Υπάρχουν πολλές περιπτώσεις που ζείτε έξω από την πόλη, ίσως χρειαστεί μια μικρή ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος για να τροφοδοτήσετε μια συσκευή χαμηλής ισχύος. Για παράδειγμα, για τη λειτουργία ενός συμπαγούς μετεωρολογικού σταθμού, την παρακολούθηση της στάθμης του νερού σε μια δεξαμενή, τον έλεγχο της αυτοματοποίησης ενός θερμοκηπίου, τον φωτισμό έκτακτης ανάγκης μιας διαδρομής κήπου ή ενός μικρού δωματίου και άλλων συσκευών. Για καθένα από αυτά είναι απαραίτητο να υπάρχει μια πηγή τροφοδοσίας - μια μπαταρία, μια μπαταρία ή μια τροφοδοσία δικτύου (PSU). Σε περίπτωση περιοδικού φορτίου της συσκευής, συνιστάται να χρησιμοποιείτε PSU με μπαταρία. Επιπλέον, για τη φόρτιση, χρησιμοποιώντας συσκευές υπό αυτές τις συνθήκες, είναι πολύ ωφέλιμο να χρησιμοποιείτε ανανεώσιμη αιολική ενέργεια, η οποία θα καταστήσει την παροχή ρεύματος οικονομική και αυτόνομη.
Στην περίπτωσή μας, θα εξετάσουμε την επιλογή χρήσης αιολικής ενέργειας για τον φωτισμό έκτακτης ανάγκης σε μια τουαλέτα κήπου, που στέκεται ξεχωριστά στην άκρη του οικοπέδου. Επειδή ο φωτισμός σε αυτό το αντικείμενο δεν είναι απαραίτητος, τότε η χαμηλή ισχύς είναι αρκετή για να λύσει αυτό το πρόβλημα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η μπαταρία φορτίζεται από την αιολική ενέργεια, και στο σκοτάδι της δίνει όπως απαιτείται.
Για να κάνετε μια τροφοδοσία ρεύματος, χρειάζεστε μια ανεμογεννήτρια με ισχύ πολλών βαρών, μια μπαταρία μικρής χωρητικότητας και έναν φορτιστή γι 'αυτήν, μια συσκευή αντιστοίχισης τάσης.
Ανεμογεννήτρια
Ως ηλεκτρογεννήτρια χρησιμοποιείται ένας τροποποιημένος συμπαγής μόνιμος εκκινητής αυτοκινήτου εκκίνησης. Έξοδος γεννήτριας: εναλλασσόμενο ρεύμα με ισχύ 1,0 ... 6,5 W (ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου). Τάση - 1 ... 6 v; ρεύμα - 0.2 ... 1.1 a (στην κλίμακα: μικρή - μέση ταχύτητα ανέμου).
Μια παραλλαγή της μετατροπής ενός εκκινητή σε μια γεννήτρια περιγράφεται στο άρθρο.
Για να οδηγήσει μια ηλεκτρική γεννήτρια, έγινε στρόβιλος τύπου ρότορα με κάθετο άξονα περιστροφής. Αυτή η ανεμογεννήτρια δεν κοστίζει σχεδόν τίποτα και μπορεί εύκολα να γίνει σπίτι συνθήκες. Επιπλέον, ένας τέτοιος στρόβιλος λειτουργεί σχεδόν σιωπηλά και ανεξάρτητα από το πού φυσάει ο άνεμος. Η απόδοση αυτής της τουρμπίνας είναι μικρή, αλλά αυτό αρκεί για τη λειτουργία αυτής της συσκευής. Τα πάντα εξασφαλίζονται από τη διάρκεια της εργασίας και αποδίδουν την απλότητα και την αξιοπιστία του σχεδιασμού. Μια επιλογή κατασκευής τουρμπίνας περιγράφεται στο άρθρο
Μπαταρία και φορτιστή.
Ως συσκευή αποθήκευσης ενέργειας, είναι δυνατή η χρήση μπαταρίας ιόντων λιθίου από κινητό τηλέφωνο. Εμφανίζεται το σχέδιο και η διαδικασία κατασκευής του φορτιστή (φορτιστής) για αυτήν την μπαταρία σε άρθρο.
Δεδομένα εισόδου του φορτιστή: τάση συνεχούς ρεύματος 5,5 ... 30 V. Η τάση εξόδου του προτεινόμενου φορτιστή στην περιοχή 4,18 - 4,20 V. Όταν χρησιμοποιείτε άλλη μπαταρία με κατάλληλη ρύθμιση, ο φορτιστής σας επιτρέπει να έχετε τάση εξόδου εντός του 2,5 ... 27 V.
Τάση ταιριάσματος
Η τάση και το ρεύμα από την ανεμογεννήτρια ποικίλλουν ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου, οπότε για πρακτική χρήση πρέπει να μπορούμε να φορτίζουμε την μπαταρία και να εξοικονομούμε ενέργεια για χρήση εκεί. Για το σκοπό αυτό, η ηλεκτρική ενέργεια από την ανεμογεννήτρια πρέπει να μετατραπεί από εναλλασσόμενο ρεύμα σε απευθείας, με επαρκή τάση για τη λειτουργία του φορτιστή μπαταρίας.
Η προτεινόμενη ανεμογεννήτρια, όπως φαίνεται από τα χαρακτηριστικά εξόδου, δεν είναι σε θέση να παράγει την απαραίτητη τάση λόγω της χαμηλής ταχύτητας. Σε μια μέση ταχύτητα ανέμου μπορεί να επιτευχθεί τάση περίπου 2 ... 5 V στην έξοδο και για την φόρτιση της μπαταρίας απαιτείται τάση μεγαλύτερη από 5,5 βολτ. Η έξοδος είναι η χρήση ενός απλού μετατροπέα τάσης, συναρμολογημένου με βάση έναν τετραπλάσιο πολλαπλασιαστή τάσης. Με την εφαρμογή εναλλασσόμενου ρεύματος 2 ... 5 V στην είσοδο του μετατροπέα, λαμβάνουμε 5,5 ... 12 V συνεχούς ρεύματος στην έξοδο, η οποία είναι αρκετή για να φορτίσει την μπαταρία. Μία από τις παραλλαγές του τετραπλάσιου πολλαπλασιαστή τάσης που χρησιμοποιείται στην προτεινόμενη συσκευή φαίνεται στο διάγραμμα.
Αυτή η έκδοση του πολλαπλασιαστή έχει ένα συμμετρικό σχέδιο και καλή χωρητικότητα φορτίου, φτιαγμένα από φθηνά και προσιτά στοιχεία. Η χρήση ενός πολλαπλασιαστή, αντί ενός μετασχηματιστή βαθμιαίας αύξησης, επιτρέπει τη μείωση των διαστάσεων και του βάρους της συσκευής, για την εξάλειψη του ανορθωτή τάσης.
Ως αποτέλεσμα, το κύκλωμα αυτόνομου τροφοδοτικού λαμβάνει την ακόλουθη μορφή.
Το πρόγραμμα αποτελείται από 4 ενότητες:
A1 - ανεμογεννήτρια.
A2 - πολλαπλασιαστής τάσης.
A3 - μπαταρία και φορτιστή.
Μονάδα φωτισμού A4.
Παραγωγή αυτόνομου τροφοδοτικού
1. Πολλαπλασιαστής τάσης (μπλοκ Α2), σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα, συναρμολογούμε και συγκολλάμε σε μια σανίδα 65 x 35 mm που κόβεται από μια καθολική πλάκα με κορνίζα.
Για την τοποθέτηση του κυκλώματος που χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν μη πραγματοποιημένες οικιακές δίοδοι D226G που έχουν έναν αποτελεσματικό ψύκτη θερμότητας. Εισαγόμενοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές. Αν είναι απαραίτητο, είναι δυνατό να συναρμολογηθεί αυτό το κύκλωμα πιο συμπαγές χρησιμοποιώντας σύγχρονες εισαγόμενες δίοδοι με τη χαμηλότερη δυνατή άμεση τάση για να αυξηθεί η απόδοση του μετατροπέα τάσης.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της συσκευής, το μέγιστο ρεύμα που ρέει μέσω των διόδων θα είναι ίσο με το διπλάσιο του ρεύματος φορτίου και σε ηλεκτρολύτες διπλασιάζεται η τιμή πλάτους της τάσης εισόδου. Κατά συνέπεια, οι πυκνωτές και οι δίοδοι πρέπει να σχεδιάζονται για αυτές τις παραμέτρους.
Επιπλέον, ένας αντιστάτης R6 προστίθεται στο μπλοκ πολλαπλασιαστή τάσης για να περιορίσει το μέγιστο ρεύμα και χρησιμοποιείται μια δίοδος Zener D5 για τον περιορισμό της τάσης. Αυτά τα στοιχεία θα πρέπει να λειτουργούν για την προστασία της συσκευής σε ισχυρούς ανέμους. Για την εξομάλυνση της κυμάτωσης, η έξοδος του πολλαπλασιαστή τάσης συνδέεται με τον ηλεκτρολύτη C5 (μεταφέρεται στο μπλοκ Α3 στο διάγραμμα).
2. Μπαταρία και φορτιστή (Α3). Ως συσκευή αποθήκευσης ενέργειας, είναι δυνατή η χρήση μπαταρίας ιόντων λιθίου από κινητό τηλέφωνο. Εμφανίζεται το σχήμα και η διαδικασία κατασκευής του φορτιστή για αυτήν την μπαταρία σε άρθρο.
Ρύθμιση του ρεύματος φόρτισης του κυκλώματος. Αφού συνδέσατε την αποφορτισμένη μπαταρία στο κύκλωμα (καθώς ανάβει η ενδεικτική λυχνία LED), ρυθμίζουμε την τιμή ρεύματος φόρτισης - 100 ... 150 mA χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή R2.
3. Μονάδα φωτισμού (Α4) περιλαμβάνει ένα κύκλωμα που αποτελείται από τρία σειριακά συνδεδεμένα superbright LEDs, έναν περιοριστικό αντιστάτη R5 και έναν διακόπτη τροφοδοσίας για τις λυχνίες LED. Οι περιοριστικές λυχνίες αντιστάσεων τοποθετούνται σε ξεχωριστή πλακέτα.
4. Ας φτιάξουμε μια πλακέτα για την εγκατάσταση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Κόλλησα ένα ορθογώνιο 40 x 55 χιλ. Από το πλακέτα γενικής τοποθέτησης, κόψαμε δύο αυλακώσεις στην πλάκα 0,7 ... 1,0 mm για την τοποθέτηση επαφών.Η διάταξη του πείρου εξαρτάται από το μοντέλο της μπαταρίας ιόντων λιθίου που χρησιμοποιείται. Από μια πλάκα χαλκού ή ορείχαλκου με πάχος 0,5 ... 0,7 mm κόβουμε τις επαφές σε σχήμα L και τις στερεώνουμε στο πίσω μέρος της σανίδας χρησιμοποιώντας συγκόλληση ή άλλη σύνδεση. Συνδέστε τις επαφές στους αντίστοιχους ακροδέκτες εξόδου του φορτιστή και της μονάδας φωτισμού. Στην πλακέτα αυτής της συσκευής, γίνονται δύο ομάδες επαφών διαφορετικού ύψους για παράλληλη σύνδεση δύο μπαταριών (για αύξηση της χωρητικότητας) που είναι τοποθετημένες το ένα πάνω στο άλλο.
5. Σύστημα τροφοδοσίας ρεύματος. Συγκροτούμε τα κατασκευασμένα δομικά στοιχεία σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα, χρησιμοποιώντας το καλώδιο τοποθέτησης. Ως εκ τούτου, είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί ένα κουτί κατάλληλου μεγέθους, ένας λαμπτήρας. Επιθυμητή σε σκόνη και αδιάβροχο σχεδιασμό (εργασία σε εξωτερικούς χώρους). Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιήθηκε η πλαστική θήκη από το παλιό φακό.
6. Ελέγξτε τη λειτουργία της συσκευής.
Στην είσοδο της συσκευής παρέχουμε εναλλασσόμενο ρεύμα με τάση 2.3 V.
Σε αυτή την τάση, στην έξοδο του πολλαπλασιαστή λαμβάνουμε τάση συνεχούς ρεύματος 6,43 V.
Ελέγουμε, αν είναι απαραίτητο, να ρυθμίσουμε την τάση εξόδου του φορτιστή.
Είμαστε πεπεισμένοι για τη σωστή λειτουργία της κατασκευασμένης συσκευής.
7. Τοποθετήστε τα συναρμολογημένα μπλοκ στη θήκη. Τοποθετούμε τον δείκτη φόρτισης της μπαταρίας σε εμφανές σημείο. Ένα καλώδιο (ομάδα επαφών) εξέρχεται από το περίβλημα για σύνδεση με γεννήτρια και διακόπτη φωτισμού.
8. Αν είναι δυνατόν, σφραγίζουμε τα κενά από τη σκόνη και την υγρασία.
