การดูพลังงานที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในธรรมชาติรอบตัวเรา (ลมแสงแดดแสงอาทิตย์และพลังงานน้ำ) มีความปรารถนาที่จะพยายามใช้พลังงานฟรีนี้ แน่นอนว่าการใช้ชีวิตท่ามกลางแผ่นดินใหญ่และในสภาพอากาศที่อบอุ่นพลังงานทางเลือกที่เข้ามาหาเรานั้นเล็กมากเราไม่มีลมชายฝั่งและพระอาทิตย์ทะเลทราย ใช่พลังงานไม่ได้ดี แต่มาถึงเราเกือบตลอดเวลา และถ้าคุณสร้างอุปกรณ์สำหรับการสะสมและใช้งาน ทำมันเองจากวัสดุที่ได้ว่ากลอนสดแล้วพลังงานนี้ไม่มีค่าใช้จ่าย
ในบางกรณีคุณอาจต้องใช้ไฟฟ้าเล็กน้อยเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ สำหรับการทำงานของสถานีตรวจอากาศขนาดกะทัดรัดตรวจสอบระดับน้ำในถังสำหรับส่องสว่างฉุกเฉินและควบคุมระบบอัตโนมัติของเรือนกระจก สำหรับแต่ละอุปกรณ์เหล่านี้คุณต้องมีแหล่งพลังงาน ด้วยการใช้อุปกรณ์เป็นระยะ (เช่นในที่มืด) ขอแนะนำให้ใช้ IP ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ยิ่งไปกว่านั้นสำหรับการชาร์จมันเป็นประโยชน์มากที่สุดในการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนซึ่งจะทำให้ IP ประหยัดและเป็นอิสระ และเมื่อใช้พลังงานลมและแสงอาทิตย์อุปกรณ์จะมีขนาดกะทัดรัดและพกพาได้
บทความนี้เสนอให้ผลิตหลอดไฟ LED แบบชาร์จไฟได้โดยชาร์จจากแหล่งพลังงานทางเลือกอื่น ฐานสำหรับ ทำที่บ้าน ทำหน้าที่เป็นตัวถังและปรับสภาพองค์ประกอบของแบตเตอรี่ NiMH สำหรับไขควง บทความ.
แผนภาพอุปกรณ์
วงจรเป็นโซ่ของเครื่องกำเนิดพลังงานตัวแปลงพลังงานแบตเตอรี่และแหล่งกำเนิดแสง ตัวแปลงพลังงานเป็นตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร มันแปลงแรงดันเอาต์พุต DC ต่ำจากแหล่งกำเนิด Gen (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมหรือแผงโซลาร์เซลล์) เป็นแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่แบตเตอรี NiMH จำนวนสี่ก้อน อุปกรณ์สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุตจาก 0.8 ... 6.0 โวลต์เป็นเอาต์พุต 8 ... 30 โวลต์ ในวงจรนี้แรงดันเอาต์พุตมีความเสถียรและไม่เกินค่าสูงสุด (1.8v x 4 = 7.2v)
พิจารณาการทำงานของเครื่องแปลง
วงจรดังกล่าวประกอบด้วยตัวกำเนิดการปิดกั้นซึ่งประกอบด้วยหม้อแปลงทรานซิสเตอร์ VT2 ตัวต้านทาน R1 (เลือกภายใน 360 ... 1200 โอห์ม) และตัวเก็บประจุเซรามิก 0.33 ... 1.0 ไมโครฟอร์แมต ในระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดการปิดกั้นเนื่องจาก EMF ของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองซึ่งพัฒนาโดยขดลวดปฐมภูมิแรงดันไฟฟ้าพัลส์สูงจะเกิดขึ้นที่เอาท์พุทของหม้อแปลง แรงดันไฟฟ้านี้ได้รับการแก้ไขโดย VD1 diode จากนั้นจ่ายให้กับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้
การรักษาเสถียรภาพของแรงดันเอาต์พุตของตัวแปลง
แบตเตอรี่ที่ชาร์จซ้ำได้หลายตัวไม่สามารถชาร์จใหม่ได้เพราะจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ดังนั้นในวงจรที่พิจารณาจะใช้แรงดันเอาต์พุต ในการทำเช่นนี้ทรานซิสเตอร์ประเภท BC148 VT1, ไดโอดซีเนอร์ VD2 (เลือกแรงดันไฟฟ้าเพื่อรักษาเสถียรภาพ), ตัวต้านทาน R2, R3 จะถูกเพิ่มเข้าไปในวงจร
เมื่อแรงดันเอาท์พุทที่ถูกต้องจากเครื่องกำเนิดการปิดกั้นเกินกว่าเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าเพื่อรักษาเสถียรภาพไดโอดซีเนอร์เริ่มที่จะผ่านปัจจุบันผ่านตัวเอง กระแสนี้ไหลไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ในทางกลับกันทรานซิสเตอร์นี้จะเริ่มเปิดและแยกเครื่องกำเนิดทรานซิสเตอร์ VT2 แบบพื้นฐาน สิ่งนี้ทำให้การเพิ่มขึ้นของทรานซิสเตอร์นี้ลดลงตามลำดับลดความกว้างของสัญญาณเอาท์พุท
เนื่องจากความจริงที่ว่าแบตเตอรี่ NiMH มีกำลังการผลิตที่สำคัญและสามารถชาร์จกับกระแสสูงถึง 1C และกระแสไฟขาออกของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าไม่สูงภายใต้สภาวะปกติจึงไม่ถือว่าเสถียรภาพของตัวแปลงโดยกระแสไฟฟ้า
ผลิตเครื่องแปลงแรงดันไฟฟ้า
1. รายละเอียดสำหรับการผลิตของตัวแปลง
พื้นฐานของเครื่องกำเนิดการปิดกั้นคือหม้อแปลงซึ่งจะต้องซื้อหรือทำด้วยมือของคุณเอง ตัวเลือกการออกแบบหม้อแปลงเป็นไปได้:
ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงประกอบด้วยลวด 45 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ... 0.5 มม. บนแกนเฟอร์ไรต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 และยาว 50 มม. ขดลวดทุติยภูมิ (ขดลวดป้อนกลับ) ประกอบด้วย 15 ... 20 รอบของเส้นลวดที่พันกันบนขดลวดปฐมภูมิ
หม้อแปลงถูกพันบนวงแหวนเฟอร์ไรต์ 2000NM ขนาด K7x4x2 ... K12x7x5 และประกอบด้วยขดลวดสองอันที่ 20 ... 30 รอบของสาย PEV 0.3 ... 0.5
ในกรณีของเราเราจะทำได้ง่ายยิ่งขึ้น เราใช้โช๊คที่ทำเสร็จจาก 300 mH และสูงกว่าเมื่อเราหมุนเราจะหมุน 20 ... 25 รอบด้วยลวด 0.2 ... 0.5 มม. ในทิศทางเดียวกัน เราเชื่อมต่อขดลวดตามรูปแบบโดยคำนึงถึงจุดเริ่มต้นของขดลวด (ระบุด้วยจุด) เราแก้ไขไขลานใหม่ด้วยการหดตัวด้วยความร้อนเทปกาวกาว หม้อแปลงแบบนี้ปั๊มไม่เลวไปกว่าวงแหวน
ทรานซิสเตอร์ VT1 ชนิด n-p-n พลังงานต่ำใด ๆ - KT315, BC548 ทรานซิสเตอร์ VT2 ชนิด n-p-n ถูกเลือกขึ้นอยู่กับโหลด ทรานซิสเตอร์ VT2 ไม่จำเป็นต้องมีหม้อน้ำระบายความร้อนเนื่องจากตัวกำเนิดการปิดกั้นทำงานในโหมดพัลซิ่ง
ขอแนะนำให้ใช้ไดโอด VD1 จากซีรี่ส์ "เร็ว" 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - เหมาะสำหรับกระแส
ที่ Zener diode VD2 แรงดันไฟฟ้าสำหรับการปรับเสถียรนั้นจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการ VD3 ไดโอดกระแสใด ๆ ที่เหมาะสม
ตัวเก็บประจุ C1 ช่วยลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและตัวเก็บประจุ C3 ของแรงดันขาออก ไดโอด VD3 ป้องกันการคายประจุของแบตเตอรี่ Bat1 หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตไม่เพียงพอ microammeter ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ภาพของกระแสชาร์จของแบตเตอรี่
2. ประกอบตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า
เราดำเนินการแปลงชิ้นส่วนให้สมบูรณ์ตามแบบแผน เราประกอบชิ้นส่วนคอนเวอร์เตอร์บนแผงวงจรสากล เราเชื่อมต่อวงจรกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่มีการควบคุม
3. การกำหนดค่าและการดีบักการทำงานของตัวแปลง
เราตัดการเชื่อมต่อ Zener diode VD2 จากวงจรแทน R1 เราตั้งค่าความต้านทานการจูน 4.7 kom ในฐานะที่เป็นโหลดของตัวแปลงเราจะติดตั้งตัวต้านทาน1kΩ ด้วยการเปลี่ยนความต้านทาน R1 เราจะได้แรงดันสูงสุดที่โหลด หากไม่มีโหลดวงจรนี้สามารถผลิตได้ 100 โวลต์หรือมากกว่าดังนั้นเมื่อทำการดีบั๊กขอแนะนำให้ตั้งค่าตัวเก็บประจุเอาต์พุต C3 เป็นแรงดันอย่างน้อย 200V และอย่าลืมที่จะปล่อยมัน เนื่องจากความกว้างของแรงดันไฟฟ้าที่คดเคี้ยวเอาท์พุทอาจค่อนข้างสูงจึงแนะนำให้เปิดตัวต้านทานการหน่วงที่มีความต้านทาน 10 ... 100 k ในซีรีส์ด้วยมัลติมิเตอร์จะช่วยป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ระหว่างการวัดที่จุดต่างๆในวงจร ในการวัดแรงดันคงที่จากเอาท์พุทของไดโอดตัวเรียงกระแสตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงถึง 10 μFและแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 250 V ควรเชื่อมต่อแบบขนานกับโวลต์มิเตอร์ในกรณีนี้การอ่านโวลต์มิเตอร์จะแม่นยำมากขึ้น
เราวัดค่าความต้านทานที่เหมาะสมที่สุดของตัวต้านทานตัวแปร R1 และแทนที่มันในวงจรด้วยตัวต้านทานคงที่ที่สอดคล้องกัน เราติดตั้ง Zener diode VD2 ในวงจรใกล้กับเอาต์พุตที่ต้องการแรงดันเสถียรภาพ ด้วยการเลือกไดโอดซีเนอร์เราจะได้แรงดันเอาต์พุตที่ต้องการ นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่เราจะใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่
หากตัวแปลงไม่เริ่มทำงานเราจะทำการแลกเปลี่ยนปลายขดลวดหม้อแปลงอันใดอันหนึ่ง
4. เราเตรียมที่ว่างสำหรับคณะทำงานโดยการตัดขนาดที่ต้องการจากคณะกรรมการสากลทั่วไป ขนาดของคณะทำงานได้รับการคัดเลือกตามขนาดของที่อยู่อาศัยตัวแปลงสัญญาณที่เสนอและสถานที่ในการติดตั้งบอร์ด
5. เราดำเนินการเดินสายวงจรดีบั๊กไปยังคณะทำงาน
6. ติดตั้งบอร์ดแปลงในตำแหน่งที่ต้องการของฐานของเคสจากแบตเตอรี่ NiMH สำหรับไขควง เราวางบล็อกขององค์ประกอบสี่อย่างที่คืนค่าของแบตเตอรี่นี้ในพื้นที่ว่าง
7. บนบอร์ด PCB ขนาดเล็กเรารวบรวมแหล่งกำเนิดแสงสำหรับหลอดไฟแบตเตอรี่ที่ผลิต เราประสานกับเมทริกซ์ของ LED สามดวงที่มีการเชื่อมต่อแบบขนานและความต้านทานขีด จำกัด (ดูแผนภาพ) ในการแก้ไขไฟ LED ในหลอดไฟเราเจาะรูที่มุมของบอร์ด
8. เพื่อรองรับแหล่งกำเนิดแสง LED เราเลือกเคสตัวสะท้อนแสงแบบพลาสติกขนาดเล็ก เราผลิตตัวยึดโลหะทรานซิชันสำหรับการติดตั้งตัวสะท้อนแสงแบบปรับได้เพื่อที่อยู่อาศัยตัวแปลง เราติดตั้งและแก้ไขบอร์ด LED ให้เข้าที่
9. เราประกอบส่วนบนของตัวแปลงที่อยู่อาศัย
10. ในฐานะที่เป็นตัวบ่งชี้ภาพของการมีอยู่และขนาดสัมพัทธ์ของกระแสชาร์จของแบตเตอรี่ในพื้นที่ว่างของส่วนบนของตัวแปลงเราวาง microammeter - ตัวบ่งชี้จากเครื่องบันทึกเทปเก่า microammeter ได้รับการออกแบบสำหรับกระแสต่ำดังนั้นเราคำนวณเลือกและเชื่อมต่อตัวต้านทาน shunt กับอุปกรณ์เพื่อควบคุมค่าของกระแสประจุแบตเตอรี่ที่คาดไว้
11. เชื่อมต่อตัวนำเข้ากับชิ้นส่วนทั้งหมดในวงจรเดียว
เราเชื่อมต่อบอร์ดแปลงกับแบตเตอรี่ของแบตเตอรี่ผ่านไดโอดป้องกัน VD3 และ microammeter ควบคุม เรานำตัวเชื่อมต่อสำหรับเชื่อมต่อตัวแปลงกับแหล่งพลังงานทางเลือก (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมหรือแผงโซลาร์เซลล์) เราเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดแสง LED เข้ากับแบตเตอรี่ผ่านสวิตช์ภายนอก รวมทุกอย่างไว้ในอาคารเดียว
12. มีการวางแผนที่จะใช้หลอดไฟ LED แบบชาร์จไฟได้ที่ผลิตขึ้นร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมซึ่งใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแม่เหล็กถาวรขนาด 24v / 0.7A แต่นั่นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง
