في عالمنا، يشارك الكثير من الأشخاص في تجارب محلية الصنع في المختبرات المنزلية وورش العمل. بالنسبة للبعض، هذه وسيلة لتأكيد أنفسهم، بالنسبة للآخرين - الرغبة في تطوير قدراتهم. فماذا لو كانت تجربة مصنوعة من أجزاء تم لصقها على عجل. الشيء الرئيسي هو أن الجهاز أو الدائرة تعمل. اليوم سنقوم بتحليل مثل هذا الاختراع، الذي تم إجراؤه عمليا على ركبنا. ومع ذلك، فهو يقوم على مبادئ لا تتزعزع وقوانين فيزيائية لا يمكن إنكارها.
سنتحدث عن مصباح يدوي يعمل بدون بطاريات. ربما يكون شخص ما قد رأى بالفعل على الإنترنت أبسط مولد فاراداي، والذي يسمح لك بإشعال صغير الصمام الثنائي الباعث للضوء. تجميعات من بطارية شبه ميتة، ومحول ذاتي، وترانزستور، قادرة على التشغيل بجهد أولي يبلغ أعشار فولت الصمام الثنائي الباعث للضوء على 3V لم يعد أيضًا غير شائع.
هنا ذهب المؤلف إلى أبعد من ذلك بقليل، حيث قام بتحديث دائرة الجهاز وإضافة مقوم ومكثف فائق (الأيونيستور)، المقاومة والقضاء التام على مصدر الطاقة.ونتيجة لذلك، أصبح تشغيل المصباح اليدوي أكثر استقرارًا وكفاءة. وإذا قمت بهز الحافظة لبضع دقائق، فيمكن شحنها لفترة طويلة قاد. كيف تعمل؟ دعونا معرفة ذلك.
مبدأ التشغيل
يتكون الجهاز من عدة محاثات يمكنك تجميعها بنفسك. يعمل المحث الأساسي في الواقع كمصدر للطاقة أو يستبدل تمامًا نظيرته المعتادة - البطارية. نتيجة لحركة قضيب من المغناطيس الدائم فيه، يتولد تيار كهربائي. وبسبب الحركات التذبذبية في المجال المغناطيسي، تتولد موجات كهربائية تنبعث من الملف بتردد معين. يساعد المقوم أو جسر الصمام الثنائي على تثبيتها وتحويلها إلى تيار مباشر.
بدون سعة تخزين، سيتعين اهتزاز مثل هذا الجهاز باستمرار، وبالتالي فإن العنصر التالي في الدائرة هو مكثف فائق يمكن إعادة شحنه مثل البطارية. بعد ذلك، يتم توصيل محول تصاعدي أو محول جهد، والذي يتكون من ملف من الفريت حلقي ولففين - القاعدة والمجمع. يمكن أن يكون عدد الدورات هو نفسه، وعادة ما يكون 20-50. يحتوي المحول على نقطة اتصال وسطى عند الطرفين المتقابلين لكلا الملفين، وثلاثة مخارج للترانزستور. يقوم المحول الذاتي بزيادة نبضات التيار الصغيرة إلى نبضات كافية للتشغيل قادويتم توصيل ترانزستور ثنائي القطب للتحكم بها. دائرة كهربائية مماثلة لها أسماء مختلفة في مصادر مختلفة: جول لص، مولد مانع، مولد فاراداي، إلخ.
قاعدة الموارد اللازمة للمنتجات محلية الصنع
مواد:
- الأنابيب البلاستيكية، قطر 20 ملم؛
- الأسلاك النحاسية، القطر – 0.5 مم؛
- ترانزستور التوصيل العكسي منخفض الطاقة؛
- مغناطيس النيوديميوم مستدير، مقاس 15 × 3 مم؛
- جسر الصمام الثنائي أو المعدل 2W10؛
- المقاوم؛
- مكثف فائق أو الأيونيستور 1ف 5.5 فولت
- زر التغيير؛
- الصمام الثنائي الباعث للضوء أبيض أو أزرق عند 5 فولت؛
- مادة لاصقة من نوع راتنجات الايبوكسي الشفافة؛
- الغراء الساخن؛
- قطع من الخشب الرقائقي، والصوف القطني؛
- عزل الأسلاك النحاسية.
- لحام حديد؛
- مسدس الغراء الساخن؛
- منشارا للمعادن.
- ملف، ورق زجاج.
عملية صنع المصباح
سنصنع جسم المصباح من الأنابيب البلاستيكية. حدد قطعة بطول 16 سم واقطعها بالمنشار.
من وسط القطعة نحدد 1.5 سم في كل اتجاه. وينتج عن ذلك مساحة متعرجة بعرض 3 سم.
بعد ذلك، نأخذ سلكًا نحاسيًا بمقطع عرضي 0.5 مم، ونترك أحد طرفيه بطول حوالي 10-15 سم، ونلف السلك يدويًا على أنبوب جسم المصباح اليدوي وفقًا للعلامات. سيكون عليك أن تقوم بالرياح كثيرًا، أكثر من نصف ألف دورة. يمكن إصلاح القلة الأولى منها بالغراء. نضغط الصف الأولي من الملفات بإحكام على بعضها البعض، ونجعلها متسقة تمامًا.
في أقصى نقاطه، يجب أن يكون سمك اللف حوالي نصف سنتيمتر. نقوم بتنظيف طرفي السلك بورق الصنفرة من أجل لحام موثوق.
يمكن أن يكون القلب المغناطيسي المتحرك للملف صلبًا أو مجمعًا في أجزاء. يتم اختيار مغناطيس النيوديميوم وفقًا للقطر الداخلي لأنبوب PVC. يتم الحصول على الطول المطلوب للقضيب المغناطيسي بشكل تجريبي، من خلال الاهتزازات التي سيتم إنشاء تيار كهربائي.
استخدم المؤلف عشرة مغناطيسات بسمك 3 مم للحصول على طول معقول قدر الإمكان لمثل هذه الاهتزازات، وفي نفس الوقت يساوي عرض الملف.
على مقياس الذبذبات، يمكنك رؤية الفرق بين الإمكانات التي تم الحصول عليها من اهتزازات مغناطيس واحد وعشرة مغناطيس. تلقى المؤلف جهدًا قدره 4.5 فولت من تذبذبات القضيب المغناطيسي. كما يُظهر بوضوح دورية الجيوب الأنفية على فترات متفاوتة التردد.
في هذه المرحلة، باتباع مثال المؤلف، يمكنك توصيل مؤشر LED مباشرة بأطراف خرج الملف والتحقق من أدائه. كما ترون في الصورة، يتفاعل مؤشر LED مع حركة القضيب المغناطيسي وتيار النبض الذي ينشئه.
أنت الآن بحاجة إلى توصيل طرفي الأنبوب حتى لا تمسكهما بيديك أثناء الاهتزاز. للقيام بذلك، استخدم نفس المنشار لقطع عدة بقع من الخشب الرقائقي، وقم بمعالجة الحواف بملف، وقم بتبطينها بالصوف القطني على الجانب الخلفي لتنعيمها، ثم ضعها على الغراء حتى لا تسقط.
حان الوقت لتوصيل المعدل. يوضح الرسم التخطيطي الموضح في الصورة أي اثنين من جهات الاتصال الأربعة متصلان بالملف. إن جسر الصمام الثنائي هذا قادر على استقبال التيار المتردد وتوصيل التيار المباشر في اتجاه واحد بدقة.
سيساعد المحول الذاتي المتصاعد على تحويل النبضات التلقائية المنخفضة من الملف الأساسي إلى جهد كافٍ لتشغيل مؤشر LED بسبب الحث الذاتي لأحد اللفات - المجمع. نظرًا لأنه متصل بالملف الأساسي، سيتم توفير تيار كهربائي ثابت ومستقر للمكثف الفائق بكمية كافية. سيحد المقاوم من فائض القيم المسموح بها. كما تم اختيار مكثف ذو سعة كافية من قبل المؤلف بشكل تجريبي باستخدام قياسات الإشارات الصادرة باستخدام راسم الذبذبات.
يتم إغلاق هذه الدائرة بواسطة ترانزستور عكسي ثنائي القطب، والذي يتحكم في التيار الكهربائي الوارد إلى LED.يمكنك تجميع الدائرة بدون لوحة، حيث لا يوجد الكثير من الأجزاء. نقوم بتثبيت زر التبديل على إحدى جهات الاتصال القادمة من المحول التلقائي.
اختار المؤلف تجميع تصميم المصباح اليدوي المرتجل باستخدام الغراء الساخن، مع تحسين عزل مجموعات الاتصال في نفس الوقت. يقع زر التبديل على جانب جسم المصباح. قام المؤلف بلصق العناصر الرئيسية للدائرة الواحدة فوق الأخرى من أحد الأطراف. يبقى عنصر الإغلاق هو LED، والذي يمكن تعزيزه بزجاج واقي أو عاكس.
على الرغم من المظهر القبيح للجهاز، فهو مناسب فقط للمنتجات محلية الصنع التجريبية المعملية، إلا أن هذا المصباح اليدوي يعمل تمامًا، وفي بعض الأحيان، لن يسمح للظلام بالاختفاء. من السهل تجميع مثل هذه الدائرة في المنزل وبأقل تكلفة. والغياب التام للبطاريات يجعله جهازًا مفيدًا حقًا لحالات الطوارئ المختلفة.
