Συνεχής περιστροφική ηλιακή μηχανή: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ποιος δεν ονειρεύεται να φτιάξει μια συσκευή που βρίσκεται σε συνεχή κίνηση; Ασταμάτητο τρέξιμο, μέρα και νύχτα, καλοκαίρι και χειμώνας, συννεφιά και συνθήκες φωτισμού στο σπίτι. Αυτός ο παλμοκινητήρας λειτουργεί για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, ίσως περισσότερο από τη διάρκεια ζωής μου.

Το φως στο ηλιακό πάνελ φορτίζει έναν υπερ πυκνωτή μέσω ενός ρυθμιστή χαμηλής εγκατάλειψης. Ένας αισθητήρας Hall ανιχνεύει τον μαγνήτη του ρότορα. Ο παλμός περνάει από τον διαμορφωτή παλμών, τον συνεισφέροντα και τον οδηγό IC (3 σε ένα) και ενεργοποιεί το πηνίο παλμού.

Οι δύο σφαίρες προέρχονται από πλαίσιο κεντήματος. Τα μαγνητικά έδρανα χρησιμοποιούνται για τη μείωση της τριβής του άξονα του ρότορα στο ελάχιστο. Μια ματ βελόνα με πολύ αιχμηρό σημείο κάνει τη δουλειά. Ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από σφαίρα φελιζόλ και έχει 5 μαγνήτες τοποθετημένους στη μέση.

Χρησιμοποιώ πολύ μικρά μικροσκοπικά SMD (nanopower) IC με κατανάλωση ρεύματος από μερικές εκατοντάδες nano ampére. Το κύκλωμα είναι ένα σχέδιο του εαυτού μου, πολύ ευαίσθητο και σταθερό. Έχει ευρύ φάσμα τροφοδοσίας τάσης από 1,7V έως 3 volt.

Προμήθειες

• IC: SM351LT Αισθητήρας Hall
• IC: TS881 comperator
• IC: XC 6206 LDO
• Ηλιακό πάνελ: 5,5V 90mA, όλα τα πάνελ μεταξύ 3,5V και 5,5V θα κάνουν.
• SuperCap: 50 Farad, 3V, όλα μεταξύ 10F και 50F θα κάνουν.
• Πηνίο από ρελέ 220V, 12,8k Ohm

• Πλαίσιο κεντήματος διαμέτρου 12 εκ., Στρώμα βελόνας με στρώμα και φελιζόλ.

• Μαγνήτες νεοδυμίου διαμέτρου 1cm επί ύψους 2mm για ρότορα και έδρανα

Βήμα 1: Βίντεο

Βήμα 2: Ηλεκτρονικό κύκλωμα

Χτίζω το κύκλωμα από την αρχή. Αυτές είναι οι προϋποθέσεις:

• Όλα τα IC πρέπει να είναι εξαιρετικά χαμηλής ισχύος
• SM351LT Hall Sensor, ρεύμα 360nA, τάση 1,65V - 5,5V.
• TS881 comperator, ρεύμα 210nA, τάση 0,85V - 5,5V
• XC6206 LDO, ρεύμα 1uA, τάση εισόδου 6V max, έξοδος 3V
• Ισοδύναμο IC: Comperator LMC7215, Hall DRV5032
• Παλμικό πηνίο από ρελέ AC 220V με αντίσταση 12kOhm

Περιστρέφοντας το μετρητή Rv, το πλάτος του παλμού μπορεί να ρυθμιστεί μεταξύ 20 και 60 msec. Η φωτογραφία από τον παλμογράφο δείχνει τον παλμό εξόδου από τον αισθητήρα Hall με κίτρινο χρώμα. Το κόκκινο σχήμα είναι η έξοδος από το TS881 που ενεργοποιεί το πηνίο. Το TS881 ενεργοποιεί την κάτω άκρη και κάνει έναν ωραίο κανονικό παλμό 50msec στην έξοδο. Αυτός ο παλμικός διαμορφωτής είναι πολύ ενεργειακά αποδοτικός, επειδή ο λιγότερος χρόνος παλμών είναι λιγότερο ρεύμα.

Στο σχήμα βλέπετε επίσης το pinout των τσιπ SMD. Προσέξτε είναι πολύ μικρά και η συγκόλληση είναι δεξιότητα. Η φωτογραφία δείχνει πώς έκανα τη δουλειά. Το TS881 είναι κολλημένο σε μια πρίζα DIL8, που λειτούργησε καλά.

Βήμα 3: Μερικές λεπτομέρειες

Βήμα 4: Η κατασκευή

Ένα πλαίσιο κεντήματος διαμέτρου 12 εκατοστών είναι η βάση αυτής της κατασκευής. Στρίβει μια σφαίρα φελιζόλ 6 εκατοστών ως ρότορας του παλμικού κινητήρα. Ένας δακτύλιος συνδέεται με ένα βαρύ κομμάτι κάτω. Σε αυτό στηρίζεται το ηλεκτρονικό κύκλωμα. Μόνο ο αισθητήρας της αίθουσας και το πηνίο παλμού οδηγούν στο τμήμα σφαίρας μέσω ηλεκτρικών καλωδίων.

Στο δεύτερο δακτύλιο τα έδρανα συνδέονται σε λωρίδες αλουμινίου. Στη μία πλευρά είναι ο μαγνήτης και στην άλλη πλευρά είναι η γυάλινη πλάκα που συνδέεται με δεύτερη κόλλα. Η κάτω λωρίδα συνδέει επίσης τον αισθητήρα αίθουσας και το πηνίο παλμού με ένα παχύ χάλκινο σύρμα. Μπορούν να τοποθετηθούν για να έχουν τον καλύτερο χρόνο για το πηνίο παλμού. Αυτή είναι μια πολύ ακριβής δουλειά.

Ο άξονας του ρότορα είναι μια πολύ αιχμηρή βελόνα στρωμάτων που στέκεται στη γυάλινη πλάκα και τραβιέται στη θέση του από τον μαγνήτη. Το πάνω μέρος του άξονα δεν αγγίζει το γυαλί, γυρίζει ελεύθερο και τραβιέται προς τα πάνω από τον μαγνήτη. Αυτό καθιστά την τριβή πολύ χαμηλή. Φωτογραφίες και βίντεο δείχνουν πώς όλα είναι φτιαγμένα με λεπτομέρεια.

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Αυτό που θέλω να δείξω είναι ένας πολύ αποδοτικός παλμικός κινητήρας που κινείται από ένα μικρό και σταθερό κύκλωμα νανοδύναμης. Η τροφοδοσία ρεύματος από ένα μικρό ηλιακό πάνελ και ένα supercap ως αποθήκευση ενέργειας έχουν αποδείξει ότι αυτός ο παλμικός κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Είναι πρόκληση να μένεις χωρίς μπαταρία. Κυκλώματα εξαιρετικά χαμηλής ισχύος και supercaps το καθιστούν δυνατό.

Αυτό είναι ένα ερευνητικό και διασκεδαστικό έργο. Πολλές δεξιότητες ενώνονται για να λειτουργήσει αυτό. Το καλύτερο μέρος είναι να παίζετε με ηλεκτρομαγνητικά, μαγνητικά και βαρυτικά πεδία. Μπορείτε να δείτε μόνο τα φαινόμενα τους. Τα καλά εργαλεία και τα όργανα μέτρησης διευκολύνουν την επίλυση συνεχιζόμενων προβλημάτων στο δρόμο προς τη συνέχεια. Τέλος, δεν ισχυρίζομαι τίποτα όπως το perpetuum mobile, το αιώνιο τρέξιμο, η δωρεάν ενέργεια κλπ. Αλλά αυτό το έργο έρχεται πολύ κοντά σε αυτό.