ไฟฉายนิรันดร์ไม่มีแบตเตอรี่

ในโลกของเรา ผู้คนจำนวนมากมีส่วนร่วมในการทดลองแบบโฮมเมดในห้องปฏิบัติการและเวิร์คช็อปในบ้าน สำหรับบางคน มันเป็นวิธีในการยืนยันตัวเอง สำหรับบางคน มันเป็นความปรารถนาที่จะพัฒนาความสามารถของตนเอง จะเป็นอย่างไรหากเป็นการทดลองที่ทำจากชิ้นส่วนที่ติดกาวอย่างเร่งรีบ สิ่งสำคัญคืออุปกรณ์หรือวงจรทำงาน วันนี้เราจะวิเคราะห์สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวซึ่งทำได้จริงบนเข่าของเรา อย่างไรก็ตาม มันขึ้นอยู่กับหลักการที่ไม่สั่นคลอนและกฎแห่งฟิสิกส์ที่ไม่สามารถปฏิเสธได้

เราจะพูดถึงไฟฉายที่ทำงานโดยไม่ใช้แบตเตอรี่ บางทีบางคนอาจเคยเห็นเครื่องกำเนิดฟาราเดย์ที่ง่ายที่สุดบนอินเทอร์เน็ตแล้วซึ่งช่วยให้คุณสามารถจุดไฟได้เล็กน้อย ไดโอดเปล่งแสง- ส่วนประกอบจากแบตเตอรี่ที่เกือบจะหมด หม้อแปลงอัตโนมัติ และทรานซิสเตอร์ ซึ่งสามารถจ่ายไฟที่แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นที่หนึ่งในสิบของโวลต์ ไดโอดเปล่งแสง บน 3V ก็ไม่ใช่เรื่องแปลกอีกต่อไป

ที่นี่ผู้เขียนไปไกลกว่านี้อีกเล็กน้อยปรับปรุงวงจรอุปกรณ์ให้ทันสมัยเพิ่มวงจรเรียงกระแสซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ (ไอโอนิสเตอร์) ต้านทานและขจัดแหล่งพลังงานโดยสิ้นเชิงเป็นผลให้การทำงานของไฟฉายมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้น และหากเขย่าเคสไม่กี่นาทีก็สามารถชาร์จได้ยาวนาน นำ- มันทำงานอย่างไร? ลองคิดดูสิ

หลักการทำงาน

อุปกรณ์ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำหลายตัวที่คุณสามารถประกอบเองได้ ตัวเหนี่ยวนำหลักทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานหรือแทนที่แบตเตอรี่ตามปกติอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากการเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็กถาวรในนั้น กระแสไฟฟ้าจึงเกิดขึ้น เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสั่นในสนามแม่เหล็ก คลื่นไฟฟ้าจึงถูกสร้างขึ้นที่เล็ดลอดออกมาจากขดลวดที่ความถี่หนึ่ง วงจรเรียงกระแสหรือสะพานไดโอดช่วยให้อุปกรณ์มีความเสถียรและแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง

หากไม่มีความจุ อุปกรณ์ดังกล่าวจะต้องเขย่าอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นองค์ประกอบถัดไปในวงจรจึงเป็นซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่สามารถชาร์จใหม่ได้เหมือนกับแบตเตอรี่ ถัดไปจะเชื่อมต่อหม้อแปลงแบบ step-up หรือตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยขดลวดเฟอร์ไรต์แบบ toroidal และขดลวดสองเส้น - ฐานและตัวสะสม จำนวนรอบสามารถเท่ากันได้ และโดยปกติจะอยู่ที่ 20-50 หม้อแปลงมีจุดเชื่อมต่อตรงกลางที่ปลายตรงข้ามของขดลวดทั้งสอง และมีเอาต์พุต 3 ตัวไปยังทรานซิสเตอร์ ตัวแปลงอัตโนมัติจะเพิ่มพัลส์กระแสเล็กๆ ให้เพียงพอต่อการทำงาน นำและเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เพื่อควบคุมพวกมัน วงจรไฟฟ้าที่คล้ายกันมีชื่อที่แตกต่างกันในแหล่งที่มาที่แตกต่างกัน: โจรจูล, เครื่องกำเนิดบล็อค, เครื่องกำเนิดฟาราเดย์ ฯลฯ

ฐานทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์โฮมเมด

วัสดุ:

• ท่อพีวีซี เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม.
• ลวดทองแดง เส้นผ่านศูนย์กลาง – 0.5 มม.
• ทรานซิสเตอร์การนำย้อนกลับกำลังต่ำ
• แม่เหล็กนีโอไดเมียม ทรงกลม ขนาด 15x3 มม.
• ไดโอดบริดจ์หรือวงจรเรียงกระแส 2W10;
• ตัวต้านทาน;
• ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์หรือ ไอโอนิสเตอร์ 1F 5.5V
• ปุ่มสวิตช์;
• ไดโอดเปล่งแสง สีขาวหรือสีน้ำเงินที่ 5V;
• กาวชนิดอีพอกซีเรซินใส
• กาวร้อน
• ชิ้นส่วนของไม้อัด สำลี;
• ฉนวนสายไฟทองแดง

• หัวแร้ง;
• ปืนกาวร้อน
• เลื่อยโลหะสำหรับโลหะ
• ตะไบกระดาษทราย

ขั้นตอนการทำไฟฉาย

เราจะสร้างตัวไฟฉายจากท่อพีวีซี ทำเครื่องหมายส่วนยาว 16 ซม. แล้วตัดด้วยเลื่อยเลือยตัดโลหะ

จากศูนย์กลางของส่วนเราทำเครื่องหมาย 1.5 ซม. ในแต่ละทิศทาง ส่งผลให้พื้นที่คดเคี้ยวกว้าง 3 ซม.

ต่อไปเราใช้ลวดทองแดงที่มีหน้าตัดขนาด 0.5 มม. ปล่อยให้ปลายด้านหนึ่งยาวประมาณ 10-15 ซม. แล้วพันลวดเข้ากับท่อตัวไฟฉายตามเครื่องหมายด้วยตนเอง คุณจะต้องหมุนค่อนข้างมากมากกว่าครึ่งพันรอบ สองสามตัวแรกสามารถแก้ไขได้ด้วยกาว เรากดแถวแรกของคอยล์ให้ชิดกัน และทำให้มันสอดคล้องกันอย่างเคร่งครัด

ที่จุดสูงสุด ขดลวดควรมีความหนาประมาณครึ่งเซนติเมตร เราทำความสะอาดปลายลวดทั้งสองข้างด้วยกระดาษทรายเพื่อการบัดกรีที่เชื่อถือได้

แกนแม่เหล็กที่เคลื่อนย้ายได้ของขดลวดอาจเป็นแบบแข็งหรือประกอบเป็นชิ้นส่วนก็ได้ แม่เหล็กนีโอไดเมียมถูกเลือกตามเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อพีวีซี การทดลองได้รับความยาวที่ต้องการของแท่งแม่เหล็กโดยผ่านการสั่นสะเทือนที่จะเกิดกระแสไฟฟ้า

ผู้เขียนใช้แม่เหล็กหนา 3 มม. จำนวน 10 ชิ้นเพื่อให้ได้ความยาวที่สมเหตุสมผลที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับการสั่นสะเทือนดังกล่าว และในขณะเดียวกันก็เท่ากับความกว้างของขดลวด

[ศูนย์]

ในระดับออสซิลโลสโคป คุณสามารถเห็นความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าที่ได้จากการสั่นสะเทือนของแม่เหล็กหนึ่งถึงสิบชิ้น ผู้เขียนได้รับแรงดันไฟฟ้า 4.5V จากการสั่นของแท่งแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นวงจรของไซนัสอยด์อย่างชัดเจนในช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน

ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถเชื่อมต่อ LED เข้ากับปลายเอาต์พุตของคอยล์ได้โดยตรงตามตัวอย่างของผู้แต่ง และตรวจสอบประสิทธิภาพ ดังที่คุณเห็นในภาพ LED จะตอบสนองต่อการเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็กและกระแสพัลส์ที่สร้างขึ้น

ตอนนี้คุณต้องเสียบปลายทั้งสองของท่อเพื่อไม่ให้มือสั่นขณะเขย่า ในการดำเนินการนี้ ให้ใช้เลื่อยเลือยตัดโลหะอันเดียวกันในการตัดไม้อัดหลายๆ แผ่น แปรรูปขอบด้วยตะไบ ปูด้วยสำลีที่ด้านหลังเพื่อทำให้ไม้อัดนิ่มลง และติดไว้บนกาวเพื่อไม่ให้หลุดออกมา

ได้เวลาเชื่อมต่อวงจรเรียงกระแสแล้ว แผนภาพที่แสดงในรูปภาพแสดงว่าหน้าสัมผัสสองในสี่อันใดเชื่อมต่อกับคอยล์ สะพานไดโอดดังกล่าวสามารถรับกระแสสลับและส่งกระแสตรงในทิศทางเดียวอย่างเคร่งครัด

ตัวแปลงอัตโนมัติแบบก้าวขึ้นจะช่วยแปลงพัลส์ที่เกิดขึ้นเองต่ำจากขดลวดปฐมภูมิให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอในการใช้งาน LED เนื่องจากการเหนี่ยวนำตัวเองของขดลวดตัวใดตัวหนึ่ง - ตัวสะสม เนื่องจากเชื่อมต่อกับขดลวดฐาน กระแสไฟฟ้าคงที่และเสถียรจะถูกจ่ายให้กับซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ในปริมาณที่เพียงพอ ตัวต้านทานจะจำกัดค่าส่วนเกินที่อนุญาต ผู้เขียนยังได้เลือกตัวเก็บประจุที่มีความจุเพียงพอโดยใช้การวัดสัญญาณขาออกด้วยออสซิลโลสโคป

วงจรนี้ปิดโดยทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์แบบย้อนกลับ ซึ่งควบคุมกระแสไฟฟ้าที่เข้ามาที่ LEDคุณสามารถประกอบวงจรได้โดยไม่ต้องใช้บอร์ดเนื่องจากมีชิ้นส่วนไม่มาก เราติดตั้งปุ่มสวิตช์บนหน้าสัมผัสตัวใดตัวหนึ่งที่มาจากตัวแปลงอัตโนมัติ

ผู้เขียนเลือกที่จะประกอบการออกแบบไฟฉายแบบด้นสดโดยใช้กาวร้อน ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงฉนวนของกลุ่มผู้ติดต่อไปพร้อมๆ กัน ปุ่มสวิตช์อยู่ที่ด้านข้างของตัวไฟฉาย ผู้เขียนวางองค์ประกอบหลักของวงจรไว้บนอีกด้านหนึ่งจากปลายด้านหนึ่ง ส่วนปิดยังคงเป็น LED ซึ่งสามารถเสริมด้วยกระจกป้องกันหรือตัวสะท้อนแสง

แม้จะมีรูปลักษณ์ที่ไม่น่าดูของอุปกรณ์ แต่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ทำเองในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ไฟฉายดังกล่าวใช้งานได้ค่อนข้างดีและในบางครั้งจะไม่ปล่อยให้ความมืดหายไป ง่ายต่อการประกอบวงจรดังกล่าวที่บ้านและมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด และการไม่มีแบตเตอรี่เลยทำให้เป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์อย่างแท้จริงสำหรับสถานการณ์ฉุกเฉินต่างๆ

ดูวิดีโอ