En regardant l'énergie qui se dégage constamment dans la nature qui nous entoure (vent, lumière du soleil, énergie de l'eau), il y a un désir d'essayer d'utiliser cette énergie gratuite. Bien sûr, vivant parmi le continent et dans un climat tempéré, l'énergie alternative qui nous vient est faible, nous n'avons pas de vents côtiers et de soleil désertique. Oui, l'énergie n'est pas grande, mais elle nous vient presque constamment. Et si vous fabriquez un appareil pour son accumulation et son utilisation, fais-le toi-même, à partir de matériaux improvisés, alors cette énergie est libre.
Dans certains cas, vous aurez peut-être besoin d'une petite quantité d'électricité pour alimenter un appareil basse consommation. Pour le fonctionnement d'une station météorologique compacte, la surveillance du niveau d'eau dans le réservoir, pour l'éclairage d'urgence et le contrôle de l'automatisation de la serre. Pour chacun de ces appareils, vous devez disposer d'une source d'alimentation. Avec une utilisation périodique de l'appareil (par exemple, dans l'obscurité), il est conseillé d'utiliser une IP alimentée par batterie. De plus, pour sa recharge, il est plus avantageux d'utiliser une source d'énergie renouvelable, ce qui rendra l'IP économique et autonome. Et lorsque vous utiliserez l'énergie éolienne et solaire, l'appareil sera en outre compact et mobile.
Cet article propose de fabriquer une lampe LED rechargeable avec recharge à partir de sources d'énergie alternatives naturelles. Base pour fait maison a servi de corps et d'éléments reconditionnés d'une batterie NiMH pour un tournevis, article.
Diagramme de l'appareil
Le circuit est une chaîne d'un générateur d'énergie, d'un convertisseur d'énergie, d'une batterie et d'une source de lumière. Le convertisseur d'énergie est un convertisseur de tension stabilisé. Il convertit une faible tension de sortie CC d'une source Gen (éolienne ou panneau solaire) en une tension accrue suffisante pour charger une batterie de quatre batteries Bat1 NiMH. L'appareil est capable d'augmenter la tension d'entrée de 0,8 ... 6,0 volts à la sortie 8 ... 30 volts. Dans ce circuit, la tension de sortie est stabilisée et ne dépasse pas la charge maximale (1,8 V x 4 = 7,2 V).
Considérez le fonctionnement du convertisseur.
Le circuit est basé sur un générateur de blocage composé d'un transformateur, d'un transistor VT2, d'une résistance R1 (sélectionnée entre 360 ... 1200 ohms) et d'un condensateur céramique 0,33 ... 1,0 microfarads. Pendant le fonctionnement du générateur de blocage, en raison de la FEM de l'auto-induction, qui est développée par l'enroulement primaire, une tension d'impulsion élevée est formée à la sortie du transformateur. Cette tension est redressée par la diode VD1, puis fournie à une batterie rechargeable.
Stabilisation de la tension de sortie du convertisseur.
De nombreuses batteries rechargeables ne peuvent pas être rechargées, car cela raccourcit leur durée de vie. Par conséquent, dans le circuit considéré, une stabilisation de la tension de sortie est utilisée. Pour ce faire, un transistor BC548 de type VT1, une diode Zener VD2 (tension de stabilisation sélectionnée), des résistances R2, R3 sont ajoutées au circuit.
Lorsque la tension de sortie redressée du générateur de blocage dépasse le seuil de tension de stabilisation, la diode zener commence à passer du courant à travers elle-même. Ce courant circule à la base du transistor VT1. Ce transistor, à son tour, commence à ouvrir et à shunter le générateur transistor base-émetteur VT2. Cela provoque une diminution du gain de ce transistor, respectivement, diminue l'amplitude du signal de sortie.
En raison du fait que la batterie NiMH a une capacité importante et peut être chargée avec des courants jusqu'à 1C et que le courant de sortie du convertisseur de tension n'est pas élevé dans des conditions normales, la stabilisation du convertisseur par le courant n'a pas été prise en compte.
Fabrication d'un convertisseur de tension.
1. Détails pour la fabrication du convertisseur.
La base du générateur de blocage est un transformateur, qui doit être acheté ou fabriqué de vos propres mains. Les options de conception des transformateurs sont possibles:
L'enroulement primaire du transformateur se compose de 45 tours de fil d'un diamètre de 0,3 ... 0,5 mm, enroulés sur un noyau en ferrite d'un diamètre de 10 et d'une longueur de 50 mm. L'enroulement secondaire (enroulement de rétroaction) se compose de 15 ... 20 tours du même fil enroulé sur l'enroulement primaire.
Le transformateur est enroulé sur un anneau de ferrite 2000NM de taille K7x4x2 ... K12x7x5 et contient deux enroulements de 20 ... 30 tours de fil PEV 0,3 ... 0,5.
Dans notre cas, nous le ferons encore plus facilement. Nous prenons le starter fini à partir de 300 mH et plus, sur son enroulement nous enroulons 20 ... 25 tours avec un fil de 0,2 ... 0,5 mm, dans le même sens. Nous connectons les enroulements selon le schéma, en tenant compte du début de l'enroulement (indiqué par un point). Nous fixons le nouveau bobinage avec du thermorétractable, du ruban adhésif, de la colle. Un tel transformateur ne pompe pas pire qu'un anneau.
Transistor VT1 tout type n-p-n basse consommation - KT315, BC548. Le transistor VT2, de type n-p-n, est sélectionné en fonction de la charge. Le transistor VT2 n'a pas besoin de radiateur de refroidissement, car le générateur de blocage fonctionne en mode pulsé.
Il est conseillé d'utiliser la diode VD1 de la série «rapide» 1N4148, 1N5819 (Schottky), KD522 - adaptée au courant.
Au niveau de la diode Zener VD2, la tension de stabilisation est sélectionnée en fonction de la tension de sortie requise. Diode VD3 tout courant approprié.
Le condensateur C1 lisse les fluctuations de la tension entrante, et le condensateur C3 de la tension de sortie. La diode VD3 empêche la décharge des batteries Bat1 si la tension d'entrée n'est pas suffisante. Le microampèremètre sert d'indicateur visuel du courant de charge de la batterie.
2. Montage du convertisseur de tension.
Nous complétons le convertisseur avec des pièces selon le schéma. Nous assemblons les pièces du convertisseur sur un circuit imprimé universel. Nous connectons le circuit à une source de tension régulée.
3. Configuration et débogage du fonctionnement du convertisseur.
Nous déconnectons la diode Zener VD2 du circuit, au lieu de R1, nous définissons une résistance d'accord de 4,7 kom. En tant que charge du convertisseur, nous installons une résistance de 1kΩ. En modifiant la résistance R1, nous atteignons la tension maximale à la charge. Sans charge, ce circuit peut produire 100 volts ou plus, donc lors du débogage, il est conseillé de régler le condensateur de sortie C3 sur une tension d'au moins 200V et n'oubliez pas de le décharger. Étant donné que l'amplitude de tension à l'enroulement de sortie peut être assez élevée, il est recommandé d'activer la résistance d'amortissement avec une résistance de 10 ... 100 k en série avec le multimètre. Cela aidera à éviter d'endommager l'appareil lors des mesures à différents points du circuit. Pour mesurer la tension constante à la sortie de la diode du redresseur, un condensateur d'une capacité allant jusqu'à 10 μF et d'une tension d'au moins 250 V doit être connecté en parallèle avec le voltmètre. Dans ce cas, les lectures du voltmètre seront plus précises, car nous mesurerons également la tension d'impulsion.
Nous mesurons la valeur de la résistance optimale de la résistance variable R1 et la remplaçons dans le circuit par la résistance constante correspondante. Nous installons la diode Zener VD2 dans le circuit, au plus proche de la sortie souhaitée, la tension de stabilisation. En sélectionnant une diode Zener, nous obtenons la tension de sortie requise. Il s'agit de la tension que nous utiliserons pour charger la batterie.
Si le convertisseur ne démarre pas, nous échangeons les extrémités de l'un des enroulements du transformateur.
4. Nous préparons le flan pour la planche de travail en découpant la taille souhaitée à partir d'une planche universelle typique. Les dimensions de la carte de travail sont sélectionnées en fonction des dimensions du boîtier de transducteur proposé et de la place dans celui-ci pour l'installation de la carte.
5. Nous réalisons le câblage du circuit débogué sur la carte de travail.
6. Installez la carte convertisseur à l'endroit prévu de la base du boîtier à partir de la batterie NiMH pour un tournevis. Nous plaçons un bloc de quatre éléments restaurés de cette batterie dans l'espace libre.
7. Sur une petite carte de circuit imprimé, nous assemblons une source de lumière pour la lampe de batterie fabriquée. Nous soudons dessus une matrice de leurs trois LED connectées en parallèle et limitons la résistance (voir schéma). Pour fixer les LED dans la lampe, nous forons un trou dans le coin de la planche.
8. Pour accueillir la source de lumière LED, nous sélectionnons un petit boîtier de réflecteur de protection en plastique. Nous fabriquons un support en métal de transition pour une installation réglable du réflecteur sur le boîtier du convertisseur. Nous installons et fixons la carte LED en place.
9. Nous assemblons la partie supérieure du boîtier du convertisseur.
10. En tant qu'indicateur visuel de la présence et de l'ampleur relative du courant de charge de la batterie, dans l'espace libre de la partie supérieure du boîtier du convertisseur, nous plaçons un micro-ampèremètre - un indicateur d'un ancien magnétophone. Le microampèremètre est conçu pour un faible courant, nous calculons, sélectionnons et connectons donc une résistance de shunt à l'appareil pour contrôler la valeur du courant de charge de batterie attendu.
11. Connectez les conducteurs à toutes les pièces en un seul circuit.
Nous connectons la carte convertisseur à la batterie de la batterie via la diode de protection VD3 et un microamètre de contrôle. Nous sortons le connecteur pour connecter le convertisseur à une source d'énergie alternative (éolienne ou panneaux solaires). Nous connectons la source de lumière LED à la batterie via un interrupteur externe. Combinez tout dans un seul bâtiment.
12. Il est prévu d'utiliser la lampe LED rechargeable fabriquée conjointement avec une éolienne basée sur un moteur à aimant permanent à aimant permanent 24v / 0,7A. Mais c'est une autre histoire.
