Фонарик, работающий от тепла руки (на элементах Пельтье)

Приветствую уважаемых любителей самоделок и юных (а может быть и уже не очень) электронщиков, а так же любителей альтернативной энергии.В этой статье я расскажу как можно сделать простейшей преобразователь тепла в электрическую энергию. Более верно даже сказать не тепла, а разницы температур. Если вы еще не знаете что такое «эффект Зеебека» и элементы Пельтье, то перед чтением статьи рекомендую почитать соответствующие материалы в википедии. Сегодня как раз я расскажу и покажу, как на практике все это можно применить. В интернете довольно много материалов на эту тему, но мне постоянна не нравилось либо исполнение, либо не полное объяснение «темы». Моя же самоделка очень проста, так что её сможет повторить практически любой, кто хоть раз держал паяльник в руках и хоть немного умеет понимать схемы и разбираться в радиокомпонентах (хотя я буду все объяснять для совсем новичков).



И так, вот схема которую нам предстоит собрать.

Как видим на вход необходимо подать всего около 0.07V для работы схемы. Как раз столь низкое напряжение и будет выдавать наш элемент Пельтье.

Для сборки нам потребуется следующее:
— 1 элемент Пельтье
— Германиевый транзистор мп 40
— электролитический конденсатор 16V 1000мкФ
— электролитический конденсатор 25V 10мкФ
— выпрямительный диод Д220 (хотя можно использовать и любой другой с низкими потерями)
— подстроечный резистор (от 1кОм, я использую на 50кОм)
— светодиод
— ферритовое кольцо
— залакированный провод 0.25 мм
— радиатор (необязательно, для более эффективного охлаждения)

А так же:
— паяльник и принадлежности (флюс, олово)
— нож (для зачистки провода)
— клей (необязательно)



Вот изображение компонентов, которые потребуются.


Далее подготавливаем ферритовое кольцо. Продеваем сразу 2 отрезка провода, делаем 1 виток и фиксируем обмотку клеем. Так же рекомендую сразу подписать начало и конец обмоток (любым удобным для вас способом).

После равномерно наматываем провод, периодические фиксируя клеем.


После выполнения этого этапа, должно получится что-то наподобие этого.

Далее зачищаем концы обмоток, а затем и облуживаем их.

После этого, необходимо найти начало одной, и конец другой обмотки (для этого их и необходимо было как-то обозначить), после этого скрутить их и запаять вместе.

После этих действий, с кольца должно выходить 3 конца (было 4, 2 скрутили вместе).

С этим этапом разобрались, настала очередь сборки основных частей схемы.

Берем наш транзистор, и сразу подписываем где что расположено (коллектор, эмиттер, база)

Если его расположить так, как показано на рисунке, то коллектор будет слева, база по центру, эмиттер справа.
Если кому интересно, то вот некоторые характеристики транзистора.


Нам необходимо припаять наш подстроечный резистор на базу (центральную ногу) транзистора.

Далее берем в руке наш диод, и определяем у него анод (треугольничек) и катод (стрелочка).

Теперь припаиваем диод стороной катода (стрелочки) к коллектору транзистора.

Затем подготавливаем конденсатор на 10мкФ который, и паяем его «минус» к выходу диода.

А «плюс» этого конденсатора, идет на эмиттер транзистора.

Таким образом получаем «это».

Настала очередь светодиода. Его мы паяем параллельно конденсатору и согласно его полярности. То есть минус светодиода паяется после диода, а плюс к эмиттеру.


Настало время соединить ферритовое кольцо с тем, что мы только что спаяли.
Как вы наверняка помните, 1 из выводов подстроечного резистора припаивался к базе транзистора, ну а 2 вывод необходимо припаять к одному из концов обмотки на ферритовом кольце (тот конец, что не скручен!).

А оставшаяся свободная обмотка (опять же которая не общая!) припаивается к коллектору (выше диода!)

Получаем что-то подобное.

Далее берем оставшийся конденсатор (на 1000мкФ), и припаиваем его «плюс» к эмиттеру, а «минус» соединяется с той самой двойной обмоткой ферритового кольца.

На этом схему можно считать практически собранной, остается только припаять сам элемент.

Для этого черный провод (минуса) припаивается к минусу конденсатора (понятно что того, который на 1000мкФ), и плюс к плюсу того же кондера. То есть параллельно ему.

ВСЕ! На этом этапе сборка завершается! Что теперь нужно для работы этой схемы? Да ничего, просто прислоните руку к одной из сторон элемента и она заработает.

Но для более эффективного преобразования, необходимо и более эффективное охлаждение обратной стороны Пельтье. Для этого и используется радиатор.

К стати, схема «стартует» от напряжения всего 100мВ!

Ну, а теперь немного выскажу своего мнения по этому поводу. Тема альтернативной энергетики всё более развивается в мире, солнечная, ветровая и многие другие. Но тема термоэлектрических преобразователей поднимется довольно редко, хотя это и очень эффективный способ преобразования энергии. Разница температур встречается везде, внутри и снаружи помещения, на разных уровнях слоёв почвы, воздуха и тд!