Pasxa Günəş Mühərriki: 7 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Bir Günəş Mühərriki, günəş hüceyrələrindən elektrik enerjisini qəbul edən və saxlayan bir dövrədir və əvvəlcədən müəyyən bir miqdar yığıldıqda, bir motoru və ya digər aktuatoru işə salır. Günəş mühərriki əslində öz -özünə bir "mühərrik" deyil, amma bu, qurulmuş istifadəyə görə adıdır. Hərəkət qüvvəsi təmin edir və təkrarlanan bir dövrədə işləyir, buna görə də ad tam yanlış ad deyil. Günəş işığının və ya süni otaq işığının az və ya zəif səviyyələrində olduqda istifadə edilə bilən mexaniki enerji təmin etməsinin üstünlüyüdür. Bir motor üçün yemək verənə qədər kifayət qədər aşağı dərəcəli enerji yığır və ya toplayır. Və mühərrik enerjiyə sərf etdikdə, günəş mühərriki dövrəsi yenidən toplama rejiminə keçir. Modelləri, oyuncaqları və ya digər kiçik cihazları çox aşağı işıq səviyyələrində fasilələrlə gücləndirmək üçün ideal bir yoldur. Los Alamos Milli Laboratoriyasından bir alim Mark Tilden tərəfindən ilk dəfə düşünülüb tətbiq olunmaq üçün əla bir fikirdir. Kiçik günəş enerjisi ilə işləyən robotları mümkün edən zərif sadə iki tranzistorlu günəş mühərriki dövrəsi ilə tanış oldu. O vaxtdan bəri, bir sıra həvəskarlar müxtəlif xüsusiyyətlərə və təkmilləşdirmələrə malik günəş mühərriki sxemlərini düşündülər. Burada təsvir edilən, özünü çox yönlü və möhkəm olduğunu sübut etdi. Dövrə diaqramının tamamlandığı və müəllifin Atölye Notebookuna daxil edildiyi günün adıdır, Pasxa Bazar günü, 2001. O vaxtdan bəri müəllif müxtəlif tətbiqlərdə və parametrlərdə onlarla düzəliş etdi və sınaqdan keçirdi. Böyük işıq saxlama kondansatörləri ilə və ya kiçik işıqda və ya yüksək işıqda yaxşı işləyir. Və dövrə yalnız ümumi diskret elektron komponentlərdən istifadə edir: diodlar, tranzistorlar, rezistorlar və kondansatör. Bu Təlimat, Pasxa Mühərrikinin əsas sxemini, necə işlədiyini, tikinti təkliflərini və bəzi tətbiqləri göstərir. Elektronika və lehimləmə sxemləri ilə əsas tanışlıq olduğu güman edilir. Əgər belə bir iş görməmisinizsə, amma getmək istəsəniz, əvvəlcə daha sadə bir şeylə məşğul olsanız yaxşı olar. FLED Günəş Mühərrikini Təlimatlandırmada və ya "Junkbots, Bugbots, & Wheels on Bots" kitabında təsvir olunan "Günəş Enerjili Sistemini" sınaya bilərsiniz, bu da belə bir layihə hazırlamaq üçün əla bir girişdir.

Addım 1: Pasxa Mühərriki Dövrü

Bu, Pasxa mühərrikinin elektron komponentlərinin siyahısı ilə birlikdə şematik diaqramdır. Dövrün dizaynı Ken Huntingtonun "Mikro Enerji Günəş Mühərriki" və Stephen Bolt tərəfindən "Suneater I" dən ilham almışdır. Onlarla ümumi olan Pasxa mühərrikində iki tranzistorlu tətik və kilid bölməsi var, lakin onları bir-birinə bağlayan bir az fərqli bir rezistor şəbəkəsi var. Bu bölmə işə salındıqda öz -özünə çox az enerji sərf edir, ancaq tipik bir motor yükünü işə salan tək bir tranzistoru idarə etmək üçün kifayət qədər cərəyan çıxarmağa imkan verir. Burada Pasxa mühərrikinin necə işlədiyini görürük. Günəş hüceyrəsi SC yavaş -yavaş C1 saxlama kondansatörünü doldurur. Q1 və Q2 tranzistorları bir tetikleyici tetikleyici təşkil edir. Q1, C1 gərginliyi D1-D3 diod telindən keçiricilik səviyyəsinə çatdıqda işə düşür. Diaqramda göstərildiyi kimi iki diod və bir LED ilə tətik gərginliyi təxminən 2.3V -dir, lakin istəsəniz bu səviyyəni yüksəltmək üçün daha çox diod daxil edilə bilər. Q1 açıldıqda, Q2 -nin əsası da onu açmaq üçün R4 -dən yuxarı çəkilir. Açıldıqdan sonra da davam etmək üçün R1 -dən Q1 -ə qədər əsas cərəyanı saxlayır. İki tranzistor C1 -dən tədarük gərginliyi təxminən 1.3 və ya 1.4V -ə düşənə qədər bağlanır. Həm Q1, həm də Q2 bağlandıqda, "güc" tranzistor QP -nin əsası R3 vasitəsilə aşağı çəkilir və M mühərrikini və ya digər yük cihazını idarə etmək üçün açılır. Resistor R3, QP ilə baza cərəyanını da məhdudlaşdırır, lakin göstərilən dəyər yükü əksər məqsədlər üçün kifayət qədər sərtləşdirmək üçün kifayətdir. Yükə 200mA -dan çox bir cərəyan lazımdırsa, R3 azaldıla bilər və 2N2907 kimi QP üçün daha ağır bir tranzistor istifadə edilə bilər. Dövrədəki digər rezistorların dəyərləri, mandalın istifadə etdiyi cərəyanı aşağı səviyyədə məhdudlaşdırmaq üçün seçildi (və sınaqdan keçirildi).

Addım 2: Stripboard Layout

Pasxa mühərrikinin çox yığcam bir təcəssümü, bu şəkildə göstərildiyi kimi adi lövhə üzərində qurula bilər. Bu, boz rəngdə göstərilən aşağıda mis zolaq izləri olan komponent tərəfdən bir görünüşdür. Lövhə yalnız 0.8 "x 1.0" dir və cərgələrdən yalnız dördü yollardakı ağ dairələr tərəfindən göstərildiyi kimi kəsilməlidir. Burada təsvir olunan dövrə, təxminən 2,5V-lik bir açma gərginliyi üçün tətik telində bir yaşıl LED D1 və iki diod D2 və D3-ə malikdir. Diodlar, katod ucu yuxarıya doğru, yəni lövhənin sağ kənarındakı mənfi avtobus şeridinə doğru yönəldilmiş vəziyyətdə yerləşdirilir. Açma nöqtəsini aşmaq üçün D1-dən D2-ə qədər olan tullananların yerinə əlavə bir diod asanlıqla quraşdırıla bilər. Növbəti addımda göstərildiyi kimi söndürmə gərginliyi də artırıla bilər. Əlbəttə ki, digər lövhə formatlarından istifadə edilə bilər. Aşağıdakı dördüncü fotoşəkildə kiçik bir ümumi təyinatlı prototip lövhəsi üzərində qurulmuş Pasxa mühərriki göstərilir. Stripboard düzülüşü qədər yığcam və nizamlı deyil, digər tərəfdən işləmək üçün çox yer və diod və ya çoxlu saxlama kondansatörləri əlavə etmək üçün yer buraxır. Aşağıda telli və lehimli lazımi əlaqələri olan yalnız düz delikli fenolik lövhədən istifadə etmək olar.

Addım 3: Gərginliyi tetikleyin

Bu cədvəl, müxtəlif Pasxa mühərriklərinin tətik telində sınanmış müxtəlif diod və LED birləşmələri üçün təxminən açma gərginliklərini göstərir. Bu tətik birləşmələrinin hamısı əvvəlki addımdakı lövhə planına uyğun ola bilər, ancaq 4-diod və 1 LED birləşməsinin lövhənin üstündə lehimlənmiş bir diod-diod birləşməsinə malik olması lazımdır. Cədvəl ölçmələrində istifadə olunan LED -lər daha aşağı intensivlikli qırmızılar idi. Sınaqdan keçirilmiş digər yeni qırmızı LED -lər, tətik səviyyəsində yalnız artı və ya mənfi 0.1V ətrafında dəyişmə ilə eyni işlə məşğul olurlar. Rəngin təsiri var: yaşıl bir LED, qırmızıdan təxminən 0,2 V daha yüksək bir tətik səviyyəsi verdi. Ardıcıl diodları olmayan ağ LED, 2.8V açma nöqtəsi verdi. Yanıp sönən LEDlər bu mühərrik dövrəsinə uyğun gəlmir. Pasxa mühərrikinin faydalı bir xüsusiyyəti, Q2 bazası ilə bir və ya daha çox diod əlavə edərək açma gərginliyinin açılma səviyyəsinə təsir etmədən qaldırıla bilməsidir. R4 və R5 qovşağından Q2 bazasına qoşulan tək 1N914 diod ilə, gərginlik 1,9 və ya 2,0 V ətrafında düşəndə dövrə sönür. İki diod ilə, söndürmə gərginliyi təxminən 2,5V ölçülür; üç diod ilə təxminən 3.1V -də söndü. Şerit lövhəsində, diod və ya diod ipi R5 rezistorunun üstündə göstərilən tullanan yerinə yerləşdirilə bilər; Aşağıdakı ikinci şəkil beləliklə quraşdırılmış bir D0 diodunu göstərir. Qeyd edək ki, katodun ucu Q2 bazasına getməlidir. Beləliklə, təxminən 1,3 və ya 1,4 V əsas sönmə yaxınlığında yaxşı işləməyən mühərriklərlə Pasxa mühərrikindən səmərəli istifadə etmək mümkündür. Fotoşəkillərdəki oyuncaq SUV -dəki günəş mühərriki 3.2V -də açılmalı və 2.0V -də sönməlidir, çünki bu gərginlik aralığında motor yaxşı gücə malikdir.

Addım 4: Kondansatörler, Motorlar və Günəş Hüceyrələri

Oyuncaq SUV -də istifadə olunan kondansatör, aşağıda göstərilən şəkildə solda göstərilənə bənzəyir. 5V -ə qədər istifadə üçün tam 1 Faraddır. Daha yüngül vəzifələr və ya daha qısa motor çalışmaları üçün daha kiçik kondansatörlər daha qısa dövr dövrləri və əlbəttə ki, daha qısa qaçışlar verir. Bir kondansatördə göstərilən gərginlik, yüklənməli olduğu maksimum gərginlikdir; Bu dərəcəni aşmaq kondansatörün ömrünü qısaldır. Xüsusilə yaddaş ehtiyatı üçün nəzərdə tutulmuş super kondansatörlərin bir çoxu daha yüksək daxili müqavimətə malikdir və buna görə də enerjisini mühərriki idarə etmək üçün kifayət qədər tez buraxmır. Pasxa mühərriki kimi bir günəş mühərriki, təxminən 10 Ohm və ya daha çox daxili statik müqavimət göstərən mühərrikləri idarə etmək üçün uyğundur. Ən çox yayılmış oyuncaq mühərriklərinin daxili müqaviməti daha aşağıdır (tipik olaraq 2 Ohm) və buna görə də mühərrik işə düşməzdən əvvəl bütün enerjini saxlama kondansatöründən boşaldır. Aşağıdakı ikinci fotoda göstərilən mühərriklər yaxşı işləyir. Çox vaxt elektron tədarükçülərdən artıq və ya yeni olaraq tapıla bilər. Müvafiq mühərrikləri lazımsız maqnitofonlarda və ya videomaqnitofonlarda da tapmaq olar. Ümumiyyətlə, uzunluğundan daha böyük bir diametrə sahib olduqlarını ayırd etmək olar. Tətbiqinizin görəcəyi işıq səviyyəsi altında mühərrikinizin açılma nöqtəsindən bir qədər yüksək bir gərginlik təmin edəcək bir günəş batareyası və ya hüceyrələri seçin. Günəş mühərrikinin əsl gözəlliyi ondan ibarətdir ki, aşağı dərəcəli yararsız enerji toplaya və sonra faydalı dozalarda buraxa bilər. Yalnız bir masada və ya qəhvə masasında oturmaqdan və ya hətta yerdə oturmaqdan birdən canlananda ən təsirli olurlar. Mühərrikinizin qapalı şəraitdə, buludlu günlərdə, ya da kölgədə, həm də açıq havada işləməsini istəyirsinizsə, daxili istifadə üçün nəzərdə tutulmuş hüceyrələrdən istifadə edin. Bu hüceyrələr, adətən, şüşə üzərində amorf nazik təbəqədəndir. Aşağı işıq altında sağlam bir gərginlik verirlər və cərəyan işıqlandırma səviyyəsinə və ölçülərinə uyğundur. Günəş kalkulyatorları bu cür hüceyrələrdən istifadə edir və onları köhnə (və ya yeni!) Kalkulyatorlardan götürə bilərsiniz, lakin bu günlərdə olduqca kiçikdirlər və buna görə də cari çıxışları aşağıdır. Kalkulyator hüceyrələrinin gərginliyi aşağı işıqda 1,5 ilə 2,5 volt arasında, günəşdə isə təxminən yarım volt daha çoxdur. Bir çoxunun paralel olaraq ardıcıl olaraq bağlanmasını istəyəcəksiniz. Tel Yapışqan, bu şüşə hüceyrələrə incə tellər bağlamaq üçün əladır. Bəzi günəş enerjisi ilə doldurulan fənərlərin içərisində günəş mühərrikləri ilə yaxşı işləyən böyük bir hüceyrə var. Hal -hazırda, Images SI Inc, günəş mühərrikini tək bir hücrədən birbaşa idarə etmək üçün uyğun yeni ölçülü qapalı hüceyrələr daşıyır. Eyni tipli "açıq" günəş batareyaları daxili məkanda da yaxşı işləyir. Bir çox mənbədən daha çox rast gəlinən, günəş batareyasının kristal və ya polikristal tipidir. Bu növlər günəş işığında çox cərəyan çıxarır, ancaq xüsusi olaraq günəşdəki həyat üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bəziləri aşağı işıqda təvazökar işləyirlər, lakin əksəriyyəti floresan işıqlandırılmış bir otaqda olduqca pisdir.

Addım 5: Xarici Əlaqələr

Dövrə lövhəsindən günəş batareyasına və mühərrikə keçid etmək üçün, daxili zolaqlardan alınan pin quyruq yuvaları çox rahatdır. Pim yuvaları, sıxacların diqqətli istifadəsi ilə gəldikləri plastik mühitdən asanlıqla azad edilə bilər. İğnələr lövhədə lehimləndikdən sonra quyruqları kəsilə bilər. Bərk 24 ölçülü tel, prizlərə gözəl və etibarlı şəkildə bağlanır, lakin ümumiyyətlə xarici qurğular çevik qapalı tel vasitəsilə bağlanır. Eyni rozetkalar, bu tellərin uclarına lehimlənə bilər ki, lövhədəki yuvalara gözəl uyğunlaşsınlar. Saxlama kondansatörünün qoşula biləcəyi lövhə prizləri də təmin edilə bilər. Birbaşa rozetkalara quraşdırıla bilər və ya uzaqdan yerləşə bilər və lövhəyə qoşulmuş tellər vasitəsilə bağlana bilər. Bu, tətbiq və onun orta işıqlandırma şərtləri üçün ən yaxşısı tapılana qədər fərqli kondansatörləri asanlıqla dəyişdirməyi və sınamağı mümkün edir. C1 -in ən yaxşı dəyəri tapıldıqdan sonra, hələ də yerində qalıcı olaraq lehimlənə bilər, lakin keyfiyyətli rozetkalardan istifadə edildikdə nadir hallarda bunun zəruri olduğu aşkar edilmişdir.

Addım 6: Tətbiqlər

Bəlkə də Pasxa mühərrikinin ən çox sevdiyimiz tətbiqi 3 -cü addımda təsvir olunan oyuncaq Jeepster yolsuzluq avtomobilindədir. Korpusa uyğun olaraq nazik bir kontrplak alt kəsilmiş və "Monster Wheel" görünüşü vermək üçün böyük köpük təkərlər düzəldilmişdir. olduqca mülayimdir. Aşağı tərəfdəki fotoşəkildə göstərilir. Dingillər avtomobilin sıx bir dairədə hərəkət etməsi üçün qurulmuşdur (çünki kiçik bir qonaq otağımız var) və ön təkər qurğusu onun nəzərdə tutulan dairəvi yola yapışmasına çox kömək edir. Ötürücü qatar, növbəti fotoda göstərilən ticarət hobbi mühərrikindən götürülmüşdür, lakin 13 Ohm mühərriklə təchiz edilmişdir. 1 Farad super kondansatörü, avtomobilə hər dövrədə təxminən 10 saniyəlik bir işləmə müddəti verir ki, bu da 3 fut diametrli bir dairəni əhatə edir. Buludlu günlərdə və ya avtomobilin qaranlıq bir yerdə dayanması halında şarj etmək bir az vaxt tələb edir. İstənilən vaxt 5 ilə 15 dəqiqə arasında oturma otağımızda gündüz hər zaman olur. Pəncərədən birbaşa günəş işığının gəldiyini görürsə, təxminən iki dəqiqə ərzində yenidən doldurulur. O, otağın bir küncündə gəzir və 2004-cü ildə qurulduğu gündən bəri bir çox inqilablara imza atdı. Pasxa mühərrikinin digər əyləncəli tətbiqi, robot kimi iki qol, daha doğrusu ayaqları ilə gəzən robot kimi bir canlıdır.. Eyni 76: 1 nisbətində Jeepster ilə eyni motor və dişli qatar qurğusundan istifadə edir. Bir ayağı qəsdən digərindən daha qısadır ki, bir dairədə gəzsin. Walker da yanıb -sönən bir LED daşıyır, buna görə qaranlıqdan sonra yerdə olduğunu bilirik. Günəş mühərrikinin sadə istifadəsi bayraq dalğalanması və ya fırlatmaqdır. Aşağıdakı 5 -ci fotoşəkildə göstərilən, bir masada və ya rəfdə otura bilər və hərdən birdən, daha doğrusu vəhşicəsinə bir azca topu ipin ətrafında fırlayaraq özünə diqqət çəkir. Bu sadə əyiricilərin bəzi təcəssümlərində ipin üzərində bir zəng çalınırdı. Bəzilərinin yaxınlıqda sabit bir zəngi var idi ki, uçan topa çırpılsın - amma bu, bir neçə günəşli gündən sonra əsəbiləşir!

Addım 7: NPN Pasxa Mühərriki

Pasxa mühərriki iki NPN tranzistoru və bir PNP ilə tamamlayıcı və ya 'ikili' versiyada da edilə bilər. Tam sxem burada ilk təsvirdə göstərilmişdir. Stripboard düzeni, birinci və ya 'PNP' versiyası ilə eyni komponent yerləri və eyni yol kəsiklərinə malik ola bilər, əsas dəyişikliklər transistor tiplərinin dəyişdirilməsi və günəş batareyasının əks polaritesinin, saxlama kondansatörünün, diodların və LEDlərin olmasıdır. NPN lövhə düzeni ikinci təsvirdə göstərilmişdir və daha yüksək açılma gərginliyi üçün əlavə D4 diodunu və tranzistor Q2-nin bazasından R4 və R5 rezistorlarının qovşağına qədər daha yüksək bir sönmə gərginliyi üçün D0 diodunu ehtiva edir. yaxşı