Theատկի արևային շարժիչ. 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:53

Արևային շարժիչը միացում է, որն ընդունում և պահում է արևային բջիջներից էլեկտրական էներգիա, և երբ կանխորոշված քանակություն է կուտակվում, այն միանում է շարժիչ կամ այլ շարժիչ վարելուն: Արևային շարժիչն իրականում ինքնին «շարժիչ» չէ, բայց դա նրա անվանումն է `հաստատված օգտագործմամբ: Այն իսկապես ապահովում է շարժիչ ուժ և աշխատում է կրկնվող ցիկլում, ուստի անունը լիովին սխալ անվանում չէ: Դրա առաքինությունն այն է, որ ապահովում է օգտագործելի մեխանիկական էներգիա, երբ առկա են արևի լույսի կամ սենյակի արհեստական լույսի միայն սակավ կամ թույլ մակարդակները: Այն հավաքում կամ հավաքում է, ասես, ցածրորակ էներգիայի փնջեր, մինչև շարժիչի համար սնունդ տրամադրող էներգիայի բավարար քանակը: Եվ երբ շարժիչը սպառել է էներգիայի ծառայությունը, արևային շարժիչի շրջանը վերադառնում է իր հավաքման ռեժիմին: Այն իդեալական միջոց է մոդելների, խաղալիքների կամ այլ փոքր գործիքների ընդհատումներով սնուցման համար `շատ ցածր լուսավորության մակարդակներում: Դա հիանալի գաղափար է, որն առաջին անգամ մտածել և գործնականում դարձրել է Լոս Ալամոս ազգային լաբորատորիայի գիտնական Մարկ Թիլդենը: Նա պարզեց երկու տրանզիստորային արևային շարժիչի էլեգանտ պարզ միացում, որը հնարավոր դարձրեց արևային էներգիայով աշխատող փոքրիկ ռոբոտներին: Այդ ժամանակվանից ի վեր մի շարք էնտուզիաստներ են մտածել արևային շարժիչների սխեմաներ `տարբեր հատկանիշներով և կատարելագործմամբ: Այստեղ նկարագրվածն ապացուցեց, որ շատ բազմակողմանի և ամուր է: Այն անվանվել է այն օրվանից, երբ դրա սխեման վերջնական տեսքի է բերվել և մտել հեղինակի սեմինարի նոթատետր, 2001 թվականի Sundayատիկ կիրակի: Այդ տարիների ընթացքում հեղինակը կատարել և փորձարկել է մի քանի տասնյակ տարբեր ծրագրերում և պարամետրերում: Այն լավ է աշխատում ցածր լույսի կամ բարձր լույսի ներքո, մեծ պահեստային կոնդենսատորներով կամ փոքր: Իսկ սխեման օգտագործում է միայն ընդհանուր դիսկրետ էլեկտրոնային բաղադրիչներ `դիոդներ, տրանզիստորներ, ռեզիստորներ և կոնդենսատոր: Այս հրահանգը նկարագրում է Easterատկի շարժիչի հիմնական սխեման, ինչպես է այն աշխատում, շինարարական առաջարկներ և ցույց է տալիս որոշ ծրագրեր: Ենթադրվում է էլեկտրոնիկայի և սխեմաների միացման հիմնական ծանոթությունը: Եթե դուք նման բան չեք արել, բայց ցանկանում եք գնալ, ապա լավ կլիներ, որ առաջին հերթին զբաղվեիք ավելի պարզ բանի հետ: Դուք կարող եք փորձել The FLED Solar Engine in Instructables կամ «Solar Powered Symet» նկարագրված «Junkbots, Bugbots, & Bots on Wheels» գրքում, որը հիանալի ներածություն է նման նախագծերի ստեղծման համար:

Քայլ 1: Easterատկի շարժիչի միացում

Սա theատկի շարժիչի սխեմատիկ դիագրամն է `այն կազմող էլեկտրոնային բաղադրիչների ցանկի հետ միասին: Շրջանի դիզայնը ոգեշնչվել է Քեն Հանթինգթոնի «Միկրոէներգետիկ արևային շարժիչով» և Ստիվեն Բոլտի «Suneater I» - ով: Նրանց հետ միասին, Easterատկի շարժիչն ունի երկու տրանզիստորային ձգան և սողնակ հատված, բայց դրանք միացնող մի փոքր այլ դիմադրողական ցանցով: Այս հատվածն ինքնին շատ քիչ էներգիա է սպառում, սակայն թույլ է տալիս բավականաչափ հոսանք դուրս բերել մեկ տրանզիստոր վարելու համար, որը միացնում է շարժիչի տիպիկ բեռը: Ահա թե ինչպես է աշխատում theատկի շարժիչը: Արեգակնային բջիջների SC- ն դանդաղ լիցքավորում է C1 կոնդենսատորը: Q1 և Q2 տրանզիստորները կազմում են ամրացման ձգան: Q1- ը գործարկվում է, երբ C1- ի լարումը հասնում է հաղորդունակության մակարդակին D1-D3 դիոդալարի միջոցով: Երկու դիոդով և մեկ LED- ով, ինչպես ցույց է տրված դիագրամում, ձգանի լարումը մոտ 2.3 Վ է, սակայն ցանկության դեպքում այս մակարդակը բարձրացնելու համար կարող են տեղադրվել ավելի շատ դիոդներ: Երբ Q1- ը միանում է, Q2- ի հիմքը քաշվում է R4- ի միջով ՝ այն նույնպես միացնելու համար: Միացնելուց հետո այն պահպանում է բազային հոսանքը R1- ի միջոցով Q1- ի միջոցով `այն միացնելու համար: Այսպիսով, երկու տրանզիստորները միացված են մինչև C1- ից մատակարարման լարումը ընկնի մինչև 1.3 կամ 1.4V- ի սահմաններում: Երբ Q1- ը և Q2- ը միացված են, «հզորության» տրանզիստոր QP- ի հիմքը ներքև է քաշվում R3- ով ՝ այն միացնելով շարժիչը M կամ բեռնման այլ սարք վարելու համար: Ռեզիստոր R3- ը նաև սահմանափակում է բազային հոսանքը, չնայած QP- ին, բայց ցուցադրված արժեքը համարժեք է բեռը բավականին ուժեղ դարձնելու համար շատ նպատակների համար: Եթե բեռին ավելի քան 200 մԱ հոսանք է ցանկալի, ապա R3- ն կարող է նվազեցվել, իսկ QP- ի համար կարող է օգտագործվել ավելի ծանր տրանզիստոր, ինչպիսին է 2N2907- ը: Շղթայի մյուս ռեզիստորների արժեքներն ընտրվել են (և փորձարկվել են) `սողնակի կողմից օգտագործվող հոսանքը ցածր մակարդակի սահմանափակելու համար:

Քայլ 2: Stripboard դասավորությունը

Compactատկի շարժիչի շատ կոմպակտ մարմնավորում կարելի է կառուցել սովորական թիթեղների վրա, ինչպես ցույց է տրված այս նկարում: Սա տեսարան է բաղադրիչի կողմից ՝ ստորև ՝ մոխրագույնով ցուցադրված պղնձե ժապավենի հետքերով: Տախտակն ունի ընդամենը 0.8 դյույմ 1.0 դյույմ, և հետքերից միայն չորսը պետք է կտրվեն, ինչպես ցույց է տրված հետքերի սպիտակ շրջանակներով: Այստեղ պատկերված միացումն ունի մեկ կանաչ LED D1 և երկու դիոդ ՝ D2 և D3 ձգանման լարում ՝ մոտ 2,5 Վ լարման միացման համար: Դիոդները տեղադրված են ուղղահայաց, իսկ կաթոդի ծայրը դեպի վեր, այսինքն ՝ կողմնորոշված դեպի տախտակի աջ եզրին բացասական ավտոբուսային ժապավենը: Միացման կետը բարձրացնելու համար D1- ից D2- ից ցուցադրվող թռիչքի փոխարեն կարելի է հեշտությամբ տեղադրել լրացուցիչ դիոդ: Անջատման լարումը կարող է նաև բարձրացվել, ինչպես նկարագրված է հաջորդ քայլին: Իհարկե, կարող են օգտագործվել տախտակի այլ ձևաչափեր: Ստորև բերված չորրորդ լուսանկարը ցույց է տալիս generalատկի շարժիչ, որը կառուցված է ընդհանուր օգտագործման նախատիպի տախտակի վրա: Այն այնքան կոմպակտ և կարգուկանոն չէ, որքան գիպսաստվարաթղթի դասավորությունը, բայց մյուս կողմից այն շատ տեղ է թողնում աշխատելու համար, և տարածք ՝ դիոդներ կամ բազմաթիվ պահեստային կոնդենսատորներ ավելացնելու համար: Կարելի է օգտագործել նաև պարզ շաղափված ֆենոլային տախտակ ՝ անհրաժեշտ միացումներով, որոնք լարված և զոդված են ստորև:

Քայլ 3: Միացնել լարումները

Այս աղյուսակը ցույց է տալիս դիոդների և LED- ների տարբեր համակցությունների միացման մոտավոր լարումները, որոնք փորձվել են զատկական տարբեր շարժիչների ձգանման տողում: Այս ձգանման բոլոր համակցությունները կարող են տեղավորվել նախորդ քայլի շերտի տախտակի դասավորության վրա, սակայն 4-դիոդի և 1 LED- ի համադրությունը պետք է ունենա դիոդ-դիոդ միացում, որը կպցված է տախտակի վերևում: Սեղանի չափումներ կատարելիս օգտագործվող լուսադիոդներն ավելի հին ցածր ինտենսիվության կարմիր էին: Փորձարկված մյուս ավելի կարմիր կարմիր LED- ները գործում են մոտավորապես նույնի վրա, գուցե դրանց ձգան մակարդակում ընդամենը մոտ գումարած կամ մինուս 0.1 Վ տատանումներով: Գույնը ազդում է. Կանաչ LED- ն ազդանշանային մակարդակ է տվել մոտ 0.2 Վ -ով ավելի, քան համեմատելի կարմիրը: Սպիտակ LED- ն ՝ առանց դիոդների, միացման կետը տվել է 2.8 Վ: Flashրամեկուսացման LED- ները տեղին չեն շարժիչի այս սխեմայի համար: Theատկի շարժիչի օգտակար հատկությունն այն է, որ անջատման լարումը կարելի է բարձրացնել առանց ազդելու միացման մակարդակի վրա ՝ Q2 բազայի հետ մեկ շարքով մեկ կամ մի քանի դիոդներ տեղադրելով: R4- ի և R5- ի միացումից Q2- ի բազային միացած 1N914 դիոդով միացումն անջատվում է, երբ լարումը նվազում է մինչև 1.9 կամ 2.0V- ի սահմաններում: Երկու դիոդով անջատման լարումը չափվում էր մոտավորապես 2,5 Վ; երեք դիոդով այն անջատվել է մոտ 3.1 Վ լարման դեպքում: Շերտի տախտակի դասավորության վրա դիոդը կամ դիոդային շարանը կարող են տեղակայվել R5 ռեզիստորից վերև ցուցադրված թռիչքի տեղում. Ստորև բերված երկրորդ նկարազարդումը ցույց է տալիս այսպիսով տեղադրված մեկ դիոդ: Ուշադրություն դարձրեք, որ կաթոդի վերջը պետք է գնա Q2- ի հիմքի վրա: Այսպիսով, հնարավոր է արդյունավետ օգտագործել Easterատկի շարժիչը այնպիսի շարժիչներով, որոնք լավ չեն աշխատում մոտ 1,3 կամ 1,4 Վ հիմնական անջատման մոտ: Լուսանկարներում պատկերված խաղալիք ամենագնացի արևային շարժիչը միացվել է 3.2 Վ լարման դեպքում և անջատվել է 2.0 Վ լարման դեպքում, քանի որ այդ լարման տիրույթում շարժիչը ունի լավ հզորություն:

Քայլ 4: Կոնդենսատորներ, շարժիչներ և արևային բջիջներ

Խաղալիք ամենագնացում օգտագործվող կոնդենսատորը նման է ստորև ներկայացված նկարում ձախում ցուցադրվածին: Այն լրիվ 1 Farad է, որը գնահատվում է մինչև 5 Վ լարման դեպքում: Ավելի թեթև աշխատանքի կամ ավելի կարճ շարժիչով աշխատելու համար փոքր կոնդենսատորները տալիս են ավելի կարճ ցիկլեր և, իհարկե, ավելի կարճ տևողություն: Կոնդենսատորի վրա նշված լարումը այն առավելագույն լարումն է, որին այն պետք է լիցքավորվի. այդ վարկանիշը գերազանցելը կրճատում է կոնդենսատորի կյանքը: Հատուկ հիշողության պահեստավորման համար նախատեսված գերհզոր կոնդենսատորներից շատերն ունեն ներքին ավելի բարձր դիմադրություն, ուստի այնքան արագ չեն ազատում իրենց էներգիան, որ կարող են շարժիչ վարել: Արևային շարժիչը, ինչպիսին է theատկի շարժիչը, հարմար է մոտ 10 Օմ կամ ավելի ներքին ստատիկ դիմադրություն ունեցող շարժիչներ վարելու համար: Խաղալիքների շարժիչների ամենատարածված բազմազանությունն ունի ավելի ցածր ներքին դիմադրություն (բնորոշ է 2 Օմ) և այդպիսով կլանի ամբողջ էներգիան պահեստավորման կոնդենսատորից, մինչև շարժիչն իսկապես շարժվի: Ստորև բերված երկրորդ լուսանկարում ցուցադրված շարժիչները լավ են աշխատում: Նրանք հաճախ կարելի է գտնել որպես ավելցուկ կամ նոր էլեկտրոնային մատակարարներից: Հարմար շարժիչներ կարելի է գտնել նաև խճճված մագնիտոֆոններում կամ տեսամագնիտոֆոններում: Սովորաբար դրանք կարելի է առանձնացնել որպես երկարությունից ավելի մեծ տրամագիծ: Ընտրեք արևային բջիջ կամ բջիջներ, որոնք կապահովեն ձեր շարժիչի միացման կետից որոշ չափով ավելի բարձր լարման լույսի ներքո, որը ձեր ծրագիրը կտեսնի: Արեգակնային շարժիչի իրական գեղեցկությունն այն է, որ այն կարող է հավաքել ցածրորակ թվացյալ անօգուտ էներգիա, այնուհետև այն թողնել օգտակար դոզաներով: Դրանք ամենատպավորիչն են, երբ գրասեղանի կամ սուրճի սեղանի վրա նստած կամ նույնիսկ հատակին հանկարծակի կենդանանում են: Եթե ցանկանում եք, որ ձեր շարժիչը աշխատի ներսում, ամպամած օրերին կամ ստվերում, ինչպես նաև բաց տարածքներում, օգտագործեք բջիջներ, որոնք նախատեսված են ներքին օգտագործման համար: Սովորաբար այս բջիջները ամորֆ բարակ թաղանթի են `ապակու բազմազանության վրա: Նրանք տալիս են առողջ լարում ցածր լույսի ներքո, իսկ հոսանքը համապատասխանում է լուսավորության մակարդակին և դրանց չափին: Արևային հաշվիչները օգտագործում են այս տեսակի բջիջները, և դուք կարող եք դրանք վերցնել հին (կամ նոր!) Հաշվիչներից, բայց դրանք այս օրերին բավականին փոքր են, ուստի դրանց ընթացիկ ելքը ցածր է: Հաշվիչ բջիջների լարումը ցածր լույսի տակ տատանվում է 1,5 -ից մինչև 2,5 վոլտ, իսկ արևի տակ ՝ մոտ կես վոլտ ավելի: Դուք կցանկանաք, որ դրանցից մի քանիսը միացված լինեն շարքի զուգահեռաբար: Մետաղական սոսինձը գերազանց է այս ապակե բջիջներին նուրբ մետաղալարեր ամրացնելու համար: Որոշ արևային վերալիցքավորվող գլխարկների լապտերներ ունեն մեծ բջիջ, որը լավ է աշխատում փակ տարածքներում ՝ արևային շարժիչներով: Ներկա պահին Images SI Inc.- ն կրում է չափսի նոր ներքին բջիջներ, որոնք հարմար են արևային շարժիչն ուղղակիորեն մեկ բջիջից քշելու համար: Նրանց նույն «արտաքին» արևային բջիջը բավականին լավ է աշխատում նաև ներսում: Շատ աղբյուրներից առավել տարածված է արևային բջիջների բյուրեղային կամ բազմաբյուրեղային տեսակը: Այս տեսակներն արևի տակ շատ հոսանք են հաղորդում, բայց հատուկ նախատեսված են արևի տակ ապրելու համար: Ոմանք համեստորեն լավ են զգում ցածր լույսի ներքո, բայց մեծամասնությունը բավականին մռայլ են սենյակում, որը լուսավորված է ֆլուորեսցենտներով:

Քայլ 5: Արտաքին կապեր

Շրջանակային տախտակից միացում դեպի արևային բջիջ և շարժիչ, ներդիր շերտերից վերցված կապող պոչի վարդակները շատ հարմար են: Պինետների վարդակները կարող են հեշտությամբ ազատվել պլաստմասե այն միջավայրից, որտեղ նրանք հայտնվում են, ծծկերների մանրակրկիտ օգտագործմամբ: Պոչերը կարող են պոկվել այն բանից հետո, երբ կապում են տախտակի մեջ: 24 ամուր մետաղալարերը խրվում են վարդակների մեջ գեղեցիկ և ապահով, բայց սովորաբար արտաքինները միացված են ճկուն շղթայված միացման մետաղալարով: Նույն վարդակները կարող են սոսնձվել այս լարերի ծայրերին ՝ ծառայելով որպես փոքրիկ «խցաններ», որոնք գեղեցիկ տեղավորվում են նավի վրա գտնվող վարդակների մեջ: Կարող են տրամադրվել նաև տախտակի վարդակներ, որոնց մեջ կարելի է միացնել պահեստավորման կոնդենսատորը: Այն կարող է տեղադրվել անմիջապես վարդակների մեջ, կամ հեռակա տեղակայվել և միացվել տախտակին միացված մետաղալարերի միջոցով: Սա հնարավորություն է տալիս հեշտությամբ փոխել և փորձել տարբեր կոնդենսատորներ, մինչև լավագույնը չգտնվի կիրառման և դրա միջին լուսավորության պայմանների համար: C1- ի լավագույն արժեքը գտնելուց հետո այն կարող է մշտապես զոդվել տեղում, սակայն հազվադեպ է դա անհրաժեշտ գտնվել, եթե օգտագործվում են լավ որակի վարդակներ:

Քայլ 6: ationsրագրեր

Թերևս favoriteատկի շարժիչի մեր նախընտրած կիրառումը Jeepster ամենագնացի խաղալիք 3 -ում պատկերված է: Նրբատախտակի բարակ հատակը կտրվել է մարմնին համապատասխան, իսկ փրփուրի մեծ անիվները պատրաստվել են նրան «Հրեշների անիվ» տեսք տալու համար, սակայն այն շահագործման մեջ է: բավականին հլու է Ներքևի հատվածը ներկայացված է ստորև ներկայացված լուսանկարում: Առանցքներն այնպես են դրված, որ մեքենան կաշխատի նեղ շրջանակով (քանի որ մենք ունենք փոքր հյուրասենյակ), իսկ առջևի անիվի շարժակազմը մեծապես օգնում է նրան մնալ նախատեսված շրջանաձև ճանապարհին: Փոխանցման տուփը վերցված էր առևտրային հոբբիի շարժիչային միավորից, որը ցույց էր տրված հաջորդ լուսանկարում, սակայն այն հագեցած էր 13 Օմ շարժիչով: 1 Farad գերհզոր կոնդենսատորը մեքենային տալիս է մոտ 10 վայրկյան աշխատաժամանակ յուրաքանչյուր ցիկլից, ինչը գրեթե ամբողջությամբ տանում է 3 ոտնաչափ տրամագծի շրջանագծի շուրջը: Ամպամած օրերին կամ երբ մեքենան պատահաբար կանգ է առնում մութ տեղում, լիցքավորումը որոշ ժամանակ է պահանջում: Մեր հյուրասենյակում օրվա ընթացքում սովորաբար լինում է 5 -ից 15 րոպե ցանկացած վայրում: Եթե գտնում է, որ արևի ուղիղ ճառագայթը գալիս է պատուհանից, այն լիցքավորվում է մոտ երկու րոպեում: Այն շրջում է սենյակի մի անկյունում և բազմաթիվ հեղափոխություններ է գրանցում 2004 թ.-ին կառուցվելուց ի վեր: theատկի շարժիչի մեկ այլ զվարճալի ծրագիր է «Walker»-ը, ռոբոտի նման արարած, որը պտտվում է երկու ձեռքի, ավելի ճիշտ `ոտքերի միջոցով:. Նա օգտագործում է նույն շարժիչային և շարժական գնացքների տեղադրումը, ինչ Jeepster- ը ՝ նույն 76: 1 հարաբերակցությամբ: Նրա մի ոտքը դիտավորյալ կարճ է, քան մյուսը, այնպես որ նա շրջում է շրջանագծով: Ուոլքերը նաև կրում է թարթող լուսադիոդ, որպեսզի մենք իմանանք, թե որտեղ է նա հատակին մութն ընկնելուց հետո: Արեգակնային շարժիչի պարզ կիրառումը դրոշը թափահարող կամ պտտող սարք է: Ստորև բերված 5 -րդ լուսանկարում պատկերվածը կարող է նստել գրասեղանի կամ դարակի վրա և երբեմն -երբեմն հանկարծակի, և բավականին վայրենիորեն, մի փոքր գնդակ պտտել թելի շուրջը ՝ դրանով ուշադրություն գրավելով իր վրա: Այս պարզ պտտիչների որոշ մարմնացումներում լարերի վրա հնչում էր զանգի զանգ: Մյուսների մոտակայքում տեղադրված էր ստացիոնար զանգ, որպեսզի այն հարվածի գնդակի հարվածին, բայց դա մի քանի արևոտ օր հետո դառնում է նյարդայնացնող:

Քայլ 7: NPN Engineատկի շարժիչ

Theատկի շարժիչը կարող է պատրաստվել նաև լրացուցիչ կամ «երկակի» տարբերակով ՝ երկու NPN տրանզիստորով և մեկ PNP- ով: Ամբողջական սխեմատիկան ցուցադրված է այստեղ առաջին նկարազարդման մեջ: Տախտակների դասավորությունը կարող է ունենալ բաղադրիչի նույն տեղերը և նույն ուղու կրճատումները, ինչպես առաջին կամ «PNP» տարբերակը, էական փոփոխությունները `տրանզիստորների տիպերի փոխարկումը և արևային բջիջի, պահեստավորման կոնդենսատորի, դիոդների և LED- ների հակադարձ բևեռականությունը: NPN տախտակի դասավորությունը ցուցադրվում է երկրորդ նկարում և ներառում է լրացուցիչ դիոդ D4 ավելի մեծ միացման լարման համար, և դիոդ D0 ՝ տրանզիստորի Q2 հիմքից մինչև R4 և R5 դիմադրիչների միացում ավելի բարձր անջատման լարման համար, լավ