Απλός φακός Faraday - Διάγραμμα κυκλώματος και εργασία

Σε αυτό το άρθρο πρόκειται να κατασκευάσουμε ένα κύκλωμα φακού Faraday χρησιμοποιώντας μόνο μια διάταξη πηνίου / μαγνήτη που δεν απαιτεί μπαταρία. Δεν είναι ελεύθερη ενέργεια, αλλά μετατρέπει την ταλαντωτική κίνηση σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μπορεί να τροφοδοτήσει τον φακό για μερικά λεπτά. Αυτός ο φακός θα είναι χρήσιμος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης όπου δεν υπάρχει πρόσβαση σε ηλεκτρικό ρεύμα ή μπαταρίες.

Λεπτομέρειες κατασκευής:

Η αρχή που χρησιμοποιείται σε αυτό σχεδιασμός φακού ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Michael Faraday, όταν απέδειξε ότι όταν ένας μαγνήτης μετακινήθηκε μέσα σε έναν κουλουριασμένο αγωγό, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια στον αγωγό.

Η ίδια ιδέα εφαρμόζεται σε αυτό το σχέδιο όπου ένας μαγνήτης κινείται γρήγορα μέσα σε ένα πηνίο χαλκού που αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να ρέουν μέσω του σύρματος και παραγωγή της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας για το φωτισμό LED . Σε αυτό το σχέδιο προχωράμε ένα βήμα παραπέρα και το βελτιώνουμε με ένα κύκλωμα joule thief και έναν σούπερ πυκνωτή για την παραγωγή υψηλότερης ποσότητας παρατεταμένης λάμψης στο LED.

Η καρδιά αυτού του βελτιωμένου κυκλώματος φακού Faraday είναι το υπερσυμπιεστής που μπορεί να φορτίσει και να εκφορτίσει με μεγαλύτερο ρυθμό από τις παραδοσιακές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Η ισχύς παράγεται από ταλαντωμένη κίνηση από το χέρι μας, η οποία θα μετακινεί μαγνήτες από και προς τα πίσω, γεγονός που προκαλεί δυναμικό στο πηνίο.

Διάγραμμα κυκλώματος

Η τάση που προκαλείται στο πηνίο τροφοδοτείται στον υπερσυμπιεστή, φορτίζει και ανάβει ένα LED 0,5 Watt για μερικά λεπτά. Ένας σωλήνας PVC ή παρόμοιος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σώμα του φακού, αλλά βεβαιωθείτε ότι είναι κατασκευασμένος από ανθεκτικό υλικό και δεν θα φθαρεί εύκολα.

Ένα βαμβάκι ή παρόμοιο μαλακό υλικό πρέπει να τοποθετηθεί στο πάνω και κάτω μέρος του φακού για ομαλή διακοπή του μαγνήτη κατά τη φόρτιση ο φακός .

Οι μαγνήτες είναι στρογγυλοί μαγνήτες νεοδυμίου στοιβαγμένοι μεταξύ τους που δίνουν κυλινδρική μορφή, περίπου 10 από αυτούς είναι επαρκείς.

Προδιαγραφή πηνίου:

Το πηνίο είναι ζωτικό μέρος του κυκλώματος φακού στροφαλοφόρου που φορτίζει τον υπερσυμπιεστή. Προσπαθήστε να κάνετε τακτοποιημένα όσο το δυνατόν.

• Το πηνίο πρέπει να είναι εμαγιέ σύρμα χαλκού με διάμετρο 0,5 mm.

• Το πηνίο πρέπει να τυλίγεται 3 cm κατά μήκος του σωλήνα και να το πάχος 0,5 cm με πολλαπλές στρώσεις.

• Βεβαιωθείτε ότι το πηνίο παραμένει σφιχτό και προστατέψτε το με μονωτική ταινία ή κάτι παρόμοιο.

Ο υπεραθλητής μόνο δεν αρκεί ανάψτε ένα LED , η τάση μπορεί να μειωθεί σύντομα και η εναπομένουσα ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή παραμένει αχρησιμοποίητη. Έτσι θα χρησιμοποιήσουμε το κύκλωμα joule thief, το οποίο ενισχύει την εναπομένουσα ισχύ στο supercapacitor, το οποίο δίνει επιπλέον ζωή στα LED.

Ο σχεδιασμός:

Το προτεινόμενο κύκλωμα φακού Faraday αποτελείται από πηνίο γεννήτριας που είναι στατικό, και παράγει ισχύ για τον υπερσυμπιεστή. Η επαγόμενη τάση είναι εναλλασσόμενο ρεύμα λόγω της ταλαντωτικής κίνησης χρησιμοποιείται ένας ανορθωτής γέφυρας για τη μετατροπή σε τάση DC για τη φόρτιση του υπερσυμπιεστή. Αυτό το κύκλωμα συνοψίζει το κύκλωμα φόρτισης.

Το κύκλωμα οδήγησης LED είναι φυσιολογικό κύκλωμα κλέφτης joule , η οποία λαμβάνει χαμηλή τάση από τον υπερσυμπιεστή και την αυξάνει για το LED.

Για μεγαλύτερο φωτισμό LED χρησιμοποιήστε δύο τυπικά λευκά LED 0,5 mm σε σειρά αντί για ένα LED 0,5 Watt.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε απενεργοποιήσει το φακό πριν το ανακινήσετε (φόρτιση).

Μην χρησιμοποιείτε supercapacitor με μεγαλύτερη από 1,5 Farad, καθώς μπορεί να χρειαστεί μεγαλύτερη διάρκεια φόρτισης και ενδέχεται να μην είναι κατάλληλη για αυτό το έργο. Βεβαιωθείτε ότι η ονομαστική τάση είναι περίπου 5.5V, καθώς η χαμηλότερη τιμή ενδέχεται να υπερφορτίσει τον πυκνωτή.

Λίστα ανταλλακτικών

• 1 όχι 1/2 watt 3,3 V LED ή μπορείτε επίσης να δοκιμάσετε 20 mA 3,3 V υψηλής φωτεινής λυχνίας για χαμηλότερη κατανάλωση και υψηλή φωτεινότητα ακόμη και με αργή ανακίνηση.
• 1 no 2,2 k αντίσταση 1/4 watt
• Το πηνίο του εναλλάκτη που φαίνεται στην αριστερή πλευρά είναι κατασκευασμένο με τύλιγμα πολλών στρωμάτων σύρματος χαλκού με σμάλτο πάνω από πλαστικό δοχείο διαμέτρου 12 mm και 30 mm, έως ότου το συνολικό πάχος των καλωδίων πάχους γίνει πάχος 5 mm πάνω από το πρώτο. Το εύρος ή το πάχος του σύρματος μπορεί να είναι 0,3 mm.
• Το πηνίο κλέφτη joule δεξιάς πλευράς μπορεί να κατασκευαστεί τυλίγοντας δύο ξεχωριστές στροφές πάνω από έναν μικρό πυρήνα από φερρίτη. Το σύρμα μπορεί να είναι σμάλτο χάλκινο σύρμα πάχους 0,3 mm. Θυμηθείτε ότι ενώνοντας τις δύο περιελίξεις με το κύκλωμα τρανζίστορ, θα μπορούσε να υπάρξει πρόβλημα πολικότητας. Μια λανθασμένη πολικότητα θα αποτρέψει το LED να ανάψει, αν συμβεί αυτό, μπορείτε απλά να δοκιμάσετε να αλλάξετε τις συνδέσεις περιέλιξης στην πλευρά της αντίστασης 2k και αυτό θα λύσει αμέσως το πρόβλημα.
• 1 χωρίς τρανζίστορ BC548 ή BC547
• 4 αριθ. 1N4148 διόδους.
• 1 χωρίς σούπερ πυκνωτή, ή μπορείτε αρχικά να δοκιμάσετε έναν συνηθισμένο πυκνωτή 100uF / 10V επίσης.
• 1 όχι Μαγνήτης κυλίνδρου νεοδυμίου , 10mm dia. x 15 mm πάχος
• 1 όχι διακόπτης ON / OFF που είναι προαιρετικός