Taschenlampe oder Taschenlampe sind sehr nützlich in Notsituationen wie Stromausfall. Diese Taschenlampen sind batteriebetrieben und müssen in bestimmten Intervallen regelmäßig aufgeladen werden. Aber was ist, wenn Sie keinen Strom haben und Ihre Taschenlampe tot ist? In dieser Situation sind mechanisch aufladbare Taschenlampen eine sehr gute Option, die durch Drehen des daran befestigten Hebels aufgeladen werden kann. Es hat einige Mechanismen und Zahnräder, um die mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, um die Batterie darin aufzuladen. Hier verwenden wir das gleiche Prinzip, um ein Notblitzlicht mit einem Superkondensator herzustellen, und dieser Superkondensator kann durch Drehen eines daran angebrachten Gleichstrommotors aufgeladen werden.
In diesem Tutorial erstellen wir eine Notfalltaschenlampe, die durch Drehen eines kleinen Gleichstrommotors aufgeladen werden kann. Um dies aufzubauen, verwenden wir einen Superkondensator, eine LED und eine Schottky-Diode. Der Superkondensator dient zur Stromversorgung der LED und der Gleichstrommotor zum Aufladen des Superkondensators. Die Schottky-Diode wird verwendet, um den Stromfluss vom Superkondensator zum Motor zu stoppen. Wenn der Motor an den Superkondensator angeschlossen ist, beginnt sich der Motor zu drehen, indem er die Leistung des Superkondensators aufnimmt, und wir können den Superkondensator nicht über den Motor aufladen. Die einzige Möglichkeit, den Stromfluss vom Superkondensator zum Motor zu blockieren, ist die Verwendung einer Diode. Andere PN-Sperrschichtdioden können verwendet werden, jedoch Schottky-Dioden hat einen geringeren Spannungsabfall im Vergleich zu anderen PN-Sperrschichtdioden.
Erforderliche Komponenten
- Gleichspannungs Motor
- Superkondensator
- Schottky Diode
- Widerstand (200 Ohm)
- Schalter
- LED
Gleichstrommotor :
Gleichstrommotor ist ein sehr verbreiteter Motortyp und leicht zu einem niedrigen Preis erhältlich. Diese Motoren sind mit Magneten ausgestattet. In diesem Magnetfeld befindet sich ein Anker. Wenn also Strom durch den Anker fließt, erfährt er eine Kraft, die ihn veranlasst, den Rotor in Bezug auf seine ursprüngliche Position zu drehen.
Gleichstrommotoren können je nach Form, Größe und Funktionsweise in viele Typen unterteilt werden. Hauptsächlich werden Gleichstrommotoren in vier Typen unterteilt:
- Permanentmagnet-Gleichstrommotoren
- Gleichstrommotoren der Serie
- Nebenschluss-Gleichstrommotoren
- Zusammengesetzte Gleichstrommotoren
In diesem Projekt verwenden wir einen Toy \ Hobby DC-Motor. Es ist ein normaler Gleichstrommotor mit nur zwei Anschlüssen ohne Polarität. Die Betriebsspannung beträgt 4,5 V bis 9 V. Weitere Informationen zu Gleichstrommotoren und verschiedenen Möglichkeiten zur Steuerung finden Sie in den folgenden Tutorials:
Superkondensator:
Ein Superkondensator ist ein Kondensator mit hoher Kapazität mit Kapazitätswerten, die viel höher als bei normalen Kondensatoren sind, jedoch niedrigere Spannungsgrenzen aufweisen. Superkondensatoren kombinieren die Eigenschaften von Kondensatoren und Batterien in einem Gerät. Ein Superkondensator kann 10- bis 100-mal mehr Energie speichern als Elektrolytkondensatoren und kann viel schneller als Batterien geladen und abgegeben werden und hat mehr Lade- / Entladezyklen als wiederaufladbare Batterien. Erfahren Sie hier mehr über Superkondensatoren.
In diesem Projekt verwenden wir einen 5. 5V 1F Coin Superkondensator. Bevor wir fortfahren, prüfen wir, wie viel Energie dieser Superkondensator speichern kann. Wir können den Energiespeicher nach folgender Formel berechnen:
E = 1 / 2CV 2
Wobei E = Energie
C = Kapazität
V = Spannung
In unserem Fall ist C = 1F und V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joule
Die Polarität eines Superkondensators ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Die Pfeilrichtung repräsentiert den Stromfluss vom positiven zum negativen Anschluss.
Schottky Diode:
Die Schottky-Diode ist auch als Hot-Carrier-Diode / Barrier-Diode bekannt. Wie der Name schon sagt, wird es als Barriere verwendet, um den Stromfluss in umgekehrter Richtung zu stoppen. Strom tritt durch die Anode ein und tritt durch die Kathode aus. Im Vergleich zu einer PN-Sperrschichtdiode weist die Schottky-Diode einen geringeren Durchlassspannungsabfall und eine schnelle Schaltrate auf.
Der Spannungsabfall der Schottky-Diode liegt im Allgemeinen zwischen 0,15 und 0,45 Volt, aber eine normale PN-Sperrschichtdiode hat einen Spannungsabfall zwischen 0,6 und 1,7 .
Gleichstrommotor als Stromerzeuger
Bevor Sie die gesamte Schaltung erstellen, sehen Sie sich an, wie ein Gleichstrommotor zur Erzeugung von Wechselspannung verwendet werden kann. Schließen Sie den Motor und die LED wie in der folgenden Schaltung gezeigt an:
Da der Motor keine Polarität hat, verbinden Sie das erste Kabel mit dem positiven Pin der LED und das zweite Kabel mit dem negativen Pin der LED. Drehen Sie nun den Motor durch Blasen der Luft auf seine maximale Drehzahl. Die LED sollte leuchten. Wenn die LED nicht leuchtet, kehren Sie die Verbindung um und drehen Sie sie erneut.
Das tatsächliche Hardware-Image wird unten angezeigt:
Schaltplan und Arbeitserklärung
Jetzt haben wir gesehen, wie ein Motor Strom erzeugen kann. Wir werden den Motor verwenden, um den Superkondensator aufzuladen, der wiederum die LED mit Strom versorgt.
Der Superkondensator wird hier verwendet, um die Ladung zu speichern, damit die LED länger mit Strom versorgt werden kann. Verbinden Sie den Minuspol des Superkondensators mit dem ersten Draht des Motors und den Pluspol mit dem zweiten Draht des Motors über die Schottky-Diode.
Wie bereits erwähnt, wird die Schottky-Diode verwendet, um den Stromfluss in die entgegengesetzte Richtung zu blockieren. Verbinden Sie also den positiven Anschluss der Schottky-Diode mit dem Motor und den negativen Anschluss mit dem Superkondensator. Jetzt fließt Strom von Anode zu Kathode und blockiert den Stromfluss von Kathode zu Anode. Dies bedeutet, dass nur Strom vom Motor zum Superkondensator fließt. Hier wird eine Schottky-Diode verwendet, da sie einen geringeren Leistungsabfall als die normale Diode aufweist.
Verbinden Sie nun die LED mit einem Superkondensator und verwenden Sie einen Widerstand, um den Stromverbrauch zu begrenzen. Ein Schieberegler dient auch zum Ein- und Ausschalten der LED. Die Plus Stifte von supercapacitor und LED mit 2 nd und 3 rd Stift des Schalters und verbinden den negativen Pin mit dem ersten Stift des Schalters geführt.
Nach dem Anschließen sieht mein Taschenlampen-Prototyp wie im Bild unten aus. Ich habe einen Karton verwendet, um eine rohrartige Struktur herzustellen.
Schließlich ist die mechanisch angetriebene Notfalltaschenlampe fertig. Blasen Sie einfach die Luft in den Lüfter, um ihn zu drehen. Der Motor lädt den Superkondensator auf und der Superkondensator versorgt die LED mit Strom. Sie können eine hellere LED für mehr Licht verwenden. Sobald der Superkondensator vollständig aufgeladen ist, kann er die LED für ca. 10 Minuten. Um den Motor zu drehen, kann anstelle eines Luftblasens ein effizienterer Gang- und Hebelmechanismus gebaut werden.
Wenn Sie Fragen zu diesem Projekt haben, lassen Sie diese im Kommentarbereich.
Das vollständige Demonstrationsvideo finden Sie unten: