Termocentrali Personal: 27 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:29

Termocentrali personal është një pajisje portative që shfrytëzon energjinë elektrike përmes një qelize diellore dhe gjeneratorit të fiksimit të dorës, në një bateri NiMH. Pajisja gjithashtu përfshin një multimetër vizual që monitoron sasinë e energjisë së ruajtur. Termocentrali personal mund të përdoret për të fuqizuar aplikacione deri në 8V në 70 mA. Projektuar nga: Mouna Andraos, Jennifer Broutin, Carmen Trudell me Mike Dory @ Eyebeam për Workshopin e Energjisë Alternative 06.23.07eyebeam ********

Hapi 1: Materialet

Elektronikë Për qarkun e termocentralit 1 - Motori Stepper (Japoni Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - Paneli diellor (8V) 1 - Bateri NiMH (7.2V, 70 mA) 8 - 1N4001 Diodat3 - Terminalet 1 - 5 kokë kokë mashkull 18 ose 20 matës tela të fortë (e kuqe, e zezë, blu, jeshile) Për multimetrin vizual1 - LED të kuq, 1.5V1 - LED të verdhë, 1.5 V1 - LED të gjelbër, rezistencë 1.5 V1 - 100 Ohm1 - Rezistencë 150 Ohm1 - 1N4730 (3.9V) diodë zener1 - 1N4733 (5.1V) zener dioda1 - 1N4737 (7.5V) zener dioda1 - ndërprerës i çastit Pajisje kompjuterike 1 - 2.5 "x1.75" PCB prototipimi i bordit 1 - Diagrami i tabelës së shtypur (shkarkoni pdf më poshtë) Diagrami i qarkut skematik për referencë (shkarkoni pdf më poshtë) Pjesët Modeli i rastit. - #4 bulona me vida makine Shablloni i veshjes (sipas dëshirës, shkarkoni dwg/pdf më poshtë) 1 - 4 pleksiglas me fletë 1 "4" x5 "x1/8" për ingranazhe (opsionale) Pajisje Saldim hekuriSolderMultimeterWith StripperScrewdrivers (Phillips dhe Flathea d) Thikë Exacto dhe Blade Vende për të gjetur furnizime: Depo në shtëpi Radio Shack Dyqan kontejnerësh Elektronikë GoldmineSolarboticsJameco Electronics

Hapi 2: Diagrami i Shtypur i Tabelës

Shtypni një kopje të Diagramit të Pllakës së Shtypur dhe prerë. Vendosni diagramin në anën e Bordit të Prototipimit të PCB pa unaza lidhëse bakri. Diagrami do t'ju tregojë se si t'i vendosni përbërësit tuaj në njërën anë dhe në anën tjetër do t'i bashkoni përbërësit tuaj në tabelën e prototipimit.

Hapi 3: Spiralja 1 Ndreqës

Vendosni 4 nga Diodat 1N4001 në vend siç tregohet më poshtë. Diodat duhet të futen në drejtimin e treguar në Diagramin e Pllakës së Shtypur; përndryshe ata nuk do të funksionojnë siç duhet. Duke vendosur 4 diodat siç tregohet ju jeni duke korrigjuar (duke e kthyer fuqinë nga 2 faza të motorit stepper me 4 faza nga rryma AC në DC) Spiralja 1.

Hapi 4: Korrigjuesi i spirales 2

Vendosni 4 Dioda të tjera 1N4001 në vend siç tregohet më poshtë. Duke vendosur këto 4 dioda siç tregohet ju jeni duke korrigjuar (duke e kthyer fuqinë nga 2 faza të një motori stepper me 4 faza nga rryma AC në DC) Spiralja 2.

Hapi 5: Spiralja 1 & 2 Tela dhe kokë

Pritini dy pjesë të telit blu dhe dy pjesë të telit të gjelbër me shiritat e telit. Shiriti çdo skaj të secilës pjesë të telit. Vendosni telin në vend siç tregohet.

Vendosni kokën mashkullore me 5 kunja siç tregohet, me anën e shkurtër të kunjave drejtuar poshtë në tabelën e prototipit. Kjo është ajo ku motori do të ngjitet në qark.

Hapi 6: Saldimi

Kthejeni bordin dhe filloni të lidhni lidhjet siç tregohet në Diagramin e Pllakës së Shtypur me hekurin dhe saldimin tuaj. Isshtë më e lehtë për t'u bashkuar nëse telat kryqëzohen paraprakisht. Sigurohuni që të bashkoni lidhjet me një sasi të mirë të saldimit. Shmangni nyjet e ftohta (kur saldimi duket mat).

Hapi 7: Përfundoni qarkun Stepper Motor (Generator)

Kur të keni mbaruar bashkimin e qarkut të motorit stepper (gjenerator), pjesa e pasme e bordit tuaj të prototipimit duhet të shfaqet siç tregohet.

Hapi 8: Terminalet

Futni 2 terminale, një në të dy skajet e tabelës së prototipit në drejtim siç tregohet. Nëse vrimat janë shumë të vogla, përdorni Thikën tuaj Exacto për të zmadhuar vrimën. Pritini dy tela me gjatësi 3 (çdo ngjyrë) dhe përdorni shirita teli për të zhveshur telat plotësisht. Këto tela do të kalojnë në anën e kundërt të bordit të prototipit (me unaza lidhëse bakri), nga ana pozitive në anën pozitive të secilit terminal dhe negativ në ana negative e secilit terminal. Terminali në të majtë do të përdoret për të futur tela për baterinë. Terminali në të djathtë do të përdoret për të futur tela për panelin diellor.

Hapi 9: Terminalet e saldimit

Kthejeni mbi bordin e prototipit. Futni telat e zhveshur në vrima siç tregohet (referojuni diagramit të shtypur të tabelës në anën tjetër në të gjithë). Telat mund të futen dhe pastaj të dalin përsëri për t'iu afruar sa më shumë terminalit dhe të mbahen në vend siç tregohet. Lidhni dy nyjet veriore dhe dy jugore të ndreqësve për spiralen 1 & 2 në telat e hapur që kalojnë nga terminali në terminal. Kjo bashkon ndreqësit me terminalet për të përfunduar qarkun për motorin stepper (gjenerator). Sigurohuni që t'i mbani telat e hapur larg lidhjeve të tjera.

Hapi 10: Testimi

Tani jeni gati për të testuar qarkun me motor stepper për t'u siguruar që të gjitha lidhjet tuaja janë ngjitur siç duhet dhe të gjithë përbërësit janë vendosur në mënyrë korrekte.

Futni drejtimet e motorit stepper në kokën mashkullore me 5 kunja. Plumbi i zi i motorit stepper duhet të vendoset në kunjin që nuk është etiketuar Spiralja 1 ose Spiralja 2. Përdorni multimetrin tuaj (të vendosur në tension DC) për të matur tensionin që prodhon gjeneratori kur ktheni boshtin. Vendoseni sondën pozitive (të kuqe) të multimetrit në vidën pozitive të secilit terminal, dhe sonda negative (të zezë) në vidën negative të të njëjtit terminal. Kthimi i boshtit me dorë duhet të japë në afërsi prej 4-8 volt. Nëse nuk po shihni rezultate, këtu janë disa këshilla për zgjidhjen e problemeve: 1) Kontrolloni të gjitha lidhjet e saldimit për t'u siguruar që gjithçka është ngjitur plotësisht dhe e lidhur me njëra -tjetrën. Në të kundërt, sigurohuni që lidhjet që nuk duhet të preken nuk janë së bashku. 2) Sigurohuni që të gjitha diodat të jenë të drejtuara në drejtimin e duhur siç tregohet në diagramin e tabelës së shtypur. 3) Kontrolloni që prizat e motorit të jenë futur siç duhet - tela e zezë nga motori nuk duhet të vendoset në asnjërën nga kunjat e Spirales 1 & 2.

Hapi 11: Multimetri vizual

Multimetri Visual i integruar do t'ju lejojë të shihni se sa energji ruhet nga burimet alternative të energjisë pa pasur nevojë të përdorni një multimetër.

Futni diodat zener në drejtimin e duhur siç tregohet në diagramin e shtypur të tabelës, dhe sipas çelësit siç tregohet në pjesën e poshtme. Numrat në çelës do të korrespondojnë me numrat e shtypur në diodat zener. Futni rezistorët në çarë me ngjyrat përkatëse (në këtë rast drejtimi nuk ka rëndësi). Pritini një copë tela të zezë dhe hiqini të dy skajet, futni pranë rezistorëve siç tregohet. Tjetra futni tre LED -të sipas rendit të shfaqur: jeshile, të verdhë, të kuqe (portokalli).

Hapi 12: Multimetri vizual i saldimit

Ktheni bordin e prototipit dhe lidhni multimetrin vizual në vend siç tregohet. Referojuni skemës së tabelës së shtypur në anën e kundërt. Kaloni telat për t'u mbajtur në vend dhe për të lehtësuar bashkimin. Shmangni lidhjet e ftohta (me pamje mat). Sigurohuni që t'i mbani lidhjet të ndara që nuk duhet të jenë së bashku, pasi kjo zonë është e organizuar fort.

Hapi 13: Testimi i Multimetrit Visual

Provoni Multimetrin Vizual për t'u siguruar që po funksionon.

Vendosni drejtimet e motorit stepper mbi kokën mashkullore. Kthejeni boshtin e motorit stepper (gjenerator) dhe shihni që LED -të të ndizen në përputhje me rrethanat. Drita jeshile tregon një tension deri në 6 5.6, drita e verdhë tregon një tension deri në 8 6.8. Të dy LED -të përcaktojnë tensionin në varësi të shkëlqimit të tyre. Për shembull, nëse bateria mban 6.1 V, atëherë drita jeshile do të jetë e ndritshme dhe drita e verdhë do të jetë e zbehtë. LED e kuqe (e treguar këtu portokalli) do të ndizet vetëm mbi.2 9.2 volt. Për këtë aplikacion, bateria e përdorur është 7.2 volt dhe 70 mA. Nëse drita LED e kuqe ndizet, bateria është me kapacitet të plotë. Mos vazhdoni të ngarkoni baterinë me LED të kuq të ndezur, përndryshe mund të mbingarkohet dhe mosfunksionojë. Nëse nuk po shihni rezultate, këtu janë disa këshilla për zgjidhjen e problemeve: 1) Kontrolloni të gjitha lidhjet e saldimit për t'u siguruar që gjithçka është ngjitur plotësisht dhe e lidhur me njëra -tjetrën. Në të kundërt, sigurohuni që lidhjet që nuk duhet të preken nuk janë së bashku. 2) Sigurohuni që të gjitha diodat zener janë drejtuar në drejtimin e duhur siç tregohet në diagramin e tabelës së shtypur. 3) Kontrolloni numrat në diodat zener për t'u siguruar që janë në rendin e duhur siç tregohet në diagramin e tabelës së shtypur. *Në këtë imazh ne shtuam një çelës dhe e lidhëm baterinë herët (dhe më pas i hoqëm ato) për të parë se si funksiononte. Kjo nuk është e nevojshme, por është argëtuese.

Hapi 14: Kaloni dhe Terminali Momental i Solder

Pritini 2 gjatësi të gjata tela të kuqe dhe dy gjatësi të gjata tela të zeza. Shiriti të dy skajet e secilit tel. Përfundoni një fund të një teli të kuq dhe një fund të një teli të zi në kthesat e ndërprerësit të çastit. Përfundoni një fund të një teli të kuq dhe një fund të një teli të zi në kabllot e terminalit. Bashkojini 4 telat në prizat. Ndërprerësi momental do të ndezë multimetrin vizual dhe terminali do të përdoret si dalje për termocentralin personal.

Hapi 15: Paneli Diellor i Salduar

Pritini 2 tela të gjata, një të kuqe dhe një të zezë. Rripni të dy skajet e secilit tel me shiritat e telave. Ngjitni skajin e telit të zi në plumbin negativ në panelin diellor (duhet të tregohet në panel me "-"). Ngjitni një fund të telit të kuq në plumbin pozitiv në panelin diellor (duhet të tregohet në panel me "+").

Hapi 16: Rasti: Hapjet

Përdorni modelin e rastit të dhënë (i shkarkueshëm në hapin 1) për të përcaktuar dhe prerë vrimat e nevojshme për përbërësit. Ne përdorëm një prestar lazer për të shënuar vrimat për saktësinë (pasi ky lloj akriliku nuk i pëlqen të pritet në prestarin lazer), dhe më pas shpuam vrimat në përputhje me rrethanat.

Hapi 17: Ingranazhet (opsionale)

Ky hap nuk është i nevojshëm, por është një shtesë e mirë për termocentralin personal. Ingranazhet ndihmojnë në rrotullimin më të shpejtë të boshtit të motorit stepper, duke dhënë më shumë fuqi.

Përdorni modelin e ingranazheve të dhënë (shkarkoni në hapin 1) për të prerë një ingranazh të vogël dhe të madh në një fletë pleksiglasi 4 "x5" x1/8 ". Ne përdorëm një prestar lazer, pasi kjo është shumë më e saktë. Meqenëse këto ingranazhe kanë të vogla dhëmbëzues, ne nuk rekomandojmë prerjen me dorë. Një alternativë për këtë grup ingranazhesh është të blini ingranazhe të gatshme.

Hapi 18: Rasti: Stepper Motor dhe Small Gear

Futni motorin stepper në kuti siç tregohet me vida të motorit të drejtuara jashtë kutisë. Bashkojini vidhat në kasë me 2 bulona të vidave të makinës. Vendosni një rondele #10 në boshtin e motorit që del nga kutia, dhe pastaj vendosni ingranazhin e vogël (opsional) në krye siç tregohet.

Hapi 19: Rasti: ingranazh i madh (opsional)

Futni shtyllën e vidës lidhëse 3/16 "x1" midis kasës dhe ingranazhit të madh në vrimën në buzë të ingranazhit të madh siç tregohet. Përfundoni scew në shtyllë. Kjo do të jetë doreza për të kthyer ingranazhin.

Pastaj futni shtyllën e një vidhe lidhëse 3/16 "x1/4" brenda kutisë dhe përmes vrimës siç tregohet. Vendosni një rondele #10 SAE mbi shtyllë dhe më pas vendosni veshjen e madhe në krye. Përfundoni duke mbështjellë vidën në shtyllë. Provoni ingranazhet me dorezë për të parë se sa mirë funksionojnë!

Hapi 20: Rasti: Paneli Diellor

Futni Panelin Diellor brenda kutisë siç tregohet me anën e qelizës të drejtuar nga jashtë. Merrni shtyllat nga dy vida lidhëse 3/16 "x1/4" dhe rrëshqisni një rondele #10 SAE në secilën. Vendosni shtyllat brenda kasës dhe rrëshqitini nëpër vrimat në të dyja anët e panelit diellor. Fiksoni vidhat në shtyllat e tyre përkatëse.

Hapi 21: Rasti: Ndërroni dhe Terminalin

Futni çelësin momental dhe terminalin në hapjet siç tregohet. Drejtuesit duhet të jenë brenda rastit.

Hapi 22: Rasti: Bordi i Prototipimit dhe Bateria

Vendosni Bordin tuaj të Prototipit me qark të përfunduar brenda kutisë siç tregohet. Shirit me shkumë mund të përdoret për të siguruar qarkun në pjesën e brendshme të kutisë pasi të jenë bashkangjitur prizat nga bateria, qeliza diellore, motori stepper dhe terminali i daljes. Sigurohuni që të mos ngjitni ndonjë lidhje të ngjitur.

Vendoseni baterinë në pjesën e poshtme të kutisë, pranë motorit stepper siç tregohet. Sigurohuni me shirit shkumë pasi lidhjet janë bashkangjitur në qark.

Hapi 23: Terminali i daljes së saldimit

Merrni prizat pozitive (të kuqe) dhe negative (të zeza) të terminalit të daljes një futje në tabelën e prototipimit në hapësirat e tyre përkatëse siç tregohet. Ngjitni prizat në terminalin e baterisë në anën e kundërt.

Hapi 24: Kaloni Solder

Vendosni prizat nga kaloni në lojëra elektronike siç tregohet (qendra e figurës). Vini re se vendosja pozitive dhe negative nuk ka rëndësi për ndërruesin.

Sigurohuni që të lidhni lidhëset siç tregohet në diagramin e tabelës së shtypur.

Hapi 25: Bashkangjit Panelin Diellor

Lironi vidhat në terminalin për panelin diellor. Vendosni priza nga paneli diellor në hapjet e terminalit me vendosje pozitive dhe negative siç tregohet. Shtrëngoni vidhat dhe kontrolloni që kapëset të mbahen mirë.

Hapi 26: Bashkangjitni baterinë NiMH

Lironi vidhat në terminalin për baterinë NiMH. Vendosni priza nga bateria NiMH në hapjet e terminalit me vendosje pozitive dhe negative siç tregohet. Shtrëngoni vidhat dhe kontrolloni që kapëset të mbahen mirë.

Hapi 27: Përfundoi

Testoni termocentralin tuaj personal për të parë se si funksionon!

Kthejeni fiksin e dorës për pak kohë dhe më pas shtypni butonin në çelës dhe shikoni se si multimetri vizual tregon sasinë e fuqisë që ka bateria. Vendoseni termocentralin tuaj në diell dhe monitoroni sa energji grumbullon. Pastaj përdorni termocentralin tuaj për të fuqizuar pajisjet. Ne mundësuam mini arduino -n tonë me termocentralin, shikoni se çfarë mund të fuqizoni! Ndryshoni termocentralin tuaj që i përshtatet nevojave tuaja. John O'Malley ndryshoi ingranazhet për një pajisje në biçikletën e tij (shiko imazhet më poshtë). Argëtohu!