بمشاهدة الطاقة الناشئة باستمرار في الطبيعة من حولنا (الرياح ، ضوء الشمس ، طاقة المياه) ، هناك رغبة في محاولة استخدام هذه الطاقة المجانية. بطبيعة الحال ، تعيش بين البر الرئيسي وفي مناخ معتدل ، والطاقة البديلة التي تأتي إلينا صغيرة ، وليس لدينا رياح ساحلية وشمس صحراوية. نعم ، الطاقة ليست رائعة ، لكنها تأتي إلينا بشكل دائم تقريبًا. وإذا صنعت جهازًا لتراكمه واستخدامه ، افعلها بنفسك، من المواد المرتجلة ، فإن هذه الطاقة مجانية.
في بعض الحالات ، قد تحتاج إلى كمية صغيرة من الكهرباء لتشغيل جهاز منخفض الطاقة. لتشغيل محطة الأرصاد المدمجة ، مراقبة مستوى المياه في الخزان ، لإضاءة الطوارئ والتحكم في أتمتة الدفيئة. لكل جهاز من هذه الأجهزة ، يجب أن يكون لديك مصدر طاقة. مع الاستخدام الدوري للجهاز (على سبيل المثال ، في الظلام) ، يُنصح باستخدام IP يعمل بالبطارية. علاوة على ذلك ، من المفيد جدًا استخدام مصدر طاقة متجددة لشحنه ، مما يجعل الملكية الفكرية اقتصادية ومستقلة. وعند استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، سيكون الجهاز مضغوطًا ومتنقلًا.
تقترح هذه المقالة تصنيع مصباح LED قابل للشحن مع الشحن من مصادر الطاقة الطبيعية البديلة. قاعدة محلية الصنع عمل كجسم وعناصر مجددة لبطارية NiMH لمفك البراغي ، نوقش في المقالة.
مخطط الجهاز
الدائرة عبارة عن سلسلة من مولدات الطاقة ومحول الطاقة والبطارية ومصدر الضوء. محول الطاقة هو محول جهد مستقر. فهو يحول جهد خرج DC منخفض من مصدر عام (مولد الرياح أو الألواح الشمسية) إلى جهد متزايد يكفي لشحن بطارية من أربع بطاريات Bat1 NiMH. الجهاز قادر على زيادة جهد الدخل من 0.8 ... 6.0 فولت إلى الإخراج 8 ... 30 فولت. في هذه الدائرة ، يتم استقرار جهد الخرج ولا يتجاوز الشحنة القصوى (1.8 فولت × 4 = 7.2 فولت).
ضع في الاعتبار تشغيل المحول.
تعتمد الدائرة على مولد مانع للحجب ، يتكون من محول ، ترانزستور VT2 ، ومقاوم R1 (محدد ضمن 360 ... 1200 أوم) ومكثف خزفي 0.33 ... 1.0 ميكروفاراد. أثناء تشغيل مولد الحجب ، بسبب EMF للتحريض الذاتي ، الذي تم تطويره بواسطة اللفة الأولية ، يتم تشكيل جهد نبضي مرتفع عند خرج المحول. يتم تصحيح هذا الجهد بواسطة الصمام الثنائي VD1 ، ثم يتم توفيره لبطارية قابلة لإعادة الشحن.
استقرار جهد الخرج للمحول.
لا يمكن إعادة شحن العديد من البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، لأن هذا يقصر عمرها الافتراضي. لذلك ، في الدائرة المعنية ، يتم استخدام استقرار جهد الخرج. للقيام بذلك ، تتم إضافة ترانزستور BC548 من النوع VT1 ، الصمام الثنائي Zener VD2 (يتم اختيار جهد التثبيت) ، المقاومات R2 ، R3 إلى الدائرة.
عندما يتجاوز جهد الخرج المصحح من مولد الحجب عتبة جهد التثبيت ، يبدأ الصمام الثنائي الزينر بتمرير التيار من خلال نفسه. يتدفق هذا التيار إلى قاعدة الترانزستور VT1. يبدأ هذا الترانزستور بدوره في فتح وتحويل مولد الترانزستور الباعث الأساسي VT2. هذا يؤدي إلى انخفاض في كسب هذا الترانزستور ، على التوالي ، يقلل من اتساع إشارة الخرج.
نظرًا لحقيقة أن بطارية NiMH لها سعة كبيرة ويمكن شحنها بالتيارات حتى 1 درجة مئوية ، وأن تيار الخرج لمحول الجهد غير مرتفع في الظروف العادية ، لم يتم النظر في استقرار المحول بالتيار.
تصنيع محول الجهد.
1. تفاصيل تصنيع المحول.
أساس مولد الحجب هو محول ، يجب شراؤه أو صنعه بيديك. خيارات تصميم المحولات ممكنة:
يتكون اللف الأساسي للمحول من 45 لفة من الأسلاك بقطر 0.3 ... 0.5 ملم ، ملفوف على قلب من الفريت بقطر 10 وطول 50 ملم. يتكون اللف الثانوي (لف التغذية المرتدة) من 15 ... 20 لفة من نفس السلك الجرح على اللف الأساسي.
يتم لف المحول على حلقة من الفريت 2000NM بحجم K7x4x2 ... K12x7x5 ويحتوي على لفتين من 20 ... 30 لفة من سلك PEV 0.3 ... 0.5.
في حالتنا ، سنقوم بذلك بشكل أسهل. نأخذ الخانق النهائي من 300 mH وما فوق ، خلال لفه نلف 20 ... 25 دورة بسلك 0.2 ... 0.5 مم ، في نفس الاتجاه. نقوم بتوصيل اللفات وفقًا للمخطط ، مع مراعاة بداية اللف (يشار إليه بنقطة). نقوم بإصلاح اللفة الجديدة بالانكماش الحراري ، الشريط اللاصق ، الغراء. لا يضخ هذا المحول أسوأ من الحلقة.
الترانزستور VT1 أي نوع n-p-n منخفض الطاقة - KT315، BC548. يتم اختيار الترانزستور VT2 ، من نوع n-p-n ، اعتمادًا على الحمل. لا يحتاج الترانزستور VT2 إلى مبرد تبريد ، حيث يعمل مولد الحجب في وضع النبض.
من المستحسن استخدام الصمام الثنائي VD1 من السلسلة "السريعة" 1N4148 ، 1N5819 (شوتكي) ، KD522 - مناسب للتيار.
في الصمام الثنائي Zener VD2 ، يتم اختيار جهد التثبيت اعتمادًا على جهد الخرج المطلوب. الصمام الثنائي VD3 أي تيار مناسب.
يعمل المكثف C1 على تنعيم التقلبات في الجهد الوارد ، والمكثف C3 من جهد الخرج. يمنع الصمام الثنائي VD3 تفريغ بطاريات Bat1 إذا لم يكن هناك جهد دخل كافٍ عليه. يعمل مقياس الميكرومتر كمؤشر مرئي لتيار الشحن للبطارية.
2. تجميع محول الجهد.
نكمل المحول بأجزاء وفقًا للمخطط. نقوم بتجميع أجزاء المحول على لوحة دائرة عالمية. نقوم بتوصيل الدائرة بمصدر جهد منظم.
3. تكوين وتصحيح عملية المحول.
نقوم بفصل الصمام الثنائي Zener VD2 من الدائرة ، بدلاً من R1 ، قمنا بتعيين مقاومة ضبط تبلغ 4.7 kom. كحمل المحول ، نقوم بتثبيت المقاوم 1kΩ. من خلال تغيير المقاومة R1 ، نحقق أقصى جهد عند الحمل. بدون تحميل ، يمكن أن تنتج هذه الدائرة 100 فولت أو أكثر ، لذلك عند التصحيح ، من المستحسن ضبط مكثف الإخراج C3 على جهد لا يقل عن 200 فولت ولا تنسى تفريغه. نظرًا لأن سعة الجهد عند لف الخرج يمكن أن تكون عالية جدًا ، فمن المستحسن تشغيل مقاومة التسقية بمقاومة 10 ... 100 كيلو على التوالي باستخدام جهاز القياس المتعدد. سيساعد ذلك في منع تلف الجهاز أثناء القياسات عند نقاط مختلفة في الدائرة. لقياس الجهد المستمر من خرج الصمام الثنائي المعدل ، يجب توصيل مكثف بسعة تصل إلى 10 μF وجهد لا يقل عن 250 فولت بالتوازي مع الفولتميتر. في هذه الحالة ، ستكون قراءات الفولتميتر أكثر دقة ، حيث سنقيس أيضًا جهد النبض.
نقيس قيمة المقاومة المثلى للمقاوم المتغير R1 ونستبدلها في الدائرة بالمقاوم الثابت المقابل. نقوم بتثبيت الصمام الثنائي Zener VD2 في الدائرة ، في أقرب وقت ممكن إلى الإخراج المطلوب ، جهد التثبيت. باختيار الصمام الثنائي الزينر ، نحقق جهد الخرج المطلوب. هذا هو الجهد الذي سنستخدمه لشحن البطارية.
إذا لم يبدأ المحول ، فإننا نتبادل نهايات إحدى ملفات المحولات.
4. نقوم بتحضير الفراغ للوحة العمل عن طريق قطع الحجم المطلوب من لوحة عالمية نموذجية. يتم تحديد أبعاد لوحة العمل بناءً على أبعاد مبيت محول الطاقة المقترح والمكان الموجود فيه لتثبيت اللوحة.
5. نقوم بتنفيذ توصيلات الدائرة المصححة إلى لوحة العمل.
6. قم بتثبيت لوحة المحول في المكان المقصود لقاعدة العلبة من بطارية NiMH لمفك البراغي. نضع كتلة من أربعة عناصر مستعادة لهذه البطارية في مساحة خالية.
7. على لوحة PCB صغيرة نقوم بتجميع مصدر ضوء لمصباح البطارية المصنعة. نلصق عليها مصفوفة من مصابيح LED الثلاثة المتوازية والحد من المقاومة (انظر الرسم البياني). لإصلاح المصابيح في المصباح ، نقوم بحفر حفرة في زاوية اللوح.
8. لاستيعاب مصدر ضوء LED ، نختار علبة عاكس واقية بلاستيكية صغيرة. نقوم بتصنيع قوس معدني انتقالي لتركيب عاكس قابل للتعديل لسكن المحول. نقوم بتثبيت وإصلاح لوحة LED في مكانها.
9. نقوم بتجميع الجزء العلوي من غلاف المحول.
10. كمؤشر مرئي لوجود وحجم الشحن الحالي للبطارية ، في المساحة الحرة للجزء العلوي من علبة المحول ، نضع مقياسًا دقيقًا - وهو مؤشر من جهاز تسجيل قديم. تم تصميم مقياس الميكرومتر للتيار المنخفض ، لذلك نقوم بحساب واختيار وتوصيل مقاوم التحويل إلى الجهاز للتحكم في قيمة تيار شحن البطارية المتوقع.
11. قم بتوصيل الموصلات بجميع الأجزاء في دائرة واحدة.
نقوم بتوصيل لوحة المحول ببطارية البطارية من خلال الصمام الثنائي الواقي VD3 وجهاز تحكم ميكرومتر. نخرج الموصل لتوصيل المحول بمصدر طاقة بديل (مولد الرياح أو الألواح الشمسية). نقوم بتوصيل مصدر ضوء LED بالبطارية من خلال مفتاح خارجي. اجمع بين كل شيء في مبنى واحد.
12. من المخطط استخدام مصباح LED القابل لإعادة الشحن المصنوع مع مولد الرياح على أساس محرك مغناطيسي دائم مغناطيسي دائم 24v / 0.7A. لكن هذه قصة أخرى.
