Mūsu pasaulē diezgan daudz cilvēku nodarbojas ar pašdarinātiem eksperimentiem mājas laboratorijās un darbnīcās. Kādam tas ir veids, kā sevi apliecināt, citiem – vēlme attīstīt savas spējas. Ko darīt, ja tas ir eksperiments, kas izgatavots no steidzīgi salīmētām detaļām. Galvenais, lai ierīce vai shēma darbojas. Šodien mēs analizēsim tieši šādu izgudrojumu, kas izgatavots praktiski uz ceļiem. Tomēr tā pamatā ir nesatricināmi fizikas principi un likumi, kurus nevar noliegt.
Mēs runāsim par lukturīti, kas darbojas bez baterijām. Varbūt kāds jau ir redzējis internetā vienkāršāko Faraday ģeneratoru, kas ļauj aizdedzināt mazu Gaismas diode. Agregāti no gandrīz izlādēta akumulatora, autotransformatora un tranzistora, kas spēj darbināt ar sākotnējo spriegumu desmitdaļās voltu Gaismas diode uz 3V arī vairs nav nekas neparasts.
Šeit autors devās nedaudz tālāk, modernizējot ierīces ķēdi, pievienojot taisngriezi, superkondensatoru (jonistors), pretestību un pilnībā izslēdzot strāvas avotu.Līdz ar to zibspuldzes darbība ir kļuvusi daudz stabilāka un efektīvāka. Un, ja jūs sakratat korpusu dažas minūtes, to var uzlādēt ilgu laiku LED. Kā tas strādā? Izdomāsim.
Darbības princips
Ierīce sastāv no vairākiem induktoriem, kurus varat salikt pats. Primārais induktors faktiski kalpo kā strāvas avots vai pilnībā aizstāj savu parasto ekvivalentu - akumulatoru. Pastāvīgo magnētu stieņa kustības dēļ tajā tiek inducēta elektriskā strāva. Pateicoties svārstībām magnētiskajā laukā, no spoles noteiktā frekvencē tiek radīti elektriskie viļņi. Taisngrieža vai diodes tilts palīdz tos stabilizēt un pārvērst tiešā strāvā.
Bez atmiņas ietilpības šāda ierīce būtu nepārtraukti jākrata, tāpēc nākamais ķēdes elements ir superkondensators, ko var uzlādēt kā akumulatoru. Tālāk tiek pieslēgts pakāpju transformators jeb sprieguma pārveidotājs, kas sastāv no toroidālās ferīta spoles un diviem tinumiem – pamatnes un kolektora. Pagriezienu skaits var būt vienāds un parasti ir 20-50. Transformatoram ir vidējais savienojuma punkts abu tinumu pretējos galos un trīs izejas uz tranzistoru. Autotransformators palielina sīkos strāvas impulsus, lai tie būtu pietiekami, lai tie darbotos LED, un to vadīšanai ir pievienots bipolārs tranzistors. Līdzīgai elektriskajai ķēdei dažādos avotos ir dažādi nosaukumi: džoula zaglis, bloķējošais ģenerators, Faraday ģenerators utt.
Nepieciešamā resursu bāze mājās gatavotiem produktiem
Materiāli:
- PVC caurule, diametrs 20 mm;
- Vara stieple, diametrs – 0,5 mm;
- Mazjaudas reversās vadīšanas tranzistors;
- Neodīma magnēti ir apaļi, izmēri 15x3 mm;
- Diodes tilts vai taisngriezis 2W10;
- Rezistors;
- Superkondensators vai jonistors 1F 5,5 V
- Slēdža poga;
- Gaismas diode balts vai zils pie 5V;
- Caurspīdīga epoksīdsveķu tipa līme;
- Karstā līme;
- Saplākšņa gabali, vate;
- Vara elektroinstalācijas izolācija.
- Lodāmurs;
- Karstās līmes pistole;
- Metāla zāģis;
- Vīle, smilšpapīrs.
Lukturu izgatavošanas process
Luktura korpusu izgatavosim no PVC caurulēm. Atzīmējiet 16 cm garu segmentu un nogrieziet to ar metāla zāģi.
No segmenta centra mēs atzīmējam 1,5 cm katrā virzienā. Tā rezultātā tiek izveidots 3 cm plats tinuma laukums.
Tālāk mēs ņemam vara stiepli ar šķērsgriezumu 0,5 mm, atstājam vienu galu apmēram 10-15 cm garu un uztinam vadu uz lukturīša korpusa caurules atbilstoši marķējumam manuāli. Būs jāvēdina diezgan daudz, vairāk nekā pustūkstotis apgriezienu. Dažus pirmos no tiem var nostiprināt ar līmi. Mēs cieši piespiežam sākotnējo spoļu rindu viens pret otru un padarām to stingri konsekventu.
Maksimālajās vietās tinumam jābūt apmēram puscentimetra biezam. Mēs tīrām abus stieples galus ar smilšpapīru drošai lodēšanai.
Spoles kustīgais magnētiskais kodols var būt ciets vai salikts pa daļām. Neodīma magnēti tiek izvēlēti atbilstoši PVC caurules iekšējam diametram. Eksperimentāli tiek iegūts nepieciešamais magnētiskā stieņa garums, caur kura vibrācijām tiks radīta elektriskā strāva.
Autors izmantoja desmit 3 mm biezus magnētus, lai iegūtu garumu, kas būtu pēc iespējas racionālāks šādām vibrācijām, un tajā pašā laikā vienāds ar tinuma platumu.
Osciloskopa skalā var redzēt atšķirību starp potenciāliem, kas iegūti no viena un desmit magnētu vibrācijām. No magnētiskā stieņa svārstībām autors saņēma 4,5V spriegumu. Tas arī skaidri parāda sinusoīda cikliskumu dažāda frekvences intervālos.
Šajā posmā, sekojot autora piemēram, jūs varat pievienot LED tieši spoles izejas galiem un pārbaudīt tā veiktspēju. Kā redzams fotoattēlā, LED reaģē uz magnētiskā stieņa kustību un tā radīto impulsa strāvu.
Tagad jums ir jāpieslēdz abi caurules gali, lai kratīšanas laikā tos neturētu ar rokām. Lai to izdarītu, ar to pašu metālzāģi izgrieziet vairākus saplākšņa plankumus, apstrādājiet malas ar vīli, izklājiet tās ar vati aizmugurē, lai tās kļūtu mīkstākas, un novietojiet uz līmes, lai tās neizkristu.
Ir pienācis laiks pieslēgt taisngriezi. Fotoattēlā redzamā diagramma parāda, kuri divi no četriem kontaktiem ir savienoti ar spoli. Šāds diodes tilts spēj uztvert maiņstrāvu un piegādāt līdzstrāvu stingri vienā virzienā.
Pakāpenisks autotransformators palīdzēs pārveidot zemus spontānos impulsus no primārās spoles pietiekamā spriegumā, lai darbinātu LED, pateicoties viena no tinumu - kolektora - pašindukcijai. Tā kā tas ir savienots ar bāzes tinumu, superkondensatoram pietiekamā daudzumā tiks piegādāta pastāvīga un stabila elektriskā strāva. Rezistors ierobežos pieļaujamo vērtību pārsniegšanu. Pietiekamas jaudas kondensatoru autors izvēlējās arī eksperimentāli, izmantojot izejošo signālu mērījumus ar osciloskopu.
Šo ķēdi noslēdz reversais bipolārs tranzistors, kas kontrolē gaismas diodes ienākošo elektrisko strāvu.Jūs varat salikt ķēdi bez dēļa, jo tajā nav daudz detaļu. Mēs uzstādām slēdža pogu uz viena no kontaktiem, kas nāk no autotransformatora.
Autors izvēlējās montēt savu improvizēto lukturīšu dizainu, izmantojot karsto līmi, vienlaikus uzlabojot kontaktgrupu izolāciju. Slēdža poga atrodas lukturīša korpusa sānos. Autors no viena gala salīmēja galvenos ķēdes elementus vienu virs otra. Aizverošais elements paliek LED, ko var pastiprināt ar aizsargstiklu vai atstarotāju.
Neraugoties uz ierīces neizskatīgo izskatu, kas piemērota tikai laboratorijas-eksperimentāliem mājās gatavotiem izstrādājumiem, šāds lukturītis ir diezgan funkcionāls un dažkārt neļaus pazust tumsai. Šādu shēmu ir viegli montēt mājās un ar minimālām izmaksām. Un pilnīga bateriju neesamība padara to par patiesi noderīgu ierīci dažādām ārkārtas situācijām.
