I vår verden er ganske mange mennesker engasjert i hjemmelagde eksperimenter i hjemmelaboratorier og verksteder. For noen er det en måte å hevde seg på, for andre er det et ønske om å utvikle sine evner. Så hva om det er et eksperiment laget av raskt limte deler. Det viktigste er at enheten eller kretsen fungerer. I dag vil vi analysere akkurat en slik oppfinnelse, laget praktisk talt på knærne. Den er imidlertid basert på urokkelige prinsipper og fysikklover som ikke kan benektes.
Vi skal snakke om en lommelykt som fungerer uten batterier. Kanskje noen allerede har sett den enkleste Faraday-generatoren på Internett, som lar deg tenne en liten Lysdiode. Sammenstillinger fra et nesten tomt batteri, autotransformator og transistor, som er i stand til å drive med en startspenning på tideler av en volt Lysdiode på 3V er heller ikke lenger uvanlig.
Her gikk forfatteren litt lenger, moderniserte enhetskretsen, la til en likeretter, en superkondensator (ionistor), motstand og fullstendig eliminering av strømkilden.Som et resultat har lommelyktens drift blitt mye mer stabil og effektiv. Og hvis du rister dekselet i noen minutter, kan det lades i lang tid LED. Hvordan det fungerer? La oss finne ut av det.
Prinsipp for operasjon
Enheten består av flere induktorer som du kan sette sammen selv. Den primære induktoren fungerer faktisk som en strømkilde eller erstatter fullstendig sin vanlige motpart - batteriet. På grunn av bevegelsen av en stang med permanente magneter i den, induseres en elektrisk strøm. På grunn av de oscillerende bevegelsene i magnetfeltet skapes det elektriske bølger som kommer fra spolen med en viss frekvens. En likeretter eller diodebro hjelper til med å stabilisere dem og konvertere dem til likestrøm.
Uten lagringskapasitet ville en slik enhet måtte ristes konstant, så neste element i kretsen er en superkondensator som kan lades opp som et batteri. Deretter kobles en opptrappingstransformator eller spenningsomformer, som består av en ringformet ferrittspole og to viklinger - base og kollektor. Antall svinger kan være det samme, og er vanligvis 20-50. Transformatoren har et midtkoblingspunkt i motsatte ender av begge viklingene, og tre utganger til transistoren. Autotransformatoren øker små strømpulser til tilstrekkelige for drift LED, og en bipolar transistor er koblet til for å kontrollere dem. En lignende elektrisk krets har forskjellige navn i forskjellige kilder: joule-tyv, blokkeringsgenerator, Faraday-generator, etc.
Den nødvendige ressursbasen for hjemmelagde produkter
Materialer:
- PVC-rør, diameter 20 mm;
- Kobbertråd, diameter – 0,5 mm;
- Laveffekt omvendt ledningstransistor;
- Neodymmagneter er runde, størrelse 15x3 mm;
- Diodebro eller likeretter 2W10;
- Motstand;
- Superkondensator el ionistor 1F 5,5V
- Bryter-knapp;
- Lysdiode hvit eller blå ved 5V;
- Gjennomsiktig epoksyharpiks type lim;
- Varmt lim;
- Biter av kryssfiner; bomullsull;
- Kobberledningsisolasjon.
- Loddebolt;
- Varm lim pistol;
- Hacksag for metall;
- Fil, sandpapir.
Lommelyktfremstillingsprosess
Vi vil lage lommelyktens kropp fra PVC-rør. Merk et segment som er 16 cm langt og klipp det med en baufil.
Fra midten av segmentet markerer vi 1,5 cm i hver retning. Dette resulterer i et viklingsområde på 3 cm bredt.
Deretter tar vi en kobbertråd med et tverrsnitt på 0,5 mm, lar den ene enden være ca. 10-15 cm lang, og vikler ledningen på lommelyktens kroppsrør i henhold til merkingene manuelt. Du må vinde ganske mye, mer enn et halvt tusen svinger. De første av dem kan festes med lim. Vi presser den første raden av spolene tett mot hverandre, og gjør den strengt konsistent.
Ved maksimumspunktene skal viklingen være omtrent en halv centimeter tykk. Vi rengjør begge endene av ledningen med sandpapir for pålitelig lodding.
Den bevegelige magnetiske kjernen til spolen kan enten være solid eller satt sammen i deler. Neodymmagneter velges i henhold til den indre diameteren til PVC-røret. Den nødvendige lengden på magnetstangen oppnås eksperimentelt, gjennom vibrasjonene som en elektrisk strøm vil bli skapt.
Forfatteren brukte ti 3 mm tykke magneter for å få en lengde som var så rasjonell som mulig for slike vibrasjoner, og samtidig lik bredden på viklingen.
På oscilloskopskalaen kan du se forskjellen mellom potensialene som oppnås fra vibrasjonene til en og ti magneter. Forfatteren mottok en spenning på 4,5V fra oscillasjonene til magnetstangen. Den viser også tydelig syklisiteten til sinusoiden i intervaller med varierende frekvens.
På dette stadiet, etter forfatterens eksempel, kan du koble en LED direkte til utgangsendene av spolen og sjekke ytelsen. Som du kan se på bildet, reagerer LED-en på bevegelsen til magnetstangen og pulsstrømmen den skaper.
Nå må du plugge begge endene av røret for ikke å holde dem med hendene mens du rister. For å gjøre dette, bruk den samme baufilen til å kutte ut flere flekker med kryssfiner, bearbeid kantene med en fil, for dem med bomullsull på baksiden for å myke dem, og legg dem på lim slik at de ikke faller ut.
Det er på tide å koble til likeretteren. Diagrammet vist på bildet viser hvilke to av de fire kontaktene som er koblet til spolen. En slik diodebro er i stand til å motta vekselstrøm og levere likestrøm i strengt én retning.
En step-up autotransformator vil bidra til å konvertere lave spontane pulser fra primærspolen til tilstrekkelig spenning til å drive LED-en på grunn av selvinduksjonen til en av viklingene - kollektoren. Siden den er koblet til basisviklingen, vil en konstant og stabil elektrisk strøm tilføres superkondensatoren i tilstrekkelig mengde. Motstanden vil begrense overskridelsen av tillatte verdier. En kondensator med tilstrekkelig kapasitet ble også valgt av forfatteren eksperimentelt ved å bruke målinger av utgående signaler med et oscilloskop.
Denne kretsen er lukket av en revers bipolar transistor, som kontrollerer den innkommende elektriske strømmen til LED-en.Du kan sette sammen kretsen uten brett, siden det ikke er mange deler. Vi monterer bryterknappen på en av kontaktene som kommer fra autotransformatoren.
Forfatteren valgte å sette sammen sitt improviserte lommelyktdesign ved hjelp av varmt lim, og samtidig forbedre isolasjonen til kontaktgruppene. Bryterknappen er plassert på siden av lommelykten. Forfatteren limte hovedelementene i kretsen oppå hverandre fra en av endene. Lukkeelementet forblir LED, som kan forsterkes med beskyttelsesglass eller reflektor.
Til tross for det stygge utseendet til enheten, som bare er egnet for laboratorieeksperimentelle hjemmelagde produkter, er en slik lommelykt ganske funksjonell og vil noen ganger ikke la mørket forsvinne. Det er enkelt å montere en slik krets hjemme og til minimale kostnader. Og det fullstendige fraværet av batterier gjør det til en virkelig nyttig enhet for ulike nødsituasjoner.
