W naszym świecie sporo osób zajmuje się domowymi eksperymentami w domowych laboratoriach i warsztatach. Dla jednych jest to sposób na potwierdzenie siebie, dla innych jest to chęć rozwijania swoich umiejętności. A co, jeśli jest to eksperyment wykonany z pospiesznie sklejonych części? Najważniejsze, że urządzenie lub obwód działa. Dzisiaj przeanalizujemy właśnie taki wynalazek, wykonany praktycznie na kolanach. Opiera się jednak na niewzruszonych zasadach i prawach fizyki, którym nie można zaprzeczyć.
Porozmawiamy o latarce, która działa bez baterii. Być może ktoś widział już w Internecie najprostszy generator Faradaya, który pozwala zapalić małą diodę LED kilkoma ruchami przewodnika w uzwojeniu. Zespoły z prawie rozładowanego akumulatora, autotransformatora i tranzystora, które są w stanie zasilić diodę LED 3 V przy napięciu początkowym rzędu dziesiątych części wolta, również nie są już rzadkością.
Tutaj autor poszedł nieco dalej, modernizując obwód urządzenia, dodając prostownik, superkondensator (jonistor), rezystancję i całkowicie eliminując źródło zasilania. Dzięki temu praca latarki stała się znacznie stabilniejsza i wydajniejsza. A jeśli potrząśniesz obudową przez kilka minut, można ją ładować przez długi czas działania diody LED. Jak to działa? Rozwiążmy to.
Witam wszystkich czytelników i wielbicieli serwisu Radioschema! Dzisiaj chcę porozmawiać o stworzeniu „wiecznej” latarni. Już od dawna pojawił się pomysł zbudowania latarki, która działa wykorzystując siłę mięśni, zamieniając energię mechaniczną obrotu na światło. Ta latarka ma bardzo dużą przewagę nad innymi - jej bateria nie może się wyczerpać. Ale oczywiście nie jest to pozbawione wad - będziesz musiał się napracować, aby im to zabłysnąć. Dlatego jego pierwszym celem jest praca w trybie awaryjnym (w przypadku wyczerpania się akumulatorów), gdy pilnie trzeba gdzieś zaświecić światłem, np. w celu wkręcenia wtyczki w panelu elektrycznym. Ponieważ podczas długotrwałej pracy osoba po prostu zmęczy się obracaniem uchwytu latarki.
Był więc pomysł, ale trudno go było zrealizować, bo trzeba było zmontować skrzynię biegów z silnikiem elektrycznym i wcisnąć ją do jakiejś obudowy, a dla większości radioamatorów obudowa jest „przeszkodą”. ” Ale to zadanie zostało radykalnie uproszczone poprzez zakup niedrogiej drukarki 3D. Obecnie konstrukcja dowolnej obudowy urządzenia radioelektronicznego jest ograniczona jedynie wyobraźnią autora.
Pierwszy naleśnik jak zwykle był nierówny: wydrukowałem obudowę, nie wiedząc jeszcze jak będzie wyglądać gotowe urządzenie, biorąc pierwszy silnik, na jaki się natknąłem, jako generator. Okazało się, że nawet przy bardzo szybkim obrocie rączki nie było wystarczającego napięcia do stabilnej pracy latarki. Następnie, nauczony gorzkim doświadczeniem, podszedłem do pytania bardziej inteligentnie. Wziąłem kilka istniejących silników i przetestowałem je pod kątem przydatności do tego projektu.
Robimy to: wciskamy wał silnika w śrubokręt, podajemy maksymalną prędkość i mierzymy napięcie i prąd zwarciowy silnika. W związku z tym wybieramy najlepszy egzemplarz. Z moich obserwacji wynika, że najlepiej jest wziąć silnik wysokonapięciowy (12-24 V) i niskoobrotowy.
Dalej o skrzyni biegów: Użyłem fabrycznych zębatek, ponieważ mój program do modelowania 3D nie ma biblioteki do budowy tej ostatniej, a obecnie drukuję z tworzywa PLA, ale nie jest ono odporne na zużycie. Napęd i silnik wykorzystano z jakiegoś elektrycznego korektora do reflektorów samochodowych, pośredni (duży) z napędu dyskowego centrum muzycznego AIWA, ostatni (na silniku) z samochodu dziecięcego. Obiektyw był używany z niedziałającej chińskiej latarki czołowej. Plusy: ma obiektyw i możliwość zmiany ogniskowej. Źródłem światła jest trzywatowa dioda LED, która oczywiście nie jest wykorzystywana „w pełni”, ale pod względem niezawodności nie ma sobie równych (przy tak niskim obciążeniu).
Jak wiadomo, takie latarki mają jeszcze jedną wadę - świecą podczas kręcenia rączką. Aby choć w pewnym stopniu załagodzić tę wadę, zamontowałem w obudowie jonizatory o łącznej pojemności dwóch faradów. Równolegle z tą ostatnią pięciowoltową diodą Zenera, ponieważ maksymalne napięcie dla tych jonistów wynosi 5,5 wolta, a generator jest w stanie dostarczyć do 12 woltów bez obciążenia. W bocznej ściance urządzenia zamontowany jest przełącznik odłączający diodę LED od jonizatorów, jeśli nie jest potrzebny, można go wyłączyć, a w jonistorze pozostanie ładunek do późniejszego wykorzystania. W pozycji wyłączonej, po obróceniu pokrętła następuje proces ładowania jonizatorów.
Dedykowane głównie nowicjuszom w świecie fizyki i elektroniki. Dzisiaj pokażę Wam najprostszy sposób na wykonanie „wiecznej latarki”, czyli generator Faradaya. Jest „wieczny”, bo może pracować bez żadnych źródeł energii, takich jak baterie czy akumulatory.
I tak do tego potrzebujemy:
-drut miedziany o przekroju 0,1-0,5 mm
-Magnesy neodymowe
-Rura PCV o długości 10-15 cm i szerokości 2 cm
-karton
-LED niskiego napięcia
- Opcjonalny kondensator 10000 pf
Narzędzia jakich potrzebujemy to:
-lutownica
-pistolet na klej
-nożyce
I tak, pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić, to wyciąć z tektury dwie podkładki o średnicy 4-5 mm większej niż średnica rury:
Wieczna latarka lub latarka Faradaya Tak nazywa się latarkę z alternatywnym źródłem zasilania. Oznacza to, że ta latarka nie wymaga baterii ani ładowania baterii. Aby go „zapalić”, należy nim potrząsnąć. Sama latarka zawiera generator i baterię.
Przyjrzyjmy się najpierw fabrycznej latarce:
Starałem się jak najbardziej namalować projekt. Chodzi o to, że stała cylindryczna magnes zwisa swobodnie w obudowie rury pomiędzy gumowymi ogranicznikami lub sprężynami (gdziekolwiek). A pośrodku rurki znajduje się uzwojenie cewki. Po potrząśnięciu magnes porusza się w górę i w dół wewnątrz cewki, wytwarzając w niej prąd przemienny.
Spójrzmy bez obudowy.
Widzimy elektromagnes, cylindryczny magnes, ograniczniki, małą płytkę z diodami, włącznik i baterie. Aha, i dioda LED na płycie.
Potrząśnij latarką i włącz ją. Pracuje!
Oto nasz prototyp:
Pole tik-tak. Rurka, na którą nawinięta jest szpula, to korpus długopisu. Kilka magnesów z dysku twardego, trochę ich tam jest. Tak, zamiast baterii zastosowano kondensatory. Biała dioda LED. kilka diod.
Istnieje osobliwość uzwojenia cewki. Jak zapewne zauważyłeś na schemacie, cewka składa się z dwóch uzwojeń, całkowita długość cewki wynosi 40 mm. Podziel uderzony psychicznie. W pierwszej połowie nawijamy 600 zwojów najcieńszego drutu o średnicy około 0,08 mm. A w drugiej połowie jest 600 tur. To wszystko - cewka dwusekcyjna jest gotowa. Dalej zgodnie ze schematem.
Latarka to rzecz niezbędna. A jeśli jest to latarka wieczna, to po prostu nie ma ceny. Może się przydać w każdej chwili: w mieszkaniu jest przerwa w dostawie prądu, może zdarzyć się nieprzewidziana sytuacja na wycieczce, w garażu, na daczy. Wyobraź sobie, co się stanie, jeśli bateria wyczerpie się w najbardziej nieodpowiednim momencie. Ale jeśli latarka ma dynamo, to nie ma się czym martwić. Zawsze będziesz ze światłem.
Latarka na dynamo różni się od innych tym, że nie posiada baterii. Może mieć:
Wieczna latarka może pracować bez ograniczeń czasowych. Żywotność zależy od trwałości wbudowanej w nią żarówki. Nowoczesna latarka na dynamo - LED. Dzięki autonomicznemu ładowaniu może pracować nieprzerwanie przez ponad dziesięć lat.
Nazywana jest także latarką Faradaya. Urządzenie jest dość proste. Lampa posiada metalowy rdzeń i cewkę. Kiedy wchodzą w interakcję, powstaje prąd elektryczny. Wieczna latarka wyposażona jest w akumulator Ni-Mh. W latarni zainstalowana jest jedna lub więcej lamp LED. Jeśli jest jedna lampa, umieszcza się ją pośrodku, jeśli jest ich kilka, to wokół środka.
Latarka akumulatorowa na dynamo, ze względu na to, że do działania nie wymaga baterii, jest poszukiwana przez myśliwych, rybaków i turystów. Lampki na prawdziwe dynamo są dość drogie, ale spełniają swoją funkcję - wytrzymują naprawdę długo i zapewniają przyzwoity poziom jakości.
Wieczna latarka jest niezastąpiona dla prawdziwych tropicieli. Wybierając latarkę, nie musisz oszczędzać pieniędzy.
Zalety latarki Faradaya:
Istnieje dość duża liczba opcji latarek wiecznych, przeznaczonych do różnych sytuacji i do stosowania przy wykonywaniu różnych prac.
Latarka Faradaya nie ma baterii. Można z niego korzystać bez wymiany lamp przez 11 lat. Dobrze znosi mokrą pogodę i można go używać nawet podczas deszczu. Kondensator ma dużą pojemność elektryczną. Aby urządzenie się naładowało, wystarczy nim potrząsnąć. Dioda LED wyposażona jest w soczewkę, dzięki czemu moc strumienia świetlnego jest zwiększona.
Lekki i kompaktowy. Wykonane z tworzywa sztucznego.
Ta opcja jest bardzo wygodna, ponieważ nie musisz trzymać jej w rękach. Mocuje się go na czole za pomocą gumek. Działa bez baterii.
Jest ładowarka do ładowania. Za pomocą przewodu łączy się go z ładowarką wyposażoną w obrotowy uchwyt. Po minucie pracy piórem możesz oświetlać przestrzeń przez godzinę. Urządzenie może służyć do ładowania telefonu komórkowego. Adaptery przeznaczone są do ładowania telefonu Nokia. Ma niewielkie wymiary: 5 x 6 cm.Korpus wykonany jest z tworzywa sztucznego.
Cechą szczególną jest obecność dodatkowych opcji. Model ten może pełnić funkcję ładowarki do telefonów komórkowych i aparatów fotograficznych. Ładowanie wystarczy na pół godziny pracy urządzeń elektronicznych. Wszystkie dodatkowe adaptery są dołączone.
Może pracować w dwóch trybach, słabym na jednej diodzie i normalnym na trzech. Ładowanie przez minutę zapewnia światło przez godzinę.
Wymiary całkowite - 15,5 x 5,5 x 4,5 cm, obudowa z tworzywa sztucznego.
Model ten nie wymaga również baterii. Na korpusie znajduje się uchwyt, którego obrót ładuje akumulator.
3 minuty obrotu uchwytu - 40 minut ciągłego świecenia. Zamontowane trzy diody LED. Posiada kilka trybów pracy - migający, tryb delikatny z 1 diodą oraz tryb normalny, w którym wszystkie trzy diody świecą równomiernie. Nie przepuszcza wody, z powodzeniem może pracować na głębokości do 10 metrów. Kąt obrotu wynosi 320 stopni. Jest to bardzo wygodne – można je zabezpieczyć i obrócić w wybranym kierunku.
Wymiary całkowite to 151x50x40 mm. Waga wynosi około 150 g. Model jest dostarczany w plastikowej obudowie.
Modele te prezentowane są w formie latarki LED zasilanej energią świetlną. Korpus urządzenia świetlnego wyposażony jest w baterię słoneczną, która jest głównym źródłem energii. W przypadku większości modeli to źródło nie jest jedyne. W obudowie wbudowane jest także dynamo.
Uchwyt prowadzący do dynama obraca się, aby go zasilić. Ta czynność ładuje akumulator. Zatem model ten działa zarówno na energię świetlną (bateria słoneczna), jak i na dynamo. Dzięki takiemu połączeniu wydłuża się czas działania latarki. Na tych źródłach energii może pracować przez półtorej godziny. Jeśli lampa zgaśnie, zawsze można ją dynamicznie naładować.
Zaletą modelu jest jego odporność na wilgoć. Może działać na głębokości pięciu metrów pod wodą. Diody LED zamontowane w latarce mogą „żyć” 50 000 godzin.
Wymiary urządzenia świetlnego: 147x61x45 mm. Waga to około 180 g. Korpus wykonany jest z tworzywa sztucznego.
Urządzenie jest wielofunkcyjne. Ma wygodną, ergonomiczną obudowę, w której zainstalowano dość mocną diodę LED. W obudowie znajduje się odbiornik radiowy oraz instalacja alarmowa wyposażona w syrenę. Takie funkcje docenią turyści, zbieracze grzybów i jagód, ogrodnicy i miłośnicy samochodów.
Zaletą latarki na dynamo jest to, że jest niezależna od źródła zasilania. Urządzenie świetlne posiada ręczny napęd mechaniczny, za pomocą którego można naładować latarkę, jeśli w pobliżu nie ma źródła prądu. Zestaw wyposażony jest w słuchawki, a głośnik wbudowany jest w korpus. Ręczne ładowanie trwa minutę. To wystarczy, aby latarnia świeciła przez dziesięć minut bez przerwy.
Wadą tej opcji jest to, że jest podatna na działanie wody.
Obejrzyj to w naszym filmie? jak ulepszyć najprostszą latarnię na dynamo.
