Ficklampa eller fackla är mycket användbar i nödsituationer som strömavbrott. Dessa ficklampor är batteridrivna, och vi måste ladda regelbundet i speciella intervall. Men tänk om du inte har elektricitet och din ficklampa är död? I den situationen är mekaniska laddningsbara ficklampor mycket bra alternativ, som kan laddas genom att vrida spaken som är fäst vid den. Den har någon mekanism och växlar för att omvandla den mekaniska energin till elektrisk energi för att ladda batteriet inuti den. Här använder vi samma huvud för att skapa ett nödblixtljus som har en superkondensator och denna superkondensator kan laddas genom att rotera en likströmsmotor ansluten till den.
Så i denna handledning ska vi göra en nödficklampa som kan laddas genom att rotera en liten likströmsmotor ansluten till den. För att bygga detta använder vi en Supercapacitor, LED och Schottky-diod. Den supercapacitor används för att driva lysdioden, och den likströmsmotor används för att ladda supercapacitor. Schottky-dioden används för att stoppa strömflödet från superkondensator till motor, för när motorn är ansluten till Supercapacitor börjar motorn att rotera genom att ta strömmen från Supercapacitor och vi kan inte ladda superkondensatorn med hjälp av motorn. Så det enda sättet att blockera strömflödet från Supercapacitor till motorn är att använda en diod. Andra PN-kopplingsdioder kan användas, men Schottky-dioder har ett lägre spänningsfall jämfört med andra PN-kopplingsdioder.
Komponenter krävs
- Likströmsmotor
- Superkondensator
- Schottky-diod
- Motstånd (200 ohm)
- Växla
- LED
DC-motor :
DC-motor är en mycket vanlig typ av motor och lätt tillgänglig till ett lågt pris. Dessa motorer är utrustade med magneter. En anker är placerad i detta magnetfält, så när ström passerar genom ankaret upplever den en kraft som får den att rotera rotorn i förhållande till dess ursprungliga läge.
DC-motorer kan delas in i många typer beroende på form, storlek och funktion. Huvudsakligen likströmsmotorer är indelade i fyra typer:
- Permanent DC-motorer
- Serie DC-motorer
- Shunt DC Motors
- Förenade DC-motorer
I detta projekt använder vi en Toy \ Hobby DC-motor. Det är en vanlig likströmsmotor som bara har två terminaler utan polaritet. Dess driftspänning är 4,5V till 9V. Lär dig också mer om likströmsmotorer och olika sätt att kontrollera den i nedanstående självstudier:
Super Kondensator:
En superkondensator är en kondensator med hög kapacitet med kapacitansvärden mycket högre än normala kondensatorer men lägre spänningsgränser. Superkondensatorer kombinerar egenskaperna hos kondensatorer och batterier i en enhet. En superkondensator kan lagra 10 till 100 gånger mer energi än elektrolytkondensatorer och kan ta emot och leverera laddning mycket snabbare än batterier, och har fler laddningscykler än uppladdningsbara batterier. Läs mer om superkondensatorer här.
I det här projektet använder vi en 5. 5V 1F mynt superkondensator. Innan vi fortsätter kommer vi att kontrollera hur mycket energi denna superkondensator kan lagra. Vi kan beräkna energilagret med följande formel:
E = 1 / 2CV 2
Där E = energi
C = Kapacitans
V = Spänning
I vårt fall är C = 1F och V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joule
Polariteten hos en superkondensator visas i bilden nedan. Pilriktningen representerar strömflödet från positiv till negativ terminal.
Schottky-diod:
Schottky-diod är också känd som en varm bärardiod / barriärdiod. Som namnet antyder används den som en barriär för att stoppa strömflödet i omvänd riktning. Strömmen kommer in genom anoden och går ut genom katoden. Jämfört med en PN-korsningsdiod har Schottky-dioden ett mindre framspänningsfall och snabb växlingshastighet.
Schottky-diodens spänningsfall är i allmänhet mellan 0,15 och 0,45 volt, men en normal PN-förbindningsdiod har ett spänningsfall mellan 0,6 och 1,7 .
DC-motor som elgenerator
Innan du gör hela kretsen, kan vi se hur en likströmsmotor kan användas för att generera växelspänning. Anslut motorn och ledningen enligt bilden nedan:
Eftersom motorn inte har någon polaritet, anslut den första ledningen till den positiva stiftet på LED och sedan den andra ledningen till den negativa stiften på ledningen. Vrid nu motorn till maximal hastighet genom att blåsa luften, lysdioden ska lysa. Om lysdioden inte lyser vänd anslutningen och rotera sedan igen.
Faktisk maskinvarubild visas nedan:
Kretsschema och arbetsförklaring
Nu har vi sett hur en motor kan producera elektricitet, vi kommer att använda motorn för att ladda superkondensatorn som i sin tur driver lysdioden.
Super Capacitor används här för att lagra laddningen så att den kan driva lysdioden under längre tid. Anslut superkondensatorns minuspol med motorns första kabel och pluspol till motorns andra kabel genom Schottky-dioden.
Som tidigare nämnts används Schottky-dioden för att blockera strömflödet i motsatt riktning. Så anslut den positiva terminalen på Schottky-dioden till motorn och den negativa terminalen till superkondensatorn. Nu kommer ström att strömma från anod till katod, och den kommer att blockera strömmen från katoden till anoden betyder att strömmen bara kommer att strömma från motor till superkondensator. Schottky-dioden används här eftersom den har lågt effektfall än den normala dioden.
Anslut nu lysdioden till en superkondensator och använd ett motstånd för att begränsa strömförbrukningen. En skjutreglage används också för att tända och stänga av LED. Ansluta de positiva stiften i supercapacitor och LED med 2 nd och 3 : e stift av omkopplaren och ansluter den negativa stiftet hos ledde till den första tappen av omkopplaren.
Efter anslutningen ser min ficklampaprototyp ut som bilden nedan. Jag använde en kartong för att skapa en rörliknande struktur.
Slutligen är den mekaniskt drivna nödficklampan klar, bara blåsa luften in i fläkten för att rotera den. Motorn laddar superkondensatorn och Supercapacitor driver lysdioden. Du kan använda en ljusare LED för mer ljus. När superkondensatorn är fulladdad kan den leda strömmen i ca. 10 minuter. För att rotera motorn kan istället för att blåsa luft byggas en mer effektiv växel- och spakmekanism.
Om du har några frågor angående detta projekt, lämna dem i kommentarsektionen.
Den fullständiga demonstrationsvideon ges nedan: