Ciągle obracający się silnik słoneczny: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Kto nie marzy o stworzeniu urządzenia, które jest w ciągłym ruchu? Nieprzerwany bieg, dzień i noc, lato i zima, zachmurzone niebo i wewnętrzne warunki oświetleniowe. Ten silnik impulsowy działa bardzo długo, może dłużej niż moja żywotność.

Światło na panelu słonecznym ładuje superkondensator za pomocą regulatora niskiego spadku. Czujnik Halla wykrywa magnes wirnika. Impuls przechodzi przez układ kształtowania impulsów, komperator i układ scalony sterownika (3 w jednym) i aktywuje cewkę impulsową.

Dwie kule pochodzą z ramki do haftowania. Łożyska magnetyczne są stosowane w celu zmniejszenia tarcia wału wirnika do minimum. Załatwia to igła do materaca z bardzo ostrą końcówką. Wirnik wykonany jest ze styropianowej kuli i posiada 5 magnesów umieszczonych wokół środka.

Używam bardzo małych układów scalonych SMD (nanopower) o poborze prądu wynoszącym kilkaset nanoamperów. Obwód jest moim projektem, bardzo czułym i stabilnym. Posiada szeroki zakres napięcia zasilania od 1,7 V do 3 woltów.

Kieszonkowe dzieci

• IC: czujnik Halla SM351LT
• Układ scalony: komparator TS881
• IC: XC 6206 LDO
• Panel słoneczny: 5,5 V 90 mA, wystarczą wszystkie panele między 3,5 V a 5,5 V.
• SuperCap: 50 Farad, 3V, wszystko między 10F i 50F wystarczy.
• Cewka z przekaźnika 220V, 12,8k Ohm

• Ramka do haftu o średnicy 12 cm, igła do materaca i styropianowy globus.

• Magnesy neodymowe o średnicy 1 cm i wysokości 2 mm dla wirnika i łożyska

Krok 1: Wideo

Krok 2: obwód elektroniczny

Buduję obwód od podstaw. Oto warunki:

• Wszystkie układy scalone muszą mieć bardzo niską moc
• Czujnik Halla SM351LT, prąd 360nA, napięcie 1,65V - 5,5V.
• Komperator TS881, prąd 210nA, napięcie 0,85V - 5,5V
• XC6206 LDO, prąd 1uA, wejście napięciowe 6V max, wyjście 3V
• Odpowiednik IC: Comperator LMC7215, Hall DRV5032
• Cewka impulsowa z przekaźnika 220V AC o rezystancji 12kOhm

Obracając potencjometrem Rv, można regulować szerokość impulsu w zakresie od 20 do 60 ms. Zdjęcie z oscyloskopu pokazuje impuls wyjściowy z czujnika Halla na żółto. Czerwony kształt to wyjście z TS881 aktywujące cewkę. TS881 wyzwala się na zboczu opadającym i wytwarza na wyjściu ładny, regularny impuls o długości 50 ms. Ten kształtownik impulsów jest bardzo energooszczędny, ponieważ krótszy czas impulsu oznacza mniejszy prąd.

Na schemacie widać również pinout chipów SMD. Uważaj, że są bardzo małe, a lutowanie to umiejętność. Zdjęcia pokazują, jak wykonałem pracę. TS881 jest lutowany na gnieździe DIL8, które sprawdziło się dobrze.

Krok 3: Niektóre szczegóły

Krok 4: Budowa

Podstawą tej konstrukcji jest ramka do haftowania o średnicy 12 cm. W ciągu obrotów kula styropianowa o średnicy 6 cm pełniąca rolę wirnika silnika impulsowego. Jeden pierścień połączony jest z ciężkim dołem. Na tym spoczywa obwód elektroniczny. Tylko czujnik Halla i cewka impulsowa prowadzą do sekcji kuli za pomocą przewodów elektrycznych.

W ramach drugiego pierścienia łożyska są połączone na aluminiowych listwach. Po jednej stronie znajduje się magnes, a po drugiej szklana płytka połączona drugim klejem. Dolna listwa łączy również czujnik Halla i cewkę impulsową grubym drutem miedzianym. Można je ustawić tak, aby uzyskać najlepszy czas dla cewki impulsowej. To bardzo precyzyjna praca.

Wał wirnika to bardzo ostra igła materaca, która stoi na szklanej płycie i jest przyciągana przez magnes. Górna część trzonu nie dotyka szkła, obraca się i jest podciągana przez magnes. To sprawia, że tarcie jest bardzo niskie. Zdjęcia i wideo pokazują szczegółowo, jak wszystko jest wykonane.

Krok 5: Wniosek

To, co chcę pokazać, to bardzo wydajny silnik impulsowy napędzany małym i stabilnym obwodem nanopower. Zasilanie przez mały panel słoneczny i superkondensator jako magazyn energii dowiodły, że ten silnik impulsowy może pracować przez bardzo długi czas. Bez baterii jest wyzwaniem. Umożliwiają to obwody o bardzo niskim poborze mocy i superkondensatory.

To jest projekt badawczy i zabawny. Wiele umiejętności łączy się, aby to zadziałało. Najlepszą częścią jest zabawa z polami sił elektromagnetycznych, magnetycznych i grawitacyjnych. Widać tylko ich zjawiska. Dobre narzędzia i przyrządy pomiarowe ułatwiają rozwiązywanie bieżących problemów na drodze do ciągłości. Na koniec, nie twierdzę, że coś takiego jak perpetuum mobile, wieczny bieg, darmowa energia itp., ale ten projekt zbliża się do tego.