Pri sledovaní neustále sa rozvíjajúcej energie v prírode okolo nás (vietor, slnečné svetlo, vodná energia) existuje snaha využiť túto bezplatnú energiu. Samozrejme, že žijeme medzi pevninou a miernym podnebím, alternatívna energia, ktorá k nám prichádza, je malá, nemáme pobrežné vetry a púštne slnko. Áno, energia nie je veľká, ale prichádza k nám takmer neustále. A ak vytvoríte zariadenie na jeho akumuláciu a použitie, Urob to sámz improvizovaných materiálov je táto energia zadarmo.
V niektorých prípadoch možno budete potrebovať malé množstvo elektriny na napájanie nízkoenergetického zariadenia. Na prevádzku kompaktnej meteorologickej stanice, monitorovanie hladiny vody v nádrži, núdzové osvetlenie a riadenie automatizácie skleníka. Pre každé z týchto zariadení musíte mať zdroj napájania. Pri pravidelnom používaní zariadenia (napríklad v tme) sa odporúča používať IP napájané z batérie. Okrem toho je pre nabíjanie najvýhodnejšie použiť obnoviteľný zdroj energie, vďaka ktorému bude IP hospodárnym a autonómnym. A pri použití veternej a solárnej energie bude zariadenie navyše kompaktné a mobilné.
Tento článok navrhuje výrobu nabíjateľnej LED žiarovky s nabíjaním z alternatívnych prírodných zdrojov energie. Základňa pre domáci slúžil ako telo a obnovené prvky NiMH batérie pre skrutkovač, diskutované v článok.
Schéma zariadenia
Okruh je reťazou generátora energie, meniča energie, batérie a svetelného zdroja. Menič energie je stabilizovaný menič napätia. Konvertuje nízke jednosmerné výstupné napätie zo zdroja Gen (veterný generátor alebo solárny panel) na zvýšené napätie dostatočné na nabitie batérie štyroch batérií NiMH Bat1. Zariadenie je schopné zvýšiť vstupné napätie z 0,8 ... 6,0 voltov na výstup 8 ... 30 voltov. V tomto obvode je výstupné napätie stabilizované a nepresahuje maximálny náboj (1,8 V x 4 = 7,2 V).
Zvážte fungovanie prevodníka.
Obvod je založený na blokovacom generátore, ktorý sa skladá z transformátora, tranzistora VT2, rezistora R1 (vybratého v rozsahu 360 ... 1200 ohmov) a keramického kondenzátora 0,33 ... 1,0 mikrofarad. Počas činnosti blokovacieho generátora sa v dôsledku EMF samoindukcie, ktorá sa vytvára primárnym vinutím, na výstupe transformátora vytvára vysoké pulzné napätie. Toto napätie sa usmerňuje diódou VD1 a potom sa dodáva do nabíjateľnej batérie.
Stabilizácia výstupného napätia prevodníka.
Mnoho nabíjateľných batérií nie je možné nabíjať, pretože sa tým skracuje ich životnosť. Preto sa v uvažovanom obvode používa stabilizácia výstupného napätia. K tomu sa do obvodu pridá tranzistor BC548 typu VT1, Zenerova dióda VD2 (zvolí sa stabilizačné napätie), odpory R2, R3.
Keď usmernené výstupné napätie blokovacieho generátora prekročí prahovú hodnotu stabilizačného napätia, zenerova dióda začne prechádzať prúdom sama cez seba. Tento prúd tečie do bázy tranzistora VT1. Tento tranzistor zase začína otvárať a búrať generátor tranzistora VT2 s bázovým emitorom. To spôsobuje zníženie zisku tohto tranzistora, respektíve zníženie amplitúdy výstupného signálu.
Pretože batéria NiMH má významnú kapacitu a môže sa nabíjať prúdmi až do 1 ° C a výstupný prúd meniča napätia nie je za normálnych podmienok vysoký, stabilizácia meniča prúdom sa nezohľadnila.
Výroba meniča napätia.
1. Podrobnosti o výrobe prevodníka.
Základom blokovacieho generátora je transformátor, ktorý musíte kúpiť alebo vyrobiť vlastnými rukami. Možnosti prevedenia transformátora sú možné:
Primárne vinutie transformátora pozostáva zo 45 závitov drôtu s priemerom 0,3 ... 0,5 mm navinutých na feritovom jadre s priemerom 10 a dĺžkou 50 mm. Sekundárne vinutie (spätné vinutie) pozostáva z 15 ... 20 závitov toho istého drôtu navinutého na primárnom vinutí.
Transformátor je navinutý na feritovom krúžku 2000 NM s veľkosťou K7x4x2 ... K12x7x5 a obsahuje dve vinutia 20 ... 30 závitov vodiča PEV 0,3 ... 0,5.
V našom prípade to urobíme ešte jednoduchšie. Hotovú tlmivku berieme z 300 mH a viac, cez jej vinutie vinutím 20 ... 25 závitov drôtom 0,2 ... 0,5 mm v rovnakom smere. Vinutia spájame podľa schémy, berúc do úvahy začiatok vinutia (označené bodkou). Nové vinutie fixujeme zmršťovacou vrstvou, lepiacou páskou, lepidlom. Taký transformátor pumpy nie horšie ako krúžok.
Tranzistor VT1 ľubovoľného typu n-p-n s nízkym výkonom - KT315, BC548. Tranzistor VT2 typu n-p-n je zvolený v závislosti od záťaže. Tranzistor VT2 nepotrebuje chladiaci radiátor, pretože blokovací generátor pracuje v impulznom režime.
Odporúča sa používať diódu VD1 z „rýchlej“ série 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - vhodné na prúd.
Na Zenerovej dióde VD2 sa zvolí stabilizačné napätie v závislosti od požadovaného výstupného napätia. Dióda VD3 ľubovoľný vhodný prúd.
Kondenzátor C1 vyhladzuje výkyvy vstupného napätia a kondenzátor C3 výstupného napätia. Dióda VD3 zabraňuje vybitiu batérií Bat1, ak na nich nie je dostatok vstupného napätia. Mikroamereter slúži ako vizuálny indikátor nabíjacieho prúdu batérie.
2. Montáž meniča napätia.
Konvertor dokončujeme dielmi podľa schémy. Časti prevodníka montujeme na univerzálnu dosku plošných spojov. Obvod pripájame k regulovanému zdroju napätia.
3. Konfigurácia a ladenie prevodníka.
Odpojíme Zenerovu diódu VD2 od obvodu, namiesto R1 nastavíme ladiaci odpor 4,7 kom. Ako záťaž prevodníka inštalujeme odpor 1 kΩ. Zmenou odporu R1 dosiahneme maximálne napätie pri zaťažení. Bez záťaže môže tento obvod produkovať 100 voltov alebo viac, takže pri ladení je vhodné nastaviť výstupný kondenzátor C3 na napätie najmenej 200 V a nezabudnite ho vybiť. Pretože amplitúda napätia na výstupnom vinutí môže byť dosť vysoká, odporúča sa pomocou multimetra zapnúť zhášací rezistor s odporom 10 ... 100 k, ktorý pomôže predchádzať poškodeniu zariadenia počas meraní v rôznych bodoch obvodu. Na meranie konštantného napätia z výstupu usmerňovacej diódy by mal byť paralelne s voltmetrom pripojený kondenzátor s kapacitou až 10 μF a napätím najmenej 250 V. V tomto prípade budú údaje o voltmetrii presnejšie, pretože zmeriame aj pulzné napätie.
Zmeráme hodnotu optimálneho odporu premenného odporu R1 a v obvode ho nahradíme zodpovedajúcim konštantným odporom. Inštalujeme Zenerovu diódu VD2 v obvode, najbližšie k požadovanému výstupu, stabilizačné napätie. Výberom zenerovej diódy dosiahneme požadované výstupné napätie. Toto je napätie, ktoré použijeme na nabíjanie batérie.
Ak sa prevodník nespustí, vymeníme konce jedného z vinutí transformátora.
4. Polotovar pre pracovnú dosku pripravíme vystrihnutím požadovanej veľkosti z typickej univerzálnej dosky. Rozmery pracovnej dosky sa volia na základe rozmerov navrhovaného krytu prevodníka a miesta v ňom na inštaláciu dosky.
5. Vykonávame zapojenie ladeného obvodu k pracovnej doske.
6. Dosku meniča nainštalujte na skrutkovač na určené miesto podstavca puzdra z batérie NiMH. Do voľného priestoru umiestnime blok štyroch obnovených prvkov tejto batérie.
7. Na malú dosku plošných spojov zostavíme zdroj svetla pre vyrobenú žiarovku batérie. Spájkujeme na ňu maticu svojich troch paralelne zapojených LED diód a limitného odporu (pozri obrázok). Na upevnenie diód LED v žiarovke vyvŕtame otvor v rohu dosky.
8. Aby sme vyhoveli svetelnému zdroju LED, vyberieme malé plastové ochranné reflektorové puzdro. Vyrábame prechodný kovový držiak pre nastaviteľnú inštaláciu reflektora do krytu prevodníka. Nainštalujeme a opravíme dosku LED na miesto.
9. Zostavíme hornú časť krytu meniča.
10. Ako vizuálny indikátor prítomnosti a relatívnej veľkosti nabíjacieho prúdu batérie umiestnime do voľného priestoru v hornej časti puzdra prevodníka mikrokameter - indikátor zo starého magnetofónu. Mikrokameter je navrhnutý pre nízky prúd, takže vypočítavame, vyberáme a pripájame k prístroju skratový odpor, ktorý riadi hodnotu očakávaného nabíjacieho prúdu batérie.
11. Vodiče spojte so všetkými časťami v jednom obvode.
Dosku prevodníka pripájame k batérii batérie cez ochrannú diódu VD3 a riadiaci mikameter. Prinášame konektor na pripojenie prevodníka k alternatívnemu zdroju energie (veterný generátor alebo solárne panely). Svetelný zdroj LED pripojujeme k batérii pomocou externého spínača. Kombinujte všetko v jednej budove.
12. Plánuje sa použitie vyrobenej nabíjateľnej LED žiarovky v spojení s generátorom vetra založeným na motore s permanentným magnetom s permanentným magnetom 24 V / 0,7 A. Ale to je ďalší príbeh.
