Как можно производить электричество без батарей? Конечно с магнитами! В этом руководстве я покажу, как из магнита и кое-каких электрических компонентов можно сделать простой фонарик, который не нуждается в батарейках! Этот тип фонарика отлично подходит для пеших прогулок, кемпинга и в чрезвычайных ситуациях. Отказ от батарей означает, что вечный фонарик всегда готов к работе!
Необходимые материалы для самозарядного фонаря: маленький отрезок трубы из ПВХ, магнитный провод, неодимовый магнит, светодиоды, 4 диода или 1 диодный мост, конденсатор, резистор, провод, макетная плата и изолента.
Принцип работы
Устройство состоит из нескольких катушек индуктивности, которые можно собрать самому. Первичная катушка индуктивности служит фактически источником питания или полностью заменяет его привычный аналог – батарейку. За счет перемещения в ней стержня из постоянных магнитов, индуцируется электрический ток. Из-за колебательных движений в магнитном поле создаются электрические волны, исходящие от катушки с определенной частотой. Стабилизировать их и преобразовать в постоянный ток помогает выпрямитель или диодный мост. Без накопительной емкости такое устройство пришлось бы постоянно трясти, поэтому следующим элементом в схеме выступает суперконденсатор, способный подзаряжаться по типу аккумулятора. Далее подключен повышающий трансформатор или преобразователь напряжения, который состоит из тороидальной ферритовой катушки и двух обмоток – базовой и коллекторной. Число витков может быть одинаковым, и обычно составляет 20-50. Трансформатор имеет среднюю точку соединения по противоположным концам обеих обмоток, и три выхода на транзистор. Автотрансформатор повышает мизерные импульсы тока в достаточные для работы светодиода, а для их контроля подключен биполярный транзистор. Подобная электрическая схема в разных источниках имеет различные названия: вор джоулей, блокинг-генератор, генератор Фарадея и т.д.
Необходимая база ресурсов для самоделки
Материалы:
- ПВХ труба, диаметр 20 мм;
- Медная проволока, диаметр – 0,5 мм;
- Транзистор маломощный обратной проводимости;
- Диодный мост или выпрямитель 2W10;
- Резистор;
- Суперконденсатор или ионистор 1F 5.5V
- Кнопка-выключатель;
- Светодиод белый или синий на 5V;
- Прозрачный клей типа эпоксидной смолы;
- Горячий клей;
- Кусочки фанеры, вата;
- Медная проводка в изоляции.
Инструменты:
- Паяльник;
- Пистолет для горячего клея;
- Ножовка по металлу;
- Напильник, наждачная бумага.
«Фарадеевский» фонарик — сборка
После того, как мы определились, из чего конкретно состоит фонарь Фарадея, стоит отметить, что у него все-таки есть источник питания, поэтому не правильно думать, что фонарику совсем не нужна батарея. Фактически, она разряжена, поэтому лампочка не горит.
Когда мы встряхнем фонарик, магнит или батарея будут проходить через индукционную катушку туда и обратно. Появится переменный ток, который, пройдя диодный выпрямительный мостик, станет ровным и постоянным.
Подзарядиться аккумулятор, и лампочка снова будет светить . Вывод: создание фонарика из магнитов и батареек вполне реально!
В каждой инструкции по созданию фонаря будет сказано, что корпусом может служить любой предмет со светодиодной лампой или деталь, имеющая форму цилиндра, из пластмассы.
Фантазируйте, но не забывайте о свойствах выбираемого материала. В самодельных работах часто вместо аккумулятора используют конденсаторы.
Следуя из схемы по изготовлению, индукционная катушка образована двумя обмотками длиной сорок миллиметров (то есть каждая – по двадцать миллиметров, условно).
На обеих сторонах осуществляется намотка внахлест по шестьсот витков медного провода ноль/восемь миллиметров в толщину. От того, как была намотана катушка, будет зависеть и производительность всей конструкции.
Осуществляем все по разметке, первые витки строго друг к другу, обязательная фиксация клеем первого ряда. И далее виточки располагаются как можно аккуратнее и ближе друг к другу.
Помните, что необходимо установить резиновые ограничители магнитов, чтобы все точно работало.
Это главные советы по монтажу фонарика своими руками. Встряхните свое устройство, если лампочка загорелась, значит, вы славно потрудились! Основную схему , как и фото самодельных фонарей , вы найдете в интернет- пространстве.
Изготовление
Из картона вырезаются два круга больше в диаметре трубы на 5 мм. Далее в центр заготовок размещается трубка, которую необходимо обвести и вырезать по контуру. Внутренние детали не нужно выкидывать. Шайбы из картона крепятся к трубе по центру на расстоянии в см друг от друга на термоклей.
Между шайбами делается намотка из проволоки, примерно, на 360 витков. Один из картонных кружочков необходимо приклеить к концу трубы. Контакты светодиода подсоединяются к намотке проволоки при помощи паяльника. В данном случае использование конденсатора и выпрямляющего диода необязательно.
Четыре соединенных неодимовых магнита кидаются в трубу, а ее конец запечатывается вторым кругляшком. На один из концов трубы приклеивается светодиод без отражающих бортиков. На шайбе со стороны светодиода делаются две прорези, куда прикрепляется проволока.
Проволока от шайбы обматывает светодиод. Вечный фонарик готов, осталось его испытать. Чтобы он заработал, необходимо производить поступательные движения вверх-вниз.
Вечный фонарик из шприца
Также можно сделать фонарик фарадея из медицинского шприца. Для этого понадобятся все те же самые элементы и вдобавок к ним электродрель, флюс, припой, моментальный клей, три светодиода, два провода, шприц на 20 мл.
На шприц устанавливаются два картонных кольца. Расстояние между ними равняется длине магнитов. Кольца приклеиваются на Момент. Далее в образовавшееся пространство наматывается катушка из проволоки.
Намотку можно сделать при помощи электродрели. Для этого шприц вставляется в ее патрон при помощи винта. Таким образом наматывается около 1000 витков. Второй вывод катушки фиксируется на клей Момент.
Сверху в шприц устанавливается резиновая прокладка, которая будет предотвращать шум магнитов. Выводы катушки зачищаются и залуживаются. К ним подсоединяются два провода, которые фиксируются на изоленту к корпусу шприца.
Далее припаиваются к проводам три светодиода, установленных на плате. После этого в шприц помещаются неодимовые магниты. Фонарик готов.
Источник: https://izdoski.com/vechnyj-fonarik-faradeya.html
Распечатка корпуса на 3Д принтере
Так вот, мысль-то была, но материализоваться ей было трудно, так как нужно было собрать редуктор с электродвигателем и запихнуть в какой-то корпус, а у большинства радиолюбителей корпус является «камнем преткновения». Но вот эта задача кардинально упростилась с приобретением недорогого 3D принтера. Теперь сооружение, какого либо корпуса для радиоэлектронного устройства ограничивается лишь фантазией автора.
Первый блин как обычно был комом: распечатал корпус, ещё не зная как будет выглядеть готовое устройство, взяв первый попавшийся двигатель в качестве генератора. Получилось так, что даже при очень быстром вращении ручки не хватало напряжения для стабильной работы фонаря. Потом, наученный горьким опытом, уже более осмысленно подошёл к вопросу. Взял кучку имеющихся двигателей и протестировал их на пригодность к данному проекту.
Делаем так: зажимаем вал двигателя в шуруповёрт, даём максимальные обороты и измеряем напряжение и ток короткого замыкания мотора. Соответственно отбираем лучший экземпляр. По моим наблюдениям лучше всего брать высоковольтный (12 -24 вольта) и мало оборотистый мотор.
Далее по редуктору: шестерни использовал заводские, так как в моей программе 3D моделирования нет библиотеки для построения последних и печатаю я пока из пластика PLA, а он стойкостью к износу не отличается. Ведущую шестерню и мотор использовал от какого-то электрокорректора фар автомобиля, промежуточная (большая) от привода дисков музыкального центра AIWA, последняя (на моторе) от детской машинки. Объектив использовал от не рабочего китайского налобного фонарика. Из плюсов: в нем установлена линза и есть возможность изменять фокусное расстояние. Источником света является светодиод на три ватта, он, конечно, не используется «во всю силу», зато в надёжности ему нет равных (при такой малой загрузке).
Как известно у таких фонарей есть ещё один недостаток — светит, пока крутишь ручку. Что бы хотя бы в какой-то мере сгладить этот недостаток установил в корпус ионисторы, общей ёмкостью в два фарада. И параллельно последним стабилитрон на пять вольт, так как предельное напряжение у данных ионисторов составляет 5,5 вольт, а генератор способен отдавать до 12 вольт без нагрузки. В боковой стенке устройства установлен выключатель, который отсоединяет светодиод от ионисторов, при ненадобности можно его выключить и в ионисторе останется заряд для последующего пользования. В выключенном положении при вращении ручки происходит процесс заряда ионисторов.
Палец-батарейка
Некоему сообществу иностранных изобретателей удалось создать девайс, или фонарик Lumen, опираясь на возможности термоэлектрического генератора (ТЭГа). Мощный луч он не формирует, но светит не хуже карманных фонариков из китайского ширпотреба на всяком базаре.
Для мощного «прожектора» такая технология, конечно же, не применима, однако для небольших карманных фонариков схема подходит просто идеально.
Принцип формирования электричества мини-ТЭГом в фонаре Lumen, – удивительно прост. Генерация подает ток на несколько светодиодных «лампочек». Свечения достаточно, чтобы прочесть или написать текст в темноте.
Фонарик, весящий всего 45 граммов, так и называют «пальчиковым». Он «включается» при температуре (тепле), менее тридцати градусов. Может включаться и при соответствующей температуре воздуха.
Изобретатели установили на девайсе окошко для пальца – приложите, и появится свет. Он может так работать без перерывов бесконечно. Фонарик анонсировался к продаже за 15 долларов США. Рассмотрите фото вечного фонарика, который так и не появился в продаже
Такое сообщение дали многие сайты еще в 2015 году, как и обещание энтузиастов начать выпуск фонариков через год. Всего у них не хватало 5 тыс. долларов для финишного технологического рывка. Но по объявленному ими краудфандингу (народная помощь) они всего за пару дней таких сборов превысили сумму на 328 процентов. А где же термо-фонарик? Интернет молчит.
