ไฟฉายฉุกเฉินที่ขับเคลื่อนด้วยกลไก

ไฟฉายหรือไฟฉายมีประโยชน์มากในสถานการณ์ฉุกเฉินเช่นไฟฟ้าดับ ไฟฉายเหล่านี้ใช้แบตเตอรี่และเราต้องชาร์จไฟเป็นประจำในบางช่วงเวลา แต่ถ้าคุณไม่มีไฟฟ้าและไฟฉายของคุณตายล่ะ? ในสถานการณ์นั้นไฟฉายแบบชาร์จไฟได้เป็นตัวเลือกที่ดีมากซึ่งสามารถชาร์จได้โดยการหมุนคันโยกที่ติดอยู่ มันมีกลไกและเกียร์บางอย่างในการเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ภายใน ที่นี่เราใช้หลักการเดียวกันในการสร้างไฟแฟลชฉุกเฉินซึ่งมี Supercapacitorและ Supercapacitor นี้สามารถชาร์จได้โดยการหมุน DC Motor ที่ติดอยู่

ดังนั้นในบทช่วยสอนนี้เราจะสร้างไฟฉายฉุกเฉินที่สามารถชาร์จได้โดยการหมุนมอเตอร์กระแสตรงขนาดเล็กที่ติดอยู่ ในการสร้างสิ่งนี้เรากำลังใช้ Supercapacitor, LED และ Schottky diode supercapacitorถูกนำมาใช้เพื่อให้พลังงานไฟ LED และDC มอเตอร์ที่ใช้ในการชาร์จ supercapacitor Schottky diodeใช้เพื่อหยุดการไหลของกระแสจาก supercapacitor ไปยังมอเตอร์เนื่องจากเมื่อมอเตอร์เชื่อมต่อกับ Supercapacitor มอเตอร์จะเริ่มหมุนโดยรับพลังงานจาก Supercapacitor และเราไม่สามารถชาร์จ supercapacitor โดยใช้มอเตอร์ได้ ดังนั้นวิธีเดียวที่จะปิดกั้นการไหลของกระแสจาก Supercapacitor ไปยังมอเตอร์คือการใช้ Diode สามารถใช้ไดโอดทางแยก PN อื่น ๆ ได้ แต่ไดโอด Schottky มีแรงดันไฟฟ้าลดลงเมื่อเทียบกับไดโอดทางแยก PN อื่น ๆ

ส่วนประกอบที่จำเป็น

• มอเตอร์กระแสตรง
• ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์
• ชอตกี้ไดโอด
• ตัวต้านทาน (200 โอห์ม)
• สวิตซ์
• LED

มอเตอร์กระแสตรง:

มอเตอร์กระแสตรงเป็นมอเตอร์ประเภทหนึ่งที่หาได้ทั่วไปและมีราคาถูก มอเตอร์เหล่านี้ติดตั้งแม่เหล็ก อาร์มาเจอร์วางอยู่ในสนามแม่เหล็กนี้ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่กระแสไฟฟ้าผ่านกระดองมันจะสัมผัสกับแรงที่ทำให้โรเตอร์หมุนตามตำแหน่งเดิม

มอเตอร์กระแสตรงสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามรูปร่างขนาดและการทำงาน มอเตอร์กระแสตรงส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสี่ประเภท:

1. มอเตอร์แม่เหล็กถาวร DC
2. มอเตอร์ซีรีส์ DC
3. มอเตอร์ Shunt DC
4. มอเตอร์กระแสตรงแบบผสม

ในโครงการนี้เราใช้ Toy \ Hobby DC Motor เป็นมอเตอร์กระแสตรงธรรมดาที่มีขั้วเพียงสองขั้วโดยไม่มีขั้วใด ๆ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานคือ 4.5V ถึง 9V เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์กระแสตรงและวิธีต่างๆในการควบคุมได้จากบทช่วยสอนด้านล่าง:

ตัวเก็บประจุซุปเปอร์:

ซูเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นตัวเก็บประจุความจุสูงที่มีค่าความจุสูงกว่าตัวเก็บประจุปกติมาก แต่มีขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์รวมคุณสมบัติของตัวเก็บประจุและแบตเตอรี่ไว้ในเครื่องเดียว ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์สามารถกักเก็บพลังงานได้มากกว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 10 ถึง 100 เท่าและสามารถรับและส่งประจุได้เร็วกว่าแบตเตอรี่มากและมีรอบการคายประจุมากกว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Supercapacitors ที่นี่

ในโครงการนี้เราจะใช้ 5. 5V 1F เหรียญ Super-ตัวเก็บประจุ ก่อนดำเนินการต่อเราจะตรวจสอบว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์นี้สามารถกักเก็บพลังงานได้เท่าใด เราสามารถคำนวณที่เก็บพลังงานโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

E = 1 / 2CV ²

โดยที่ E = พลังงาน

C = ความจุ

V = แรงดันไฟฟ้า

ในกรณีของเรา C = 1F และ V = 5.5 V.

E = ½ * 1 * 5.5 * 5.5 E = 15 จูล

ขั้วของซูเปอร์คาปาซิเตอร์แสดงไว้ในภาพด้านล่าง ทิศทางลูกศรแสดงการไหลของกระแสจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ

ชอตกี้ไดโอด:

Schottky diode เป็นที่รู้จักกันในชื่อ hot carrier diode / Barrier diode ตามชื่อมันถูกใช้เป็นตัวกั้นเพื่อหยุดการไหลของกระแสในทิศทางย้อนกลับ กระแสไฟฟ้าเข้าสู่ขั้วบวกและออกทางแคโทด เมื่อเทียบกับไดโอด PN ทางแยก Schottky ไดโอดมีแรงดันตกไปข้างหน้าน้อยกว่าและอัตราการสลับที่รวดเร็ว

กีแรงดันไดโอดทั่วไประหว่าง 0.15 และ 0.45 โวลต์ แต่ปกติไดโอด PN ชุมมีแรงดันไฟฟ้าตกระหว่าง 0.6-1.7

มอเตอร์กระแสตรงเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ก่อนที่จะสร้างวงจรทั้งหมดมาดูกันว่าสามารถใช้มอเตอร์กระแสตรงเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างไร เชื่อมต่อมอเตอร์และไฟ led ตามที่แสดงในวงจรด้านล่าง:

เนื่องจากมอเตอร์ไม่มีขั้วใด ๆ ให้เชื่อมต่อสายแรกเข้ากับขาบวกของ LED แล้วต่อสายที่สองเข้ากับขาลบของไฟ led ตอนนี้หมุนมอเตอร์ด้วยความเร็วสูงสุดโดยเป่าลมไฟ LED จะสว่าง หาก LED ไม่เรืองแสงย้อนกลับการเชื่อมต่อแล้วหมุนอีกครั้ง

ภาพฮาร์ดแวร์จริงแสดงด้านล่าง:

แผนภาพวงจรและคำอธิบายการทำงาน

ตอนนี้เราได้เห็นแล้วว่ามอเตอร์สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างไรเราจะใช้มอเตอร์เพื่อชาร์จซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ซึ่งจะเปิดไฟ LED

Super Capacitor ใช้ที่นี่เพื่อเก็บประจุเพื่อให้สามารถจ่ายไฟ LED ได้นานขึ้น เชื่อมต่อขั้วลบของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ด้วยสายแรกของมอเตอร์และขั้วบวกกับสายที่สองของมอเตอร์ผ่านไดโอด Schottky

อย่างที่บอกไปก่อนหน้านี้ Schottky diode ใช้เพื่อป้องกันการไหลของกระแสในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นเชื่อมต่อขั้วบวกของ Schottky diode กับมอเตอร์และขั้วลบกับ supercapacitor ตอนนี้กระแสจะไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบและจะปิดกั้นการไหลของกระแสจากขั้วลบไปยังขั้วบวกหมายความว่ากระแสจะไหลจากมอเตอร์ไปยังตัวเก็บประจุแบบซุปเปอร์เท่านั้น Schottky diode ถูกนำมาใช้ที่นี่เนื่องจากมีพลังงานต่ำกว่าไดโอดปกติ

ตอนนี้เชื่อมต่อ LED กับ Supercapacitor และใช้ตัวต้านทานเพื่อ จำกัด การใช้พลังงาน สวิตช์ตัวเลื่อนยังใช้เพื่อเปิดและปิด LED เชื่อมต่อหมุดในเชิงบวกของ supercapacitor และไฟ LED มี 2 ^{ครั้ง}และ 3 ^ถขาของสวิทช์และเชื่อมต่อขาลบของนำไปสู่ขาแรกของสวิทช์

หลังจากเชื่อมต่อแล้วต้นแบบไฟฉายของฉันจะดูเหมือนภาพที่ระบุด้านล่าง ฉันใช้กระดาษแข็งทำโครงสร้างคล้ายท่อ

ในที่สุดไฟฉายฉุกเฉินที่ขับเคลื่อนด้วยกลไกก็พร้อมใช้งานเพียงเป่าลมเข้าไปในพัดลมเพื่อหมุน มอเตอร์จะชาร์จซุปเปอร์คาปาซิเตอร์และซูเปอร์คาปาซิเตอร์จะจ่ายไฟให้กับ LED คุณสามารถใช้ LED ที่สว่างกว่าเพื่อให้ได้แสงมากขึ้น เมื่อซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ชาร์จเต็มแล้วจะสามารถจ่ายไฟให้กับ LED ได้ประมาณ 10 นาที. หากต้องการหมุนมอเตอร์แทนที่จะเป่าลมอาจมีการสร้างกลไกเกียร์และคันโยกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับโครงการนี้โปรดทิ้งไว้ในส่วนความคิดเห็น

วิดีโอสาธิตฉบับสมบูรณ์ได้รับด้านล่าง: