Simple Faraday Flashlight - แผนภาพวงจรและการทำงาน

ในบทความนี้เราจะสร้างวงจรไฟฉายฟาราเดย์โดยใช้เพียงชุดขดลวด / แม่เหล็กซึ่งไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ ไม่ใช่พลังงานฟรี แต่จะแปลงการเคลื่อนที่แบบสั่นเป็นไฟฟ้าซึ่งสามารถเปิดไฟฉายได้ภายในสองสามนาที ไฟฉายนี้จะเป็นประโยชน์ในสถานการณ์ฉุกเฉินที่ไม่มีไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่เข้าถึง

รายละเอียดการก่อสร้าง:

หลักการที่ใช้ในการนี้ การออกแบบไฟฉาย Michael Faraday ค้นพบครั้งแรกเมื่อเขาพิสูจน์ให้เห็นว่าเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนที่ภายในตัวนำที่มีขดลวดจะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในตัวนำ

แนวคิดเดียวกันนี้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบนี้ซึ่งแม่เหล็กจะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วภายในขดลวดทองแดงบังคับให้อิเล็กตรอนไหลผ่านลวดและ สร้างกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการส่องสว่าง LED . ในการออกแบบนี้เราก้าวไปอีกขั้นและเพิ่มประสิทธิภาพด้วยวงจรโจลขโมยและซูเปอร์คาปาซิเตอร์เพื่อสร้างการเรืองแสงที่ยั่งยืนบน LED ในปริมาณที่สูงขึ้น

หัวใจสำคัญของวงจรไฟฉาย Faraday ที่ปรับปรุงใหม่นี้คือ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ซึ่งสามารถชาร์จและคายประจุในอัตราที่สูงกว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ทั่วไป พลังงานถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนที่แบบสั่นด้วยมือของเราซึ่งจะทำให้แม่เหล็กเคลื่อนที่ไปมาซึ่งทำให้เกิดศักยภาพบนขดลวด

แผนภูมิวงจรรวม

แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวดจะถูกป้อนให้กับซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ชาร์จและส่องสว่าง LED 0.5 วัตต์เป็นเวลาสองสามนาที สามารถใช้ท่อพีวีซีหรือสิ่งที่คล้ายกันสำหรับตัวไฟฉายได้ แต่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทำจากวัสดุที่แข็งแรงและจะไม่สึกหรอง่าย

ควรวางสำลีก้อนหรือวัสดุอ่อนนุ่มที่คล้ายกันไว้ที่ด้านบนและด้านล่างของไฟฉายเพื่อให้แม่เหล็กหยุดได้อย่างราบรื่นขณะชาร์จ ไฟฉาย .

แม่เหล็กเป็นแม่เหล็กนีโอไดเมียมทรงกลมซ้อนกันซึ่งให้รูปทรงกระบอกประมาณ 10 อันก็เพียงพอแล้ว

ข้อกำหนดคอยล์:

ขดลวดเป็นส่วนสำคัญของวงจรไฟฉายข้อเหวี่ยงซึ่งชาร์จซูเปอร์คาปาซิเตอร์ พยายามทำให้เรียบร้อยที่สุด

•ขดลวดควรเป็นลวดทองแดงเคลือบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มม.

•ขดลวดควรพัน 3 ซม. บนท่อและทำให้หนา 0.5 ซม. โดยใช้หลายชั้น

•ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขดลวดอยู่แน่นและป้องกันด้วยเทปฉนวนหรือสิ่งที่คล้ายกัน

supercapacitor เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ ไฟ LED แรงดันไฟฟ้าอาจลดลงในไม่ช้าและพลังงานที่เหลือที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุจะไม่ถูกใช้ ดังนั้นเราจะใช้วงจรขโมยจูลซึ่งจะช่วยเพิ่มพลังงานที่เหลืออยู่ในตัวเก็บประจุซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ซึ่งช่วยให้ LED มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

การออกแบบ:

วงจรไฟฉายฟาราเดย์ที่นำเสนอประกอบด้วยขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งเป็นแบบคงที่และสร้างพลังงานสำหรับตัวเก็บประจุยิ่งยวด แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเป็นกระแสสลับเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสั่นจึงใช้วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สำหรับการแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับการชาร์จซูเปอร์คาปาซิเตอร์ วงจรนี้สรุปวงจรชาร์จ

วงจรขับ LED เป็นแบบปกติ วงจรขโมยจูล ซึ่งใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำจากซูเปอร์คาปาซิเตอร์และเพิ่มขึ้นสำหรับ LED

สำหรับการส่องสว่าง LED ที่ยาวนานขึ้นให้ใช้ไฟ LED สีขาวมาตรฐาน 0.5 มม. สองสามชุดแทน LED 0.5 วัตต์หนึ่งดวง

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปิดไฟฉายก่อนเขย่า (ชาร์จ)

อย่าใช้ supercapacitor ที่มีค่ามากกว่า 1.5 Farad เนื่องจากอาจใช้เวลาในการชาร์จนานกว่าและอาจไม่เหมาะกับโครงการนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 5.5V การใช้ค่าที่ต่ำกว่าอาจทำให้ตัวเก็บประจุมากเกินไป

ส่วนรายการ

• 1 ไม่ 1/2 วัตต์ 3.3 V LED หรือคุณสามารถลองใช้ LED ความสว่างสูงขนาด 20 mA 3.3 V เพื่อการสิ้นเปลืองพลังงานที่ต่ำลงและให้ความสว่างสูงแม้จะสั่นช้า
• 1 ไม่มีตัวต้านทาน 2.2 k 1/4 วัตต์
• ขดลวดอัลเทอร์เนเตอร์ที่แสดงทางด้านซ้ายถูกสร้างขึ้นโดยการพันลวดทองแดงเคลือบซุปเปอร์หลายชั้นบนพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. ยาว 30 มม. จนกระทั่งความหนารวมของชั้นลวดมีความหนา 5 มม. เกจสายไฟหรือความหนาได้ 0.3 มม.
• ขดลวดขโมยจูลด้านขวาสามารถสร้างได้โดยการหมุนสองรอบแยกกันเหนือแกนวงแหวนเฟอร์ไรต์ขนาดเล็ก ลวดสามารถเป็นลวดทองแดงเคลือบซุปเปอร์หนา 0.3 มม. โปรดจำไว้ว่าในขณะที่ต่อขดลวดสองเส้นเข้ากับวงจรทรานซิสเตอร์อาจมีปัญหาด้านขั้ว ขั้วที่ไม่ถูกต้องจะป้องกันไม่ให้ LED เรืองแสงหากสิ่งนี้เกิดขึ้นคุณสามารถลองเปลี่ยนการเชื่อมต่อที่คดเคี้ยวที่ด้านตัวต้านทาน 2k และจะช่วยแก้ปัญหาได้ทันที
• 1 ไม่มีทรานซิสเตอร์ BC548 หรือ BC547
• ไดโอด 4 nos 1N4148
• 1 ไม่มีตัวเก็บประจุซุปเปอร์หรือคุณสามารถลองใช้ตัวเก็บประจุ 100uF / 10V ธรรมดาก็ได้
• 1 ไม่ แม่เหล็กทรงกระบอกนีโอดิเมียม , เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. หนา 15 มม
• 1 ไม่มีสวิตช์เปิด / ปิดซึ่งเป็นทางเลือก