Tarkkailemalla jatkuvasti syntyvää energiaa ympärillämme olevassa luonnossa (tuuli, auringonvalo, vesienergia), on halu yrittää käyttää tätä vapaata energiaa. Tietysti, mantereen keskuudessa ja maltillisessa ilmastossa asuva vaihtoehtoinen energia on pieni, meillä ei ole rannikkotuulia ja autiomaata. Kyllä, energia ei ole suurta, mutta se tulee meille melkein jatkuvasti. Ja jos teet laitteen sen keräämistä ja käyttöä varten, tee se itse, improvisoiduista materiaaleista, niin tämä energia on vapaa.
Joissakin tapauksissa saatat tarvita pienen määrän sähköä pienitehoisen laitteen virran kytkemiseksi. Kompaktin sääaseman käyttöä varten, seuraamalla säiliön vesitasoa, hätävalaistusta ja ohjaamalla kasvihuonekaasun automaatiota. Jokaisella näillä laitteilla on oltava virtalähde. Laitetta käytettäessä säännöllisesti (esimerkiksi pimeässä) on suositeltavaa käyttää akkukäyttöistä IP: tä. Lisäksi lataamisessa on edullisinta käyttää uusiutuvia energialähteitä, mikä tekee IP: stä taloudellisen ja autonomisen. Ja käytettäessä tuuli- ja aurinkoenergiaa, laite on lisäksi kompakti ja mobiili.
Tässä artikkelissa ehdotetaan ladattavan LED-lampun valmistamista lataamalla vaihtoehtoisista luonnollisista energialähteistä. Tukikohta kotitekoinen toimi ruuvinvääntimen NiMH - akun rungona ja kunnostettuina osina, joita on käsitelty artikkeli.
Laitekaavio
Piiri on energiageneraattorin, energianmuuntimen, akun ja valonlähteen ketju. Energiamuunnin on stabiloitu jännitemuutin. Se muuntaa matalan tasavirtaulostulojännitteen Gen-lähteestä (tuuligeneraattori tai aurinkopaneeli) korotettuun jännitteeseen, joka riittää lataamaan neljä Bat1 NiMH -paristoa. Laite pystyy lisäämään tulojännitteen 0,8 ... 6,0 voltin ulostuloon 8 ... 30 volttia. Tässä piirissä lähtöjännite on vakautettu eikä ylitä enimmäislatausta (1,8 V x 4 = 7,2 V).
Harkitse muuntimen toimintaa.
Piiri perustuu estävään generaattoriin, joka koostuu muuntajasta, transistorista VT2, vastuksesta R1 (valittu 360 ... 1200 ohmin rajoissa) ja keraamisesta kondensaattorista 0,33 ... 1,0 mikrofaradia. Sulkugeneraattorin toiminnan aikana, primaarikäämin kehittämän itseinduktion EMF: n takia, muuntajan ulostuloon muodostuu korkea pulssijännite. Tämä jännite tasoitetaan diodilla VD1 ja syötetään sitten ladattavaan akkuun.
Muuntimen lähtöjännitteen stabilointi.
Monia ladattavia akkuja ei voi ladata, koska tämä lyhentää niiden käyttöikää. Siksi tarkasteltavassa piirissä käytetään lähtöjännitteen vakauttamista. Tätä varten piiriin lisätään VT1-tyyppinen BC548-transistori, Zener-diodi VD2 (stabilointijännite on valittu), vastukset R2, R3.
Kun lukkiutuneen generaattorin puhdistettu lähtöjännite ylittää stabilointijännitekynnyksen, Zener-diodi alkaa kulkea virran itsensä läpi. Tämä virta kulkee transistorin VT1 kannalle. Tämä transistori puolestaan alkaa avata ja siirtää VT2-generaattorin kantaa emitteritransistoria. Tämä aiheuttaa vähentymisen tämän transistorin vahvistuksessa, vastaavasti, vähentää lähtösignaalin amplitudia.
Koska NiMH-akulla on huomattava kapasiteetti ja sitä voidaan ladata jopa 1 C: n virroilla, eikä jännitemuuttajan lähtövirta ole korkea normaaleissa olosuhteissa, muuntimen vakauttamista virralla ei otettu huomioon.
Jännitemuuntimen valmistus.
1. Muuntimen valmistuksen yksityiskohdat.
Estävän generaattorin perusta on muuntaja, joka on ostettava tai valmistettava omilla käsillä. Muuntajan suunnitteluvaihtoehdot ovat mahdollisia:
Muuntajan ensiökäämi koostuu 45 kierrosta lankaa, jonka halkaisija on 0,3 ... 0,5 mm, kelattu ferriittisydämelle, jonka halkaisija on 10 ja pituus 50 mm. Toisiokäämi (takaisinkäämi) koostuu 15 ... 20 kierrosta samaa lankaa, joka on kierretty ensiökäämin päälle.
Muuntaja on kierretty 2000NM ferriittirenkaalle, jonka koko on K7x4x2 ... K12x7x5, ja se sisältää kaksi käämitystä, joissa on 20 ... 30 kierrosta PEV-johtoa 0,3 ... 0,5.
Tapauksessamme teemme sen vieläkin helpommaksi. Otamme valmiin kuristimen 300 mH: n yläpuolella ja sen yläpuolella, käämitystä vasten kiertämme 20 ... 25 kierrosta 0,2 ... 0,5 mm: n langalla samaan suuntaan. Yhdistämme käämit kaavion mukaan ottaen huomioon käämityksen alkamisen (merkitty pisteellä). Kiinnitämme uuden käämin lämpö kutisteella, teipillä, liimalla. Tällainen muuntaja ei pumppaa pahempaa kuin rengas.
Transistori VT1 mikä tahansa pienitehoinen n-p-n-tyyppi - KT315, BC548. Transistori VT2, tyyppi n-p-n, valitaan kuormasta riippuen. Transistori VT2 ei tarvitse jäähdytyspatteria, koska estogeneraattori toimii pulssitilassa.
On suositeltavaa käyttää VD1-diodia ”nopeista” sarjoista 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - sopivia virralle.
Zener-diodissa VD2 stabilointijännite valitaan vaaditusta lähtöjännitteestä riippuen. VD3-diodi mikä tahansa sopiva virta.
Kondensaattori C1 tasaa tulevan jännitteen vaihtelut ja lähtöjännitteen kondensaattori C3. VD3-diodi estää Bat1-paristojen purkautumisen, jos siihen ei ole riittävästi syöttöjännitettä. Mikromittari toimii visuaalisena osoituksena akun latausvirrasta.
2. Jännitemuuntimen kokoonpano.
Valmistamme muuntimen osilla kaavion mukaisia. Kokoonpanomme muuntimen osat yleislevylle. Yhdistämme piirin säänneltyyn jännitelähteeseen.
3. Muuntimen toiminnan määrittäminen ja virheenkorjaus.
Irrotamme Zener-diodin VD2 piiristä, R1: n sijaan asetamme viritysvastuksen 4,7 kom. Muuntimen kuormana asennamme 1 kΩ: n vastuksen. Muuttamalla vastusta R1 saavutamme maksimijännitteen kuormassa. Ilman kuormitusta tämä piiri voi tuottaa 100 volttia tai enemmän, joten virheenkorjauksen aikana on suositeltavaa asettaa lähtökondensaattori C3 vähintään 200 V jännitteelle ja unohda purkaa se. Koska jännitteen amplitudi lähtökäämityksessä voi olla melko korkea, on suositeltavaa kytkeä vaimennusvastus päälle sarjassa multimeterillä 10 ... 100 k. Se auttaa estämään laitteen vaurioita mittauksissa piirin eri kohdissa. Jotta vakiojännite mitataan tasasuuntaajan diodin lähdöstä, kondensaattorin, jonka kapasiteetti on enintään 10 μF ja jännite vähintään 250 V., tulisi kytkeä volttimittarin kanssa rinnalleen. Tässä tapauksessa volttimittarin lukemat ovat tarkempia, koska mitataan myös pulssijännite.
Mittaamme muuttuvan vastuksen R1 optimaalisen vastuksen arvo ja korvaamme se piirissä vastaavalla vakiovastuksella. Asennamme Zener-diodin VD2 piiriin, lähinnä haluttua lähtöä, vakautusjännitettä. Valitsemalla zener-diodi saavutamme vaaditun lähtöjännitteen. Tätä jännitettä käytämme akun lataamiseen.
Jos muunnin ei käynnisty, vaihdamme muuntajan käämien päitä.
4. Valmistelemme aihion työlevylle leikkaamalla halutun koon tyypillisestä yleislevystä. Työlevyn mitat valitaan ehdotetun anturikotelon mittojen ja siinä olevan levyn asentamispaikan perusteella.
5. Suoritamme virheenjäljen piirin johdotukset käyttölevyyn.
6. Asenna muunninlevy ruuvitaltta varten tarkoitetun NiMH-akun kotelon pohjaan tarkoitettuun paikkaan. Asetamme pariston neljän palautetun elementin lohkon vapaaseen tilaan.
7. Asennamme pienelle piirilevylle valonlähteen valmistetulle akkuvalolle. Juottamme siihen matriisin heidän kolmesta rinnakkain kytketystä LEDistä ja rajavastuksesta (katso kaavio). LED-merkkivalojen kiinnittämiseksi poraamme reikän levyn nurkkaan.
8. LED-valonlähteen sijoittamiseksi valitsemme pienen muovisen suojaheijastinkotelon. Valmistamme siirtymämetallikiinnikettä heijastimen säädettävään asennukseen muuntimen koteloon. Asennamme ja kiinnitämme LED-levyn paikoilleen.
9. Kokoamme muuntimen kotelon yläosan.
10. Akun latausvirran esiintymisen ja suhteellisen suuruuden visuaalisena osoittimena sijoitamme muuntimen kotelon yläosan vapaaseen tilaan mikronäytteen - vanhan nauhurin osoittimen. Mikrosähkömittari on suunniteltu alhaiselle virralle, joten laskemme, valitsemme ja liitämme ohitusvastus laitteeseen odotettavan akun latausvirran arvon hallitsemiseksi.
11. Kytke johtimet kaikkiin osiin yhdessä piirissä.
Yhdistämme muunninlevyn akun paristoon suojadiodin VD3 ja ohjausmikronmitterin kautta. Tuomme esiin liitin muuntimen kytkemiseksi vaihtoehtoiseen energialähteeseen (tuuligeneraattori tai aurinkopaneelit). Yhdistämme LED-valonlähteen akkuun ulkoisen kytkimen kautta. Yhdistä kaikki samassa rakennuksessa.
12. Suunniteltu on käyttää valmistettua ladattavaa LED-lamppua yhdessä tuuligeneraattorin kanssa, joka perustuu pysyvään magneettimoottoriin, joka on 24v / 0,7A. Mutta se on toinen tarina.
