Наблюдавайки постоянно възникващата енергия в природата около нас (вятър, слънчева светлина, водна енергия), има желание да се опитаме да използваме тази безплатна енергия. Разбира се, живеейки сред континенталната част и в умерен климат, алтернативната енергия, която идва при нас, е малка, нямаме крайбрежни ветрове и пустинно слънце. Да, енергията не е голяма, но при нас идва почти постоянно. И ако направите устройство за натрупването и използването му, направете го сами, от импровизирани материали, тогава тази енергия е безплатна.
В някои случаи може да се нуждаете от малко количество електричество, за да захранвате устройство с ниска мощност. За работа на компактна метеорологична станция, следене на нивото на водата в резервоара, за аварийно осветление и контрол на автоматизацията на оранжерията. За всяко от тези устройства трябва да имате източник на захранване. При периодична употреба на устройството (например на тъмно) е препоръчително да използвате IP с батерия. Освен това за зареждането му е най-изгодно да се използва възобновяем енергиен източник, което ще направи ИС икономични и автономни. И когато използвате вятърна и слънчева енергия, устройството в допълнение ще бъде компактно и мобилно.
Тази статия предлага производството на акумулаторна LED лампа с зареждане от алтернативни естествени източници на енергия. База за домашно служи като тяло и реконструирани елементи на NiMH батерия за отвертка, обсъдени в статия.
Диаграма на устройството
Веригата представлява верига от генератор на енергия, преобразувател на енергия, батерия и източник на светлина. Преобразувателят на енергия е стабилизиран преобразувател на напрежение. Той преобразува ниско изходно напрежение от източник на Gen (вятър генератор или слънчев панел) в повишено напрежение, достатъчно за зареждане на батерия от четири Bat1 NiMH батерии. Устройството е в състояние да увеличи входното напрежение от 0,8 ... 6,0 волта до изхода 8 ... 30 волта. В тази верига изходното напрежение се стабилизира и не надвишава максималния заряд (1.8v x 4 = 7.2v).
Помислете за работата на преобразувателя.
Веригата се основава на блокиращ генератор, състоящ се от трансформатор, транзистор VT2, резистор R1 (избран в рамките на 360 ... 1200 ома) и керамичен кондензатор 0,33 ... 1,0 микрофарада. По време на работа на блокиращия генератор, поради ЕРС на самоиндукция, която се развива от първичната намотка, на изхода на трансформатора се образува високо импулсно напрежение. Това напрежение се коригира от диода VD1 и след това се подава към акумулаторна батерия.
Стабилизиране на изходното напрежение на преобразувателя.
Много акумулаторни батерии не могат да се зареждат, тъй като това съкращава техния експлоатационен живот. Следователно във разглежданата схема се използва стабилизиране на изходното напрежение. За да направите това, към веригата се добавят транзистор тип VT1 тип BC548, Zener диод VD2 (избрано е стабилизационно напрежение), резистори R2, R3.
Когато изправеното изходно напрежение от блокиращия генератор надвишава прага на стабилизационното напрежение, диодът на зенера започва да пропуска ток през себе си. Този ток тече към основата на транзистор VT1. Този транзистор от своя страна започва да отваря и маневрира генератора на базовия емитер VT2. Това причинява намаляване на усилването на този транзистор, съответно намалява амплитудата на изходния сигнал.
Поради факта, че NiMH батерията има значителен капацитет и може да се зарежда с токове до 1С, а изходният ток на преобразувателя на напрежение не е висок при нормални условия, стабилизирането на преобразувателя по ток не беше взето предвид.
Изработване на преобразувател на напрежение.
1. Подробности за производството на конвертора.
Основата на блокиращия генератор е трансформатор, който трябва да бъде закупен или направен със собствените си ръце. Възможни са варианти за проектиране на трансформатори:
Първичната намотка на трансформатора се състои от 45 завъртания на тел с диаметър 0,3 ... 0,5 mm, навити на феритна сърцевина с диаметър 10 и дължина 50 mm. Вторичната намотка (обратна намотка) се състои от 15 ... 20 оборота на една и съща тел, навита над първичната намотка.
Трансформаторът е навит на феритен пръстен с 2000NM с размер K7x4x2 ... K12x7x5 и съдържа две намотки от 20 ... 30 оборота от PEV проводник 0,3 ... 0,5.
В нашия случай ще го направим още по-лесно. Взимаме готовия дросел от 300 mH и по-нагоре, над неговото навиване навиваме 20 ... 25 оборота с жица от 0,2 ... 0,5 mm, в същата посока. Свързваме намотките по схемата, като вземаме предвид началото на намотката (обозначено с точка). Фиксираме новата намотка с термосвиваем, лепяща лента, лепило. Такъв трансформатор изпомпва не по-лошо от пръстен.
Транзистор VT1 всеки тип с ниска мощност n-p-n тип - KT315, BC548. Транзистор VT2, тип n-p-n, се избира в зависимост от натоварването. Транзисторът VT2 не се нуждае от охлаждащ радиатор, тъй като блокиращият генератор работи в импулсен режим.
Препоръчително е да използвате VD1 диод от серията "бързи" 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - подходящ за ток.
При диод на Зенер VD2 стабилизационното напрежение се избира в зависимост от необходимото изходно напрежение. VD3 диод всеки подходящ ток.
Кондензатор С1 изглажда колебанията на входящото напрежение и кондензатора С3 на изходното напрежение. VD3 диод предотвратява разреждането на Bat1 батерии, ако няма достатъчно входно напрежение върху него. Микроамперметърът служи като визуален индикатор за тока на зареждане на батерията.
2. Сглобяване на преобразувателя на напрежение.
Завършваме конвертора с части според схемата. Сглобяваме частите на конвертора на универсална платка. Свързваме веригата към регулиран източник на напрежение.
3. Конфигуриране и отстраняване на грешки в работата на конвертора.
Прекъсваме Zener диод VD2 от веригата, вместо R1 задаваме настройка на съпротивление от 4,7 kom. Като натоварване на преобразувателя монтираме 1kΩ резистор. Променяйки съпротивлението R1, постигаме максималното напрежение при натоварването. Без натоварване тази схема може да произведе 100 волта или повече, така че при отстраняване на грешки е препоръчително да настроите изходния кондензатор C3 на напрежение поне 200V и не забравяйте да го разредите. Тъй като амплитудата на напрежението в изходната намотка може да бъде доста висока, се препоръчва да включите амортисьорния резистор със съпротивление 10 ... 100 k последователно с мултицета.Това ще помогне да се предотврати повреда на устройството по време на измервания в различни точки на веригата. За да се измери постоянното напрежение от изхода на диода на токоизправителя, паралелно с волтметъра трябва да се свърже кондензатор с капацитет до 10 μF и напрежение най-малко 250 V. В този случай показанията на волтметъра ще бъдат по-точни, тъй като ние също ще измерваме импулсното напрежение.
Измерваме стойността на оптималното съпротивление на променливия резистор R1 и го заместваме във веригата със съответния постоянен резистор. Инсталираме стационарния диод VD2 във веригата, на най-близкия до желания изход, стабилизационно напрежение. Избирайки ценеров диод, ние постигаме необходимото изходно напрежение. Това е напрежението, което ще използваме за зареждане на батерията.
Ако преобразувателят не се стартира, тогава заместваме краищата на една от намотките на трансформатора.
4. Ние подготвяме заготовката за работната дъска, като изрязваме желания размер от типична универсална дъска. Размерите на работната платка се избират въз основа на размерите на предложения корпус на датчика и мястото в него за инсталиране на платката.
5. Извършваме окабеляване на схемата за отстраняване на грешки към работната платка.
6. Инсталирайте конверторната платка на предвиденото място на основата на кутията от батерията NiMH за отвертка. Поставяме блок от четири възстановени елемента на тази батерия в свободно пространство.
7. На малка платка за платка сглобяваме източник на светлина за произведената лампа за батерия. Припояваме върху него матрицата на трите им паралелно свързани LED и ограничаващо съпротивление (виж диаграмата). За да фиксираме светодиодите в лампата, пробиваме дупка в ъгъла на дъската.
8. За да поберем LED източника на светлина, избираме малък пластмасов защитен отражател. Ние произвеждаме преходна метална скоба за регулируем монтаж на отражателя към корпуса на преобразувателя. Инсталираме и фиксираме LED платката на място.
9. Сглобяваме горната част на корпуса на конвертора.
10. Като визуален индикатор за наличието и относителната величина на тока на зареждане на акумулатора, в свободното пространство на горната част на кутията на преобразувателя поставяме микроамперметър - индикатор от стар магнетофон. Микроамперметърът е проектиран за нисък ток, така че изчисляваме, избираме и свързваме шунтиращ резистор към устройството, за да контролираме стойността на очаквания ток на зареждане на батерията.
11. Свържете проводниците към всички части в една верига.
Свързваме конверторната платка към батерията на акумулатора чрез защитния диод VD3 и контролен микроамперметър. Извеждаме конектора за свързване на преобразувателя към алтернативен източник на енергия (вятър генератор или слънчеви панели). Свързваме LED източника на светлина към батерията чрез външен превключвател. Комбинирайте всичко в една сграда.
12. Предвижда се използването на произведената акумулаторна LED лампа, заедно с ветрогенератор на базата на двигател с постоянен магнит с постоянен магнит 24v / 0.7A. Но това е друга история.
