- Components necessaris
- Motor de corrent continu com a generador d'electricitat
- Diagrama de circuits i explicació de treball
La llanterna o la torxa és molt útil en situacions d’emergència, com ara fallades d’alimentació. Aquestes llanternes funcionen amb bateria i hem de carregar regularment en intervals concrets. Però, i si no teniu electricitat i la llanterna està morta? En aquesta situació, les llanternes de càrrega mecànica són molt bones opcions, que es poden carregar girant la palanca que hi està connectada. Té algun mecanisme i engranatges per convertir l’energia mecànica en energia elèctrica per carregar la bateria al seu interior. Aquí estem utilitzant el mateix principal per fer una llum de flaix d’emergència que tingui un supercondensador i que es pugui carregar girant un motor de corrent continu connectat.
Per tant, en aquest tutorial, farem una llanterna d’emergència que es pugui carregar girant un petit motor de corrent continu que hi estigui connectat. Per construir-ho, estem utilitzant un díode Supercapacitor, LED i Schottky. El supercondensador s’utilitza per alimentar el LED i el motor de corrent continu s’utilitza per recarregar el supercondensador. El díode Schottky s’utilitza per aturar el flux de corrent del supercondensador al motor, perquè quan el motor està connectat al supercondensador, el motor comença a girar prenent l’alimentació del supercondensador i no podem recarregar-lo mitjançant el motor. Per tant, l’única manera de bloquejar el flux de corrent del supercondensador al motor és utilitzar un díode. Es poden utilitzar altres díodes d'unió PN, però el díode Schottky té una caiguda de tensió inferior en comparació amb altres díodes d’unió PN.
Components necessaris
- Motor de corrent continu
- Supercondensador
- Diodo de Schottky
- Resistència (200 ohms)
- Interruptor
- LED
Motor de CC :
El motor de corrent continu és un tipus de motor molt comú i fàcilment disponible a un preu baix. Aquests motors estan equipats amb imants. Es col·loca una armadura en aquest camp magnètic, de manera que cada vegada que passa corrent a través de la indústria experimenta una força que fa que giri el rotor respecte a la seva posició original.
Els motors de corrent continu es poden dividir en molts tipus segons la seva forma, mida i funcionament. Principalment els motors de CC es divideixen en quatre tipus:
- Motors de continu imant permanent
- Motors de sèrie DC
- Shunt DC Motors
- Motors DC compostos
En aquest projecte, estem utilitzant un motor de corrent continu Toy \ Hobby. És un motor de corrent continu normal que només té dos terminals sense polaritat. La seva tensió de funcionament és de 4,5V a 9V. Obteniu més informació sobre els motors de corrent continu i diverses maneres de controlar-lo a continuació:
Super condensador:
Un supercondensador és un condensador d'alta capacitat amb valors de capacitat molt superiors als condensadors normals, però amb límits de tensió més baixos. Els supercondensadors combinen les propietats dels condensadors i les bateries en un sol dispositiu. Un supercondensador pot emmagatzemar 10 a 100 vegades més energia que els condensadors electrolítics i pot rebre i lliurar càrrega molt més ràpid que les bateries i tenir més cicles de càrrega-descàrrega que les bateries recarregables. Obteniu més informació sobre els supercondensadors aquí.
En aquest projecte, estem utilitzant un supercondensador de 5 5V 1F Coin. Abans de continuar, comprovarem quanta energia pot emmagatzemar aquest supercondensador. Podem calcular el magatzem d’energia mitjançant la fórmula següent:
E = 1 / 2CV 2
On E = Energia
C = Capacitat
V = Voltatge
En el nostre cas C = 1F i V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joules
La polaritat d’un supercondensador es mostra a la imatge següent. La direcció de la fletxa representa el flux actual del terminal positiu al negatiu.
Diodo Schottky:
El díode Schottky també es coneix com a díode portador en calent / díode barrera. Com el seu nom indica, s’utilitza com a barrera per aturar el flux de corrent en direccions inverses. El corrent entra per l’ànode i surt pel càtode. En comparació amb un díode d’unió PN, el díode Schottky presenta una caiguda de tensió cap endavant inferior i una velocitat de commutació ràpida.
La caiguda de tensió del díode Schottky és generalment entre 0,15 i 0,45 volts, però un díode de connexió PN normal té una caiguda de tensió entre 0,6 i 1,7 .
Motor de corrent continu com a generador d'electricitat
Abans de fer tot el circuit, vegem com es pot utilitzar un motor de corrent continu per generar tensió de corrent altern. Connecteu el motor i el led com es mostra al circuit següent:
Com que el motor no té polaritat, connecteu el primer cable al pin positiu del LED i, a continuació, el segon cable al pin negatiu del LED. Ara gireu el motor a la seva velocitat màxima fent bufar l'aire, el LED hauria de brillar. Si el LED no brilla inverteix la connexió i gira de nou.
A continuació es mostra la imatge de maquinari real:
Diagrama de circuits i explicació de treball
Ara, hem vist com un motor pot produir electricitat, l’utilitzarem per carregar el supercondensador que al seu torn alimenta el LED.
El supercondensador s’utilitza aquí per emmagatzemar la càrrega perquè pugui alimentar el LED durant més temps. Connecteu el terminal negatiu del supercondensador amb el primer fil del motor i el terminal positiu al segon fil del motor a través del díode Schottky.
Com s'ha dit anteriorment, el díode Schottky s'utilitza per bloquejar el flux de corrent en la direcció oposada. Connecteu el terminal positiu del díode de Schottky al motor i el terminal negatiu al supercondensador. Ara el corrent fluirà d'ànode a càtode i bloquejarà el flux de corrent del càtode a l'ànode, cosa que significa que el corrent només fluirà del motor al supercondensador. Aquí es fa servir el díode Schottky perquè té una caiguda de potència baixa que el díode normal.
Ara connecteu el LED amb un supercondensador i utilitzeu una resistència per limitar el consum d'energia. Un interruptor lliscant també s’utilitza per encendre i apagar el LED. Connecteu els pins positius del supercondensador i el LED amb el segon i el tercer pin del commutador i connecteu el pin negatiu del led al primer pin del commutador.
Després de la connexió, el meu prototip de llanterna sembla la imatge que es mostra a continuació. Vaig fer servir una cartolina per fer una estructura semblant a una canonada.
Finalment, la llanterna d’emergència accionada mecànicament està a punt, només cal bufar l’aire al ventilador per fer-la girar. El motor carregarà el supercondensador i el supercondensador alimentarà el LED. Podeu utilitzar un LED més brillant per obtenir més llum. Un cop el supercondensador està completament carregat, pot alimentar el led durant aprox. 10 minuts. Per fer girar el motor, en lloc de bufar l'aire es pot construir un mecanisme més eficient i de palanca.
Si teniu alguna pregunta sobre aquest projecte, deixeu-los a la secció de comentaris.
A continuació es mostra el vídeo de demostració complet: