Torcia di emergenza ad alimentazione meccanica

Torcia o torcia è molto utile in situazioni di emergenza come l'interruzione di corrente. Queste torce funzionano a batteria e dobbiamo ricaricarle regolarmente a intervalli particolari. Ma cosa succede se non hai l'elettricità e la tua torcia è morta? In quella situazione, le torce ricaricabili meccaniche sono un'opzione molto buona, che può essere caricata ruotando la leva ad essa collegata. Ha un meccanismo e degli ingranaggi per convertire l'energia meccanica in energia elettrica per caricare la batteria al suo interno. Qui stiamo usando lo stesso principio per creare una luce flash di emergenza che ha un supercondensatore e questo supercondensatore può essere caricato ruotando un motore CC collegato ad esso.

Quindi, in questo tutorial, realizzeremo una torcia di emergenza che può essere caricata ruotando un piccolo motore CC ad essa collegato. Per realizzarlo, utilizziamo un supercondensatore, LED e diodo Schottky. Il supercondensatore viene utilizzato per alimentare il LED e il motore CC viene utilizzato per ricaricare il supercondensatore. Il diodo Schottky viene utilizzato per interrompere il flusso di corrente dal supercondensatore al motore perché quando il motore è collegato al supercondensatore, il motore inizia a ruotare prendendo l'alimentazione dal supercondensatore e non possiamo ricaricare il supercondensatore usando il motore. Quindi l'unico modo per bloccare il flusso di corrente dal supercondensatore al motore è usare un diodo. È possibile utilizzare altri diodi a giunzione PN, tranne il diodo Schottky ha una caduta di tensione inferiore rispetto ad altri diodi a giunzione PN.

Componenti richiesti

• Motore a corrente continua
• Supercondensatore
• Diodo Schottky
• Resistenza (200 ohm)
• Interruttore
• GUIDATO

Motore a corrente continua :

Il motore DC è un tipo di motore molto comune e facilmente disponibile a un prezzo basso. Questi motori sono dotati di magneti. Un'armatura è posta in questo campo magnetico, quindi ogni volta che la corrente passa attraverso l'armatura, subisce una forza che gli fa ruotare il rotore rispetto alla sua posizione originale.

I motori CC possono essere suddivisi in molti tipi in base alla loro forma, dimensione e funzionamento. Principalmente i motori DC sono divisi in quattro tipi:

1. Motori CC a magneti permanenti
2. Motori CC in serie
3. Shunt DC Motors
4. Motori DC composti

In questo progetto, stiamo usando un motore DC Toy \ Hobby. È un normale motore CC che ha solo due terminali senza polarità. La sua tensione operativa è compresa tra 4,5 V e 9 V. Ulteriori informazioni sui motori CC e sui vari modi per controllarli nei tutorial seguenti:

Super condensatore:

Un supercondensatore è un condensatore ad alta capacità con valori di capacità molto più alti dei normali condensatori ma limiti di tensione inferiori. I supercondensatori combinano le proprietà di condensatori e batterie in un unico dispositivo. Un supercondensatore può immagazzinare da 10 a 100 volte più energia dei condensatori elettrolitici e può ricevere e fornire carica molto più velocemente delle batterie e avere più cicli di carica-scarica rispetto alle batterie ricaricabili. Ulteriori informazioni sui supercondensatori qui.

In questo progetto, stiamo usando un supercondensatore per monete da 5. 5V 1F. Prima di procedere, controlleremo quanta energia può immagazzinare questo supercondensatore. Possiamo calcolare l'accumulo di energia utilizzando la seguente formula:

E = 1 / 2CV ²

Dove E = Energia

C = Capacità

V = tensione

Nel nostro caso C = 1F e V = 5,5 V.

E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joule

La polarità di un supercondensatore è mostrata nell'immagine sottostante. La direzione della freccia rappresenta il flusso di corrente dal terminale positivo al terminale negativo.

Diodo Schottky:

Il diodo Schottky è anche noto come diodo portante caldo / diodo barriera. Come suggerisce il nome, viene utilizzato come barriera per arrestare il flusso di corrente in direzioni inverse. La corrente entra attraverso l'anodo ed esce attraverso il catodo. Rispetto a un diodo a giunzione PN, il diodo Schottky ha una caduta di tensione diretta inferiore e una velocità di commutazione rapida.

La caduta di tensione del diodo Schottky è generalmente compresa tra 0,15 e 0,45 volt, ma un normale diodo a giunzione PN ha una caduta di tensione compresa tra 0,6 e 1,7 .

Motore a corrente continua come generatore di elettricità

Prima di realizzare l'intero circuito, vediamo come un motore CC può essere utilizzato per generare tensione CA. Collegare il motore e il led come mostrato nel circuito seguente:

Poiché il motore non ha alcuna polarità, collegare il primo filo al pin positivo del LED e quindi il secondo filo al pin negativo del led. Ora ruota il motore alla sua velocità massima soffiando aria, il LED dovrebbe accendersi. Se il LED non si accende, invertire la connessione e quindi ruotare di nuovo.

L'immagine reale dell'hardware è mostrata di seguito:

Schema del circuito e spiegazione del funzionamento

Ora, abbiamo visto come un motore può produrre elettricità, useremo il motore per caricare il supercondensatore che a sua volta alimenta il LED.

Il Super Condensatore viene utilizzato qui per immagazzinare la carica in modo che possa alimentare il LED per un tempo più lungo. Collegare il terminale negativo del supercondensatore con il primo filo del motore e il terminale positivo al secondo filo del motore attraverso il diodo Schottky.

Come detto in precedenza, il diodo Schottky viene utilizzato per bloccare il flusso di corrente nella direzione opposta. Quindi collega il terminale positivo del diodo Schottky al motore e il terminale negativo al supercondensatore. Ora la corrente fluirà dall'anodo al catodo e bloccherà il flusso di corrente dal catodo all'anodo, il che significa che la corrente fluirà solo dal motore al supercondensatore. Il diodo Schottky viene utilizzato qui perché ha una bassa caduta di potenza rispetto al diodo normale.

Ora collega il LED con un supercondensatore e utilizza un resistore per limitare il consumo di energia. Un interruttore a scorrimento viene utilizzato anche per accendere e spegnere il LED. Collegare i pin positivi del supercondensatore e del LED con il 2 ^° e il 3 ^° pin dell'interruttore e collegare il pin negativo del LED al primo pin dell'interruttore.

Dopo la connessione, il mio prototipo di torcia ha l'aspetto dell'immagine riportata di seguito. Ho usato un cartone per creare una struttura simile a un tubo.

Finalmente, la torcia di emergenza ad alimentazione meccanica è pronta, basta soffiare aria nella ventola per ruotarla. Il motore caricherà il supercondensatore e il supercondensatore alimenterà il LED. Puoi usare un LED più luminoso per più luce. Una volta che il supercondensatore è completamente carico, può alimentare il led per ca. 10 minuti. Per ruotare il motore, invece di soffiare aria, è possibile costruire un ingranaggio e un meccanismo a leva più efficienti.

Se hai domande su questo progetto, lasciale nella sezione commenti.

Di seguito viene fornito il video dimostrativo completo: