Zaklamp of zaklamp is erg handig in noodsituaties zoals stroomuitval. Deze zaklampen werken op batterijen en we moeten regelmatig met bepaalde tussenpozen opladen. Maar wat als u geen elektriciteit heeft en uw zaklamp dood is? In die situatie zijn mechanisch oplaadbare zaklampen een zeer goede optie, die kan worden opgeladen door de eraan bevestigde hendel te draaien. Het heeft een mechanisme en versnellingen om de mechanische energie om te zetten in elektrische energie om de batterij erin op te laden. Hier gebruiken we hetzelfde principe om een noodflitslicht te maken met een supercondensator en deze supercondensator kan worden opgeladen door een gelijkstroommotor eraan te draaien.
Dus in deze tutorial gaan we een noodzaklamp maken die kan worden opgeladen door een kleine gelijkstroommotor eraan te draaien. Om dit te bouwen, gebruiken we een Supercapacitor, LED en Schottky-diode. De supercondensator wordt gebruikt om de LED van stroom te voorzien en de DC-motor wordt gebruikt om de supercondensator op te laden. Schottky-diode wordt gebruikt om de stroom van supercondensator naar motor te stoppen, omdat wanneer de motor is aangesloten op supercondensator, de motor begint te draaien door de stroom van de supercondensator te halen en we de supercondensator niet kunnen opladen met behulp van de motor. Dus de enige manier om de stroom van de supercondensator naar de motor te blokkeren, is door een diode te gebruiken. Andere PN-junctiediodes kunnen worden gebruikt, maar Schottky-diode heeft een lagere spanningsval in vergelijking met andere PN-junctiediodes.
Componenten vereist
- DC-motor
- Supercondensator
- Schottky-diode
- Weerstand (200 ohm)
- Schakelaar
- LED
DC-motor :
DC-motor is een veel voorkomend type motor en gemakkelijk verkrijgbaar tegen een lage prijs. Deze motoren zijn voorzien van magneten. Een anker wordt in dit magnetische veld geplaatst, dus wanneer er stroom door het anker gaat, ervaart het een kracht die ervoor zorgt dat het de rotor roteert ten opzichte van zijn oorspronkelijke positie.
Gelijkstroommotoren kunnen worden onderverdeeld in vele typen op basis van hun vorm, grootte en werking. Hoofdzakelijk DC-motoren zijn onderverdeeld in vier typen:
- DC-motoren met permanente magneet
- Serie DC-motoren
- Shunt gelijkstroommotoren
- Samengestelde gelijkstroommotoren
In dit project gebruiken we een Toy \ Hobby DC-motor. Het is een normale DC-motor die slechts twee aansluitingen heeft zonder polariteit. De bedrijfsspanning is 4,5V tot 9V. Lees ook meer over DC-motoren en verschillende manieren om deze te besturen in onderstaande tutorials:
Super condensator:
Een supercondensator is een condensator met hoge capaciteit met capaciteitswaarden die veel hoger zijn dan normale condensatoren, maar met lagere spanningslimieten. Supercondensatoren combineren de eigenschappen van condensatoren en batterijen in één apparaat. Een supercondensator kan 10 tot 100 keer meer energie opslaan dan elektrolytische condensatoren en kan veel sneller opladen en leveren dan batterijen, en heeft meer laad-ontlaadcycli dan oplaadbare batterijen. Lees hier meer over supercondensatoren.
In dit project gebruiken we een 5V 1F Coin Super-condensator. Voordat we verder gaan, zullen we controleren hoeveel energie deze supercondensator kan opslaan. We kunnen de energieopslag berekenen met de volgende formule:
E = 1 / 2CV 2
Waar E = energie
C = Capaciteit
V = spanning
In ons geval C = 1F en V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 joule
De polariteit van een supercondensator wordt getoond in onderstaande afbeelding. De richting van de pijl vertegenwoordigt de stroom van de positieve naar de negatieve pool.
Schottky-diode:
Schottky-diode is ook bekend als een hete-carrier-diode / barrièrediode. Zoals de naam suggereert, wordt het gebruikt als een barrière om de stroom in omgekeerde richting te stoppen. De stroom komt binnen door de anode en verlaat deze door de kathode. In vergelijking met een PN-junctiediode heeft de Schottky-diode een minder voorwaartse spanningsval en een snelle schakelsnelheid.
De spanningsval van de Schottky-diode ligt over het algemeen tussen 0,15 en 0,45 volt, maar een normale PN-junctiediode heeft een spanningsval tussen 0,6 en 1,7 .
DC-motor als elektriciteitsgenerator
Voordat we het hele circuit maken, laten we eens kijken hoe een DC-motor kan worden gebruikt om wisselspanning te genereren. Sluit de motor en led aan zoals weergegeven in onderstaand circuit:
Aangezien de motor geen polariteit heeft, sluit u de eerste draad aan op de positieve pin van de led en vervolgens de tweede draad op de negatieve pin van de led. Draai nu de motor op maximale snelheid door de lucht te blazen, de LED moet gaan branden. Als de LED niet brandt, keert u de verbinding om en draait u opnieuw.
De werkelijke hardware-afbeelding wordt hieronder weergegeven:
Schakelschema en werkuitleg
Nu we hebben gezien hoe een motor elektriciteit kan produceren, zullen we de motor gebruiken om de supercondensator op te laden die op zijn beurt de LED van stroom voorziet.
Super Condensator wordt hier gebruikt om de lading op te slaan, zodat deze de LED voor een langere tijd kan voeden. Verbind de negatieve pool van de supercondensator met de eerste draad van de motor en de positieve pool met de tweede draad van de motor via de Schottky-diode.
Zoals eerder verteld, wordt de Schottky-diode gebruikt om de stroom in de tegenovergestelde richting te blokkeren. Verbind dus de positieve pool van de Schottky-diode met de motor en de negatieve pool met de supercondensator. Nu zal de stroom van anode naar kathode stromen, en het blokkeert de stroom van de kathode naar de anode, wat betekent dat de stroom alleen van de motor naar de supercondensator zal stromen. Hier wordt een Schottky-diode gebruikt omdat deze een lage vermogensdaling heeft dan de normale diode.
Verbind nu de LED met een Supercapacitor en gebruik een weerstand om het stroomverbruik te beperken. Een schuifschakelaar wordt ook gebruikt om LED aan en uit te zetten. Verbind de positieve pinnen van supercondensator en LED met de 2 e en 3 e pin van de schakelaar en verbind de negatieve pin van led met de eerste pin van de schakelaar.
Na de verbinding ziet het prototype van mijn zaklamp eruit als de onderstaande afbeelding. Ik heb een karton gebruikt om een pijpachtige structuur te maken.
Eindelijk is de mechanisch aangedreven noodzaklamp klaar, blaas gewoon de lucht in de ventilator om deze te laten draaien. De motor laadt de supercondensator op en Supercapacitor voedt de LED. U kunt een helderdere LED gebruiken voor meer licht. Zodra de supercondensator volledig is opgeladen, kan deze de led ca. 10 minuten. Om de motor te laten draaien, kan in plaats van lucht te blazen een efficiënter tandwiel- en hefboommechanisme worden gebouwd.
Als je vragen hebt over dit project, laat ze dan achter in het commentaargedeelte.
De volledige demonstratievideo wordt hieronder gegeven: