El feneri veya Fener, elektrik kesintisi gibi acil durumlarda çok kullanışlıdır. Bu el fenerleri pille çalışıyor ve belirli aralıklarla düzenli olarak şarj etmemiz gerekiyor. Peki ya elektriğiniz yoksa ve el feneriniz bitmişse? Bu durumda, Mekanik şarjlı El Fenerleri çok iyi bir seçenektir ve ona bağlı olan kolu döndürerek şarj edilebilir. İçindeki pili şarj etmek için mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren mekanizma ve dişlilere sahiptir. Burada aynı prensibi bir Süperkapasitöre sahip bir Acil durum flaş ışığı yapmak için kullanıyoruz ve bu Süperkapasitör ona bağlı bir DC Motor döndürülerek şarj edilebilir.
Bu eğitimde, ona bağlı küçük bir DC motoru döndürerek şarj edilebilen bir acil durum feneri yapacağız. Bunu inşa etmek için bir Süperkapasitör, LED ve Schottky diyot kullanıyoruz. Süper kapasitör, LED'e güç sağlamak için kullanılır ve DC motor, süper kapasitörün şarj edilmesi için kullanılır. Schottky diyot, süper kapasitörden motora akım akışını durdurmak için kullanılır çünkü motor Süperkapasitöre bağlandığında, motor Süper kapasitörden güç alarak dönmeye başlar ve süper kapasitörün motoru kullanarak şarj edemeyiz. Bu nedenle, Süper kapasitörden motora akım akışını engellemenin tek yolu bir Diyot kullanmaktır. Diğer PN bağlantı diyotları kullanılabilir, ancak Schottky diyot diğer PN bağlantı diyotlarına kıyasla daha düşük voltaj düşüşüne sahiptir.
Gerekli Bileşenler
- DC motoru
- Süper kapasitör
- Schottky diyot
- Direnç (200 ohm)
- Değiştirmek
- LED
DC Motor :
DC motor çok yaygın bir motor türüdür ve düşük fiyata kolayca temin edilebilir. Bu motorlar mıknatıslarla donatılmıştır. Bu manyetik alana bir armatür yerleştirilir, böylece armatürden akım geçtiğinde, rotoru orijinal konumuna göre döndürmesine neden olan bir kuvvetle karşılaşır.
DC motorlar şekillerine, boyutlarına ve çalışmalarına göre birçok türe ayrılabilir. Esas olarak DC motorlar dört türe ayrılır:
- Kalıcı Mıknatıslı DC Motorlar
- Seri DC Motorlar
- Şönt DC Motorlar
- Bileşik DC Motorlar
Bu projede Oyuncak \ Hobi DC Motor kullanıyoruz. Herhangi bir polaritesi olmayan sadece iki terminali olan normal bir DC motordur. Çalışma voltajı 4,5V ile 9V arasındadır. Ayrıca aşağıdaki eğitimlerde DC motorlar ve onu kontrol etmenin çeşitli yolları hakkında daha fazla bilgi edinin:
Süper Kapasitör:
Bir süper kapasitör, normal kapasitörlerden çok daha yüksek kapasitans değerlerine, ancak daha düşük voltaj limitlerine sahip yüksek kapasiteli bir kapasitördür. Süper kapasitörler, kapasitörlerin ve pillerin özelliklerini tek bir cihazda birleştirir. Bir süper kapasitör, elektrolitik kapasitörlerden 10 ila 100 kat daha fazla enerji depolayabilir ve pillerden çok daha hızlı şarj alabilir ve iletebilir ve şarj edilebilir pillerden daha fazla şarj-deşarj döngüsüne sahip olabilir. Süper kapasitörler hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz.
Bu projede 5.5V 1F Coin Süper kapasitör kullanıyoruz. Devam etmeden önce, bu süper kapasitörün ne kadar enerji depolayabileceğini kontrol edeceğiz. Enerji deposunu aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayabiliriz:
E = 1 / 2CV 2
E = Enerji nerede
C = Kapasitans
V = Gerilim
Bizim durumumuzda C = 1F ve V = 5.5 V.
E = ½ * 1 * 5.5 * 5.5 E = 15 Joule
Bir süper kapasitörün polaritesi aşağıdaki resimde gösterilmektedir. Ok yönü, pozitiften negatif terminale akım akışını temsil eder.
Schottky diyot:
Schottky diyot, sıcak taşıyıcı diyot / Bariyer diyot olarak da bilinir. Adından da anlaşılacağı gibi, ters yönde akım akışını durdurmak için bir bariyer olarak kullanılır. Akım Anottan girer ve Katot üzerinden çıkar. Bir PN bağlantı diyotuna kıyasla, Schottky diyotu daha az ileri voltaj düşüşüne ve hızlı anahtarlama oranına sahiptir.
Schottky diyot voltaj düşüşü genellikle 0,15 ila 0,45 volt arasındadır, ancak normal bir PN bağlantı diyotunda 0,6 ila 1,7 arasında bir voltaj düşüşü vardır .
Elektrik Jeneratörü olarak DC motor
Tüm devreyi yapmadan önce, bir DC motorun AC voltajı oluşturmak için nasıl kullanılabileceğini görelim . Motoru ve led'i aşağıdaki devrede gösterildiği gibi bağlayın:
Motorun polaritesi olmadığından, ilk kabloyu LED'in pozitif pinine ve ardından ikinci kabloyu led'in negatif pinine bağlayın. Şimdi havayı üfleyerek motoru maksimum hızına döndürün, LED yanmalıdır. LED yanmazsa bağlantıyı ters çevirin ve ardından tekrar döndürün.
Gerçek donanım görüntüsü aşağıda gösterilmiştir:
Devre Şeması ve Çalışma Açıklaması
Şimdi, bir motorun nasıl elektrik üretebileceğini gördük, motoru, süper kapasitörleri şarj etmek için kullanacağız ve bu da LED'e güç verecek.
Süper Kapasitör, burada şarjı depolamak için kullanılır, böylece LED'e daha uzun süre güç sağlayabilir. Süper kapasitörün negatif terminalini motorun ilk kablosu ve pozitif terminali Schottky diyot aracılığıyla ikinci motor kablosuna bağlayın.
Daha önce de söylendiği gibi Schottky diyotu, ters yönde akım akışını engellemek için kullanılır. Bu nedenle, Schottky diyotunun pozitif terminalini motora ve negatif terminali süper kapasitör'e bağlayın. Şimdi akım anottan katoda akacak ve katottan anoda akım akışını engelleyecektir, bu da akımın sadece motordan süperkapasitöre akacağı anlamına gelir. Schottky diyot burada normal diyota göre düşük güç düşüşüne sahip olduğu için kullanılır.
Şimdi LED'i bir Süperkapasitöre bağlayın ve güç tüketimini sınırlamak için bir direnç kullanın. LED'i açmak ve kapatmak için bir kaydırıcı anahtar da kullanılır. Süper kapasitörün pozitif pinlerini ve LED'i anahtarın 2. ve 3. pinine bağlayın ve led'in negatif pinini anahtarın ilk pinine bağlayın.
Bağlantıdan sonra el feneri prototipim aşağıda verilen görsele benziyor. Boru benzeri bir yapı yapmak için karton kullandım.
Son olarak, Mekanik olarak çalıştırılan Acil Durum Feneri hazırdır, döndürmek için havayı fana üflemeniz yeterlidir. Motor süper kapasitörleri şarj edecek ve Süper kapasitör LED'e güç sağlayacaktır. Daha fazla ışık için daha parlak bir LED kullanabilirsiniz. Süper kapasitör tamamen şarj olduğunda, led'i yakl. 10 dakika. Motoru döndürmek için havayı üflemek yerine daha verimli bir dişli ve manivela mekanizması yapılabilir.
Bu proje ile ilgili herhangi bir sorunuz varsa, yorum bölümüne bırakın.
Tam tanıtım videosu aşağıda verilmiştir: