Es tracta d’una llanterna que funciona sense bateries. Potser algú ja va veure el generador Faraday més senzill a Internet, que permet encendre un petit LED de diversos moviments del conductor en el bobinatge. Els conjunts d'una bateria gairebé morta, un autotransformador i un transistor, capaços de subministrar un LED de 3V a una tensió inicial de dècimes de volt tampoc són poc freqüents.
Aquí, l’autor va anar una mica més enllà actualitzant el circuit del dispositiu, afegint un rectificador, supercapacitor (ionistor), resistència i eliminant completament la font d’energia. Com a resultat, el treball de la llanterna s’ha convertit en molt més estable i eficient. I si la carcassa s’agita durant diversos minuts, es pot carregar durant molt de temps el LED funciona. Com funciona? Anem bé.
Principi de treball
El dispositiu consta de diversos inductors que podeu muntar. L’inductor principal serveix en realitat com a font d’energia o substitueix completament el seu homòleg familiar: una bateria. A causa del moviment d’una vara d’imants permanents al seu interior, s’indueix un corrent elèctric. Degut a moviments oscilatoris en un camp magnètic, es generen ones elèctriques, que provenen de la bobina amb una certa freqüència. El rectificador o pont de díodes ajuda a estabilitzar-los i convertir-los en corrent directe.
Sense la capacitat d'emmagatzematge, aquest dispositiu hauria de ser agitat constantment, per tant, el següent element del circuit és un supercapacitor, capaç de recarregar per tipus de bateria. A continuació, es connecta un transformador de graduació o convertidor de tensió, que consta d’una bobina de ferrita toroidal i dos enrotllaments: la base i el col·lector. El nombre de torns pot ser el mateix i sol ser de 20 a 50. El transformador té una connexió de punt mig als extrems oposats dels dos enrotllaments, i tres sortides al transistor. L’autotransformador augmenta els polsos de corrent escàs fins que el LED funcioni i es connecta un transistor bipolar per controlar-los. Un circuit elèctric similar té diferents noms en diferents fonts: un lladre de joules, un generador de bloqueig, un generador de Faraday, etc.
La base de recursos necessària per a casa
Materials:
- Tub de PVC, diàmetre 20 mm;
- Fil de coure, diàmetre - 0,5 mm;
- Transistor de conductivitat inversa de baixa potència;
- Pont de diode o rectificador 2W10;
- Resistor;
- Supercapacitor o Ionistor 1F 5.5V
- Commutador de botons;
- LED blanc o blau a 5V;
- Adhesiu transparent epoxy;
- Cola calenta;
- Trossos de fusta contraplacada de cotó;
- Cablejat de coure de forma aïllada.
Eines
- Planxa de soldar;
- Pistola de cola calenta;
- Motoserra per a metall;
- Arxiu, paperera.
Procés de fabricació de llanternes
El cos de la llanterna serà de tub de PVC. Marquem un segment de 16 cm de llarg, i el tallem amb una serra de metall.
Des del centre del segment marqueu 1,5 cm en cada direcció. Resulta una zona per una bobinada de 3 cm d'ample.
A continuació, agafem un fil de coure amb una secció de 0,5 mm, deixem un extrem d’ell d’uns 10-15 cm de llarg i enfilem el fil sobre el cos del tub de la llanterna segons el marcatge manual. Caldrà ventar força, més de cinc-centes voltes. Els primers es poden arreglar amb cola. La fila inicial de la bobina està ben pressionada l’una contra l’altra, i la fem estrictament consistent.
En els punts màxims, el bobinat ha de tenir aproximadament mig centímetre de gruix. Netejem els dos extrems del filferro amb paper de seda per a una adhesió fiable.
El nucli magnètic mòbil de la bobina pot ser integral o assemblat en parts. Els imants de neodimi es seleccionen segons el diàmetre interior del tub de PVC. Es guanya experimentalment la longitud necessària de la varilla magnètica, a través de les oscil·lacions de les quals es crearà un corrent elèctric.
L'autor va utilitzar deu imants amb un gruix de 3 mm per obtenir la longitud racional màxima per a aquestes vibracions, alhora que igual a l'amplada de la bobinada.
[centre]A l’escala de l’oscil·loscopi es pot veure la diferència entre els potencials obtinguts a partir de les oscil·lacions d’un i deu imants. L’autor va rebre un voltatge de 4,5V per oscil·lacions de la varilla magnètica. També mostra clarament la ciclicitat de l’ona sinusoïdal en intervals de freqüència variable.
En aquesta fase, segons l’exemple de l’autor, és possible connectar un LED directament als extrems sortints de la bobina i comprovar la seva operativitat. Com es pot veure a la foto, el LED respon al moviment de la varilla magnètica i al corrent de pols creat per ella mateixa.
Ara heu d'emmotllar els dos extrems del tub per no subjectar-los amb les mans mentre agiteu. Per fer-ho, utilitzeu la mateixa serra per tallar algunes taques del contraplacat, processar les vores amb un arxiu, posar un cotó de cotó al darrere per suavitzar-les i posar-les amb cola perquè no caiguin.
Va ser el torn de connectar el rectificador. El diagrama que es mostra a la foto mostra quins dos dels seus quatre contactes de cada quatre estan connectats a la bobina. Aquest pont de díodes és capaç de rebre corrent altern i donar una constant estrictament en una direcció.
L’autotransformador incrementat ajudarà a convertir impulsos espontanis baixos de la bobina primària a una tensió suficient perquè el LED funcioni a causa d’una autoinducció d’un dels col·locadors. Com que està connectat al bobinat de base, se subministrarà un corrent elèctric constant i estable al supercapacitor en quantitat suficient. El resistor limitarà l'excés de valors admissibles. L’autor també selecciona experimentalment un condensador de capacitat suficient mitjançant mesures de senyals sortints per un osciloscopi.
Aquest circuit està tancat per un transistor bipolar de conductivitat inversa, que controla el corrent elèctric entrant al LED. Podeu muntar el circuit sense placa, ja que no hi ha tantes parts. Instal·lem el botó de commutació en un dels contactes procedents de l’autotransformador.
L’autor va preferir muntar el seu disseny improvisat de llanterna en cola calenta, alhora que millorava l’aïllament dels grups de contacte. El botó de canvi està situat al costat de la llanterna. Tot i això, l’autor va enganxar els elements principals del circuit els uns dels altres des d’un dels extrems. El LED continua sent l’element de bloqueig, que es pot ennoblir amb vidre de protecció o reflector.
Malgrat l’aparença sense pretensió del dispositiu, adequat només per a treballs casolans experimentals de laboratori, una llanterna és força funcional i, si cal, no permetrà que desaparegui la foscor. No és difícil muntar aquest règim a casa ni a un cost mínim. I la manca total de bateries el converteix en un dispositiu realment útil per a diverses emergències.
