Superkondensator bezużyteczna maszyna lub dialog z inteligentnym facetem: 7 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Bystry gość. Co?! Bezużyteczna maszyna! Ponownie! Setki, tysiące z nich zapychających kanały YouTube to za mało?

Pogmatwany widok. Większość z nich wykonana jest za pomocą przełącznika, ten ma rocker.

SG. Więc co? Wszyscy wiedzą, że działają tak samo. I już zbudowałeś Maszynę z przełącznikiem kołyskowym. Po co się powtarzać?

Jv. Ten ma inny zestaw elementów elektrycznych i specjalny schemat.

SG. Naprawdę? Pozwól nam zobaczyć.

Krok 1: Poznaj bohatera

Jv. Oto nasz bohater. To superkondensator, który mimo niewielkich rozmiarów ma pojemność 0,1 Farada. Dla porównania spójrz na drugie zdjęcie, które jest pokazane obok tradycyjnego kondensatora elektrolitycznego. Pomimo porównywalnych rozmiarów, elektrolit ma pojemność 470 mikrofaradów (200 razy mniej)!

SG. Ale ten kondensator elektrolityczny może wytrzymać napięcie 25 V w porównaniu do 5,5 V dla twojego "bohatera".

Jv. To prawda, ale i tak różnica nie jest tak duża w porównaniu z pojemnością.

SG. Jesteś tak dumny, że ludzie mogą pomyśleć, że jesteś jego wynalazcą. Jak to się ma do bezużytecznej maszyny?

Jv. Niestety, to nie ja wynalazłem superkondensator. Ale zróbmy kolejny krok, a pokażę Ci, jak to się wiąże z bezużyteczną maszyną.

Krok 2: Schematy obwodów

Jv. Oto schematy maszyny z kondensatorem. Górny diagram pokazuje, jak to działa, gdy maszyna jest włączona. Przełącznik łączy silnik z akumulatorem, a silnik przesuwa ramię do przodu; prąd elektryczny płynie przez obwód diody i przekaźnika, zamontowanych równolegle do silnika. Przekaźnik jest zmuszony do zamknięcia swojego normalnie otwartego styku. Poprzez ten styk (i mały rezystor) kondensator jest podłączony do akumulatora i otrzymuje pewne ładowanie.

SG. OK, teraz rozumiem. Gdy ramię cofa przełącznik, silnik jest odłączony od akumulatora, ale podłączony do kondensatora w odwrotnej polaryzacji. Silnik obraca się do tyłu i przywraca ramię do pierwotnego stanu. Dioda pozostaje teraz w przeciwnym kierunku na drodze prądu elektrycznego, więc styk przekaźnika pozostaje otwarty, a kondensator jest odłączony od akumulatora. Większość kondensatorów ładowania traci, gdy zapewnia ruch silnika, reszta rozprasza się na uzwojeniu zatrzymanego silnika.

Jv. Dokładnie tak. I podoba mi się słowo, którego użyłeś: „rozprasza”.

Krok 3: Komponenty

Jv. Poniżej lista z komponentami:

• Motoreduktor Solarbotic GM17.
• Superkondensator NEC 0,1 F 5,5 V.
• Dioda Schottky'ego 1N5817
• Przekaźnik 5 V (NRP04-C50D, elektronika Frys)
• Przełącznik kołyskowy Philmore'a. (elektronika Frysa)
• Rezystor 5 Ohm, 0,5 W
• Cztery akumulatorki 1,2 V (dowolny typ).

Dodatkowo potrzebny jest przewód, uchwyt na baterie, płytka stykowa do mocowania elementów i ich okablowania.

SG. Klasyczna bezużyteczna maszyna składa się z czterech głównych elementów: akumulatora, silnika, przełącznika DPDT i mikroprzełącznika. W twoim projekcie jest siedem. Zamieniłeś jeden mikroprzełącznik na kondensator, przekaźnik, diodę i rezystor. Czy to w ogóle ma sens?

Jv. Wierzę, że tak. Ale najpierw zbudujmy maszynę, a potem wyjaśnię.

Krok 4: Wymiary

Jv. Oto kilka wymiarów głównych elementów mechanicznych: ramię, obudowa silnika.

SG. Czy zamierzasz to wydrukować w 3D?

Jv. Niestety nie mam drukarki 3D i nie posiadam potrzebnych umiejętności. Ramię wykonałem ze sklejki, a obudowę z elementów drewnianych.

Krok 5: Pokrywka

Jv. Oto rysunek pokrywy, gdzie wszystko powinno być zamontowane.

SG. Czy masz zamiar dostarczyć plan pudełka i szczegółową instrukcję kompilacji. Jv. Nie. Samo pudełko służy tylko do dekoracji. To, co potrzebuje maszyna do pracy, zostanie zamontowane na pokrywie.

SG. W każdym razie to prawdopodobnie nie jest potrzebne. Mało prawdopodobne, że ktoś będzie chciał to powtórzyć.

Krok 6: Montaż maszyny

Jv. Oto w pełni zmontowana maszyna. Obudowa silnika mocowana do pokrywy za pomocą dwóch śrub, wyłącznik wsuwany w otwór pokrywy, płytka stykowa i uchwyt baterii mocowany do pokrywy na rzep.

SG. Wygląda OK. Właściwie spodziewałem się po tobie czegoś bardziej brzydkiego. Ale czy to naprawdę działa?.

Krok 7: Uruchamianie maszyny

Jv. Działa i całkiem niezawodnie. Jako dowód tutaj jest klip.

SG. Teraz rozumiem twój punkt widzenia. Gdy maszyna jest wyłączona, możesz ręcznie obrócić ramię. Nie jest to możliwe w przypadku maszyny z mikroprzełącznikami.

Jv. Dobrze. W przypadku bezużytecznej maszyny fajnie jest całkowicie odłączyć się od zasilania pod koniec cyklu. Innymi słowy wyłączona maszyna musi być martwa. Ale widać wyraźnie na klipie z klasyczną bezużyteczną maszyną (od 19 sekundy), że to nie do końca prawda. Tester próbuje podnieść pokrywę, ale ten zwalnia mikroprzełącznik i włącza silnik. Ta maszyna nie jest martwa, po prostu udaje martwą. Inaczej jest w przypadku prezentowanej tutaj maszyny.

SG. Czy to naprawdę ważne?

Jv. Dla mnie tak. Ale mówiąc poważnie uważam, że bezużyteczna maszyna ma ogromny potencjał edukacyjny. Jaki jest najlepszy sposób na zapoznanie uczniów z nauką o elektryczności i mechanice? Z tego punktu widzenia więcej komponentów jest lepszych niż mniej.

SG. OK, OK, prawie mnie przekonałeś. Ale następnym razem możesz zrobić coś choć trochę przydatnego?

Jv. Pomyślę o tym.