У нашому світі чимало людей займаються саморобними дослідами у домашніх лабораторіях та майстернях. Для одних – це спосіб самоствердитись, для інших – прагнення розвитку своїх здібностей. І що з того, якщо це буде експеримент із поспіхом склеєних деталей. Головне, щоб пристрій чи схема працювали. Сьогодні ми розбиратимемо саме такий винахід, зроблений практично на колінах. Однак у його основу покладено непорушні принципи та закони фізики, які неможливо заперечувати.
Йтиметься про ліхтарик, який працює без батарейок. Можливо, хтось уже бачив на просторах інтернету найпростіший генератор Фарадея, який дозволяє від кількох рухів провідника в обмотці запалити невеликий світлодіод. Складання практично мертвої батареї, автотрансформатора і транзистора, які здатні при вихідній напрузі в десяті частки вольта живити світлодіод на 3V теж вже не рідкість.
Тут автор пішов трохи далі, модернізувавши схему пристрою, додавши випрямляч, суперконденсатор (іоністор), опір і повністю виключивши джерело живлення. У результаті робота ліхтарика стала набагато стабільнішою та ефективнішою. А якщо корпус кілька хвилин потрясти, його можна зарядити тривалий час роботи світлодіода. Як це працює? Давайте розумітися.

Принцип роботи

Пристрій складається з кількох котушок індуктивності, які можна зібрати самому. Первинна котушка індуктивності служить власне джерелом живлення або повністю замінює його звичний аналог – батарейку. За рахунок переміщення в ній стрижня з постійних магнітів індукується електричний струм. Через коливальних рухів у магнітному полі створюються електричні хвилі, що виходять від котушки з певною частотою. Стабілізувати їх і перетворити на постійний струм допомагає випрямляч або діодний міст.
Без накопичувальної ємності такий пристрій довелося б постійно трусити, тому наступним елементом у схемі виступає суперконденсатор, здатний заряджатися за типом акумулятора. Далі підключений підвищує трансформатор або перетворювач напруги, який складається з тороїдальної феритової котушки і двох обмоток - базової та колекторної. Число витків може бути однаковим і зазвичай становить 20-50. Трансформатор має середню точку з'єднання по протилежних кінцях обох обмоток і три виходи на транзистор. Автотрансформатор підвищує мізерні імпульси струму в достатні роботи світлодіода, а їх контролю підключений біполярний транзистор. Подібна електрична схема у різних джерелах має різні назви: злодій джоулів, блокінг-генератор, генератор Фарадея тощо.

Необхідна база ресурсів для саморобки

Матеріали:

• ПВХ труба, діаметр 20 мм;
• Мідний дріт, діаметр – 0,5 мм;
• Транзистор малопотужний зворотної провідності;
• Діодний міст чи випрямляч 2W10;
• Резистор;
• Суперконденсатор або іоністор 1F 5.5V
• Кнопка-вимикач;
• Світлодіод білий чи синій на 5V;
• Прозорий клей типу епоксидної смоли;
• Гарячий клей;
• Шматочки фанери, вата;
• Мідна проводка в ізоляції.

Інструменти:

• Паяльник;
• Пістолет для гарячого клею;
• Ножовка по металу;
• Напильник, наждачний папір.

Процес виготовлення ліхтарика

Корпус ліхтарика робитимемо з ПВХ труби. Відзначаємо відрізок довжиною 16 см і відрізаємо його ножівкою по металу.

Від центру відрізка відзначаємо по 1,5 см у кожну сторону. Виходить зона для обмотки завширшки 3 см.

Далі беремо мідний дріт перетином 0,5 мм, залишаємо один кінець його довжиною близько 10-15 см, і намотуємо дріт на трубку-корпус ліхтарика по розмітці вручну. Мотати доведеться досить багато, понад півтисячі витків. Перші з них можна зафіксувати клеєм. Початковий ряд котушки щільно притискаємо один до одного, і робимо його послідовно.

У максимальних точках обмотка має бути приблизно близько половини сантиметра завтовшки. Зачищаємо обидва кінці дроту наждачним папером для надійної спайки.

Рухомий магнітний сердечник котушки може бути як цілісним, так і зібраним частинами. Неодимові магніти підбираються за внутрішнім діаметром ПВХ трубки. Досвідченим шляхом набирається необхідна довжина магнітного стрижня, через коливання якого створюватиметься електричний струм.

Автор використовував десять магнітів товщиною 3 мм, щоб набрати довжину максимально раціональну для таких коливань і одночасно рівну ширині обмотки.

За шкалою осцилографа можна побачити різницю між потенціалами, які отримують від коливань одного і десяти магнітів. Автор отримав від коливань магнітного стрижня напругу 4,5V. На ній також ясно видно циклічність синусоїди в інтервалах частотності, що змінюється.

На цьому етапі, за прикладом автора, можна підключити безпосередньо до кінців котушки світлодіод, що виходять, і перевірити її працездатність. Як видно на фото, світлодіод реагує на переміщення магнітного стрижня і створюваний ним самим імпульсний струм.

Тепер необхідно заглушити обидва кінці трубки, щоб не дотримувати їх руками під час трясіння. Для цього тієї ж ножівкою випилюємо з фанери кілька п'ятачків, обробляємо грані напилком, прокладаємо ваткою з тильного боку для пом'якшення і саджаємо на клей, щоб не вивалювалися.

Настала черга підключити випрямляч. Схема, відображена на фото, показує, які два його контакти з чотирьох підключити до котушки. Такий діодний міст здатний приймати змінний струм і видавати постійний строго в одному напрямку.

Автотрансформатор, що підвищує, допоможе перетворити низькі спонтанні імпульси від первинної котушки в достатню напругу для роботи світлодіода за рахунок самоіндукції однієї з обмоток - колекторної. Так як вона пов'язана з базовою обмоткою, постійний та стабільний електричний струм подаватиметься на суперконденсатор у достатній кількості. Резистор обмежить перевищення допустимих номіналів. Конденсатор достатньої ємності також підібраний автором досвідченим шляхом за допомогою вимірів вихідних сигналів осцилографом.

Замикає цю схему біполярний транзистор зворотної провідності, який і управляє електричним струмом, що надходить, до світлодіода. Зібрати схему можна без плати, оскільки деталей не так багато. Кнопку вимикач монтуємо на один із контактів, що йде від автотрансформатора.

Привіт всім читачам та шанувальникам сайту Радіосхеми! Сьогодні хочу розповісти про створення «вічного» ліхтаря. Давно була думка зібрати ліхтарик, що працює за рахунок м'язової сили, що перетворює механічну енергію обертання у світ. Такий ліхтар має дуже велику перевагу перед іншими - у нього не може «сісти» батарейка. Але він звичайно і не позбавлений недоліку - щоб їм присвятити доведеться працювати. Тому перше його призначення - робота в аварійному режимі (якщо АКБ виявилися сівшими), коли потрібно терміново десь присвітити, наприклад, щоб повернути пробки в електрощиті. Оскільки при тривалій роботі, людина просто втомиться крутити ручку ліхтаря.

Схема динамо ліхтарика

Роздруківка корпусу на 3Д принтері

Так ось, думка була, але матеріалізуватися їй було важко, тому що потрібно було зібрати редуктор з електродвигуном і запхати в якийсь корпус, а у більшості радіоаматорів корпус є «каменем спотикання». Але це завдання кардинально спростилася з придбанням недорогого 3D принтера. Тепер споруда якогось корпусу для радіоелектронного пристрою обмежується лише фантазією автора.

Перший млинець як завжди був грудкою: роздрукував корпус, ще не знаючи як виглядатиме готовий пристрій, взявши перший-ліпший двигун як генератор. Вийшло так, що навіть при дуже швидкому обертанні ручки не вистачало напруження для стабільної роботи ліхтаря. Потім, навчений гірким досвідом, вже осмислено підійшов до питання. Взяв купу існуючих двигунів і протестував їх на придатність до цього проекту.

Робимо так: затискаємо вал двигуна в шуруповерт, даємо максимальні обороти та вимірюємо напругу та струм короткого замикання мотора. Відповідно відбираємо найкращий екземпляр. За моїми спостереженнями найкраще брати високовольтний (12 -24 вольта) і мало спритний мотор.

Далі по редуктору: шестерні використовував заводські, так як у моїй програмі 3D моделювання немає бібліотеки для побудови останніх і друкую я поки що з пластику PLA, а він стійкістю до зносу не відрізняється. Провідну шестерню і двигун використовував від якогось електрокоректора фар автомобіля, проміжна (велика) від приводу дисків музичного центру AIWA, остання (на моторі) від дитячої машинки. Об'єктив використовував від неробочого китайського налобного ліхтарика. З плюсів: у ньому встановлена ​​лінза і є можливість змінювати фокусну відстань. Джерелом світла є світлодіод на три вати, він, звичайно, не використовується "на всю силу", зате в надійності йому немає рівних (при такому малому завантаженні).

Як відомо, у таких ліхтарів є ще один недолік - світить, поки крутиш ручку. Що б хоча б певною мірою згладити цей недолік встановив у корпус іоністори, загальною ємністю в два фаради. І паралельно останнім стабілітрон на п'ять вольт, так як гранична напруга даних іоністорів становить 5,5 вольт, а генератор здатний віддавати до 12 вольт без навантаження. У бічній стінці пристрою встановлений вимикач, який від'єднує світлодіод від іоністорів, при непотрібності його можна вимкнути і в іоністорі залишиться заряд для подальшого користування. У вимкненому положенні при обертанні ручки відбувається процес заряду іоністорів.

Фото процесу виготовлення

Здебільшого присвячена новачкам у світі фізики та електроніки. Сьогодні я покажу найпростіший спосіб зробити "вічний ліхтарик" а саме генератор Фарадея. "Вічний" він тому що він може працювати без будь-яких джерел енергії, на кшталт батарейок та акумуляторів.

І так йому знадобиться:
-мідний провід перетином 0,1-0,5 мм
-неодимові магніти
-пвх труба довжиною 10-15 см та шириною 2 см
-Картон
-низьковольтний світлодіод
-конденсатор на 10000пф за бажанням

З інструментів нам знадобиться:
-паяльник
-Клейовий пістолет
-ножиці

І так насамперед потрібно вирізати з картону дві шайбочки, в діаметрі на 4-5мм більше ніж діаметр труби:

Тепер прикладаємо до центру нашу трубу, обводимо і вирізаємо оскільки показано на фото (кружечки які ми вирізали не викидаємо, вони нам потім знадобляться):

Одягаємо наші шайбочки на трубу, так як показано на фото і приклеюємо термо клеєм:

Тепер беремо мідний дріт і мотаємо 250-360 витків (не обов'язково виток до витка)

Беремо кружечки, які ми залишили і приклеюємо одну з них на кінець труби, інший кінець поки залишаємо відкритим:

Припаюємо світлодіод до кінців дроту (полярність тут не має значення), також можна поставити конденсатор на 100000пф і діод, що випрямляє, але так як саморобка для початківців я вирішив обійтися без них.

Беремо 4 з'єднані неодимові магніти і кидаємо їх в трубу, після чого заклеюємо кругляшком який ми залишили:

Туди ж приклеюємо світлодіод, без будь-яких бортиків, що відбивають:

З боку однієї з шайб робимо надрізи, простягаємо дріт і закріплюємо його на трубі:

Ну от і все! Генератор Фарадея готовий і залишилося лише його протестувати. Для того щоб він заробив потрібно робити поступальний рух, так щоб неодимовий магнітик став рухатися вгору вниз у напрямку труби, відео з випробуваннями та інструкцією з виготовлення представлено нижче, приємного перегляду

Вічний ліхтарик чи ліхтарик Фарадеятак називають ліхтарик із джерелом альтернативного живлення. Тобто цей ліхтар не вимагає батарейок або заряджання акумулятора. Щоб його "запалити" потрібно його потрясти. У самому ліхтарику стоїть генератор та акумуляторна батарея.

Давайте спочатку познайомимося із заводським ліхтарем:

Я постарався максимально розмалювати конструкцію. Суть у тому, що циліндричний постійний магнітвільно бовтається в трубці-корпусі між гумовими упорами або пружинками (де як). А в центрі трубки намотана котушка. При трясці магніт бігає вгору вниз усередині котушки, створюючи в ній при цьому змінну електрику.

Подивимося без корпусу.

Ми бачимо соленоїд, циліндричний магніт, обмежувачі, невелику плату з діодами, перемикачем та акумулятори. Ах та й світлодіод на платі.

Трясемо ліхтарик, включаємо. Працює!

А ось наш досвідчений зразок:

Коробочка з-під Тік-так. Трубка на яку намотана котушка – корпус від кулькової ручки. Пару магнітиків від жорсткого диска є там такі. Так, замість акумуляторів використано конденсатори. Білий світлодіод. пару діодів.

Є особливість намотування котушки. Як Ви, напевно, помітили із схеми – котушка складається з двох обмоток, загальна довжина котушки 40 мм. Ділим подумки потрапила. На першій половині намотуємо 600 витків найтоншого дроту діаметром приблизно 0,08 мм. І на другій половині 600 витків. Ось і все – двох секційна котушка готова. Далі за схемою.

Ліхтарик – незамінна річ. А якщо це вічний ліхтарик, то йому просто немає ціни. У нагоді він може будь-якої хвилини: у квартирі сталося відключення світла, непередбачена ситуація може статися в поїздці, в гаражі, на дачі. Тільки уявіть, що буде, якщо в самий невідповідний момент сяде батарейка. Але якщо ліхтар з динамомашиною, то турбуватися нема про що. Ви завжди будете зі світлом.

Що таке динамо-ліхтар

Ліхтарик з динамо відрізняється від інших тим, що в ньому немає батарейок. Він може мати:

• ручку, яку для заряджання треба крутити;
• важіль, багаторазове натискання на який сприяє зарядженню;
• є ще один варіант - просто потрясти ліхтар, і година роботи забезпечена.

Вічний ліхтарик може працювати без обмеження часу. Термін служби залежить від довговічності, вбудованої лампочки. Сучасний динамо ліхтарик – світлодіодний. Він може працювати понад десять років безперервно за рахунок автономної зарядки.

Його називають ще ліхтарик Фарадея. Пристрій досить простий. У світильнику є сердечник з металу та котушка. За її взаємодії виникає електричний струм. Вічний ліхтар має Ni-Mh акумулятор. У ліхтарі встановлюють одну або кілька світлодіодних ламп. Якщо одна лампа, її розміщують її по центру, якщо кілька, то навколо центру.

Функціональність даного пристрою для мисливця

Ліхтар із динамо підзарядкою в силу того, що для його функціонування не потрібні батарейки, затребуваний мисливцями, рибалками та туристами. Справжні динамо ліхтарі коштують досить дорого, але ціль виправдовується - вони дійсно служать довго і забезпечують гідний рівень якості.

Вічний ліхтарик незамінний для справжніх слідопитів. Заощаджувати при виборі ліхтаря не треба.

Переваги ліхтарика Фарадея:

1. Компактність, легкість.Якісний динамо ліхтар водонепроникний. Такі світильники мають дуже маленьку вагу, компактні, мають відмінний захист від пошкоджень і ударів.
2. Багатофункціональність.За допомогою ліхтаря можна заряджати телефони, фотокамери. Багато моделей є багатофункціональними, оскільки в них вбудовані компаси та приймачі.
3. Великий асортимент.Вибирати вічний ліхтарик із величезної різноманітності дуже важко. Моделей багато, вони відрізняються конструкціями. Є маленькі за габаритами моделі, вони досягають лише 5 см завдовжки. Ліхтарик Фарадея може мати різну потужність, функціональність та дизайн. Кожен може підібрати на свій смак, можливості та потреби.

Огляд моделей

Існує досить багато варіантів вічних ліхтариків, призначених для різних ситуацій і для використання при виконанні різних робіт.

Ліхтарик «Універсал»

Ліхтарик Фарадея не має батарейок. Користуватись ним без заміни ламп можна 11 років. Добре витримує вологу погоду, ним можна скористатися навіть у дощ. Конденсатор має велику електроємність. Для того щоб пристрій зарядився, його треба просто потрясти. Світлодіод оснащений лінзою, тому потужність світлового потоку збільшена.

Легкий та компактний. Виконаний із пластику.

"Hight Power Headlamp" - налобна модель

Цей варіант дуже зручний тим, що в руках тримати його не треба. Він кріпиться на лоб за допомогою гумок. Працює без батарейок.

Для заряджання є зарядний пристрій. За допомогою шнура приєднується до зарядника, оснащеного ручкою, що обертається. Попрацювавши ручкою хвилину, можна освітлювати місце протягом години. За допомогою пристрою можливе заряджання мобільного телефону. Перехідники призначені для заряджання телефону Nokia. Має невеликі розміри: 5 х 6 см. Корпус виконаний із пластику.

«Dynamo VIP»

Особливість – наявність додаткових опцій. Така модель може бути зарядними пристроями для мобільних телефонів, фотоапаратів. Заряджання буде достатньо на півгодини роботи електронних пристроїв. Усі додаткові перехідники йдуть у комплекті.

Може працювати у двох режимах, слабкий на одному світлодіоді та нормальний – на трьох. Заряджання протягом хвилини забезпечує світлом на одну годину.

Габаритні розміри – 15,5 х 5,5 х 4,5 см, пластиковий корпус.

«Пірання»

Для даної моделі батареї так само не потрібні. На корпусі розташована ручка, обертання якої заряджає акумулятор.

3 хвилини обертання ручки – 40 хвилин безперервного освітлення. Встановлено три світлодіоди. Має кілька режимів роботи - миготіння, щадний режим з 1 світлодіодом та звичайний режим, коли горять усі три світлодіоди рівномірно. Непроникний для води може успішно працювати на глибині 10 метрів. Кут повороту складає 320 градусів. Це дуже зручно – його можна закріпити та повертати у потрібному напрямку.

Габаритні розміри становлять 151х50х40 мм. Вага приблизно 150 г. Модель йде у пластиковій оболонці.

Моделі на сонячних батареях

Дані моделі представлені у вигляді світлодіодного ліхтаря, що працює від світлової енергії. Корпус світлового пристрою оснащений сонячною батареєю, яка є основним джерелом енергії. У більшості моделей це джерело - не єдине. Є ще вбудована у корпус динамо-машина.

Ручка, що веде до динамо-машини, обертається, наводячи її в дію. Ця дія здійснює заряджання акумулятора. Таким чином, ця модель працює як від світлової енергії (сонячна батарея), так і від динамо-машини. За рахунок такого поєднання тривалість роботи ліхтаря зростає. Він може працювати на даних енергетичних джерелах півтори години. Якщо світильник гасне, то завжди його можна підзарядити динамічним шляхом.

Гідність моделі - стійкість до дії вологи. Він може зберігати працездатність на глибині 5 метрів під водою. Світлодіоди, встановлені у ліхтарі, зможуть «прожити» 50000 годин.

Габарити світлового приладу: 147х61х45 мм. Вага становить близько 180 г. Корпус виконаний із пластику.

Моделі, оснащені радіо та видають звук сирени

Пристрій є функціональним. Має зручний ергономічний корпус, у якому встановлено досить потужний світлодіод. У корпусі вмонтовано радіоприймач та сигнальну систему, оснащену сиреною. Такі функції гідно оцінять туристи, грибники та ягідники, садівники та автолюбителі.

Динамо ліхтар гарний тим, що залежить від джерела живлення. Світловий прилад має ручний механічний привід, за допомогою якого можна заряджати ліхтарик, якщо відсутня електромережа. Комплект оснащений навушниками, а корпус вбудований динамік. Ручна зарядка здійснюється за хвилину. Цього достатньо, щоб ліхтар світив десять хвилин без перерви.

Мінусом цього варіанта є те, що він піддається впливу води.

Відео

Дивіться у нашому відео? як модернізувати найпростіший динамо ліхтар.