Titta på den ständigt uppkommande energin i naturen runt oss (vind, solljus, vattenenergi) finns det en önskan att försöka använda denna fria energi. Naturligtvis att bo bland fastlandet och i ett tempererat klimat, den alternativa energin som kommer till oss är liten, vi har inte kustvindar och en öken sol. Ja, energin är inte stor, men den kommer nästan ständigt till oss. Och om du skapar en enhet för dess ansamling och användning, gör det själv, från improviserade material, då är denna energi fri.
I vissa fall kan du behöva en liten mängd el för att driva en lågströmsenhet. För drift av en kompakt väderstation, övervakning av vattennivån i tanken, för nödbelysning och kontroll av automatiseringen av växthuset. För var och en av dessa enheter måste du ha en strömkälla. Vid periodisk användning av enheten (till exempel i mörkret) rekommenderas det att använda en batteridriven IP. För dess laddning är det dessutom mest fördelaktigt att använda en förnybar energikälla, vilket gör IP: n ekonomisk och autonom. Och när man använder vind- och solenergi kommer enheten dessutom att vara kompakt och mobil.
Den här artikeln föreslår att tillverka en laddbar LED-lampa med laddning från alternativa naturliga energikällor. Bas för hemlagad fungerade som karosseri och renoverade element i ett NiMH-batteri för en skruvmejsel, diskuterat i Artikel.
Enhetsschema
Kretsen är en kedja av en energegenerator, energikonverterare, batteri och ljuskälla. Energikonverteraren är en stabiliserad spänningsomvandlare. Den konverterar en låg DC-utspänning från en Gen-källa (vindgenerator eller solpanel) till en ökad spänning som är tillräcklig för att ladda ett batteri på fyra Bat1 NiMH-batterier. Enheten kan öka ingångsspänningen från 0,8 ... 6,0 volt till utgången 8 ... 30 volt. I denna krets stabiliseras utgångsspänningen och överskrider inte den maximala laddningen (1,8 v x 4 = 7,2 v).
Tänk på omvandlarens funktion.
Kretsen är baserad på en blockerande generator, bestående av en transformator, en transistor VT2, ett motstånd R1 (valt inom 360 ... 1200 ohm) och en keramisk kondensator 0,33 ... 1,0 mikrofarad. Under drift av blockeringsgeneratorn, på grund av EMF för självinduktion, som utvecklas av primärlindningen, bildas en hög pulsspänning vid transformatorns utgång. Denna spänning korrigeras av VD1-dioden och matas sedan till ett laddningsbart batteri.
Stabilisering av omvandlarens utgångsspänning.
Många uppladdningsbara batterier kan inte laddas, eftersom det förkortar deras livslängd. Därför används stabilisering av utgångsspänningen i den betraktade kretsen. För att göra detta läggs en VT1-typ BC548-transistor, en Zener-diod VD2 (stabiliseringsspänning väljs), motstånd R2, R3 till kretsen.
När den likriktade utgångsspänningen från blockeringsgeneratorn överskrider stabiliseringsspänningströskeln börjar zenerdioden att leda ström genom sig själv. Denna ström flyter till basen hos transistorn VT1. Denna transistor börjar i sin tur öppna och shunta basemittertransistorns VT2-generator. Detta orsakar en minskning i förstärkningen av denna transistor, respektive minskar amplituden hos utsignalen.
På grund av det faktum att NiMH-batteriet har en betydande kapacitet och kan laddas med strömmar upp till 1C, och utgångsströmmen från spänningsomvandlaren inte är hög under normala förhållanden, beaktades inte stabiliteten av omvandlaren med ström.
Tillverkning av en spänningsomvandlare.
1. Detaljer för tillverkning av omvandlaren.
Grunden för blockeringsgeneratorn är en transformator, som måste köpas eller göras med dina egna händer. Transformatorens designalternativ är möjliga:
Transformatorns primära lindning består av 45 varv tråd med en diameter av 0,3 ... 0,5 mm, lindade på en ferritkärna med en diameter på 10 och en längd på 50 mm. Den sekundära lindningen (återkopplingslindningen) består av 15 ... 20 varv av samma tråd lindad över den primära lindningen.
Transformatorn lindas på en 2000NM ferritring i storlek K7x4x2 ... K12x7x5 och innehåller två lindningar på 20 ... 30 varv av PEV-ledning 0.3 ... 0.5.
I vårt fall gör vi det ännu enklare. Vi tar den färdiga choken från 300 mH och över, över dess lindning lindar vi 20 ... 25 varv med en tråd på 0,2 ... 0,5 mm, i samma riktning. Vi ansluter lindningarna enligt schemat med hänsyn till början av lindningen (indikerad med en punkt). Vi fixar den nya lindningen med värmekrymp, tejp, lim. En sådan transformator pumpar inte sämre än en ring.
Transistor VT1 vilken lågeffekt n-p-n typ som helst - KT315, BC548. Transistor VT2, n-p-n-typ, väljs beroende på belastning. Transistorn VT2 behöver inte en kylningsradiator, eftersom blockeringsgeneratorn arbetar i pulserat läge.
Det rekommenderas att använda VD1-dioden från den ”snabba” serien 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - lämplig för ström.
Vid Zener-dioden VD2 väljs stabiliseringsspänningen beroende på önskad utgångsspänning. VD3-diod varje lämplig ström.
Kondensator C1 jämnar ut fluktuationerna i den inkommande spänningen och kondensatorn C3 på utgångsspänningen. VD3-dioden förhindrar urladdning av Bat1-batterier om det inte finns tillräcklig ingångsspänning på den. Mikroammetern fungerar som en visuell indikator för batteriets laddningsström.
2. Montering av spänningsomvandlaren.
Vi kompletterar omvandlaren med delar enligt schemat. Vi monterar omvandlardelarna på ett universellt kretskort. Vi ansluter kretsen till en reglerad spänningskälla.
3. Konfigurera och felsöka omvandlarens funktion.
Vi kopplar bort Zener-dioden VD2 från kretsen, istället för R1 ställer vi in en inställningsmotstånd på 4,7 kom. Som belastning på omvandlaren installerar vi ett motstånd på 1 kΩ. Genom att ändra motståndet R1 uppnår vi maximal spänning vid belastningen. Utan last kan denna krets producera 100 volt eller mer, så vid felsökning är det tillrådligt att ställa in utgångskondensatorn C3 till en spänning på minst 200V och glöm inte att ladda ur den. Eftersom spänningsamplituden vid utgångslindningen kan vara ganska hög, rekommenderas det att slå på dämpningsmotståndet med ett motstånd på 10 ... 100 k i serie med multimetern. Det hjälper till att förhindra skador på enheten under mätningar på olika punkter i kretsen. För att mäta konstant spänning från likriktningsdiodens utgång, bör en kondensator med en kapacitet upp till 10 μF och en spänning på minst 250 V anslutas parallellt med voltmetern. I detta fall kommer voltmeteravläsningarna att vara mer exakta, eftersom vi också kommer att mäta pulsspänningen.
Vi mäter värdet på det optimala motståndet för det variabla motståndet R1 och ersätter det i kretsen med motsvarande konstantmotstånd. Vi installerar Zener-dioden VD2 i kretsen, närmast önskad utgång, stabiliseringsspänning. Genom att välja en zenerdiod uppnår vi den erforderliga utspänningen. Detta är den spänning vi kommer att använda för att ladda batteriet.
Om omvandlaren inte startar, byter vi ändarna på en av transformatorns lindningar.
4. Vi förbereder ämnet för arbetsskivan genom att klippa ut önskad storlek från en typisk universalskiva. Dimensionerna på arbetsbordet väljs utifrån dimensionerna på det föreslagna givarkåpan och platsen i det för montering av kortet.
5. Vi utför kablarna på den felsökta kretsen till arbetsbordet.
6. Installera omformarkortet på den avsedda platsen för fodralets botten från NiMH-batteriet för en skruvmejsel. Vi placerar ett block med fyra återställda delar av detta batteri på ledigt utrymme.
7. På ett litet PCB-kort monterar vi en ljuskälla för den tillverkade batterilampan. Vi lödar på en matris av deras tre parallellt anslutna lysdioder och begränsar motståndet (se diagram). För att fixa lysdioderna i lampan borrar vi ett hål i kortets hörn.
8. För att passa LED-ljuskällan, väljer vi ett litet plastskyddsreflektorhus. Vi tillverkar en övergångsmetallfäste för justerbar installation av reflektorn på omvandlarhuset. Vi installerar och fixerar LED-kortet på plats.
9. Vi monterar den övre delen av omvandlarhuset.
10. Som en visuell indikator på närvaron och relativ storlek på batteriets laddningsström, i det fria utrymmet på den övre delen av omvandlarhuset, placerar vi en mikroammeter - en indikator från en gammal bandspelare. Mikroammetern är utformad för låg ström, så vi beräknar, väljer och ansluter ett shuntmotstånd till enheten för att kontrollera värdet på den förväntade batteriladdningsströmmen.
11. Anslut ledarna till alla delar i en enda krets.
Vi ansluter konverteringskortet till batteriets batteri genom den skyddande dioden VD3 och en kontrollmikroameter. Vi tar ut kontakten för anslutning av omvandlaren till en alternativ energikälla (vindgenerator eller solpaneler). Vi ansluter LED-ljuskällan till batteriet genom en extern strömbrytare. Kombinera allt i en byggnad.
12. Det är planerat att använda den tillverkade uppladdningsbara LED-lampan tillsammans med en vindgenerator baserad på en permanentmagnetmotor med permanent magnetmassa. Men det är en annan historia.
