Urmărind energia care apare constant în natura din jurul nostru (vânt, lumina solară, energia apei), există dorința de a încerca să folosești această energie liberă. Desigur, trăind în mijlocul continentului și într-un climat temperat, energia alternativă care ne vine la noi este mică, nu avem vânturi de coastă și soare de deșert. Da, energia nu este mare, dar vine la noi aproape constant. Și dacă creezi un dispozitiv pentru acumularea și utilizarea acestuia, fă-o singur, din materiale improvizate, atunci această energie este liberă.
În unele cazuri, este posibil să aveți nevoie de o cantitate mică de energie electrică pentru a alimenta un dispozitiv cu consum redus. Pentru funcționarea unei stații meteorologice compacte, monitorizarea nivelului apei din rezervor, pentru iluminarea de urgență și controlul automatizării serii. Pentru fiecare dintre aceste dispozitive, trebuie să aveți o sursă de alimentare. Cu utilizarea periodică a dispozitivului (de exemplu, pe întuneric), este recomandabil să folosiți un IP alimentat cu baterii. Mai mult decât atât, pentru încărcarea sa, este foarte benefic să folosiți o sursă de energie regenerabilă, ceea ce va face ca PI să fie economic și autonom. Și atunci când folosiți energia eoliană și solară, dispozitivul va fi, în plus, compact și mobil.
Acest articol propune fabricarea unei lămpi LED reîncărcabile cu încărcare din surse alternative de energie naturale. Baza pentru de casă a servit ca corp și elemente recondiționate ale unei baterii NiMH pentru o șurubelniță, discutată în articol.
Diagrama dispozitivului
Circuitul este un lanț al unui generator de energie, a unui convertor de energie, a unei baterii și a unei surse de lumină. Convertorul de energie este un convertor de tensiune stabilizat. Acesta convertește o tensiune de ieșire de curent continuu scăzută de la o sursă Gen (generator eolian sau panou solar) într-o tensiune crescută suficientă pentru a încărca o baterie de patru baterii Ni1 Bat. Dispozitivul este capabil să crească tensiunea de intrare de la 0,8 ... 6,0 volți la ieșire 8 ... 30 volți. În acest circuit, tensiunea de ieșire este stabilizată și nu depășește sarcina maximă (1,8 v x 4 = 7,2 v).
Luați în considerare funcționarea convertorului.
Circuitul se bazează pe un generator de blocare, format dintr-un transformator, un tranzistor VT2, un rezistor R1 (selectat în 360 ... 1200 ohmi) și un condensator ceramic 0,33 ... 1,0 microfarad. În timpul funcționării generatorului de blocare, datorită EMF-ului de auto-inducție, care este dezvoltat de înfășurarea primară, la ieșirea transformatorului se formează o tensiune mare de impuls. Această tensiune este redresată de dioda VD1 și apoi furnizată la o baterie reîncărcabilă.
Stabilizarea tensiunii de ieșire a convertorului.
Multe baterii reîncărcabile nu pot fi reîncărcate, deoarece acest lucru scurtează durata lor de funcționare. Prin urmare, în circuitul considerat, se utilizează stabilizarea tensiunii de ieșire. Pentru aceasta se adaugă la circuit un tranzistor VT1 tip BC548, o diodă Zener VD2 (tensiunea de stabilizare), rezistențe R2, R3.
Când tensiunea de ieșire rectificată din generatorul de blocare depășește pragul tensiunii de stabilizare, dioda zener începe să treacă curent prin ea însăși. Acest curent curge spre baza tranzistorului VT1. La rândul său, acest tranzistor începe să se deschidă și să respingă generatorul de tranzistori VT2 de emițător de bază. Acest lucru determină o scădere a câștigului acestui tranzistor, respectiv, scade amplitudinea semnalului de ieșire.
Datorită faptului că bateria NiMH are o capacitate semnificativă și poate fi încărcată cu curenți de până la 1C, iar curentul de ieșire al convertizorului de tensiune nu este ridicat în condiții normale, nu a fost luată în considerare stabilizarea convertorului.
Fabricarea unui convertor de tensiune.
1. Detalii pentru fabricarea convertizorului.
Baza generatorului de blocare este un transformator, care trebuie achiziționat sau realizat cu propriile mâini. Opțiunile de proiectare a transformatorului sunt posibile:
Înfășurarea primară a transformatorului constă în 45 de rotații de sârmă cu un diametru de 0,3 ... 0,5 mm, înfășurată pe un miez de ferită cu un diametru de 10 și o lungime de 50 mm. Înfășurarea secundară (înfășurarea de feedback) constă din 15 ... 20 de rotații ale aceluiași fir înfășurat peste înfășurarea primară.
Transformatorul este înfășurat pe un inel de ferită de 2000 NM de dimensiunea K7x4x2 ... K12x7x5 și conține două înfășurări de 20 ... 30 de rotații de sârmă PEV 0,3 ... 0,5.
În cazul nostru, o vom face și mai ușor. Luăm un inductor gata pregătit de la 300 mH și mai sus, peste înfășurarea lui ne înfășurăm 20 ... 25 de rotații cu un fir de 0,2 ... 0,5 mm, în aceeași direcție. Conectăm înfășurările în conformitate cu schema, ținând cont de începutul înfășurării (indicat printr-un punct). Fixăm noua înfășurare cu termocontractibil, bandă adezivă, lipici. Un astfel de transformator pompează mai rău decât un inel.
Tranzistor VT1 orice tip n-p-n cu putere redusă - KT315, BC548. Transistorul VT2, tip n-p-n, este selectat în funcție de sarcină. Tranzistorul VT2 nu are nevoie de un radiator de răcire, deoarece generatorul de blocare funcționează în regim pulsat.
Se recomandă utilizarea diodei VD1 din seria „rapidă” 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - potrivită pentru curent.
La dioda Zener VD2, tensiunea de stabilizare este selectată în funcție de tensiunea de ieșire necesară. VD3 a diodat orice curent adecvat.
Condensatorul C1 netezește fluctuațiile tensiunii de intrare, iar condensatorul C3 al tensiunii de ieșire. Dioda VD3 previne descărcarea bateriilor Bat1 dacă nu există suficientă tensiune de intrare pe ea. Microametrul servește ca indicator vizual al curentului de încărcare al bateriei.
2. Montajul convertizorului de tensiune.
Completăm convertorul cu piese conform schemei. Asamblăm piesele convertorului pe o placă de circuit universal. Conectăm circuitul la o sursă de tensiune reglementată.
3. Configurarea și depanarea funcționării convertorului.
Deconectăm dioda Zener VD2 de la circuit, în loc de R1 am stabilit o rezistență de reglare de 4,7 kom. Ca sarcină a convertorului, instalăm un rezistor de 1kΩ. Modificând rezistența R1, obținem tensiunea maximă la sarcină. Fără sarcină, acest circuit poate produce 100 de volți sau mai mult, așa că atunci când se depanează, este recomandat să setați condensatorul de ieșire C3 la o tensiune de cel puțin 200V și să nu uitați să o descărcați. Deoarece amplitudinea tensiunii la înfășurarea de ieșire poate fi destul de mare, se recomandă pornirea rezistenței de stingere cu o rezistență de 10 ... 100 k în serie cu multimetrul. Aceasta va ajuta la prevenirea deteriorării dispozitivului în timpul măsurătorilor în diferite puncte ale circuitului. Pentru a măsura tensiunea constantă de la ieșirea diodei redresoare, un condensator cu o capacitate de până la 10 μF și o tensiune de cel puțin 250 V. trebuie conectat în paralel cu voltmetrul.În acest caz, citirile voltmetrului vor fi mai precise, deoarece vom măsura și tensiunea pulsului.
Măsurăm valoarea rezistenței optime a rezistenței variabile R1 și o înlocuim în circuit cu rezistența constantă corespunzătoare. Instalăm dioda Zener VD2 în circuit, cel mai aproape de ieșirea dorită, tensiunea de stabilizare. Prin selectarea unei diode zener, obținem tensiunea de ieșire necesară. Aceasta este tensiunea pe care o vom folosi pentru a încărca bateria.
Dacă convertorul nu pornește, atunci schimbăm capetele unuia dintre înfășurările transformatorului.
4. Pregătim semifabricatul pentru placa de lucru tăind dimensiunea dorită dintr-o placă universală tipică. Dimensiunile plăcii de lucru sunt selectate pe baza dimensiunilor carcasei traductorului propuse și a locului în care se instalează placa.
5. Realizăm cablarea circuitului depanat la placa de lucru.
6. Instalați placa convertorului în locul prevăzut al bazei carcasei de la bateria NiMH pentru o șurubelniță. Plasăm un bloc de patru elemente restaurate ale acestei baterii în spațiu liber.
7. Pe o placă mică pentru PCB, asamblăm o sursă de lumină pentru lampa cu baterii fabricate. Am lipit pe ea o matrice din cele trei LED-uri conectate paralel și rezistența limită (vezi diagrama). Pentru a repara ledurile din lampă, găurim o gaură în colțul plăcii.
8. Pentru a găzdui sursa de lumină LED, selectăm un mic reflector de protecție din plastic. Fabricăm un suport metalic de tranziție pentru instalarea reglabilă a reflectorului la carcasa convertorului. Instalăm și fixăm placa cu LED-uri în loc.
9. Asamblăm partea superioară a carcasei convertorului.
10. Ca indicator vizual al prezenței și magnitudinii relative a curentului de încărcare a bateriei, în spațiul liber al părții superioare a carcasei convertorului, plasăm un microametru - un indicator de la un magnetofon vechi. Microametrul este proiectat pentru curent redus, astfel încât calculăm, selectăm și conectăm un dispozitiv de rezistență la șunt la dispozitiv pentru a controla valoarea curentului de încărcare a bateriei preconizat.
11. Conectați conductorii la toate piesele dintr-un singur circuit.
Conectăm placa convertorului la bateria bateriei prin dioda de protecție VD3 și un microametru de control. Vom scoate conectorul pentru conectarea convertorului la o sursă de energie alternativă (generator eolian sau panouri solare). Conectăm sursa de lumină LED la baterie printr-un comutator extern. Combinați totul într-o singură clădire.
12. Se planifică utilizarea lămpii LED reincarcabile fabricate împreună cu un generator eolian bazat pe un motor cu magnet permanent de 24v / 0.7A cu magnet permanent. Dar aceasta este o altă poveste.
