Аварийный фонарик с механическим приводом

Фонарик или фонарик очень полезны в чрезвычайных ситуациях, например, при отключении электричества. Эти фонарики работают от батареек, и мы должны регулярно заряжать их через определенные промежутки времени. Но что, если у вас нет электричества, а фонарик погас? В этой ситуации очень хорошо подходят механические заряжаемые фонарики, которые можно заряжать, вращая прикрепленный к нему рычаг. В нем есть механизм и шестерни для преобразования механической энергии в электрическую для зарядки аккумулятора внутри него. Здесь мы используем тот же принцип, чтобы сделать аварийную вспышку с суперконденсатором, и этот суперконденсатор можно заряжать, вращая двигатель постоянного тока, прикрепленный к нему.

Итак, в этом уроке мы собираемся сделать аварийный фонарик, который можно заряжать, вращая небольшой двигатель постоянного тока, прикрепленный к нему. Для его создания мы используем суперконденсатор, светодиод и диод Шоттки. Суперконденсатор используется для питания светодиода, а двигатель постоянного тока используется для зарядки суперконденсаторов. Диод Шоттки используется для остановки потока тока от суперконденсатора к двигателю, потому что, когда двигатель подключен к суперконденсатору, двигатель начинает вращаться, получая энергию от суперконденсатора, и мы не можем перезарядить суперконденсатор с помощью двигателя. Таким образом, единственный способ заблокировать ток от суперконденсатора к двигателю - это использовать диод. Могут использоваться другие диоды с PN-переходом, но диод Шоттки имеет меньшее падение напряжения по сравнению с другими диодами с PN переходом.

Необходимые компоненты

• Двигатель постоянного тока
• Суперконденсатор
• Диод Шоттки
• Резистор (200 Ом)
• Переключатель
• СВЕТОДИОД

Двигатель постоянного тока :

Двигатель постоянного тока - очень распространенный тип двигателя, который легко доступен по низкой цене. Эти моторы оснащены магнитами. Якорь помещается в это магнитное поле, поэтому всякий раз, когда ток проходит через якорь, он испытывает силу, которая заставляет его вращать ротор относительно его исходного положения.

Двигатели постоянного тока можно разделить на множество типов в зависимости от их формы, размера и режима работы. В основном двигатели постоянного тока делятся на четыре типа:

1. Двигатели постоянного тока с постоянным магнитом
2. Двигатели постоянного тока серии
3. Шунтирующие двигатели постоянного тока
4. Составные двигатели постоянного тока

В этом проекте мы используем двигатель постоянного тока Toy \ Hobby. Это обычный двигатель постоянного тока, у которого есть только две клеммы без полярности. Его рабочее напряжение составляет от 4,5 до 9 В. Также узнайте больше о двигателях постоянного тока и различных способах управления из следующих руководств:

Суперконденсатор:

Суперконденсатор - это конденсатор большой емкости, значения емкости которого намного выше, чем у обычных конденсаторов, но более низкие пределы напряжения. Суперконденсаторы объединяют в одном устройстве свойства конденсаторов и батарей. Суперконденсатор может хранить в 10-100 раз больше энергии, чем электролитические конденсаторы, и может получать и доставлять заряд намного быстрее, чем батареи, и иметь больше циклов зарядки-разрядки, чем аккумуляторные батареи. Узнайте больше о суперконденсаторах здесь.

В этом проекте мы используем суперконденсатор емкостью 5,5 В 1F. Прежде чем продолжить, мы проверим, сколько энергии может хранить этот суперконденсатор. Мы можем рассчитать запас энергии по следующей формуле:

E = 1 / 2CV ²

Где E = энергия

C = емкость

V = напряжение

В нашем случае C = 1F и V = 5,5 В.

E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 джоулей

Полярность суперконденсатора показана на рисунке ниже. Направление стрелки обозначает текущий поток от положительной клеммы к отрицательной.

Диод Шоттки:

Диод Шоттки также известен как диод с горячей несущей / барьерный диод. Как следует из названия, он используется в качестве барьера для остановки тока в обратном направлении. Ток входит через анод и выходит через катод. По сравнению с диодом с PN-переходом, диод Шоттки имеет меньшее прямое падение напряжения и высокую скорость переключения.

Падение напряжения на диоде Шоттки обычно составляет от 0,15 до 0,45 В, но нормальный диод с PN-переходом имеет падение напряжения от 0,6 до 1,7 .

Двигатель постоянного тока в качестве генератора электроэнергии

Прежде чем создавать всю схему, давайте посмотрим, как двигатель постоянного тока можно использовать для генерации переменного напряжения. Подключите двигатель и светодиод, как показано на схеме ниже:

Поскольку двигатель не имеет полярности, подключите первый провод к положительному выводу светодиода, а второй провод к отрицательному выводу светодиода. Теперь поверните двигатель на максимальную скорость, продувая воздух, светодиод должен светиться. Если светодиод не светится, поменяйте местами соединение, а затем снова поверните.

Фактический образ оборудования показан ниже:

Принципиальная схема и объяснение работы

Теперь, когда мы увидели, как двигатель может производить электричество, мы будем использовать двигатель для зарядки суперконденсатора, который, в свою очередь, питает светодиод.

Суперконденсатор здесь используется для хранения заряда, чтобы он мог питать светодиод в течение более длительного времени. Соедините отрицательную клемму суперконденсатора с первым проводом двигателя, а положительную клемму - со вторым проводом двигателя через диод Шоттки.

Как было сказано ранее, диод Шоттки используется для блокировки тока в обратном направлении. Итак, подключите положительную клемму диода Шоттки к двигателю, а отрицательную клемму к суперконденсатору. Теперь ток будет течь от анода к катоду, и он будет блокировать ток от катода к аноду, то есть ток будет течь только от двигателя к суперконденсатору. Здесь используется диод Шоттки, потому что он имеет меньшее падение мощности, чем обычный диод.

Теперь подключите светодиод к суперконденсатору и используйте резистор для ограничения энергопотребления. Ползунковый переключатель также используется для включения и выключения светодиода. Соедините положительные контакты суперконденсатора и светодиода со 2- ^м и 3- ^м контактами переключателя, а отрицательный контакт светодиода подключите к первому контакту переключателя.

После подключения прототип моего фонарика выглядит так, как показано на рисунке ниже. Я использовал картон, чтобы сделать конструкцию в виде трубы.

Наконец, аварийный фонарик с механическим приводом готов, просто подуйте воздух в вентилятор, чтобы он повернулся. Двигатель заряжает суперконденсатор, а суперконденсатор питает светодиод. Вы можете использовать более яркий светодиод, чтобы получить больше света. Как только суперконденсатор полностью заряжен, он может питать светодиод в течение прибл. 10 минут. Чтобы вращать двигатель, вместо того, чтобы продувать воздух, можно построить более эффективный рычажный механизм.

Если у вас есть какие-либо вопросы по этому проекту, оставьте их в разделе комментариев.

Полное демонстрационное видео приведено ниже: