בצפייה באנרגיה המתעוררת כל הזמן בטבע סביבנו (רוח, אור שמש, אנרגיית מים), יש רצון לנסות להשתמש באנרגיה חופשית זו. כמובן שחיים באמצע היבשת ובאקלים ממוזג, האנרגיה האלטרנטיבית שמגיעה אלינו היא קטנה, אין לנו רוחות חוף ושמש מדברית. כן, האנרגיה אינה גדולה, אך היא מגיעה אלינו כמעט ללא הרף. ואם אתה מייצר מכשיר לצבירה והשימוש בו, עשה זאת בעצמךמחומרים מאולתרים אז האנרגיה הזו חופשית.
במקרים מסוימים יתכן שתזדקק לכמות קטנה של חשמל בכדי להעביר מכשיר בעל עוצמה נמוכה. להפעלת תחנת מזג אוויר קומפקטית, פיקוח על מפלס המים במיכל, לתאורת חירום ובקרה על אוטומציה של החממה. לכל אחד מהמכשירים האלה, יש לך מקור חשמל. עם שימוש תקופתי במכשיר (למשל בחושך), רצוי להשתמש ב- IP המופעל על ידי סוללה. יתר על כן, לצורך טעינה, מועיל ביותר להשתמש במקור אנרגיה מתחדשת, אשר יהפוך את ה- IP לחסכוני ואוטונומי. וכאשר משתמשים באנרגיית רוח וסולארי, המכשיר, בנוסף, יהיה קומפקטי ונייד.
מאמר זה מציע לייצר מנורת לד נטענת עם טעינה ממקורות אנרגיה טבעיים אלטרנטיביים. בסיס ל תוצרת בית שימש כגוף ואלמנטים משופצים של סוללת NiMH עבור מברג, שנדונו ב מאמר.
תרשים מכשיר
המעגל הוא שרשרת של מחולל אנרגיה, ממיר אנרגיה, סוללה ומקור אור. ממיר האנרגיה הוא ממיר מתח מיוצב. זה ממיר מתח יציאה DC נמוך ממקור Gen (גנרטור רוח או פאנל סולארי) למתח מוגבר המספיק לטעינת מצבר של ארבע סוללות Bat1 NiMH. המכשיר מסוגל להגדיל את מתח הכניסה מ -0.8 ... 6.0 וולט לפלט 8 ... 30 וולט. במעגל זה מתח היציאה מיוצב ואינו עולה על המטען המרבי (1.8v x 4 = 7.2v).
שקול את פעולת הממיר.
המעגל מבוסס על גנרטור חוסם, המורכב משנאי, טרנזיסטור VT2, נגדי R1 (שנבחר בתוך 360 ... 1200 אוהם) וקבל קרמיקה 0.33 ... 1.0 מיקרו-פארדים. במהלך פעולת הגנרטור החוסם, כתוצאה מ- EMF של אינדוקציה עצמית, אשר מפותחת על ידי המתפתל העיקרי, נוצר מתח דופק גבוה ביציאת השנאי. מתח זה מתוקן על ידי הדיודה VD1, ואז מועבר לסוללה נטענת.
ייצוב מתח היציאה של הממיר.
לא ניתן לטעון סוללות נטענות רבות, מכיוון שזה מקצר את חיי השירות שלהן. לכן, במעגל הנחשב משתמשים בייצוב מתח היציאה. לשם כך, טרנזיסטור מסוג VT1 מסוג BC548, דיודה זנר VD2 (נבחר מתח ייצוב), נגדים R2, R3 מתווספים למעגל.
כאשר מתח היציאה המתוקן מגנרטור החוסם עולה על סף מתח הייצוב, דיודת הזנר מתחילה לעבור זרם דרך עצמה. זרם זה זורם לבסיס הטרנזיסטור VT1. טרנזיסטור זה, בתורו, מתחיל לפתוח ולחלוק את גנרטור הטרנזיסטור VT2 המפיץ בסיס. זה גורם לירידה ברווח של טרנזיסטור זה, בהתאמה, מקטין את המשרעת של אות הפלט.
בשל העובדה שלסוללת NiMH יש קיבולת משמעותית וניתן לטעון אותה בזרמים עד 1C, וזרם היציאה של ממיר המתח אינו גבוה בתנאים רגילים, לא נחשב לייצוב הממיר על ידי זרם.
ייצור ממיר מתח.
1. פרטים לייצור הממיר.
הבסיס של גנרטור החוסם הוא שנאי, אותו יש לרכוש או ליצור במו ידיכם. אפשרויות עיצוב שנאי אפשריות:
התפתל העיקרי של השנאי מורכב מ -45 סיבובי חוט בקוטר 0.3 ... 0.5 מ"מ, פצועים על ליבת פריט בקוטר 10 ואורך של 50 מ"מ. הפיתול המשני (פיתול משוב) מורכב מ- 15 ... 20 סיבובים של אותו חוט שנפתל על פני הפיתול העיקרי.
השנאי נפצע על טבעת פריט 2000NM בגודל K7x4x2 ... K12x7x5 ומכיל שני פיתולים של 20 ... 30 פניות של חוט PEV 0.3 ... 0.5.
במקרה שלנו, נעשה זאת עוד יותר קל. אנו לוקחים את החנק המוגמר מגובה של 300 מ"ש ומעלה, על גבי מתפתלנו אנו מתפתלים 20 ... 25 סיבובים עם חוט של 0.2 ... 0.5 מ"מ, באותו כיוון. אנו מחברים את הפיתולים בהתאם לתכנית, תוך התחשבות בתחילת הסיבוב (מסומן בנקודה). אנו מתקנים את הפיתול החדש בעזרת כיווץ חום, סרט דבק, דבק. שנאי כזה שואב לא פחות מאשר טבעת.
טרנזיסטור VT1 כל סוג n-p-n בעל עוצמה נמוכה - KT315, BC548. טרנזיסטור VT2, סוג n-p-n, נבחר בהתאם לעומס. הטרנזיסטור VT2 אינו זקוק לרדיאטור קירור, מכיוון שגנרטור החוסם פועל במצב פועם.
רצוי להשתמש בדיודה VD1 מהסדרה "המהירה" 1N4148, 1N5819 (שוטקי), KD522 - מתאים לזרם.
בדיודה זנר VD2, מתח הייצוב נבחר בהתאם למתח הפלט הנדרש. דיודה VD3 כל זרם מתאים.
קבל C1 מחליק את התנודות במתח הנכנס, ואת הקבל C3 של מתח היציאה. דיודת VD3 מונעת פריקת סוללות Bat1 אם אין עליה מספיק מתח כניסה. המיקרו-מטר משמש כאינדיקטור חזותי לזרם הטעינה של הסוללה.
2. הרכבה של ממיר המתח.
אנו משלימים את הממיר עם חלקים בהתאם לתכנית. אנו מרכיבים את חלקי הממיר על גבי מעגל אוניברסלי. אנו מחברים את המעגל למקור מתח מוסדר.
3. קביעת תצורה וביצוע של באגים בממיר
אנו מנתקים את דיודת זנר VD2 מהמעגל, במקום R1 קבענו התנגדות לכוונון של 4.7 קומ. כעומס הממיר, אנו מתקינים נגד 1kΩ. על ידי שינוי ההתנגדות R1 אנו משיגים את המתח המרבי בעומס. ללא עומס, מעגל זה יכול לייצר 100 וולט ומעלה, ולכן בעת ניפוי באגים רצוי להגדיר את קבל הקלט C3 למתח של 200 וולט לפחות ולא לשכוח לפרוק אותו. מכיוון שמשרעת המתח בסלילת הפלט יכולה להיות גבוהה למדי, מומלץ להפעיל את נגן הדילול עם התנגדות של 10 ... 100 k בסדרה עם המולטימטר, זה יסייע במניעת נזק למכשיר במהלך מדידות בנקודות שונות במעגל. כדי למדוד את המתח הקבוע מהפלט של דיודה מיישר, יש לחבר קבלים בהספק של עד 10 מיקרוגרם ומתח של לפחות 250 וולט במקביל לוולטמטר. במקרה זה, קריאות המתח מדויקות יותר, מכיוון שנמדוד גם את מתח הדופק.
אנו מודדים את ערך ההתנגדות האופטימלית של הנגד R1 המשתנה ומחליפים אותו במעגל בנגד הקבוע המתאים. אנו מתקינים את דיודת זנר VD2 במעגל, במתח הכי קרוב ליציאה הרצויה, לייצוב. על ידי בחירת דיודה זנר, אנו משיגים את מתח היציאה הנדרש. זה המתח בו נשתמש לטעינת הסוללה.
אם הממיר לא מתחיל, אז אנחנו מחליפים את הקצוות של אחד מכיווני השנאי.
4. אנו מכינים את הכיסוי ללוח העבודה על ידי חיתוך הגודל הרצוי מלוח אוניברסלי טיפוסי. מידות הלוח העובד נבחרות על סמך הממדים של בית המתמר המוצע והמקום בו להתקנת הלוח.
5. אנו מבצעים את החיווט של המעגל הבאגי ללוח העובד.
6. התקן את לוח הממיר במקום המיועד לבסיס התיק מסוללת NiMH עבור מברג. אנו מציבים שטח פנוי של ארבעה אלמנטים משוחזרים של סוללה זו.
7. בלוח PCB קטן אנו מרכיבים מקור אור למנורת הסוללה המיוצרת. אנו מכניסים עליו מטריצה של שלושת נוריות ה- LED המחוברות במקביל ומגבילות את ההתנגדות (ראה תרשים). כדי לתקן את נוריות הלד במנורה, אנו מקדחים חור בפינת הלוח.
8. בכדי להתאים למקור האור של LED, אנו בוחרים מארז מחזירי מגן מפלסטיק קטן. אנו מייצרים סוגר מתכת המעבר להתקנה מתכווננת של המשקף לדיור הממיר. אנו מתקינים ומתקנים את לוח LED במקומם.
9. אנו מרכיבים את החלק העליון של בית הממיר.
10. כאינדיקטור חזותי לנוכחות וגודל יחסי של זרם הטעינה של הסוללה, בשטח הפנוי של החלק העליון של מארז הממיר, אנו מציבים מיקרו-מטר - אינדיקטור מקליט טייפ ישן. המיקרומטר מיועד לזרם נמוך, ולכן אנו מחשבים, בוחרים ומחברים נגן כוונון למכשיר כדי לשלוט בערך זרם הטעינה המצבר.
11. חבר את המוליכים לכל החלקים במעגל יחיד.
אנו מחברים את לוח הממיר לסוללה של המצבר דרך הדיודה המגן VD3 ומיקרו-בקרה. אנו מוציאים את המחבר לחיבור הממיר למקור אנרגיה חלופי (מחולל רוח או פאנלים סולאריים). אנו מחברים את מקור האור LED לסוללה באמצעות מתג חיצוני. שלב הכל בבניין יחיד.
12. מתוכנן להשתמש במנורת LED נטענת המיוצרת, יחד עם גנרטור רוח המבוסס על מנוע מגנט קבוע 24V / 0.7A. אבל זה סיפור אחר.
