Đèn pin hoặc Đuốc rất hữu ích trong những trường hợp khẩn cấp như mất điện. Những chiếc đèn pin này hoạt động bằng pin và chúng ta phải sạc thường xuyên trong những khoảng thời gian cụ thể. Nhưng nếu bạn không có điện và đèn pin của bạn bị chết? Trong tình huống đó, Đèn pin sạc cơ là lựa chọn rất tốt, có thể sạc bằng cách xoay cần gạt gắn với nó. Nó có một số cơ chế và bánh răng để chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện để sạc pin bên trong nó. Ở đây chúng tôi đang sử dụng cùng một nguyên tắc chính để tạo ra một đèn nháy khẩn cấp có một Siêu tụ điện và Siêu tụ điện này có thể được sạc bằng cách quay một Động cơ DC gắn vào nó.
Vì vậy, trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ chế tạo một chiếc đèn pin khẩn cấp có thể sạc bằng cách quay một động cơ DC nhỏ gắn vào nó. Để xây dựng điều này, chúng tôi đang sử dụng Siêu tụ điện, đèn LED và điốt Schottky. Siêu tụ điện được sử dụng để cấp nguồn cho đèn LED, và động cơ DC được sử dụng để sạc lại siêu tụ điện. Diode Schottky được sử dụng để dừng dòng điện từ siêu tụ điện đến động cơ vì khi động cơ được kết nối với Siêu tụ điện, động cơ bắt đầu quay bằng cách lấy điện từ Siêu tụ điện và chúng ta không thể sạc lại siêu tụ điện bằng động cơ. Vì vậy cách duy nhất để chặn dòng điện từ Siêu tụ điện đến động cơ là sử dụng Diode. Có thể sử dụng các điốt tiếp giáp PN khác, nhưng điốt Schottky có điện áp rơi thấp hơn so với các điốt tiếp giáp PN khác.
Thành phần bắt buộc
- Động cơ DC
- Siêu tụ điện
- Đèn Schottky
- Điện trở (200 ohms)
- Công tắc điện
- Đèn LED
Động cơ DC :
Động cơ DC là một loại động cơ rất phổ biến và dễ dàng có sẵn với giá thành rẻ. Các động cơ này được trang bị nam châm. Một phần ứng được đặt trong từ trường này, vì vậy bất cứ khi nào dòng điện chạy qua phần ứng, nó sẽ chịu một lực làm cho rôto quay so với vị trí ban đầu của nó.
Động cơ điện một chiều có thể được chia thành nhiều loại tùy theo hình dạng, kích thước và cách làm việc của chúng. Chủ yếu động cơ DC được chia thành bốn loại:
- Động cơ DC nam châm vĩnh cửu
- Động cơ DC dòng
- Động cơ DC Shunt
- Động cơ DC phức hợp
Trong dự án này, chúng tôi đang sử dụng Toy \ Hobby DC Motor. Đó là một động cơ DC bình thường chỉ có hai cực mà không có bất kỳ cực nào. Điện áp hoạt động của nó là 4,5V đến 9V. Cũng tìm hiểu thêm về động cơ DC và các cách khác nhau để điều khiển nó trong các hướng dẫn dưới đây:
Siêu tụ điện:
Siêu tụ điện là tụ điện có dung lượng lớn, có giá trị điện dung cao hơn nhiều lần so với tụ điện thường nhưng điện áp giới hạn thấp hơn. Siêu tụ điện kết hợp các đặc tính của tụ điện và pin thành một thiết bị. Một siêu tụ điện có thể lưu trữ năng lượng gấp 10 đến 100 lần so với tụ điện và có thể nhận và cung cấp điện tích nhanh hơn nhiều so với pin và có nhiều chu kỳ sạc-xả hơn so với pin sạc. Tìm hiểu thêm về Siêu tụ điện tại đây.
Trong dự án này, chúng tôi đang sử dụng một siêu tụ điện 5 5V 1F Coin. Trước khi tiến hành, chúng tôi sẽ kiểm tra xem siêu tụ điện này có thể tích trữ bao nhiêu năng lượng. Chúng ta có thể tính toán dự trữ năng lượng bằng công thức sau:
E = 1 / 2CV 2
Trong đó E = Năng lượng
C = Điện dung
V = điện áp
Trong trường hợp của chúng ta, C = 1F và V = 5,5 V.
E = ½ * 1 * 5.5 * 5.5 E = 15 Joules
Cực của một siêu tụ điện được hiển thị trong hình dưới đây. Hướng mũi tên thể hiện dòng điện từ cực dương đến cực âm.
Đèn Schottky:
Diode Schottky còn được gọi là diode sóng mang nóng / Diode rào cản. Như tên cho thấy, nó được sử dụng như một rào cản để ngăn dòng điện theo hướng ngược lại. Dòng điện đi qua Anode và thoát ra qua Cathode. So với diode tiếp giáp PN, diode Schottky có độ sụt điện áp chuyển tiếp ít hơn và tốc độ chuyển mạch nhanh.
Điện áp của diode Schottky thường nằm trong khoảng từ 0,15 đến 0,45 volt, nhưng một diode tiếp giáp PN bình thường có điện áp giảm trong khoảng 0,6 đến 1,7 .
Động cơ DC làm máy phát điện
Trước khi tạo toàn bộ mạch, hãy xem cách sử dụng động cơ DC để tạo ra điện áp AC. Kết nối động cơ và đèn led như hình dưới đây:
Vì động cơ không có bất kỳ cực tính nào, hãy kết nối dây đầu tiên với chân dương của đèn LED và sau đó nối dây thứ hai với chân âm của đèn LED. Bây giờ xoay động cơ đến tốc độ tối đa bằng cách thổi không khí, đèn LED sẽ phát sáng. Nếu đèn LED không sáng, hãy đảo ngược kết nối và sau đó xoay lại.
Hình ảnh phần cứng thực tế được hiển thị bên dưới:
Sơ đồ mạch và giải thích hoạt động
Bây giờ, chúng ta đã thấy làm thế nào một động cơ có thể tạo ra điện, chúng ta sẽ sử dụng động cơ để sạc siêu tụ điện, từ đó cung cấp năng lượng cho đèn LED.
Siêu tụ điện được sử dụng ở đây để lưu trữ điện tích để nó có thể cung cấp năng lượng cho đèn LED trong thời gian dài hơn. Nối cực âm của siêu tụ điện với dây đầu tiên của động cơ và cực dương với dây thứ hai của động cơ thông qua điốt Schottky.
Như đã nói trước đó, diode Schottky được sử dụng để chặn dòng điện theo hướng ngược lại. Vì vậy, kết nối cực dương của diode Schottky với động cơ và cực âm với siêu tụ điện. Bây giờ dòng điện sẽ chạy từ cực dương sang cực âm, và nó sẽ chặn dòng điện từ cực âm sang cực dương có nghĩa là dòng điện sẽ chỉ chạy từ động cơ đến siêu tụ điện. Diode Schottky được sử dụng ở đây vì nó có độ sụt điện thấp hơn diode bình thường.
Bây giờ kết nối đèn LED với một siêu tụ điện và sử dụng một điện trở để hạn chế tiêu thụ điện năng. Một công tắc trượt cũng được sử dụng để bật và tắt đèn LED. Kết nối các chân dương của siêu tụ và LED với 2 nd và 3 thứ pin của switch và kết nối pin tiêu cực của lãnh đạo để pin đầu tiên của switch.
Sau khi kết nối, nguyên mẫu đèn pin của tôi trông giống như hình dưới đây. Tôi đã sử dụng một tấm bìa cứng để tạo ra một cấu trúc giống như một cái ống.
Cuối cùng, Đèn pin khẩn cấp được cấp nguồn bằng cơ học đã sẵn sàng, bạn chỉ cần thổi không khí vào quạt để quạt quay. Động cơ sẽ sạc siêu tụ điện và Siêu tụ điện sẽ cấp nguồn cho đèn LED. Bạn có thể sử dụng đèn LED sáng hơn để có nhiều ánh sáng hơn. Khi siêu tụ điện được sạc đầy, nó có thể cấp nguồn cho đèn led trong khoảng thời gian. 10 phút. Để quay động cơ, thay vì thổi không khí, một số cơ cấu cần và bánh răng hiệu quả hơn có thể được chế tạo.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến dự án này, hãy để lại chúng trong phần bình luận.
Video trình diễn hoàn chỉnh được cung cấp dưới đây: