É sobre uma lanterna que funciona sem baterias. Talvez alguém já tenha visto o gerador Faraday mais simples da Internet, o que permite acender um pequeno LED de vários movimentos do condutor no enrolamento. Conjuntos de uma bateria quase descarregada, de um autotransformador e de um transistor, capazes de fornecer um LED de 3V a uma tensão inicial de décimos de volt também não são incomuns.
Aqui, o autor foi um pouco mais além, atualizando o circuito do dispositivo, adicionando um retificador, supercapacitor (ionistor), resistência e eliminando completamente a fonte de energia. Como resultado, o trabalho da lanterna se tornou muito mais estável e eficiente. E se o estojo for agitado por vários minutos, ele poderá ser carregado por um longo período de operação do LED. Como isso funciona? Vamos acertar.
Princípio de funcionamento
O dispositivo consiste em vários indutores, que você pode montar sozinho. O indutor primário realmente serve como fonte de energia ou substitui completamente seu equivalente familiar - uma bateria. Devido ao movimento de uma haste de ímãs permanentes, uma corrente elétrica é induzida. Devido a movimentos oscilatórios em um campo magnético, ondas elétricas são geradas, emanando da bobina com uma certa frequência. O retificador ou ponte de diodos ajuda a estabilizá-los e a converter em corrente contínua.
Sem a capacidade de armazenamento, esse dispositivo teria que ser constantemente sacudido; portanto, o próximo elemento no circuito é um supercapacitor, capaz de recarregar pelo tipo de bateria. Em seguida, um transformador intensivo ou conversor de tensão é conectado, que consiste em uma bobina de ferrite toroidal e dois enrolamentos - a base e o coletor. O número de turnos pode ser o mesmo e geralmente é de 20 a 50. O transformador possui uma conexão de ponto médio nas extremidades opostas de ambos os enrolamentos e três saídas para o transistor. O autotransformador aumenta os escassos pulsos de corrente para que o LED funcione, e um transistor bipolar é conectado para controlá-los. Um circuito elétrico semelhante tem nomes diferentes em diferentes fontes: um ladrão de joules, um gerador de bloqueio, um gerador de Faraday, etc.
A base de recursos necessária para caseiros
Materiais:
- Tubo de PVC, diâmetro 20 mm;
- Fio de cobre, diâmetro - 0,5 mm;
- Transistor de condutividade reversa de baixa potência;
- Ponte de diodo ou retificador 2W10;
- Resistor;
- Supercapacitor ou Ionistor 1F 5.5V
- Interruptor de botão;
- LED branco ou azul a 5V;
- Adesivo transparente tipo epóxi;
- Cola quente;
- Pedaços de madeira compensada, algodão;
- Fiação de cobre em isolamento.
Ferramentas
- Ferro de solda;
- Pistola de cola quente;
- Serra para metal;
- Arquivo, lixa.
Processo de fabricação lanterna
O corpo da lanterna será feito de tubo de PVC. Marcamos um segmento com 16 cm de comprimento e o cortamos com uma serra para metal.
Do centro do segmento, marque 1,5 cm em cada direção. Acontece uma zona para um enrolamento de 3 cm de largura.
Em seguida, pegamos um fio de cobre com uma seção transversal de 0,5 mm, deixamos uma extremidade com cerca de 10 a 15 cm de comprimento e enrolamos o fio no corpo do tubo da lanterna de acordo com a marcação manual. Será necessário enrolar bastante, mais de quinhentas voltas. Os primeiros podem ser fixados com cola. A linha inicial da bobina é fortemente pressionada uma contra a outra, e a tornamos estritamente consistente.
Nos pontos máximos, o enrolamento deve ter aproximadamente meio centímetro de espessura. Limpamos as duas extremidades do fio com uma lixa para uma adesão confiável.
O núcleo magnético em movimento da bobina pode ser integral ou montado em partes. Os ímãs de neodímio são selecionados de acordo com o diâmetro interno do tubo de PVC. O comprimento necessário da haste magnética é obtido experimentalmente, através das oscilações das quais uma corrente elétrica será criada.
O autor utilizou dez ímãs com espessura de 3 mm para obter o comprimento racional máximo para essas vibrações e, ao mesmo tempo, igual à largura do enrolamento.
[centro]Na escala do osciloscópio, você pode ver a diferença entre os potenciais obtidos das oscilações de um e dez ímãs. O autor recebeu uma tensão de 4,5V de oscilações da haste magnética. Também mostra claramente a ciclicidade da onda senoidal nos intervalos de frequência variável.
Nesse estágio, de acordo com o exemplo do autor, é possível conectar um LED diretamente às extremidades de saída da bobina e verificar sua operacionalidade. Como pode ser visto na foto, o LED responde ao movimento da haste magnética e à corrente de pulso criada por ela mesma.
Agora você precisa abafar as duas extremidades do tubo para não segurá-las com as mãos enquanto agita. Para fazer isso, use a mesma serra para cortar alguns pontos do compensado, processar as bordas com uma lima, colocar um cotonete nas costas para amolecer e colocá-los na cola para que não caiam.
Foi a vez de conectar o retificador. O diagrama mostrado na foto mostra quais dos seus quatro contatos em cada quatro estão conectados à bobina. Essa ponte de diodos é capaz de receber corrente alternada e fornecer uma constante estritamente em uma direção.
O autotransformador intensivo ajudará a converter pulsos espontâneos baixos da bobina primária em tensão suficiente para que o LED funcione devido à autoindução de um dos enrolamentos - coletor. Como está conectado ao enrolamento da base, uma corrente elétrica constante e estável será fornecida ao supercapacitor em quantidade suficiente. O resistor limitará o excesso de valores permitidos. Um capacitor de capacidade suficiente também é selecionado experimentalmente pelo autor, usando medições de sinais de saída por um osciloscópio.
Este circuito é fechado por um transistor bipolar de condutividade reversa, que controla a corrente elétrica de entrada para o LED. Você pode montar o circuito sem uma placa, pois não existem tantas peças. Instalamos o botão de comutação em um dos contatos provenientes do autotransformador.
O autor preferiu montar seu design de lanterna improvisado em cola quente, melhorando o isolamento dos grupos de contato. O botão do interruptor está localizado na lateral da lanterna. No entanto, o autor colou os principais elementos do circuito em um dos extremos. O LED permanece o elemento de travamento, que pode ser reforçado com vidro de proteção ou um refletor.
Apesar da aparência despretensiosa do dispositivo, adequada apenas para trabalhos caseiros em laboratório, essa lanterna é bastante funcional e, se necessário, não permitirá que a escuridão desapareça. Montar esse esquema não é difícil em casa e a um custo mínimo. E a completa falta de baterias o torna um dispositivo verdadeiramente útil para várias emergências.
