V našem světě se poměrně hodně lidí zabývá domácími experimenty v domácích laboratořích a dílnách. Pro někoho je to způsob, jak se prosadit, pro jiného touha rozvíjet své schopnosti. Takže co když je to experiment vyrobený z narychlo slepených dílů. Hlavní věc je, že zařízení nebo obvod funguje. Dnes si rozebereme právě takový vynález, vyrobený prakticky na koleně. Je však založena na neotřesitelných principech a fyzikálních zákonech, které nelze popřít.
Budeme mluvit o baterce, která funguje bez baterií. Možná už někdo viděl na internetu nejjednodušší Faradayův generátor, který umožňuje zapálit malý Světelná dioda. Sestavy z téměř vybité baterie, autotransformátoru a tranzistoru, které jsou schopny napájet při počátečním napětí desetin voltu Světelná dioda na 3V už také není nic neobvyklého.
Zde autor šel trochu dále, modernizoval obvod zařízení, přidal usměrňovač, superkondenzátor (ionistor), odpor a úplné odstranění zdroje energie.Díky tomu je provoz svítilny mnohem stabilnější a efektivnější. A pokud s pouzdrem pár minut zatřesete, může se nabíjet dlouho VEDENÝ. Jak to funguje? Pojďme na to přijít.
Princip činnosti
Zařízení se skládá z několika induktorů, které si můžete sami sestavit. Primární tlumivka vlastně slouží jako zdroj energie nebo zcela nahrazuje svůj obvyklý protějšek – baterii. Pohybem tyče permanentních magnetů v ní se indukuje elektrický proud. Vlivem oscilačních pohybů v magnetickém poli vznikají elektrické vlny vycházející z cívky o určité frekvenci. Usměrňovač nebo diodový můstek je pomáhá stabilizovat a převádět na stejnosměrný proud.
Bez akumulační kapacity by se takové zařízení muselo neustále otřásat, takže dalším prvkem v obvodu je superkondenzátor, který lze dobíjet jako baterii. Dále se připojuje zvyšovací transformátor nebo měnič napětí, který se skládá z toroidní feritové cívky a dvou vinutí - základny a kolektoru. Počet závitů může být stejný a je obvykle 20-50. Transformátor má střední spojovací bod na opačných koncích obou vinutí a tři výstupy k tranzistoru. Autotransformátor zvyšuje drobné proudové impulsy na dostatečné pro provoz VEDENÝa k jejich ovládání je připojen bipolární tranzistor. Podobný elektrický obvod má v různých zdrojích různá jména: joule zloděj, blokovací generátor, Faradayův generátor atd.
Nezbytná základna zdrojů pro domácí produkty
Materiály:
- PVC trubka, průměr 20 mm;
- Měděný drát, průměr – 0,5 mm;
- Nízkovýkonový tranzistor se zpětným vedením;
- Neodymové magnety jsou kulaté, rozměr 15x3 mm;
- Diodový můstek nebo usměrňovač 2W10;
- Rezistor;
- Superkondenzátor popř ionistor 1F 5,5V
- Spínací tlačítko;
- Světelná dioda bílá nebo modrá při 5V;
- Transparentní lepidlo typu epoxidové pryskyřice;
- horké lepidlo;
- Kusy překližky, vata;
- Měděná izolace vodičů.
- Páječka;
- Horká lepicí pistole;
- Pilka na kov;
- Pilník, brusný papír.
Proces výroby svítilny
Tělo svítilny vyrobíme z PVC trubek. Označte segment dlouhý 16 cm a odřízněte jej pilkou na železo.
Od středu segmentu označíme 1,5 cm v každém směru. Výsledkem je oblast vinutí široká 3 cm.
Dále vezmeme měděný drát o průřezu 0,5 mm, jeden konec necháme asi 10-15 cm dlouhý a drát navineme na trubku těla svítilny dle značení ručně. Budete muset namotat poměrně hodně, více než půl tisíce zatáček. Prvních pár z nich lze upevnit lepidlem. Počáteční řadu cívek přitiskneme těsně k sobě a vytvoříme ji přísně konzistentní.
V maximálních bodech by vinutí mělo mít tloušťku přibližně půl centimetru. Oba konce drátu očistíme brusným papírem pro spolehlivé pájení.
Pohyblivé magnetické jádro cívky může být buď pevné, nebo sestavené po částech. Neodymové magnety se vybírají podle vnitřního průměru PVC trubice. Experimentálně se získá potřebná délka magnetické tyče, jejíž vibracemi vznikne elektrický proud.
Autor použil deset magnetů o tloušťce 3 mm, aby získal délku, která byla pro takové vibrace co nejracionálnější a zároveň se rovnala šířce vinutí.
Na stupnici osciloskopu můžete vidět rozdíl mezi potenciály získanými z vibrací jednoho a deseti magnetů. Z kmitů magnetické tyče získal autor napětí 4,5V. Také jasně ukazuje cykličnost sinusoidy v intervalech různé frekvence.
V této fázi můžete po vzoru autora připojit LED přímo na výstupní konce cívky a zkontrolovat její výkon. Jak můžete vidět na fotografii, LED reaguje na pohyb magnetické tyče a pulzní proud, který vytváří.
Nyní musíte zapojit oba konce trubice, abyste je nedrželi rukama při třepání. Chcete-li to provést, použijte stejnou pilku na vyříznutí několika plátků překližky, zpracujte okraje pilníkem, na zadní straně je vyložte vatou, aby změkly, a položte je na lepidlo, aby nevypadly.
Je čas připojit usměrňovač. Diagram na obrázku ukazuje, které dva z jeho čtyř kontaktů jsou připojeny k cívce. Takový diodový můstek je schopen přijímat střídavý proud a dodávat stejnosměrný proud pouze v jednom směru.
Zvýšený autotransformátor pomůže převést nízké spontánní impulsy z primární cívky na dostatečné napětí pro provoz LED díky samoindukci jednoho z vinutí - kolektoru. Protože je připojen k vinutí báze, bude do superkondenzátoru přiváděn konstantní a stabilní elektrický proud v dostatečném množství. Rezistor omezí překročení přípustných hodnot. Kondenzátor dostatečné kapacity byl autorem vybrán i experimentálně pomocí měření odchozích signálů osciloskopem.
Tento obvod je uzavřen reverzním bipolárním tranzistorem, který řídí příchozí elektrický proud do LED.Obvod můžete sestavit bez desky, protože není mnoho dílů. Spínací tlačítko namontujeme na jeden z kontaktů přicházejících z autotransformátoru.
Autor se rozhodl sestavit svůj improvizovaný design baterky pomocí horkého lepidla a současně zlepšit izolaci kontaktních skupin. Spínací tlačítko je umístěno na boku těla svítilny. Autor nalepil hlavní prvky obvodu jeden na druhý z jednoho z konců. Uzavíracím prvkem zůstává LED, která může být vylepšena ochranným sklem nebo reflektorem.
I přes nevzhledný vzhled zařízení, vhodného pouze pro laboratorně-experimentální domácí produkty, je taková baterka docela funkční a příležitostně nenechá temnotu zmizet. Je snadné sestavit takový obvod doma a s minimálními náklady. A naprostá absence baterií z něj dělá skutečně užitečné zařízení pro různé nouzové situace.
