εναλλαγής.

Η πτώση τάσης δίοδος Schottky είναι γενικά μεταξύ 0,15 και 0,45 βολτ, αλλά μια κανονική δίοδος σύνδεσης PN έχει πτώση τάσης μεταξύ 0,6 έως 1,7 .

DC κινητήρας ως γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας

Πριν κάνετε ολόκληρο το κύκλωμα, ας δούμε πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας κινητήρας DC για την παραγωγή τάσης AC. Συνδέστε τον κινητήρα και το led όπως φαίνεται στο παρακάτω κύκλωμα:

Καθώς ο κινητήρας δεν έχει πολικότητα, συνδέστε το πρώτο καλώδιο στον θετικό πείρο του LED και μετά το δεύτερο καλώδιο στον αρνητικό πείρο του led. Τώρα περιστρέψτε τον κινητήρα στη μέγιστη ταχύτητά του φυσώντας τον αέρα, το LED πρέπει να ανάβει. Εάν το LED δεν ανάβει, αντιστρέψτε τη σύνδεση και μετά περιστρέψτε ξανά.

Η πραγματική εικόνα υλικού εμφανίζεται παρακάτω:

Διάγραμμα κυκλώματος και εξήγηση εργασίας

Τώρα, έχουμε δει πώς ένας κινητήρας μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια, θα χρησιμοποιήσουμε τον κινητήρα για να φορτίσουμε τον υπερσυμπιεστή που με τη σειρά του τροφοδοτεί το LED.

Το Super Capacitor χρησιμοποιείται εδώ για να αποθηκεύσει τη φόρτιση έτσι ώστε να μπορεί να τροφοδοτήσει το LED για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Συνδέστε τον αρνητικό ακροδέκτη του υπερσυμπιεστή με το πρώτο καλώδιο του κινητήρα και τον θετικό ακροδέκτη στο δεύτερο καλώδιο του κινητήρα μέσω της δίοδος Schottky.

Όπως ειπώθηκε προηγουμένως, η δίοδος Schottky χρησιμοποιείται για να εμποδίσει την τρέχουσα ροή στην αντίθετη κατεύθυνση. Συνδέστε λοιπόν τον θετικό ακροδέκτη της δίοδος Schottky στον κινητήρα και τον αρνητικό ακροδέκτη στον υπεραισθητήρα Τώρα το ρεύμα θα ρέει από την άνοδο στην κάθοδο, και θα μπλοκάρει την τρέχουσα ροή από την κάθοδο στην άνοδο σημαίνει ότι το ρεύμα θα ρέει μόνο από τον κινητήρα στον υπερκλειστή. Η δίοδος Schottky χρησιμοποιείται εδώ επειδή έχει χαμηλή πτώση ισχύος από την κανονική δίοδο.

Τώρα συνδέστε το LED με ένα Supercapacitor και χρησιμοποιήστε μια αντίσταση για να περιορίσετε την κατανάλωση ενέργειας. Ένας ρυθμιστικός διακόπτης χρησιμοποιείται επίσης για να ανάψει και να σβήσει το LED. Συνδέστε τις θετικές ακίδες του υπερπυκνωτή και LED με 2 ^ου και 3 ^ου pin του διακόπτη και συνδέστε το pin αρνητική του οδήγησε στην πρώτη ακίδα του διακόπτη.

Μετά τη σύνδεση, το πρωτότυπο του φακού μου μοιάζει με την παρακάτω εικόνα. Χρησιμοποίησα ένα χαρτόνι για να φτιάξω μια κατασκευή σαν σωλήνες.

Τέλος, ο Μηχανικά ενεργοποιημένος φακός έκτακτης ανάγκης είναι έτοιμος, απλώς φυσήστε τον αέρα στον ανεμιστήρα για να τον περιστρέψετε. Ο κινητήρας φορτίζει τον υπερσυμπιεστή και ο Supercapacitor τροφοδοτεί το LED. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα φωτεινότερο LED για περισσότερο φως. Μόλις ο υπερσυμπιεστής φορτιστεί πλήρως, μπορεί να τροφοδοτήσει το καλώδιο για περίπου. 10 λεπτά. Για να περιστρέψετε τον κινητήρα, αντί να φυσάτε αέρα, μπορεί να κατασκευαστεί ένας πιο αποτελεσματικός μηχανισμός μετάδοσης και μοχλού.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με αυτό το έργο αφήστε τους στην ενότητα σχολίων.

Το πλήρες βίντεο επίδειξης δίνεται παρακάτω: