Při sledování neustále se vyvíjející energie v přírodě kolem nás (vítr, sluneční světlo, vodní energie) existuje touha vyzkoušet tuto bezplatnou energii. Samozřejmě, že žijeme mezi pevninou a v mírném klimatu, alternativní energie, která k nám přichází, je malá, nemáme pobřežní větry a pouštní slunce. Ano, energie není velká, ale přichází k nám téměř neustále. A pokud vytvoříte zařízení pro jeho akumulaci a použití, udělej to sám, z improvizovaných materiálů, pak je tato energie zdarma.
V některých případech může být pro napájení nízkoenergetického zařízení zapotřebí malé množství elektřiny. Pro provoz kompaktní meteorologické stanice, sledování hladiny vody v nádrži, nouzové osvětlení a řízení automatizace skleníku. Pro každé z těchto zařízení musíte mít zdroj napájení. Při pravidelném používání zařízení (například ve tmě) je vhodné používat IP baterii. Navíc je pro jeho nabíjení nejvýhodnější použít obnovitelný zdroj energie, díky kterému bude IP ekonomický a autonomní. A při použití větrné a sluneční energie bude zařízení navíc kompaktní a mobilní.
Tento článek navrhuje vyrobit dobíjecí LED lampu s nabíjením z alternativních přírodních zdrojů energie. Základna pro domácí sloužil jako tělo a repasované prvky NiMH baterie pro šroubovák, diskutováno v článek.
Schéma zařízení
Obvod je řetěz generátoru energie, převaděče energie, baterie a světelného zdroje. Měnič energie je stabilizovaný měnič napětí. Převádí nízké výstupní napětí stejnosměrného proudu ze zdroje Gen (větrný generátor nebo solární panel) na zvýšené napětí dostatečné k nabití baterie čtyř baterií NiMH Bat1. Zařízení je schopné zvýšit vstupní napětí z 0,8 ... 6,0 voltů na výstup 8 ... 30 voltů. V tomto obvodu je výstupní napětí stabilizováno a nepřekračuje maximální nabití (1,8 V x 4 = 7,2 V).
Zvažte provoz převodníku.
Obvod je založen na blokovacím generátoru, který se skládá z transformátoru, tranzistoru VT2, rezistoru R1 (vybraného v rozsahu 360 ... 1200 ohmů) a keramického kondenzátoru 0,33 ... 1,0 mikrofarad. Během činnosti blokovacího generátoru se v důsledku EMF samoindukce, která se vyvíjí primárním vinutím, vytváří na výstupu transformátoru vysoké pulzní napětí. Toto napětí je usměrněno diodou VD1 a poté dodáváno do dobíjecí baterie.
Stabilizace výstupního napětí převodníku.
Mnoho dobíjecích baterií nelze dobít, protože se tím zkracuje jejich životnost. Proto se v uvažovaném obvodu používá stabilizace výstupního napětí. K tomu se do obvodu přidá tranzistor BC548 typu VT1, Zenerova dioda VD2 (je zvoleno stabilizační napětí), rezistory R2, R3.
Když usměrněné výstupní napětí blokovacího generátoru překročí prahovou hodnotu stabilizačního napětí, zenerova dioda začne procházet proud skrze sebe. Tento proud teče do báze tranzistoru VT1. Tento tranzistor zase začíná otevírat a zkratovat generátor tranzistoru VT2 s emitorem báze. To způsobuje pokles zisku tohoto tranzistoru, respektive snižuje amplitudu výstupního signálu.
Vzhledem k tomu, že NiMH baterie má významnou kapacitu a může být nabíjena proudy až do 1C a výstupní proud měniče napětí není za normálních podmínek vysoký, stabilizace měniče proudem nebyla uvažována.
Výroba měniče napětí.
1. Podrobnosti o výrobě převodníku.
Základem blokovacího generátoru je transformátor, který musí být zakoupen nebo vyroben vlastníma rukama. Možnosti provedení transformátoru jsou možné:
Primární vinutí transformátoru sestává z 45 závitů drátu o průměru 0,3 ... 0,5 mm navinutých na feritovém jádru o průměru 10 a délce 50 mm. Sekundární vinutí (zpětné vinutí) se skládá z 15 ... 20 závitů stejného drátu navinutého přes primární vinutí.
Transformátor je navinut na feritovém kruhu o velikosti 2000 NM o velikosti K7x4x2 ... K12x7x5 a obsahuje dvě vinutí 20 ... 30 závitů PEV drátu 0,3 ... 0,5.
V našem případě to uděláme ještě jednodušší. Hotovou tlumivku bereme od 300 mH a výše, přes její vinutí zatočíme 20 ... 25 závitů drátem 0,2 ... 0,5 mm ve stejném směru. Vinutí spojujeme podle schématu s přihlédnutím k začátku vinutí (označeno tečkou). Nové vinutí opravujeme smršťováním, lepicí páskou, lepidlem. Takový transformátor nečerpá horší než prsten.
Tranzistor VT1 libovolného typu n-p-n s nízkým výkonem - KT315, BC548. Tranzistor VT2, typ n-p-n, je vybrán v závislosti na zátěži. Tranzistor VT2 nepotřebuje chladicí radiátor, protože blokovací generátor pracuje v impulzním režimu.
Je vhodné použít diodu VD1 z „rychlé“ série 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - vhodné pro proud.
U Zenerovy diody VD2 je stabilizační napětí zvoleno v závislosti na požadovaném výstupním napětí. Dioda VD3 libovolný vhodný proud.
Kondenzátor C1 vyhlazuje kolísání vstupního napětí a kondenzátor C3 výstupního napětí. Dioda VD3 zabraňuje vybití baterií Bat1, pokud na ní není dostatečné vstupní napětí. Mikroamereter slouží jako vizuální indikátor nabíjecího proudu baterie.
2. Montáž měniče napětí.
Dokončujeme převodník díly podle schématu. Montujeme díly měniče na univerzální desku plošných spojů. Připojujeme obvod k regulovanému zdroji napětí.
3. Konfigurace a ladění provozu převodníku.
Odpojujeme Zenerovu diodu VD2 od obvodu, namísto R1 jsme nastavili ladicí odpor 4,7 kom. Jako zátěž převaděče instalujeme odpor 1 kΩ. Změnou odporu R1 dosáhneme maximálního napětí při zátěži. Bez zátěže může tento obvod produkovat 100 V nebo více, takže při ladění je vhodné nastavit výstupní kondenzátor C3 na napětí alespoň 200 V a nezapomeňte jej vybít. Vzhledem k tomu, že amplituda napětí na výstupním vinutí může být poměrně vysoká, doporučuje se pomocí multimetru zapnout zhášecí rezistor s odporem 10 ... 100 k. Pomůže to zabránit poškození zařízení během měření v různých bodech v obvodu. Pro měření konstantního napětí z výstupu usměrňovací diody by měl být paralelně s voltmetrem připojen kondenzátor s kapacitou až 10 μF a napětím nejméně 250 V. V tomto případě budou odečty voltmetru přesnější, protože také změříme pulzní napětí.
Změříme hodnotu optimálního odporu variabilního rezistoru R1 a v obvodu jej nahradíme odpovídajícím konstantním rezistorem. Do obvodu instalujeme Zenerovu diodu VD2, nejblíže požadovanému výstupu, stabilizační napětí. Výběrem zenerovy diody dosáhneme požadovaného výstupního napětí. Toto je napětí, které použijeme k nabíjení baterie.
Pokud se měnič nespustí, vyměníme konce jednoho z vinutí transformátoru.
4. Připravíme polotovar pro pracovní desku vystřihnutím požadované velikosti z typické univerzální desky. Rozměry pracovní desky se volí na základě rozměrů navrhovaného pouzdra převodníku a místa v něm pro instalaci desky.
5. Provádíme zapojení ladicího obvodu k pracovní desce.
6. Nainstalujte desku měniče na určené místo základny pouzdra z akumulátoru NiMH pro šroubovák. Umístíme blok čtyř obnovených prvků této baterie do volného prostoru.
7. Na malou desku plošných spojů sestavíme zdroj světla pro vyrobenou bateriovou lampu. Připájíme na ni matici jejich tří paralelně zapojených LED a limitního odporu (viz obrázek). K opravě LED v lampě vyvrtáme díru v rohu desky.
8. Pro umístění zdroje světla LED vybíráme malé plastové ochranné pouzdro reflektoru. Vyrábíme přechodový kovový držák pro nastavitelnou instalaci reflektoru do pouzdra převodníku. Instalujeme a opravujeme desku LED na místě.
9. Montujeme horní část pouzdra převodníku.
10. Jako vizuální indikátor přítomnosti a relativní velikosti nabíjecího proudu baterie umístíme do volného prostoru horní části pouzdra převodníku mikrosametr - indikátor ze starého magnetofonu. Mikrokametr je navržen pro nízký proud, takže vypočítáváme, vybíráme a připojujeme k přístroji zkratovací odpor, který řídí hodnotu očekávaného nabíjecího proudu baterie.
11. Připojte vodiče ke všem částem v jednom obvodu.
Desku převodníku připojujeme k baterii baterie pomocí ochranné diody VD3 a řídicího mikrokameru. Vyvedeme konektor pro připojení převodníku k alternativnímu zdroji energie (větrný generátor nebo solární panely). Světelný zdroj LED připojujeme k baterii pomocí externího spínače. Kombinujte vše v jedné budově.
12. Plánuje se použití vyrobené dobíjecí LED lampy spolu s větrným generátorem založeným na permanentním magnetu s permanentním magnetem 24v / 0,7A. Ale to je další příběh.
