Kijkend naar de constant opkomende energie in de natuur om ons heen (wind, zonlicht, waterkracht), is er de wens om te proberen deze vrije energie te gebruiken. Natuurlijk, wonen op het vasteland en in een gematigd klimaat, de alternatieve energie die naar ons toe komt is klein, we hebben geen kustwinden en een woestijnzon. Ja, de energie is niet geweldig, maar het komt bijna constant naar ons toe. En als je een apparaat maakt voor de accumulatie en het gebruik, doe het zelf, van geïmproviseerde materialen, dan is deze energie gratis.
In sommige gevallen heeft u mogelijk een kleine hoeveelheid elektriciteit nodig om een apparaat met laag vermogen van stroom te voorzien. Voor de bediening van een compact weerstation, bewaking van het waterpeil in de tank, voor noodverlichting en aansturing van de automatisering van de kas. Voor elk van deze apparaten moet u een stroombron hebben. Bij periodiek gebruik van het apparaat (bijvoorbeeld in het donker) is het raadzaam om een batterijgevoede IP te gebruiken. Bovendien is het voor het opladen het meest voordelig om een hernieuwbare energiebron te gebruiken, waardoor het IP economisch en autonoom wordt. En bij gebruik van wind- en zonne-energie zal het toestel bovendien compact en mobiel zijn.
Dit artikel stelt voor om een oplaadbare LED-lamp te maken met opladen uit alternatieve natuurlijke energiebronnen. Basis voor zelfgemaakt diende als het lichaam en gereviseerde elementen van een NiMH-batterij voor een schroevendraaier, besproken in artikel.
Apparaatschema
Het circuit is een ketting van een energiegenerator, energieomvormer, batterij en lichtbron. De energieomvormer is een gestabiliseerde spanningsomvormer. Het zet een lage DC-uitgangsspanning van een Gen-bron (windgenerator of zonnepaneel) om in een verhoogde spanning die voldoende is om een batterij van vier Bat1 NiMH-batterijen op te laden. Het apparaat kan de ingangsspanning verhogen van 0,8 ... 6,0 volt naar de uitgang 8 ... 30 volt. In dit circuit is de uitgangsspanning gestabiliseerd en overschrijdt niet de maximale lading (1,8v x 4 = 7,2v).
Overweeg de werking van de converter.
Het circuit is gebaseerd op een blokkerende generator, bestaande uit een transformator, een transistor VT2, een weerstand R1 (geselecteerd binnen 360 ... 1200 ohm) en een keramische condensator 0,33 ... 1,0 microfarads. Tijdens de werking van de blokkerende generator wordt door de EMF van zelfinductie, die wordt ontwikkeld door de primaire wikkeling, een hoge pulsspanning gevormd aan de uitgang van de transformator. Deze spanning wordt gecorrigeerd door de VD1-diode en vervolgens geleverd aan een oplaadbare batterij.
Stabilisatie van de uitgangsspanning van de omzetter.
Veel oplaadbare batterijen kunnen niet worden opgeladen omdat dit de levensduur verkort. Daarom wordt in het beschouwde circuit stabilisatie van de uitgangsspanning gebruikt. Om dit te doen, worden een VT1-type BC548-transistor, een zenerdiode VD2 (stabilisatiespanning geselecteerd), weerstanden R2, R3 aan het circuit toegevoegd.
Wanneer de gelijkgerichte uitgangsspanning van de blokkeergenerator de stabilisatiespanningsdrempel overschrijdt, begint de zenerdiode stroom door zichzelf te laten gaan. Deze stroom vloeit naar de basis van transistor VT1. Deze transistor begint op zijn beurt de VT2-generator van de basisemittertransistor te openen en te overbruggen. Dit zorgt voor een afname van de versterking van deze transistor, respectievelijk voor een afname van de amplitude van het uitgangssignaal.
Omdat de NiMH-batterij een aanzienlijke capaciteit heeft en kan worden opgeladen met stromen tot 1C, en de uitgangsstroom van de spanningsomvormer onder normale omstandigheden niet hoog is, werd geen rekening gehouden met de stabilisatie van de omvormer door stroom.
Fabricage van een spanningsomvormer.
1. Details voor de fabricage van de converter.
De basis van de blokkeergenerator is een transformator, die u met uw eigen handen moet kopen of maken. Ontwerpopties voor transformatoren zijn mogelijk:
De primaire wikkeling van de transformator bestaat uit 45 draadwikkelingen met een diameter van 0,3 ... 0,5 mm, gewikkeld op een ferrietkern met een diameter van 10 en een lengte van 50 mm. De secundaire wikkeling (feedbackwikkeling) bestaat uit 15 ... 20 windingen van dezelfde draad die over de primaire wikkeling is gewikkeld.
De transformator is gewikkeld op een 2000NM ferrietring van maat K7x4x2 ... K12x7x5 en bevat twee wikkelingen van 20 ... 30 windingen PEV-draad 0,3 ... 0,5.
In ons geval doen we het nog gemakkelijker. We nemen de voltooide choke van 300 mH en hoger, over de wikkeling winden we 20 ... 25 windingen met een draad van 0,2 ... 0,5 mm, in dezelfde richting. We verbinden de wikkelingen volgens het schema, rekening houdend met het begin van de wikkeling (aangegeven door een punt). We repareren de nieuwe wikkeling met krimpkous, plakband, lijm. Zo'n transformator pompt niet erger dan een ring.
Transistor VT1 elk n-p-n type met laag vermogen - KT315, BC548. Transistor VT2, n-p-n-type, wordt geselecteerd afhankelijk van de belasting. De transistor VT2 heeft geen koelradiator nodig, omdat de blokkeergenerator pulserend werkt.
Het is raadzaam om de VD1 diode uit de “snelle” serie 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 te gebruiken - geschikt voor stroom.
Bij de Zenerdiode VD2 wordt de stabilisatiespanning gekozen afhankelijk van de benodigde uitgangsspanning. VD3 diode elke geschikte stroom.
Condensator C1 verzacht de fluctuaties in de binnenkomende spanning en de condensator C3 van de uitgangsspanning. De VD3-diode voorkomt het ontladen van Bat1-batterijen als er niet genoeg ingangsspanning op staat. De microameter dient als visuele indicator van de laadstroom van de batterij.
2. Montage van de spanningsomvormer.
We voltooien de converter met onderdelen volgens het schema. We monteren de converteronderdelen op een universele printplaat. We verbinden het circuit met een gereguleerde spanningsbron.
3. Configureren en debuggen van de werking van de converter.
We ontkoppelen de Zener-diode VD2 van het circuit, in plaats van R1 stellen we een afstemweerstand in van 4,7 kom. Als belasting van de converter installeren we een 1kΩ-weerstand. Door de weerstand R1 te veranderen, bereiken we de maximale spanning bij de belasting. Zonder belasting kan dit circuit 100 volt of meer produceren, dus bij het debuggen is het raadzaam om de uitgangscondensator C3 op een spanning van minimaal 200V in te stellen en vergeet niet om deze te ontladen. Aangezien de spanningsamplitude bij de uitgangswikkeling behoorlijk hoog kan zijn, wordt aanbevolen om de dempingsweerstand in te schakelen met een weerstand van 10 ... 100 k in serie met de multimeter, om schade aan het apparaat tijdens metingen op verschillende punten in het circuit te helpen voorkomen. Om de constante spanning van de uitgang van de gelijkrichterdiode te meten, moet parallel aan de voltmeter een condensator met een capaciteit van maximaal 10 μF en een spanning van minimaal 250 V worden aangesloten. In dit geval zullen de voltmeterwaarden nauwkeuriger zijn, omdat we ook de pulsspanning zullen meten.
We meten de waarde van de optimale weerstand van de variabele weerstand R1 en vervangen deze in het circuit door de bijbehorende constante weerstand. We installeren de Zener-diode VD2 in het circuit, het dichtst bij de gewenste uitgang, stabilisatiespanning. Door een zenerdiode te selecteren, bereiken we de vereiste uitgangsspanning. Dit is de spanning die we zullen gebruiken om de batterij op te laden.
Als de converter niet start, wisselen we de uiteinden van een van de transformatorwikkelingen uit.
4. We bereiden de plano voor op het werkbord door de gewenste maat uit een typisch universeel bord te snijden. De afmetingen van het werkbord worden geselecteerd op basis van de afmetingen van de voorgestelde transducerbehuizing en de plaats daarin voor het installeren van het bord.
5. We voeren de bedrading van het debugged circuit uit naar het werkbord.
6. Installeer de converterkaart op de beoogde plaats van de basis van de behuizing van de NiMH-batterij voor een schroevendraaier. We plaatsen een blok van vier gerestaureerde elementen van deze batterij in de vrije ruimte.
7. Op een kleine printplaat monteren we een lichtbron voor de gefabriceerde batterijlamp. We solderen er een matrix van hun drie parallel verbonden LED's op en beperken de weerstand (zie diagram). Om de leds in de lamp vast te zetten boren we een gat in de hoek van het bord.
8. Om plaats te bieden aan de LED-lichtbron, kiezen we een kleine plastic reflectorbehuizing. We vervaardigen een overgangsmetalen beugel voor een verstelbare installatie van de reflector op de converterbehuizing. We installeren en bevestigen het LED-bord op zijn plaats.
9. We monteren het bovenste deel van de converterbehuizing.
10. Als visuele indicator van de aanwezigheid en relatieve omvang van de laadstroom van de batterij, plaatsen we in de vrije ruimte van het bovenste deel van de converterbehuizing een microammeter - een indicator van een oude bandrecorder. De microameter is ontworpen voor lage stroom, dus we berekenen, selecteren en sluiten een shuntweerstand aan op het apparaat om de waarde van de verwachte laadstroom van de batterij te regelen.
11. Sluit de geleiders aan op alle onderdelen in een enkel circuit.
We verbinden de converterkaart met de batterij van de batterij via de beschermende diode VD3 en een controlemicro-meter. We brengen de connector naar buiten voor het aansluiten van de converter op een alternatieve energiebron (windgenerator of zonnepanelen). Via een externe schakelaar verbinden we de led-lichtbron met de accu. Combineer alles in één gebouw.
12. Het is de bedoeling om de vervaardigde oplaadbare LED-lamp te gebruiken in combinatie met een windgenerator op basis van een 24v / 0.7A permanentmagneet permanentmagneetmotor. Maar dat is een ander verhaal.
