Автор: Markus Protze, Cursdorf, Германия

Фонарь без батарейки не подведет

Время от времени попадается реклама карманных фонарей, для питания которых достаточно взболтать эти агрегаты.
Здесь используется электрическая индукция. Когда в переменном магнитном поле находится проводник, в нем перемещаются частицы, несущие заряд - возникает напряжение.
Проще всего реализовать этот принцип при движении постоянного магнита. А если проводник представляет собой не просто проволоку, а катушку, то магнитное поле будет пронизывать каждый ее виток - соответственно, на концах провода, свитого в катушку, индуцируется заметное напряжение. "Тряска", таким образом, позволяет за счет быстрого перемещения магнита внутри катушки создать электрическую энергию.

Сама по себе идея отлично подходит для карманных фонариков - ведь батарейки в них садятся именно тогда, когда они бывают нужны - например, при перебоях с электроснабжением или подобных оказиях, а небольшого напряжения, индуцируемого за счет встряски, достаточно для работы таких современных источников света, как светодиоды.
Вот и у меня какое-то время назад была такая лампа. К сожалению, быстро выяснилось, что прибор годился только для выманивания денег у невнимательных покупателей. Наряду с катушкой, магнитом и аккумулятором для энергии, получаемой от тряски фонаря, в нем были спрятаны две часовых батарейки приличного размера.
Это были два обычных литиевых элемента питания, которые нельзя заряжать. Обе батарейки были последовательно соединены с аккумулятором, зарядка которого осуществлялась за счет встряски. В результате энергия, получаемая от тряски фонаря, использовалась, однако после того, как "сядут" спрятанные батарейки, можно было оттрясти себе руку - это не заставило бы фонарь работать.
Мне оставалось отправить покупку обратно продавцу с пометкой "товар не понравился". Я не хочу критиковать изготовителей качественных карманных фонарей, основанных на этом принципе - ведь наверняка есть и такие, хотя, я думаю, продаются они за хорошие деньги и в специализированных магазинах. Но лично для меня этот опыт стал поводом добавить в мой очередной заказ на supermagnete.de магнит-пруток, чтобы самому поэкспериментировать с током от тряски.

Когда я получил заказанный супермагнит, я сразу же начал проводить первые эксперименты - для начала с куском обычной пластиковой водопроводной трубы.
Катушку я намотал на нее на глаз. Возникающий ток требовалось сделать однонаправленным и аккумулировать. Для первой задачи я нашел в своем ящике с деталями несколько диодов Шоттки SB540. Хотя для нужной мне цели использовать их и "слишком жирно", но у них желаемое в моем случае малое падение напряжения по сравнению с обычными кремниевыми диодами. При высоком падении диоды сами потребляли бы значительное напряжение.
Чтобы использовать индуцированное напряжение наилучшим образом, я сделал выбор в пользу мостовой схемы соединения с четырьмя диодами. Для сохранения энергии могут служить маленькие аккумуляторы или электролитные конденсаторы. Методом проб и ошибок я пришел к использованию т.н. электролитных конденсаторов GoldCap - их олтичает большая мощность при малых размерах.
После того, как первые опыты принесли очень обнадеживающие результаты, я начал продумывать профессиональный вариант конструкции.

pu688.pdf

Вот схематическая зарисовка моей идеи.

pu689.pdf

Одного знакомого с токарным станком я попросил проделать в толстостенной пластиковой трубе канавки и выточить кусок трубы спереди.
При этом в канавке толщиной 20 мм. будет намотана катушка из медной проволоки толщиной 0,1 мм. В три канавки толщиной по 10 мм. я собирался встроить 4 диода Шоттки, чтобы сделать ток однонаправленным.
В расточенном переднем участке трубы я хотел разместить конденсатор GoldCap (1F; 5,5V).



Для наматывания катушки используется медленно вращающаяся ось мотора-редуктора.



Все части конструкции перед сборкой, катушка уже покрыта защитным лаком и изоляцией в целях безопасности.

Внутри трубы должен свободно перемещаться магнит-пруток.
Для этого я изготовил из латуни два наконечника, просверлив в них отверстия для закрепления на концах трубы. Для фиксации кусков латуни я использовал две алюминиевых заклепки - стальные штифты сильно притягивали бы магнит, так что трясти его не получилось бы.
Чтобы при тряске магнит не слишком жестко бил по латунным ограничителям, я добавил в конструкцию две прокладки из пористого материала.



На этом фото - диоды и кнопка, которая позднее должна включать освещение.



Пластина с четырьмя светодиодами, встроенными над конденсатором внутри корпуса. Впоследствии светодиоды были заменены Osram PowerTopLEDS, чтобы получить еще больше света.



На этом фото фонарь полностью собран и готов к использованию.



Завершающее испытание - хотя дело было в первой половине дня, фотокамеру "слепит" ...



После того, как фонарик был готов, не представило сложности заодно использовать магнит внутри для его подвешивания. К сожалению, магнит несколько слабоват, чтобы самостоятельно удерживать тяжелый светильник через стенки трубки толщиной почти 10 мм. Но если немного подсобить извне, не будет проблемой повесить фонарь на шурупе от дверного проема мастерской. Вот использованный для поддержки Q-40-20-10-N - слева без фонарика, справа с фонариком.

Использованы артикулы: S-10-40-N Q-40-20-10-N


http://tehnotok.ru

[Ektomorf]

 Сообщение от ;38431 :

Методом проб и ошибок я пришел к использованию т.н. электролитных конденсаторов GoldCap - их олтичает большая мощность при малых размерах.

 Сообщение от ;38431 :

В расточенном переднем участке трубы я хотел разместить конденсатор GoldCap (1F; 5,5V).

Это называется ионистор

[pomka]

у меня есть такой покупной, в принципе он нормальный, только линза хреноватая
я поставил в него рефлектор от http://www.garinlight.ru/de..., вошел он нормально, только крышка не прикручивалась, что я исправил насаживание Н-ного кол-ва резиновых колечек