Jde o baterku, která funguje bez baterií. Možná už někdo viděl nejjednodušší Faradayův generátor na internetu, který vám umožňuje rozsvítit malou LED z několika pohybů vodiče ve vinutí. Sestavy z téměř mrtvé baterie, autotransformátoru a tranzistoru, které jsou schopny dodávat 3V LED při počátečním napětí desetin voltu, nejsou také neobvyklé.
Tady autor šel o něco dále vylepšením obvodu zařízení, přidáním usměrňovače, superkondenzátoru (ionistoru), odporu a úplným vyloučením zdroje energie. Díky tomu se práce baterky stala mnohem stabilnější a efektivnější. A pokud je pouzdro třepáno několik minut, může být nabíjeno po dlouhou dobu provozu LED. Jak to funguje? Pojďme to správně.
Pracovní princip
Zařízení se skládá z několika induktorů, které si můžete sami sestavit. Primární induktor skutečně slouží jako zdroj energie nebo zcela nahrazuje jeho známý protějšek - baterii. V důsledku pohybu tyče permanentních magnetů v ní je indukován elektrický proud. V důsledku oscilačních pohybů v magnetickém poli se generují elektrické vlny vycházející z cívky s určitou frekvencí. Usměrňovač nebo diodový most pomáhá stabilizovat je a převádět na stejnosměrný proud.
Bez úložné kapacity by takové zařízení muselo být neustále otřeseno, dalším prvkem v obvodu je superkondenzátor schopný nabíjení podle typu baterie. Dále je připojen stupňovitý transformátor nebo převodník napětí, který se skládá z prstencové feritové cívky a dvou vinutí - základny a kolektoru. Počet otočení může být stejný a obvykle je 20-50. Transformátor má středové spojení na opačných koncích obou vinutí a tři výstupy k tranzistoru. Autotransformátor zvyšuje pulsní proudové impulsy na dostatečné množství, aby LED fungovala, a pro jejich řízení je připojen bipolární tranzistor. Podobný elektrický obvod má různá jména v různých zdrojích: zloděj joulů, blokovací generátor, Faradayův generátor atd.
Potřebná zdrojová základna pro domácí
Materiály:
- Trubka z PVC, průměr 20 mm;
- Měděný drát, průměr - 0,5 mm;
- Tranzistor s nízkou výkonovou reverzní vodivostí;
- Diodový můstek nebo usměrňovač 2W10;
- Rezistor;
- Superkondenzátor nebo Ionistor 1F 5,5 V
- Tlačítkový spínač;
- LED bílá nebo modrá při 5V;
- Transparentní epoxidová lepidla;
- Horké lepidlo;
- Kousky z překližky, bavlny;
- Měděné zapojení izolovaně.
Nástroje:
- Páječka;
- Horká lepicí pistole;
- Pila na kov;
- Pilník, brusný papír.
Výrobní proces baterky
Tělo svítilny bude vyrobeno z PVC trubky. Označíme segment 16 cm dlouhý a nařezáme jej kovovou pilou.
Ze středu značky segmentu 1,5 cm v každém směru. Ukázalo se, že zóna pro vinutí široká 3 cm.
Dále vezmeme měděný drát o průřezu 0,5 mm, jeden konec necháme asi 10-15 cm dlouhý a drát naviňte na trubici těla svítilny podle manuálního značení. Bude nutné hodně zatočit, více než pět set zatáček. Prvních několik z nich lze upevnit lepidlem. Počáteční řada cívky je pevně přitlačena k sobě a my ji děláme důsledně konzistentní.
V maximálních bodech by vinutí mělo být přibližně půl centimetru silné. Čistíme oba konce drátu brusným papírem pro spolehlivou přilnavost.
Pohyblivé magnetické jádro cívky může být buď integrální, nebo sestavené po částech. Neodymové magnety jsou vybírány podle vnitřního průměru trubice z PVC. Experimentálně se získá potřebná délka magnetické tyče, díky jejímž kmitům bude vytvořen elektrický proud.
Autor použil deset magnetů o tloušťce 3 mm k získání nejracionálnější délky pro takové vibrace a současně se rovnal šířce vinutí.
[střed]Na stupnici osciloskopu vidíte rozdíl mezi potenciály získanými kmity jednoho a deseti magnetů. Autor dostal napětí 4,5 V z kmitů magnetické tyče. Rovněž jasně ukazuje cyklicitu sinusové vlny v intervalech s různou frekvencí.
V této fázi je podle příkladu autora možné připojit LED přímo k odchozím koncům cívky a zkontrolovat její funkčnost. Jak je vidět na fotografii, LED reaguje na pohyb magnetické tyče a na ni vytvořený impulsní proud.
Nyní musíte tlumit oba konce zkumavky, abyste je při třepání nedrželi rukama. Chcete-li to provést, použijte stejnou pilku na vystřihnutí několika míst z překližky, okraje zpracovejte pomocí pilníku, na zadní stranu položte vatový tampon, který zjemní a naneste na lepidlo tak, aby nevypadlo.
Bylo na řadě připojit usměrňovač. Schéma na obrázku ukazuje, které dva ze čtyř kontaktů ze čtyř jsou připojeny k cívce. Takový diodový můstek je schopen přijímat střídavý proud a dává konstantu přesně v jednom směru.
Step-up autotransformer pomůže převést nízké spontánní impulzy z primární cívky na dostatečné napětí, aby LED mohla fungovat díky samoindukci jednoho z vinutí - kolektoru. Protože je připojen k základnímu vinutí, bude do superkondenzátoru dodáván v dostatečném množství konstantní a stabilní elektrický proud. Odpor omezí překročení přípustných hodnot. Kondenzátor s dostatečnou kapacitou je také experimentálně vybrán autorem pomocí měření odchozích signálů osciloskopem.
Tento obvod je uzavřen bipolárním tranzistorem zpětné vodivosti, který řídí příchozí elektrický proud do LED. Můžete sestavit obvod bez desky, protože není tolik dílů. Instalujeme přepínací tlačítko na jeden z kontaktů pocházejících z autotransformátoru.
Autor upřednostňoval sestavení svého improvizovaného designu baterky na horké lepidlo a zároveň zlepšil izolaci kontaktních skupin. Tlačítko se nachází na boční straně svítilny. Autor však nalepil hlavní prvky okruhu na sebe z jednoho konce. LED zůstává zamykacím prvkem, který může být vybaven ochranným sklem nebo reflektorem.
Navzdory nenáročnému vzhledu zařízení, které je vhodné pouze pro domácí laboratorní experimenty, je taková svítilna zcela funkční a v případě potřeby nedovolí zmizet temnotu. Sestavit takový systém není doma a za minimální náklady obtížné. Díky úplnému nedostatku baterií je to opravdu užitečné zařízení pro různé mimořádné události.
