Пасха күн кыймылдаткычы: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:44

Күн кыймылдаткычы - бул күн батареяларынан электр энергиясын кабыл алган жана сактаган схема, жана алдын ала белгиленген сумма топтолгондо, моторду же башка кыймылдаткычты иштетүү үчүн күйгүзүлөт. Күн кыймылдаткычы чынында эле "кыймылдаткыч" эмес, бирок бул анын колдонулушу боюнча аталышы. Бул мотивациялык күчтү берет жана кайталануучу циклде иштейт, андыктан ат толук жаңылыштык эмес. Анын артыкчылыгы - бул күн нурунун аз же алсыз деңгээли, же бөлмөнүн жасалма жарыгы болгондо, колдонууга жарактуу механикалык энергия менен камсыз кылуу. Ал мотор үчүн тамак бергенге жетиштүү болгонго чейин аз сорттогу энергияны жыйнайт же чогултат. Ал эми мотор энергияны сарптагандан кийин, күн кыймылдаткычынын схемасы кайра чогултуу режимине өтөт. Бул өтө төмөн деңгээлде моделдерди, оюнчуктарды же башка кичинекей гаджеттерди үзгүлтүксүз иштетүүнүн идеалдуу жолу. Бул Лос -Аламос Улуттук Лабораториясынын окумуштуусу Марк Тилден тарабынан ойлонулган жана практикага түшүрүлгөн эң сонун идея. Ал кичинекей күн менен иштөөчү роботторду түзгөн, эки транзисторлуу күн кыймылдаткычынын абдан жөнөкөй схемасын ойлоп тапты. Ошондон бери, бир катар ышкыбоздор ар кандай өзгөчөлүктөрү жана жакшыртуулары бар күн кыймылдаткычтарынын схемаларын ойлоп табышты. Бул жерде сүрөттөлгөн өзүн абдан ар тараптуу жана күчтүү экенин көрсөттү. Бул анын схемасы такталган жана автордун Семинардын блокнотуна киргизилген күндүн аты менен аталат, Пасха Жекшемби, 2001. Андан бери жылдар аралыгында автор ар кандай тиркемелерде жана орнотмолордо бир нече ондогондорду жасап көрдү. Бул чоң жарык конденсаторлор менен же кичине жарыкта жакшы иштейт. Жана схемада жалпы дискреттик электрондук компоненттер гана колдонулат: диоддор, транзисторлор, резисторлор жана конденсатор. Бул Нускамада Пасха кыймылдаткычынын негизги схемасы, ал кантип иштээри, курулуш боюнча сунуштар сүрөттөлөт жана кээ бир тиркемелер көрсөтүлөт. Электроника жана схемаларды ширетүү менен негизги таанышуу болжолдонот. Эгер сиз буга окшогон эч нерсе кыла элек болсоңуз, бирок барууну каалап жатсаңыз, адегенде жөнөкөй нерсени чечүү жакшы болмок. Сиз FLED Күн кыймылдаткычын инструкциялоодо же "Junkbots, Bugbots, & Bots on Wheels" китебинде сүрөттөлгөн "Күндөн иштей турган Симетти" колдонуп көрүшүңүз мүмкүн, бул ушул сыяктуу долбоорлорду жасоого эң сонун киришүү.

1 -кадам: Пасха кыймылдаткычынын схемасы

Бул Пасха кыймылдаткычынын схемасы жана аны түзүүчү электрондук компоненттердин тизмеси. Райондун дизайны Кен Хантингтондун "Micropower Solar Engine" жана Стивен Болттун "Suneater I" үлгүсүнөн шыктандырылган. Алар менен окшош, Пасха кыймылдаткычында эки транзисторлуу триггер-жана-кулпу бөлүмү бар, бирок аларды бир аз башкача каршылыгы бар тармак. Бул бөлүм иштетилгенде өзү эле өтө аз энергия керектейт, бирок кадимки мотор жүгүн күйгүзүүчү бир транзисторду айдоого жетиштүү токту чыгарууга мүмкүндүк берет. Мына, Пасха мотору кантип иштейт. Күн клеткасы SC акырындык менен C1 сактоо конденсаторуна чейин заряддайт. Транзистор Q1 жана Q2 бекитүүчү триггерди түзөт. Q1 C1 чыңалуусу D1-D3 диоддук жип аркылуу өткөрүмдүүлүк деңгээлине жеткенде ишке кирет. Диаграммада көрсөтүлгөндөй эки диод жана бир LED менен, триггердин чыңалуусу болжол менен 2,3В, бирок каалаган болсо бул деңгээлди көтөрүү үчүн дагы диоддорду киргизсе болот. Q1 күйгүзүлгөндө, аны иштетүү үчүн Q2 базасы R4 аркылуу тартылат. Күйгүзүлгөндөн кийин, аны улантуу үчүн R1 аркылуу Q1 аркылуу базалык токту кармап турат. Ошентип, эки транзистор C1дин камсыздоо чыңалуусу 1,3 же 1,4 В чейин түшмөйүнчө бекитилет. Q1 жана Q2 экөө тең күйгүзүлгөндө, "бийлик" транзисторунун QP базасы R3 аркылуу ылдый тартып, моторду M же башка жүктөө түзүлүшүн айдайт. Resistor R3 ошондой эле QP базалык токту чектейт, бирок көрсөтүлгөн көрсөткүч көпчүлүк максаттар үчүн жүктү жетишерлик катуу күйгүзүүгө ылайыктуу. Эгерде жүктөө үчүн 200 мАдан ашык ток келсе, R3 кыскарышы мүмкүн жана QN үчүн оорураак транзисторду колдонсо болот, мисалы 2N2907. Тизмедеги башка резисторлордун баалуулуктары ысырманы колдонгон токту төмөнкү деңгээлге чектөө үчүн тандалып алынган (жана сыналган).

2 -кадам: Stripboard макети

Пасха кыймылдаткычынын абдан компакт -нускасы бул сүрөттө көрсөтүлгөндөй кадимки лентага курулушу мүмкүн. Бул боз түстө көрсөтүлгөн төмөндөгү жез тилке тректери менен компонент тарабынан кароо. Такта болгону 0,8 "менен 1,0", жана тректердеги ак тегерекчелер көрсөткөндөй тректердин төртөө гана кесилиши керек. Бул жерде сүрөттөлгөн схемада бир жашыл LED D1 жана эки диод D2 жана D3 триггер сабында болжол менен 2.5В чыңалуусу бар. Диоддор катоддун учу өйдө, башкача айтканда, тактанын оң четиндеги терс автобус тилкесине багытталган, тик жайгашкан. Кошуу диодун D1ден D2ге чейин көрсөтүлгөн секиргичтин ордуна оңой эле орнотсо болот. Өчүрүү чыңалуусу кийинки кадамда айтылгандай көтөрүлүшү мүмкүн. Албетте, башка такта форматтарын колдонсо болот. Төмөндөгү төртүнчү сүрөттө кичинекей жалпы максаттагы прототипдөө тактасына курулган Пасха мотору көрсөтүлгөн. Бул стриптиздин макети сыяктуу компакт жана иреттүү эмес, бирок экинчи жагынан ал иштөө үчүн көп орун калтырат жана диоддорду же бир нече сактоочу конденсаторлорду кошуу үчүн орун калтырат. Төмөндө зымдуу жана ширетилген керектүү туташуулары бар жөнөкөй эле тешилген феноликалык тактаны колдонсо болот.

3 -кадам: Trigger Voltages

Бул таблицада ар кандай Пасха моторлорунун триггер сабында сыналган диоддордун жана Светодиоддордун ар кандай айкалыштары үчүн болжолдуу бурулуш чыңалуусу көрсөтүлгөн. Бул триггер айкалыштарынын баары мурунку кадамдын стриптиз схемасына туура келиши мүмкүн, бирок 4-диод жана 1 LED айкалышы тактанын үстүндө ширетилген диоддон диодго чейин болушу керек. Столдун өлчөөлөрүн жасоодо колдонулган светодиоддор эски аз интенсивдүү кызыл түстөр болчу. Башка дагы башка жаңы жаңы LED диоддору ошол эле иштейт, балким триггер деңгээлинде плюс же минус 0.1В гана. Түс таасир этет: жашыл LED салыштырмалуу кызылдан 0,2В жогору триггер деңгээлин берди. Диоддору жок ак LED диапазону 2.8V күйгүзүү чекитин берди. Жаркыраган диоддор бул мотор схемасына туура келбейт. Пасха кыймылдаткычынын пайдалуу өзгөчөлүгү, чыңалуу чыңалуусун Q2 негизи менен бир же бир нече диоддорду киргизүү менен күйгүзүү деңгээлине таасир этпестен көтөрүүгө болот. R4 жана R5 түйүнүнөн Q2 базасына туташкан 1N914 диодунун жардамы менен, чыңалуу 1,9 же 2,0В айланасында түшүп кеткенде, схема өчөт. Эки диод менен өчүрүү чыңалуусу болжол менен 2,5В; үч диод менен, ал болжол менен 3.1V өчүрүлгөн. Стриптиздин жайгашуусунда диод же диоддун жиби R5 каршылыгынын үстүндө көрсөтүлгөн секиргичтин ордуна жайгашышы мүмкүн; төмөндөгү экинчи мисал бир диодду көрсөтөт D0 Ошентип орнотулган. Катоддун учу Q2 базасына барышы керек экенин эске алыңыз. Ошентип, Пасха кыймылдаткычын болжол менен 1,3 же 1,4 В кубаттуулуктагы негизги өчүрүүнүн жанында жакшы иштебеген моторлор менен эффективдүү колдонууга болот. Сүрөттөрдөгү оюнчуктардагы күн кыймылдаткычы 3.2В күйгүзүү жана 2.0В өчүрүү үчүн жасалган, анткени бул чыңалуу диапазонунда мотор жакшы күчкө ээ.

4 -кадам: Конденсаторлор, моторлор жана күн клеткалары

Оюнчук SUVде колдонулган конденсатор төмөнкү сүрөттө сол жакта көрсөтүлгөндөй. Бул 5Vга чейин колдонуу үчүн бааланган толук 1 Фарад. Жеңилдетилген тиркемелер же кыска мотор чуркоо үчүн, кичирээк конденсаторлор циклдин убактысын кыскартат жана, албетте, кыска чуркайт. Конденсатордо көрсөтүлгөн чыңалуу - бул заряддалышы керек болгон эң жогорку чыңалуу; Бул рейтингден ашса, конденсатордун иштөө мөөнөтү кыскарат. Эстутум камдык сактоо үчүн атайын арналган көптөгөн супер конденсаторлордун ички каршылыгы жогору болгондуктан, моторду кууп жетүү үчүн энергиясын тез арада чыгарышпайт. Пасха кыймылдаткычы сыяктуу күн кыймылдаткычы 10 Ом же андан ашык ички статикалык каршылыгы бар моторлорду айдоого жарайт. Оюнчук моторлордун эң кеңири таралган түрү ички каршылыгынын төмөндүгүнө ээ (2 Ом мүнөздүү), ошондуктан мотор чындап иштей электе бардык энергияны сактоочу конденсатордон кургатат. Төмөндөгү экинчи сүрөттө көрсөтүлгөн моторлор жакшы иштейт. Аларды көбүнчө электрондук жеткирүүчүлөрдөн ашыкча же жаңы деп табууга болот. Ылайыктуу моторлорду керексиз магнитофондордо же видеомагнитофондордо да табууга болот. Адатта, алардын узундугунан чоңураак диаметри бар деп бөлүп караса болот. Колдонмоңуз көрө турган жарык деңгээлинде моторуңуздун күйгүзүү чекитинен бир аз жогору чыңалуу бере турган күн батареясын же клеткаларды тандаңыз. Күн кыймылдаткычынын чыныгы сулуулугу - бул төмөн класстагы пайдасыз энергияны чогултуп, анан аны пайдалуу дозаларда кое алат. Алар столдун үстүндө же кофе үстөлүнүн үстүндө, ал тургай полдо отургандан баштап, күтүлбөгөн жерден жанданганда эң таасирдүү болот. Эгер сиз моторуңуздун үй ичинде, же бүркөлгөн күндөрдө, же көлөкөдө, ошондой эле ачык жерде иштешин кааласаңыз, үй ичинде колдонууга арналган клеткаларды колдонуңуз. Бул клеткалар көбүнчө айнек түрүндөгү аморфтуу жука пленкадан турат. Алар аз жарыкта дени сак чыңалууну беришет, жана агым жарыктын деңгээлине жана алардын өлчөмүнө туура келет. Күн калькуляторлору мындай клетканы колдонушат, жана сиз аларды эски (же жаңы!) Калькуляторлордон алсаңыз болот, бирок алар бул күндөрү өтө кичинекей, ошондуктан алардын өндүрүмдүүлүгү төмөн. Эсептегич клеткалардын чыңалуусу аз жарыкта 1,5дан 2,5 вольтко чейин, ал эми күндүн жарымында болжол менен жарым вольттон ашат. Сиз алардын катарынын параллелдүү туташуусун каалайсыз. Wire Glue бул айнек клеткаларына жакшы зымдарды кошуу үчүн эң сонун. Кээ бир күн заряддалуучу ачкычтын кол чырактарында күн кыймылдаткычтары менен үйдө жакшы иштеген чоң клетка бар. Учурда, Images SI Inc. бир клеткадан күн кыймылдаткычын түз айдоого ылайыктуу өлчөмдөгү жаңы жабык клеткаларды алып жүрөт. Алардын ошол эле типтеги "сырткы" күн батареясы үй ичинде да жакшы иштейт. Көбүнчө көптөгөн булактардан алынган күн батареясынын кристаллдык же поликристаллдык түрү. Бул түрлөр күндүн жарыгында көп токту өчүрөт, бирок атайын күндөгү жашоо үчүн арналган. Кээ бирлери төмөн жарыкта жакшы иштешет, бирок көпчүлүгү флоресценттер менен жарыктандырылган бөлмөдө абдан начар.

5 -кадам: Тышкы туташуулар

Электр схемасынан күн батареясына жана моторго туташуу үчүн, сызыктуу тилкелерден алынган пин куйрук оюгу абдан ыңгайлуу. Пин розеткаларын кылдат колдонуу менен келген пластикалык жөндөөлөрдөн оңой эле чыгарууга болот. Куйруктар казыкта такага ширетилгенден кийин үзүлүшү мүмкүн. Катуу 24 ченегич зым розеткаларга жакшы жана коопсуз туташат, бирок көбүнчө тышкы түзүлүштөр ийкемдүү туташкан зым аркылуу туташат. Ошол эле розеткаларды борттогу розеткаларга сонун жарашкан кичинекей "сайгычтар" катары кызмат кылуу үчүн бул зымдардын учтарына чейин ширетүүгө болот. Такта розеткалары да камтылышы мүмкүн болгон конденсаторлор менен камсыздалышы мүмкүн. Ал түздөн -түз розеткага орнотулушу мүмкүн, же алыстан жайгашып, тактага туташтырылган зым аркылуу туташтырылышы мүмкүн. Бул оңой алмаштырууга жана ар кандай конденсаторлорду колдонууга жана анын орточо жарык шарттарына ылайыктуусу табылганга чейин сынап көрүүгө мүмкүндүк берет. С1дин эң жакшы мааниси табылгандан кийин, ал дагы эле биротоло жерге коюлушу мүмкүн, бирок сапаттуу розеткалар колдонулганда бул сейрек кездешет.

6 -кадам: Тиркемелер

Балким, биздин Пасха моторунун сүйүктүү колдонмосу 3 -кадамда сүрөттөлгөн Jeepster SUV оюнчугунда болушу мүмкүн. Денеге ылайыктуу фанеранын түбү кесилип, ага "Желмогуз дөңгөлөгүнө" окшоштуруу үчүн чоң көбүк дөңгөлөктөрү жасалган, бирок ал иштеп жатат абдан ийкемдүү. Төмөндөгү сүрөттө асты жагы көрсөтүлгөн. Октор машинаны тар чөйрөдө иштетүү үчүн коюлган (анткени бизде кичинекей конок бөлмөсү бар) жана алдыңкы дөңгөлөктүү дисктин орнотулушу ага болжолдонгон тегерек жолду карманууга жардам берет. Редуктор кийинки сүрөттө көрсөтүлгөн коммерциялык хобби мотор бирдигинен алынган, бирок ал 13 Омдук мотор менен жабдылган. 1 Farad супер конденсатору унаага ар бир циклде 10 секундга жакын иштөө убактысын берет, бул диаметри 3 фут тегерегинде дээрлик толугу менен алат. Булуттуу күндөрдө же унаа караңгы жерде токтоп калганда кубаттоо үчүн бир аз убакыт талап кылынат. Кайда болбосун 5тен 15 мүнөткө чейин биздин бөлмөдө күндүз кадимкидей. Эгерде терезеден күндүн түз тийгенин көрсө, болжол менен эки мүнөттө кайра заряддалат. Ал бөлмөнүн бир бурчун кыдырып, 2004-жылы курулгандан бери көптөгөн революцияларды жасаган. Пасха кыймылдаткычынын дагы бир күлкүлүү колдонмосу-бул "Уолкер", роботко окшош жандык, эки колу менен, тагыраагы, буту менен. Ал ошол эле мотор жана тиштүү поездди Jeepster сыяктуу эле 76: 1 катышы менен колдонот. Анын бир буту атайылап экинчисине караганда кыска болгондуктан, тегерек болуп жүрөт. Уолкер да жаркыраган светодиод алып жүрөт, андыктан караңгы киргенден кийин анын кайда экенин билебиз. Күн кыймылдаткычы үчүн жөнөкөй колдонуу - желекти айлантуу же айлантуу. Төмөндөгү 5 -сүрөттө көрсөтүлгөн столго же текчеге отура алат жана анда -санда ал күтүлбөгөн жерден, тескерисинче, жапайы жипке кичине топту айлантып, өзүнө көңүл бурат. Бул жөнөкөй ийрүүчүлөрдүн кээ бир көрүнүштөрүндө жиптин шыңгыроосу болгон. Башкаларга жакын жерде стационардык коңгуроо орнотулган болчу, ошондо ал учуп бараткан топко тийип кетет - бирок бул бир нече күн ачык күндөрдөн кийин кыжырды келтирет!

7 -кадам: NPN Easter Engine

Пасха мотору эки NPN транзистору жана бир PNP менен кошумча же "кош" версияда жасалышы мүмкүн. Толук схема бул жерде биринчи сүрөттө көрсөтүлгөн. Stripboard макети биринчи же "PNP" версиясы сыяктуу эле компоненттердин жайгашкан жерлерине жана ошол эле тректердин кесилишине ээ болушу мүмкүн, маанилүү өзгөрүүлөр транзисторлордун түрлөрүн алмаштырып, күн батареясынын полярдуулугун, сактоо конденсаторын, диоддорду жана диоддорду камтыйт. NPN стриптиздин макети экинчи сүрөттө көрсөтүлгөн жана D4 диодунун жогорку күйгүзүү чыңалуусу үчүн жана D2 диодун транзистордун базасынан R4 жана R5 резисторлорунун кошулушуна караганда жогорку чыңалуу үчүн камтылган. жакшы