Çevremizdeki doğada sürekli ortaya çıkan enerjiyi (rüzgar, güneş ışığı, su enerjisi) izlerken, bu serbest enerjiyi kullanmaya çalışmak arzusu vardır. Elbette, kıtanın ortasında ve ılıman bir iklimde yaşayan, bize gelen alternatif enerji küçük, kıyı rüzgârlarımız ve çöl güneşimiz yok. Evet, enerji büyük değil, ama neredeyse sürekli bize geliyor. Ve bir cihazı biriktirmek ve kullanmak için yaparsanız, kendin yap, doğaçlama malzemelerden, bu enerji serbesttir.
Bazı durumlarda, düşük güçlü bir cihaza güç vermek için az miktarda elektriğe ihtiyacınız olabilir. Kompakt bir hava istasyonunun çalışması, tanktaki su seviyesinin izlenmesi, acil durum aydınlatması ve seranın otomasyonunun kontrolü için. Bu cihazların her biri için bir güç kaynağına sahip olmanız gerekir. Cihazın periyodik kullanımı ile (örneğin, karanlıkta), pille çalışan bir IP kullanılması tavsiye edilir. Dahası, şarjı için, IP'yi ekonomik ve özerk hale getirecek yenilenebilir bir enerji kaynağı kullanmak en yararlıdır. Rüzgar ve güneş enerjisini kullanırken, cihaz ek olarak kompakt ve hareketli olacaktır.
Bu makale alternatif doğal enerji kaynaklarından şarj edilebilen şarj edilebilir bir LED lamba üretmeyi önermektedir. İçin temel ev yapımı tornavida için bir NiMH pilinin gövde ve yenilenmiş elemanları olarak görev yaptı, makale.
Cihaz şeması
Devre bir enerji jeneratörü, enerji dönüştürücü, pil ve ışık kaynağı zinciridir. Enerji dönüştürücü, stabilize edilmiş bir voltaj dönüştürücüsüdür. Bir Gen kaynağından (rüzgar jeneratörü veya güneş paneli) düşük bir DC çıkış voltajını dört Bat1 NiMH pilin pilini şarj etmek için yeterli bir yüksek voltaja dönüştürür. Cihaz, giriş voltajını 0.8 ... 6.0 volttan çıkış 8 ... 30 volta yükseltebilir. Bu devrede, çıkış voltajı stabilize edilir ve maksimum yükü (1.8v x 4 = 7.2v) aşmaz.
Dönüştürücünün çalışmasını düşünün.
Devre, bir transformatör, bir transistör VT2, bir direnç R1 (360 ... 1200 ohm içinde seçilir) ve bir seramik kapasitör 0.33 ... 1.0 mikrofaraddan oluşan bir blokaj jeneratörüne dayanır. Blokaj jeneratörünün çalışması sırasında, birincil sargı tarafından geliştirilen kendi kendine indüksiyon EMF'si nedeniyle, transformatör çıkışında yüksek bir darbe gerilimi oluşur. Bu voltaj VD1 diyotu ile giderilir ve daha sonra şarj edilebilir bir bataryaya verilir.
Konvertörün çıkış voltajının stabilizasyonu.
Birçok şarj edilebilir pil şarj edilemez, çünkü bu kullanım ömrünü kısaltır. Bu nedenle, dikkate alınan devrede, çıkış voltajının stabilizasyonu kullanılır. Bunun için bir VT1 tipi BC548 transistörü, bir Zener diyot VD2 (stabilizasyon voltajı seçilir), R2, R3 dirençleri devreye eklenir.
Blokaj üretecinden gelen rektifiye çıkış voltajı stabilizasyon voltajı eşiğini aştığında, zener diyot akımı kendi içinden geçirmeye başlar. Bu akım, transistör VT1'in tabanına akar. Bu transistör, sırasıyla, baz verici transistör VT2 jeneratörünü açmaya ve şant etmeye başlar. Bu, sırasıyla bu transistörün kazancında bir azalmaya neden olur, çıkış sinyalinin genliğini azaltır.
NiMH pilin önemli bir kapasiteye sahip olması ve 1C'ye kadar akımlarla şarj edilebilmesi ve voltaj dönüştürücünün çıkış akımı normal koşullar altında yüksek olmadığı için, dönüştürücünün akımla stabilizasyonu dikkate alınmamıştır.
Gerilim dönüştürücü üretimi.
1. Dönüştürücü üretimi için detaylar.
Blokaj jeneratörünün temeli, kendi ellerinizle satın alınması veya yapılması gereken bir transformatördür. Transformatör tasarım seçenekleri mümkündür:
Transformatörün birincil sargısı 0,3 ... 0,5 mm çapında 45 tur telden oluşur, 10 çapı ve 50 mm uzunluğunda bir ferrit çekirdeği üzerine sarılır. İkincil sargı (geri besleme sargısı), birincil sargı üzerine sarılmış aynı telin 15 ... 20 dönüşünden oluşur.
Transformatör, K7x4x2 ... K12x7x5 boyutunda 2000NM ferrit bir halka üzerine sarılır ve 20 ... 30 dönüş PEV tel 0.3 ... 0.5'lik iki sargı içerir.
Bizim durumumuzda, bunu daha da kolaylaştıracağız. Bitmiş jikleyi 300 mH ve üstü olarak alıyoruz, sargısı üzerinde aynı yönde 0,2 ... 0,5 mm tel ile 20 ... 25 dönüş sarıyoruz. Sargıları, sargının başlangıcını (bir nokta ile gösterilir) dikkate alarak şemaya göre bağlarız. Yeni sargıyı ısı büzüşmesi, yapışkan bant, tutkal ile sabitliyoruz. Böyle bir transformatör bir halkadan daha kötü pompalamaz.
Transistör VT1 herhangi bir düşük güçlü n-p-n tipi - KT315, BC548. Transistör VT2, n-p-n tipi, yüke bağlı olarak seçilir. Transistör VT2'nin soğutma radyatörüne ihtiyacı yoktur, çünkü blokaj jeneratörü darbeli bir modda çalışır.
Akıma uygun “hızlı” 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 serisi VD1 diyotunun kullanılması tavsiye edilir.
Zener diyot VD2'de stabilizasyon voltajı, gerekli çıkış voltajına bağlı olarak seçilir. VD3 diyot herhangi bir uygun akım.
Kondansatör C1, gelen voltajdaki dalgalanmaları ve çıkış voltajının C3 kondansatörünü düzeltir. VD3 diyot, üzerinde yeterli giriş voltajı yoksa Bat1 pillerinin boşalmasını önler. Mikroamometre pilin şarj akımının görsel bir göstergesi olarak hizmet eder.
2. Gerilim dönüştürücünün montajı.
Dönüştürücüyü şemaya göre parçalar ile tamamlarız. Konvertör parçalarını evrensel bir devre kartına monte ediyoruz. Devreyi düzenlenmiş bir voltaj kaynağına bağlarız.
3. Dönüştürücünün çalışmasını yapılandırma ve hata ayıklama.
Zener diyot VD2'yi devreden ayırıyoruz, R1 yerine 4.7 kom ayar direnci ayarladık. Dönüştürücünün yükü olarak 1kΩ direnç takıyoruz. R1 direncini değiştirerek, yükte maksimum gerilimi elde ederiz. Yük olmadan, bu devre 100 volt veya daha fazla üretebilir, bu nedenle hata ayıklama sırasında, C3 çıkış kapasitörünün en az 200V'luk bir voltaja ayarlanması ve deşarj etmeyi unutmayın. Çıkış sargısındaki voltaj genliği oldukça yüksek olabileceğinden, sönümleme direncinin multimetreyle seri olarak 10 ... 100 k dirençle açılması tavsiye edilir Devrenin çeşitli noktalarında ölçümler sırasında cihaza zarar gelmesini önlemeye yardımcı olur. Doğrultucu diyotun çıkışından gelen sabit voltajı ölçmek için, voltmetreye paralel olarak 10 μF'a kadar kapasiteye sahip bir kapasitör ve en az 250 V'luk bir voltaj bağlanmalıdır.Bu durumda, voltmetre okumaları daha doğru olacaktır, çünkü darbe voltajını da ölçeceğiz.
Değişken rezistans R1'in optimum direncinin değerini ölçer ve devrede karşılık gelen sabit dirençle değiştiririz. Zener diyot VD2'yi istenen çıkışa, stabilizasyon voltajına en yakın devreye takıyoruz. Bir zener diyot seçerek gerekli çıkış voltajını elde ederiz. Bu, pili şarj etmek için kullanacağımız voltajdır.
Dönüştürücü başlamazsa, transformatör sargılarından birinin uçlarını değiştiririz.
4. İşlenmemiş tahta için tipik bir üniversal karttan istenen boyutu keserek işlenmemiş parçayı hazırlarız. Çalışma kartının boyutları, önerilen dönüştürücü muhafazasının boyutlarına ve kartın takıldığı yere göre seçilir.
5. Hata ayıklanmış devrenin kablolarını çalışma kartına bağlarız.
6. Dönüştürücü kartını tornavida için NiMH pilden kasanın tabanının öngörülen yerine takın. Bu pilin geri yüklenen dört elemanından oluşan bir bloğu boş alana yerleştiriyoruz.
7. Küçük bir PCB kartında üretilen pil lambası için bir ışık kaynağı monte ediyoruz. Paralel bağlı üç LED ve limit direncinin bir matrisini lehimliyoruz (şemaya bakın). LED'leri lambaya sabitlemek için kartın köşesinde bir delik açıyoruz.
8. LED ışık kaynağına uyum sağlamak için küçük bir plastik koruyucu reflektör kasası seçiyoruz. Reflektörün konvertör gövdesine ayarlanabilir montajı için bir geçiş metal braketi üretiyoruz. LED kartını yerine takıp sabitliyoruz.
9. Konvertör gövdesinin üst kısmını monte ediyoruz.
10. Akünün şarj akımının varlığının ve göreceli büyüklüğünün görsel bir göstergesi olarak, dönüştürücü muhafazasının üst kısmındaki boş alana, bir mikroamometre - eski bir kayıt cihazından bir gösterge yerleştiriyoruz. Mikroamometre düşük akım için tasarlanmıştır, bu nedenle beklenen akü şarj akımının değerini kontrol etmek için cihaza bir şönt direnç hesaplar, seçer ve bağlarız.
11. İletkenleri tek bir devredeki tüm parçalara bağlayın.
Dönüştürücü kartını, koruyucu diyot VD3 ve bir kontrol mikroamometresi yoluyla pilin aküsüne bağlarız. Dönüştürücüyü alternatif bir enerji kaynağına (rüzgar jeneratörü veya güneş panelleri) bağlamak için konektörü çıkarıyoruz. LED ışık kaynağını aküye harici bir anahtarla bağlarız. Her şeyi tek bir binada birleştirin.
12. Üretilen şarj edilebilir LED lambanın 24v / 0.7A sabit mıknatıslı sabit mıknatıslı motora dayanan bir rüzgar jeneratörü ile birlikte kullanılması planlanmaktadır. Ama bu başka bir hikaye.
