Figyelembe véve a körülöttünk lévő természetben folyamatosan megjelenő energiát (szél, napfény, vízenergia), felmerül a vágy, hogy megpróbáljuk felhasználni ezt a szabad energiát. Természetesen a kontinens közepén és mérsékelt éghajlatban élve az alternatív energia, amely eljön hozzánk, kicsi, nincs part menti szél és sivatagi nap. Igen, az energia nem nagy, de szinte állandóan érkezik hozzánk. És ha készül egy eszközt annak felhalmozására és felhasználására, csináld magad, improvizált anyagokból, akkor ez az energia mentes.
Egyes esetekben kis energiára van szüksége az alacsony fogyasztású eszköz táplálásához. Kompakt meteorológiai állomás működtetésére, a tartály vízszintjének ellenőrzésére, a vészvilágításra és az üvegház automatizálásának vezérlésére. Mindegyik eszközhöz rendelkeznie kell áramforrással. Az eszköz rendszeres használatakor (például sötétben) ajánlatos akkumulátorral működő IP-t használni. Ráadásul a töltés szempontjából a legelőnyösebb egy megújuló energiaforrás használata, amely gazdasági és önállóvá teszi az IP-t. Szél- és napenergia felhasználása mellett a készülék kompakt és mobil is.
Ez a cikk egy újratölthető LED-lámpa gyártását javasolja alternatív természetes energiaforrásokból történő töltéssel. Alap házi a csavarhúzóhoz használt NiMH akkumulátor testét és felújított elemeit szolgálta cikk.
Készülék diagram
Az áramkör egy energiagenerátor, energiaátalakító, elem és fényforrás láncát képezi. Az energiaátalakító stabilizált feszültség-átalakító. Átalakítja az alacsony DC kimeneti feszültséget egy Gen-forrásból (szélgenerátor vagy napelem) olyan megemelkedett feszültséggé, amely elegendő egy Bat1 NiMH akkumulátor töltéséhez. A készülék képes a bemeneti feszültséget 0,8 ... 6,0 voltról 8 ... 30 voltra növelni. Ebben az áramkörben a kimeneti feszültség stabilizálódik, és nem haladja meg a maximális töltöttséget (1,8 V x 4 = 7,2 V).
Fontolja meg a konverter működését.
Az áramkör blokkoló generátoron alapul, amely egy transzformátorból, egy VT2 tranzisztorból, egy R1 ellenállásból (360 ... 1200 ohm tartományban kiválasztva) és egy kerámia kondenzátorból, 0,33 ... 1,0 mikrotávból áll. A blokkoló generátor működése során, az elsődleges tekercs által kifejlesztett önindukció EMF hatására, a transzformátor kimenetén magas impulzusfeszültség alakul ki. Ezt a feszültséget a VD1 dióda kiegyenlíti, majd egy újratölthető elemhez továbbítja.
A konverter kimeneti feszültségének stabilizálása.
Számos újratölthető elem nem tölthető újra, mivel ez lerövidíti azok élettartamát. Ezért a figyelembe vett áramkörben a kimeneti feszültség stabilizálását kell használni. Ehhez egy VT1 típusú BC548 tranzisztor, egy Zener VD2 dióda (stabilizációs feszültség van kiválasztva), R2 és R3 ellenállások kerülnek az áramkörbe.
Amikor a blokkoló generátor kimeneti feszültsége meghaladja a stabilizációs feszültség küszöbértékét, a Zener-dióda önmagában kezdi az áramot. Ez az áram a VT1 tranzisztor alapjába áramlik. Ez a tranzisztor viszont elkezdi kinyitni és redőnyíteni a VT2 generátor alapkibocsátó tranzisztorát. Ez csökkenti ennek a tranzisztornak a nyereségét, illetve csökkenti a kimeneti jel amplitúdóját.
Mivel a NiMH akkumulátor jelentős kapacitással rendelkezik, és 1C-ig terjedő áramerősséggel tölthető fel, és a feszültség-átalakító kimeneti árama normál körülmények között nem magas, a konverter árammal történő stabilizálását nem vették figyelembe.
Feszültségváltó gyártása.
1. A konverter gyártásának részletei.
A blokkoló generátor alapja egy transzformátor, amelyet saját kezével kell megvásárolni vagy elkészíteni. A transzformátor tervezési lehetőségei lehetséges:
A transzformátor primer tekercselése 0,3–0,5 mm átmérőjű huzal 45 fordulatából áll, amelyet 10 átmérőjű és 50 mm hosszú ferritmaggal tekercselnek. A másodlagos tekercs (visszacsatoló tekercs) ugyanazon huzal 15 ... 20 fordulatából áll, amely az elsődleges tekercs fölött van feltekerve.
A transzformátort egy 2000 NM méretű K7x4x2 ... K12x7x5 méretű ferrit gyűrűre tekercseljük, és két tekercset tartalmaz, 20 ... 30 fordulattal, 0,3 ... 0,5 PEV vezetékkel.
Esetünkben ezt még könnyebben megtesszük. Vegyünk egy kész mágneskapcsolót 300 mH-nál és magasabb hőmérsékleten, tekercselés közben 20 ... 25 fordulatot fordítunk 0,2 ... 0,5 mm vezetékkel, ugyanabba az irányba. A tekercseket a séma szerint kapcsoljuk össze, figyelembe véve a tekercs kezdetét (ponttal jelölve). Az új tekercset hőre zsugorítással, ragasztószalaggal, ragasztóval rögzítjük. Egy ilyen transzformátor nem rosszabb, mint egy gyűrű.
A VT1 tranzisztor bármilyen alacsony teljesítményű n-p-n típusú - KT315, BC548. Az n-p-n típusú VT2 tranzisztor a terheléstől függően kerül kiválasztásra. A VT2 tranzisztornak nincs szüksége hűtő radiátorra, mivel a blokkoló generátor impulzusos üzemmódban működik.
Javasoljuk a VD1 dióda használatát az 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 „gyors” sorozatból - áramhoz megfelelő.
A VD2 Zener diódán a stabilizációs feszültséget a szükséges kimeneti feszültségtől függően választják meg. VD3 dióda, bármilyen megfelelő áram.
A C1 kondenzátor simítja a bejövő feszültség ingadozásait, a C3 kondenzátor pedig a kimeneti feszültség ingadozásait. A VD3 dióda megakadályozza a Bat1 akkumulátorok kisülését, ha nincs elég bemeneti feszültség. A mikromérő az akkumulátor töltési áramának vizuális kijelzője.
2. A feszültségváltó szerelése.
Az átalakítót alkatrészekkel egészítjük ki a séma szerint. Az átalakító alkatrészeit egy univerzális áramköri táblán összeszereljük. Az áramkört egy szabályozott feszültségforráshoz csatlakoztatjuk.
3. A konverter működésének konfigurálása és hibakeresése.
Válasszuk le a Zener VD2 diódát az áramkörről, R1 helyett 4,7 kom hangolási ellenállást állítunk be. A konverter terheléseként 1 kΩ-os ellenállást telepítünk. Az R1 ellenállás megváltoztatásával elérjük a maximális feszültséget a terhelésnél. Terhelés nélkül ez az áramkör legalább 100 Voltot képes előállítani, ezért hibakereséskor tanácsos a C3 kimeneti kondenzátort legalább 200 V feszültségre állítani, és ne felejtsük el lemeríteni. Mivel a kimeneti tekercsnél a feszültség amplitúdója meglehetõsen magas, ajánlott 10 ... 100 k ellenállással bekapcsolni a csillapító ellenállást a multiméterrel sorozatban. Ez segít elkerülni a készülék károsodását az áramkör különféle pontjain végzett mérések során. Az egyenirányító dióda kimenetéből származó állandó feszültség méréséhez egy 10 μF kapacitású és legalább 250 V feszültségű kondenzátort kell csatlakoztatni a voltmérővel párhuzamosan. Ebben az esetben a voltmérő leolvasása pontosabb lesz, mivel az impulzus feszültségét is mérjük.
Megmérjük az R1 változó ellenállás optimális ellenállásának értékét és cseréljük ki az áramkörben a megfelelő állandó ellenállásra. Telepítjük a Zener VD2 diódát az áramkörbe, a kívánt kimenethez legközelebb eső stabilizációs feszültséggel. A Zener-dióda kiválasztásával elérjük a szükséges kimeneti feszültséget. Ez az a feszültség, amelyet az akkumulátor töltésére használunk.
Ha a konverter nem indul el, akkor cseréljük ki az egyik transzformátor tekercsének végét.
4. Az alapanyagot előkészítjük a munkalaphoz úgy, hogy kivágjuk a kívánt méretet egy tipikus univerzális tábláról. A munkalap méreteit a javasolt jelátalakító házának mérete és a benne lévő tábla elhelyezési helye alapján választjuk meg.
5. Végezzük a hibakeresett áramkör vezetékét a munkalapra.
6. Szerelje be a konverter kártyát a ház alapjának a kívánt helyére a NiMH akkumulátorból egy csavarhúzóhoz. Az akkumulátor négy helyreállított eleméből álló blokkot szabad helyre teszünk.
7. Egy kis NYÁK-táblán összeszereljük a fényforrást a gyártott akkumulátorlámpához. Megforrasztjuk rá a három párhuzamosan csatlakoztatott LED mátrixát és a korlátozó ellenállást (lásd az ábrát). A LED-eknek a lámpa rögzítéséhez fúrjunk egy lyukat a tábla sarkába.
8. A LED-fényforrás befogadásához válasszunk egy kis műanyag védőtokot. Gyártunk egy átmeneti fém tartót a reflektor állítható beszereléséhez a konverter házába. Telepítjük és rögzítjük a LED táblát a helyén.
9. Szereljük össze a konverter házának felső részét.
10. Az akkumulátor töltési áramának jelenlétét és relatív nagyságát szemléltetve az átalakító házának felső részén egy szabad helyre tegyünk egy mikromérőt - egy régi magnó jelzőjét. A mikromérőt alacsony áramerősségre tervezték, ezért kiszámoljuk, kiválasztjuk és csatlakoztatjuk a sönt ellenállást az eszközhöz, hogy ellenőrizzük az akkumulátor várható töltési áramának értékét.
11. Csatlakoztassa a vezetékeket az összes alkatrészhez egyetlen áramkörben.
A konverter táblát az akkumulátor akkumulátorához csatlakoztatjuk a VD3 védődiódán és egy vezérlő mikromérőn keresztül. Kihúzzuk a csatlakozót, amely lehetővé teszi a konverter alternatív energiaforráshoz (szélgenerátorhoz vagy napelemekhez) való csatlakoztatását. A LED-fényforrást külső kapcsolón keresztül csatlakoztatjuk az akkumulátorhoz. Kombinálja mindent egy épületben.
12. A gyártott újratölthető LED-lámpát egy szélgenerátorral együtt tervezik használni, amely egy 24v / 0,7A állandó mágneses állandó mágneses motoron alapul. De ez egy másik történet.
