PowerPlant אישי: 27 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

ה- powerPlant האישי הוא מכשיר נייד אשר רותם חשמל דרך תא סולארי ומחולל יד ידני, לתוך סוללת NiMH. המכשיר כולל גם מודד ויזואלי העוקב אחר כמות האנרגיה המאוחסנת. ניתן להשתמש ב- powerPlant להפעלת יישומים עד 8V בעוצמה של 70 mA עוצב על ידי: מונה אנדראוס, ג'ניפר ברוטין, כרמן טרודל עם מייק דורי @ Eyebeam לסדנת האנרגיה האלטרנטיבית 06.23.07eyebeam ********

שלב 1: חומרים

אלקטרוניקה למעגל המפעל 1 - מנוע צעד (סרוו יפן KP4M4-029 12VDC) 1 - פאנל סולארי (8V) 1 - סוללת NiMH (7.2V, 70 mA) 8 - 1N4001 דיודות 3 - מסופים 1 - כותרת זכר 5 פינים 18 או 20 מד חוט מוצק (אדום, שחור, כחול, ירוק) למולטימטר החזותי 1 - LED אדום, 1.5V1 - LED צהוב, 1.5 V1 - LED ירוק, 1.5 V1 - נגד Ohm 100 - 150 Ohm 1 - 1N4730 (3.9V) דיודת זנר 1 - 1N4733 (5.1V) דיודת zener1 - 1N4737 (7.5V) zener diode1 - מתג רגעי חומרה 1 - 2.5 "x1.75" לוח אב טיפוס PCB1 - תרשים לוח מודפס (הורד pdf להלן) תרשים מעגלים סכמטי לעיון (הורד pdf להלן) תבנית מארז חלקי לוח (הורד dwg/pdf להלן) 1 - 3.5 "x3.5" x4.5 "קופסת אקריליק 1 - 3/16" x1 "עמוד כריכה עם בורג 3 - 3/16" x1/4 "עמוד כריכה עם בורג 3 - #10 מכונת כביסה SAE2 - ברגי בורג מכונה #4 תבנית הילוך (אופציונלי, הורדה dwg/pdf למטה) 1 - 4 "x5" x1/8 "גיליון פרספקס להילוכים (אופציונלי) ציוד הלחמה מלחם מולטימטר חוט חשמל מברגים (פיליפס ופלטהאה ד) סכין ולהב Exacto מקומות למציאת חומרים מתכלים: Home DepotRadio Shack חנות מכולות אלקטרוניקה מכרה זהב SolarboticsJameco Electronics

שלב 2: תרשים לוח מודפס

הדפס עותק של תרשים הלוח המודפס וגזור אותו. הנח את התרשים בצד לוח הלוח לאב טיפוס ללא טבעות הלחמה מנחושת. התרשים יראה לך כיצד למקם את הרכיבים בצד אחד ובצד השני תלחם את הרכיבים שלך ללוח האב -טיפוס.

שלב 3: מיישר סליל 1

הכנס 4 מדיודות 1N4001 למקומן כפי שמוצג להלן. יש להכניס את הדיודות לכיוון המצוין בתרשים הלוח המודפס; אחרת הם לא יפעלו כראוי. על ידי הצבת ארבע הדיודות כפי שצוין אתה מתקן (הפיכת כוח משני שלבים של מנוע צעד 4 פאזי מזרם AC לזרם DC) סליל 1.

שלב 4: מיישר סליל 2

הכנס עוד 4 דיודות 1N4001 למקומן כפי שמוצג להלן. על ידי הצבת ארבע דיודות אלה כפי שמצוין, אתה מתקן (הפיכת הספק משני שלבים של מנוע צעד 4 פאזי מזרם AC לזרם DC) סליל 2.

שלב 5: סליל 1 & 2 חוטים וכותרת

חותכים שתי פיסות של תיל כחול ושני פלחים של חוט ירוק עם חשפנות החוט. מפשיטים כל קצה של כל חוט חוט. הכנס את החוט למקומו כפי שמוצג.

הכנס כותרת זכר 5 פינים כמצוין, כאשר הצד הקצר של הפינים פונה כלפי מטה לתוך לוח האב טיפוס. כאן המנוע יתחבר למעגל.

שלב 6: הלחמה

הפוך את הלוח והתחל להלחם את החיבורים כפי שמוצג בתרשים הלוח המודפס עם הלחמה והלחמה שלך. קל יותר להלחם אם חוטים חוצים אותו קודם לכן. הקפד להצטרף לחיבורים עם כמות טובה של הלחמה. הימנע מפרקים קרים (כאשר הלחמה נראית מט).

שלב 7: סיים מעגל מנוע צעד (גנרטור)

לאחר שסיימת להלחים את מעגל מנוע הצעד (גנרטור) החלק האחורי של לוח האב טיפוס שלך אמור להופיע כפי שמוצג.

שלב 8: מסופים

הכנס 2 מסופים, אחד משני קצותיו של לוח האב טיפוס בכיוון כפי שמוצג. אם הנקבים קטנים מדי, השתמש בסכין Exacto שלך כדי להגדיל את החור. גזרו שני חוטים באורך 3 אינץ '(בכל צבע) והשתמשו בפשיטי חוט כדי לפשט חוטים לחלוטין. חוטים אלה יפעלו בצד הנגדי של לוח האב טיפוס (עם טבעות הלחמה מנחושת), מהצד החיובי לחיובי של כל מסוף ושלילי עד צד שלילי של כל מסוף. המסוף משמאל ישמש להכנסת חוטים לסוללה. הטרמינל מימין ישמש להכנסת חוטים לפאנל הסולארי.

שלב 9: מסופי הלחמה

הפוך לוח אב טיפוס. הכנס חוטים מפוספסים לחורים כמצוין (עיין בתרשים הלוח המודפס בצד השני לאורך כל הדרך). חוטים יכולים להיכנס ולחזור שוב כדי להתקרב ככל האפשר לטרמינל ולהחזיק במקום כפי שמוצג. הלחם את שני הצמתים הצפוניים ושני הדרום של המיישרים לסליל 1 ו -2 לחוטים הפתוחים העוברים ממסוף לטרמינל. זה מצטרף למיישרים למסופים כדי להשלים את המעגל של מנוע הצעד (גנרטור). הקפד להרחיק את החוטים הפתוחים מהחיבורים האחרים.

שלב 10: בדיקה

כעת אתה מוכן לבדוק את המעגל בעזרת מנוע הצעדים כדי לוודא שכל החיבורים שלך מולחמים כהלכה וכל הרכיבים ממוקמים כהלכה.

הכנס את מוליכי מנוע הצעד לכותרת הגברית של 5 פינים. יש להניח את ההובלה השחורה של מנוע הצעד על הסיכה שאינה מסומנת על סליל 1 או סליל 2. השתמש במולטימטר שלך (מוגדר למתח DC) כדי למדוד את המתח שהגנרטור מייצר כאשר אתה מסובב את הפיר. הנח את החללית החיובית (האדומה) של המולטימטר על הבורג החיובי של כל הטרמינל, והגשושית השלילית (השחורה) על הבורג השלילי של אותו מסוף. סיבוב הפיר ביד אמור להניב בסביבות 4-8 וולט. אם אינך רואה תוצאות, הנה כמה טיפים לפתרון בעיות: 1) בדוק את כל חיבורי ההלחמה כדי לוודא שהכל מולחם במלואו ומחובר זה לזה. מנגד, ודא שחיבורים שאסור לגעת בהם אינם ביחד. 2) וודא שכל הדיודות מכוונות בכיוון הנכון כפי שמצוין בתרשים הלוח המודפס. 3) בדוק שהחוטים של המנוע מוכנסים כראוי - אין להניח את החוט השחור מהמנוע על אף אחד מהפינים של סליל 1 & 2.

שלב 11: מולטימטר חזותי

מולטימטר חזותי מובנה יאפשר לך לראות כמה אנרגיה מאוחסנת ממקורות האנרגיה החלופיים מבלי להשתמש במולטימטר.

הכנס את דיודות הזנר לכיוון הנכון כפי שמוצג בתרשים הלוח המודפס, ובהתאם למפתח כפי שמוצג בתחתית. המספרים במפתח יתאימו למספרים המודפסים על דיודות הזנר. הכנס את הנגדים לחריצים עם הצבעים המתאימים (במקרה זה הכיוון לא משנה). חותכים פיסה אחת של חוט שחור ומפשיטים את שני הקצוות, מכניסים לצד הנגדים כפי שמוצג. לאחר מכן הכנס את שלושת הלדים לפי הסדר המוצג: ירוק, צהוב, אדום (כתום).

שלב 12: מולטימטר חזותי הלחמה

הפוך את לוח האב טיפוס והלחם את המולטימטר החזותי במקום כפי שצוין. עיין בתרשים הלוח המודפס בצד ההפוך. חצו את החוטים כדי להחזיק במקום ולהקל על הלחמה. הימנע מחיבורים קרים (מט במראה). הקפד לשמור על קשרים מופרדים שאסור שיהיו ביחד, מכיוון שהאזור הזה מאורגן היטב.

שלב 13: בדיקת מולטימטר חזותי

בדוק את המולטימטר החזותי כדי לוודא שהוא פועל.

הנח את מוליכי מנוע הצעד על הכותרת הגברית. סובב את פיר מנוע הצעדים (גנרטור) וראה את נוריות הנורית נדלקות בהתאם. האור הירוק מציין מתח של עד ~ 5.6, האור הצהוב מציין מתח של עד ~ 6.8. שני הלדים מודדים את המתח תלוי בהירותם. לדוגמה, אם הסוללה מחזיקה 6.1 V, האור הירוק יהיה בהיר והאור הצהוב יהיה עמום. הנורית האדומה (שמוצגת כתום כאן) תדלק רק מעל ~ 9.2 וולט. עבור יישום זה, הסוללה בשימוש היא 7.2 וולט ו 70 mA. אם הנורית האדומה נדלקת, הסוללה במלואה. אל תמשיך לטעון את הסוללה כשהנורית האדומה דולקת, אחרת היא עלולה להטעין יתר ולתקלה. אם אינך רואה תוצאות, הנה כמה טיפים לפתרון בעיות: 1) בדוק את כל חיבורי ההלחמה כדי לוודא שהכל מולחם במלואו ומחובר זה לזה. מנגד, וודא שחיבורים שאסור לגעת בהם אינם ביחד. 2) וודא שכל דיודות הזנר מכוונות בכיוון הנכון כפי שמצוין בתרשים הלוח המודפס. 3) בדוק את המספרים על דיודות הזנר כדי לוודא שהם בסדר הנכון כפי שמצוין בתרשים הלוח המודפס. *בתמונה זו הוספנו מתג וחיברנו את הסוללה מוקדם (ולאחר מכן הסרנו) כדי לראות כיצד היא פועלת. זה לא הכרחי, אבל זה כיף.

שלב 14: מתג וטרמינל של הלחמה רגעית

חותכים 2 אורכים ארוכים של חוט אדום ושני אורכים ארוכים של חוט שחור. רצו את שני הקצוות של כל חוט. עטפו קצה אחד של חוט אדום וקצה אחד של חוט שחור על מוליכי המתג הרגעי. עטפו קצה אחד של חוט אדום וקצה אחד של חוט שחור על מוליכי הטרמינל. הלחם את 4 החוטים למובילים. המתג הרגעי יפעיל את המולטימטר החזותי והמסוף ישמש כפלט עבור ה- powerPlant האישי.

שלב 15: פאנל סולארי הלחמה

חותכים 2 אורכי חוט ארוכים, אחד אדום ואחד שחור. מפשיטים את שני הקצוות של כל חוט בעזרת חשפני החוט. הלחם את הקצה האחד של החוט השחור להובלה השלילית בלוח השמש (יש לציין על הלוח עם "-"). הלחם קצה אחד של החוט האדום להובלה החיובית בלוח השמש (יש לציין על הלוח עם "+").

שלב 16: מארז: פתחים

השתמש בתבנית מארז המסופקת (להורדה בשלב 1) כדי לקבוע ולחתוך חורים הדרושים לרכיבים. השתמשנו בחותך לייזר כדי להבקיע את החורים לדיוק (מכיוון שסוג זה של אקריליק אינו אוהב להיחתך על חותך הלייזר) ולאחר מכן נקדח את החורים בהתאם.

שלב 17: הילוכים (אופציונלי)

שלב זה אינו הכרחי, אך מהווה תוספת נחמדה ל- powerPlant האישי. ההילוכים מסייעים לסיבוב מהיר יותר של פיר מנוע הצעדים, ומניבים יותר כוח.

השתמש בתבנית הציוד המצורפת (הורדה בשלב 1) כדי לחתוך הילוך קטן וגדול לגיליון פרספקס בגודל 4 "x5" x1/8 ". השתמשנו בחותך לייזר, מכיוון שזה הרבה יותר מדויק. מכיוון שההילוכים האלה כוללים קטנים גלגלי שיניים, אנו לא ממליצים לחתוך ביד. חלופה לערכת הילוכים זו היא רכישת הילוכים מוכנים.

שלב 18: מארז: מנוע צעד וציוד קטן

הכנס מנוע צעד למארז כפי שמוצג עם ברגי המנוע הפונים אל מחוץ לקופסה. חבר הברגים למארז עם ברגי בורג מכונה 2 #4. הנח מכונת כביסה מס '10 על פיר המנוע היוצא מהקופסה ולאחר מכן הנח את ההילוך הקטן (אופציונלי) למעלה כפי שצוין.

שלב 19: מארז: הילוך גדול (אופציונלי)

הכנס את העמוד של בורג הכריכה בגודל 3/16 "x1" בין המארז לבין ההילוך הגדול לתוך החור בקצה ההילוך הגדול כפי שמוצג. סובב את הכדור לתוך העמוד. זו תהיה הידית לסיבוב ההילוכים.

לאחר מכן הכנס את העמוד של בורג כריכה בגודל 3/16 אינץ 'בתוך התיבה ודרך החור כפי שמוצג. הניחו מכונת כביסה אחת #10 SAE על העמוד ולאחר מכן הניחו את הציוד הגדול מעל. סיים על ידי סיבוב הבורג לתוך העמוד. בדוק את ההילוך עם הידית כדי לראות כמה הם פועלים בצורה חלקה!

שלב 20: מארז: פאנל סולארי

הכנס פאנל סולרי בתוך התיבה כפי שמוצג כשצד התא פונה כלפי חוץ. קח את העמודים משני ברגי קלסר בגודל 3/16 אינץ 'וחלק אחד מדי 10 מכונת כביסה SAE אחת. שים את העמודים בתוך המארז והחלק אותם דרך החורים משני צידי הפאנל הסולארי. סובב את הברגים לתוך העמודים המתאימים להם.

שלב 21: מארז: מתג וטרמינל

הכנס את המתג הרגעי והמסוף לפתחים כמצוין. הפניות צריכות להיות בתוך המארז.

שלב 22: מארז: לוח אב טיפוס וסוללה

הצב את לוח האב טיפוס שלך עם מעגלים מוגמרים בתוך התיבה כפי שצוין. ניתן להשתמש בקלטת קצף כדי לאבטח את המעגל בחלק הפנימי של המארז לאחר חיבור הכבלים מהסוללה, תא סולארי, מנוע צעד ומסוף פלט. הקפד לא להדביק על כל חיבורים מולחמים.

הנח את הסוללה בתחתית המארז, ליד מנוע הצעד כפי שצוין. אבטח בעזרת סרט קצף ברגע שהלידים מחוברים למעגל.

שלב 23: מסוף פלט הלחמה

קח את המובילים החיוביים (האדומים) והשליליים (השחורים) של מסוף הפלט, הכנס ללוח האב טיפוס בחריצים המתאימים להם כמצוין. הלחם את המוליכים למסוף הסוללה בצד ההפוך.

שלב 24: מתג הלחמה

הכנס מוליכים מהמתג לחריצים כמצוין (מרכז התמונה). שים לב שמיקום חיובי ושלילי לא משנה למתג.

הקפד להלחים את הלידים כמצוין בתרשים הלוח המודפס.

שלב 25: צרף פאנל סולארי

שחרר את הברגים במסוף ללוח הסולארי. הכנס מוליכים מפאנל סולארי לפתחי המסוף עם מיקום חיובי ושלילי כפי שצוין. הדק את הברגים ובדוק שהחבלים מחזיקים היטב.

שלב 26: חבר את סוללת NiMH

שחרר את הברגים במסוף עבור סוללת NiMH. הכנס מוליכים מסוללת NiMH לפתחי המסוף עם מיקום חיובי ושלילי כפי שצוין. הדק את הברגים ובדוק שהחבלים מחזיקים היטב.

שלב 27: סיים

בדוק את כוחך האישי פלנט כדי לראות כיצד הוא פועל!

סובב את כף היד לזמן מה ולאחר מכן לחץ על הכפתור שבמתג וצפה כאשר המולטימטר החזותי מציג את כמות הכוח שיש לסוללה. הגדר את הכוח שלך צמח בשמש ופקח כמה אנרגיה הוא אוסף. לאחר מכן השתמש ב- powerPlant שלך להפעלת מכשירים. הפעלנו את המיני הארדואינו שלנו באמצעות ה- powerPlant, ראה מה אתה יכול להפעיל! שנה את powerPlant שלך כך שיתאים לצרכיך. ג'ון אומאלי החליף את ההילוכים לאסדה על אופניו (ראו תמונות למטה). תעשה חיים!