בעולם שלנו, לא מעט אנשים עוסקים בניסויים תוצרת בית במעבדות ביתיות ובסדנאות. עבור חלק, זוהי דרך לבסס את עצמם, עבור אחרים, זו רצון לפתח את היכולות שלהם. אז מה אם זה ניסוי שעשוי מחלקים מודבקים בחופזה. העיקר שהמכשיר או המעגל פועלים. היום ננתח בדיוק המצאה כזו, שנעשתה כמעט על הברכיים. עם זאת, הוא מבוסס על עקרונות וחוקי פיזיקה בלתי מעורערים שאי אפשר להכחיש אותם.
נדבר על פנס שעובד ללא סוללות. אולי מישהו כבר ראה באינטרנט את הגנרטור הפשוט ביותר של פאראדיי, שמאפשר לך להצית דיודה פולטת אור. מכלולים מסוללה כמעט מתה, אוטומטי שנאי וטרנזיסטור, המסוגלים להפעיל במתח התחלתי של עשיריות וולט דיודה פולטת אור גם על 3V כבר לא נדיר.
כאן הלך המחבר קצת יותר רחוק, ביצע מודרניזציה של מעגל המכשיר, הוסיף מיישר, קבל-על (יוניסטור), התנגדות וביטול מוחלט של מקור הכוח.כתוצאה מכך, פעולת הפנס הפכה יציבה ויעילה הרבה יותר. ואם תנערו את המארז לכמה דקות, ניתן לטעון אותו לאורך זמן לד. איך זה עובד? בוא נבין את זה.
עקרון הפעולה
המכשיר מורכב ממספר משרנים שתוכלו להרכיב בעצמכם. המשרן הראשוני משמש למעשה כמקור כוח או מחליף לחלוטין את מקבילו הרגיל - הסוללה. עקב תנועת מוט של מגנטים קבועים בו, מושרה זרם חשמלי. עקב תנועות התנודות בשדה המגנטי, נוצרים גלים חשמליים הבוקעים מהסליל בתדר מסוים. מיישר או גשר דיודה עוזר לייצב אותם ולהמיר אותם לזרם ישר.
ללא קיבולת אחסון, מכשיר כזה יצטרך לנער כל הזמן, ולכן האלמנט הבא במעגל הוא קבל-על שניתן להטעין מחדש כמו סוללה. לאחר מכן, מחברים שנאי שלב או ממיר מתח, המורכב מסליל פריט טורואידי ושתי פיתולים - בסיס ואספן. מספר הסיבובים יכול להיות זהה, והוא בדרך כלל 20-50. לשנאי יש נקודת חיבור אמצעית בקצוות מנוגדים של שני הפיתולים, ושלוש יציאות לטרנזיסטור. השנאי האוטומטי מגדיל את פעימות הזרם הזעירות לכמות מספיקה לפעולה לד, וטרנזיסטור דו קוטבי מחובר לשלוט בהם. למעגל חשמלי דומה יש שמות שונים במקורות שונים: גנב ג'ול, מחולל חסימה, מחולל פאראדיי וכו'.
בסיס המשאבים הדרוש למוצרים תוצרת בית
חומרים:
- צינור PVC, קוטר 20 מ"מ;
- חוט נחושת, קוטר - 0.5 מ"מ;
- טרנזיסטור הולכה הפוכה בהספק נמוך;
- מגנטים ניאודימיום הם עגולים, בגודל 15x3 מ"מ;
- גשר דיודה או מיישר 2W10;
- נַגָד;
- קבל-על או יוניסטור 1F 5.5V
- כפתור מחליף;
- דיודה פולטת אור לבן או כחול ב-5V;
- דבק שקוף מסוג שרף אפוקסי;
- דבק חם;
- חתיכות של דיקט, צמר גפן;
- בידוד חיווט נחושת.
- מלחם;
- אקדח דבק חם;
- מסור מתכת;
- קובץ, נייר זכוכית.
תהליך ייצור פנס
את גוף הפנס נכין מצינורות PVC. סמנו קטע באורך 16 ס"מ וחתכו אותו בעזרת מסור.
ממרכז הקטע נסמן 1.5 ס"מ לכל כיוון. כך נוצר אזור מתפתל ברוחב 3 ס"מ.
לאחר מכן, ניקח חוט נחושת בחתך רוחב של 0.5 מ"מ, משאירים קצה אחד באורך של כ-10-15 ס"מ ומלפפים את החוט על צינור גוף הפנס לפי הסימונים באופן ידני. תצטרך לסובב די הרבה, יותר מחצי אלף סיבובים. את הכמה הראשונים מהם ניתן לתקן עם דבק. אנו לוחצים את השורה הראשונית של הסלילים בחוזקה זה כנגד זה, ועושים אותה עקבית בהחלט.
בנקודות המקסימליות שלו, הפיתול צריך להיות בעובי של כחצי ס"מ. אנו מנקים את שני קצוות החוט עם נייר זכוכית להלחמה אמינה.
הליבה המגנטית הנעה של הסליל יכולה להיות מוצקה או מורכבת בחלקים. מגנטים ניאודימיום נבחרים בהתאם לקוטר הפנימי של צינור ה-PVC. האורך הנדרש של המוט המגנטי מתקבל בניסוי, באמצעות תנודותיהם יווצר זרם חשמלי.
המחבר השתמש בעשרה מגנטים בעובי 3 מ"מ כדי להשיג אורך רציונלי ככל האפשר לרעידות כאלה, ובו בזמן שווה לרוחב הפיתול.
בסולם האוסילוסקופ ניתן לראות את ההבדל בין הפוטנציאלים המתקבלים מרטט של מגנט אחד לעשרה. המחבר קיבל מתח של 4.5V מהתנודות של המוט המגנטי. זה גם מראה בבירור את המחזוריות של הסינוסואיד במרווחים בתדירות משתנה.
בשלב זה, בעקבות הדוגמה של המחבר, ניתן לחבר נורית LED ישירות לקצוות הפלט של הסליל ולבדוק את ביצועיו. כפי שניתן לראות בתמונה, ה-LED מגיב לתנועת המוט המגנטי ולזרם הדופק שהוא יוצר.
עכשיו אתה צריך לחבר את שני קצוות הצינור כדי לא להחזיק אותם עם הידיים תוך כדי ניעור. כדי לעשות זאת, השתמש באותו מסור כדי לחתוך כמה כתמי דיקט, עבד את הקצוות עם קובץ, רפד אותם בצמר גפן בצד האחורי כדי לרכך אותם, והנח אותם על דבק כדי שלא ייפלו החוצה.
זה הזמן לחבר את המיישר. התרשים המוצג בתמונה מראה אילו שניים מארבעת המגעים שלו מחוברים לסליל. גשר דיודה כזה מסוגל לקבל זרם חילופין ולהעביר זרם ישר בכיוון אחד בלבד.
שנאי אוטומטי מוגבר יעזור להמיר פולסים ספונטניים נמוכים מהסליל הראשוני למתח מספיק כדי להפעיל את ה-LED עקב ההשראה העצמית של אחד הפיתולים - הקולט. מכיוון שהוא מחובר לפיתול הבסיס, יסופק לקבל העל זרם חשמלי קבוע ויציב בכמות מספקת. הנגד יגביל את עודף הערכים המותרים. קבל בעל קיבולת מספקת נבחר גם על ידי המחבר בניסוי תוך שימוש במדידות של אותות יוצאים עם אוסילוסקופ.
מעגל זה נסגר על ידי טרנזיסטור דו-קוטבי הפוך, השולט בזרם החשמלי הנכנס ל-LED.אתה יכול להרכיב את המעגל ללא לוח, מכיוון שאין הרבה חלקים. אנו מרכיבים את כפתור המתג על אחד מהמגעים המגיעים מהשנאי האוטומטי.
המחבר בחר להרכיב את עיצוב הפנס המאולתר שלו באמצעות דבק חם, ובו זמנית לשפר את הבידוד של קבוצות המגע. כפתור המתג ממוקם בצד גוף הפנס. המחבר הדביק את המרכיבים העיקריים של המעגל אחד על גבי השני מאחד הקצוות. אלמנט הסגירה נשאר LED, שניתן לשפר עם זכוכית מגן או רפלקטור.
למרות המראה המכוער של המכשיר, המתאים רק למוצרים תוצרת בית ניסויים במעבדה, פנס כזה הוא די פונקציונלי ולעיתים לא ייתן לחושך להיעלם. קל להרכיב מעגל כזה בבית ובעלות מינימלית. והיעדר מוחלט של סוללות הופך אותו למכשיר שימושי באמת למצבי חירום שונים.
