Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » С сайтов » Спец » Как сделать индукционный фонарик

    Как сделать индукционный фонарик




    В этой статье будет описан процесс изготовления ручного индукционного фонарика. В основе конструкции полипропиленовая трубка, магнит и катушка. Простота конструкции позволяет собрать фонарик даже не искушенным в электронике читателям.

    Главным достоинством такого фонарика является то, что для его работы не нужно его заряжать от сети или устанавливать батареи, он работает от механического движения руки.

    Инструменты и материалы:
    -Полипропиленовая труба диаметром 22 мм и длиной 237 мм;
    -Муфта из трубы 22 мм - 2 шт.;
    -Неодимовые магниты диаметром 18 мм- 3-5 шт.;
    -Эмалированный медный провод 34 SWG / 31 AWG - 176 метров;
    -Бамперы толщиной 5 мм из пенопласта высокой плотности или полистирола;
    -Изоляционные (немагнитные), шайбы диаметром 21 мм;
    -Малярная лента или скотч;
    -Белый светодиод;
    -Суперконденсатор 1F / 27V;
    -Диод Шоттки IN5817 - 4 шт.;
    -Резистор 10К;
    -Транзисторы ZTX450 NPN или аналогичные 2N2222A;
    -Монтажная плата;
    -Кнопочный выключатель;
    -Полироль на основе эпоксидной смолы;
    -Ферритовое кольцо;
    -Ножовка;
    -Линейка;
    -Маркер;
    -Наждачная бумага;
    -Нож;
    -Паяльные принадлежности;
    -Плоскогубцы;

    Шаг первый: конструкция
    Физическая конструкция фонарика должна быть такой, чтобы его можно было легко держать в руке и он должен иметь достаточную длину, чтобы позволить магниту перемещаться внутри трубки.

    Корпус состоит из трех основных секций из 22-миллиметровой полипропиленовой трубы.
    Первая часть - катушка длиной 135 мм. Внутри катушки находятся магниты. По торцам катушки установлены бамперы, которые предотвращают повреждения корпуса.

    Вторая часть, длиной 100 мм, содержит электронику, установленную на плате, которая будет использоваться как для хранения генерируемой энергии, так и для управления светодиодами.

    Третья часть - светорассеиватель в виде трубки. Она изготовлена из эпоксидной смолы, и может быть прозрачной или окрашенной.

    Шаг второй: изготовление катушки
    Для изготовления катушки индуктивности мастер отрезает полипропиленовую трубку длиной 135 мм. Обрезанные края шлифует наждачной бумагой до закругленного профиля.


    Вырезает два амортизатора диаметром 21 мм и толщиной 5 мм из силикона, пенопласта высокой плотности или полистирола. При резке бамперов, в качестве шаблона, можно использовать трубку. Бамперы будут вставлены в 135-миллиметровую трубу с каждого конца. Вырезает две заглушки диаметром 21 мм толщиной ~ 1 мм из алюминия, монтажной платы или любого другого подходящего материала.




    Магниты будет установлены в 135-миллиметровую трубу и должны легко скользить по трубе.
    Всего используется 6 неодимовых магнита(диаметром 18 мм и толщиной 3 мм), сложенных вместе.
    Оптимальное количество = диаметр / толщина (18 мм / 3 мм) = 6
    Или можно использовать один магнит размером 18 мм x 18 мм.


    Дальше собирает катушку.
    В один конец каждой из прямых муфт устанавливает заглушку. В конец трубы 135 мм устанавливает амортизатор и устанавливает муфту. Внутрь помещает магнитный сердечник. На второй конец надевает вторую муфту.


    Теперь нужно намотать проволоку.
    Начинает наматывать катушку на стыке с муфтой. Конец проволоки можно закрепить скотчем, при этом должен быть свободный конец около 15 см. Дальше наматывает проволоку виток к витку по всей длине трубки. Дойдя до следующей муфты, закрепляет проволоку скотчем и мотает в обратную сторону.

    Таким образом, нужно намотать шесть слоев. Последний слой оборачивает скотчем по всей длине.
    На концах необходимо оставить по 150 мм свободной проволоки.
    В итоге ~ 420 катушек на слой и 6 слоев, всего ~ 2520 витков при радиусе ~ 70. Генерируемое напряжение составляет ~ 10,4 В при максимуме.

    Больше оборотов (перемещений магнита внутри катушки от одного конца к другому), более сильный магнит или большее ускорение движения магнита будут генерировать большее напряжение.






    Шаг третий: корпус для электроники
    Теперь нужно сделать корпус для электроники.
    Отрезает 10 см трубки. Шлифует края.
    Переключатель будет установлен в трубки на расстоянии 3,5 см от одного из концов. Отмеряет и сверлит под штифты переключателя отверстие. Сама кнопка держится за счет штифтов. При необходимости можно нанести пару капель клея.

    Шаг четвертый: светорассеиватель
    Светорассеиватель сделан из эпоксидной смолы. С процессом изготовления такой трубки можно ознакомиться здесь.
    Используя эту технологию, можно изготавливать световые трубки различной длины, добавляя полупрозрачные красители различных цветов.
    Светорассеиватель может быть различной длины от 30 (для фонарика, луча) до 210 мм (для рассеянного света). В торце светорассеивателя нужно просверлить глухое отверстие диаметром 5 мм и глубиной 5 мм. Грань, которая будет вставляться в корпус фонарика, нужно немного закруглить (это упростит установку).

    Дополнительно на противоположный конец (короткого светорассеивателя) наносится полировка. Сначала нужно отшлифовать конец наждачной бумагой различной зернистости ( от меньшего номера к большему), затем использовать полироль на основе эпоксидной смолы, чтобы получить гладкую поверхность.

    В этом случае задача, чтобы максимум света было на конце для сфокусированного освещения.
    Для длинного светорассеивателя, слегка придаем шероховатость поверхности мелкой наждачной бумагой и / или проволочной щеткой. Шероховатая поверхность позволит свету рассеиваться по всей длине, а не по торцу.






    Шаг пятый: генератор
    Сердцем схемы является катушка с проводом и магнит, который используется для выработки электричества, батарея не требуется.
    Чтобы индуцировать ток и, следовательно, напряжение в катушке, магнитное поле должно изменяться со временем ΔΦ / Δt, если в магнитном поле нет изменений, ток не генерируется.

    Чем быстрее изменяется поле, тем больше создается индуцированное напряжение.
    Для любого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус (закон Фарадея).

    При этом индукционный ток направлен таким образом, что его действие противоположно действию причины, вызвавшей этот ток (правило Ленца).

    Следовательно, наклона трубки в одну сторону заставляет магнит перемещаться к противоположному концу, создавая напряжение, а наклон его в противоположном направлении заставляет магнит перемещаться к противоположному концу, вызывая напряжение противоположной полярности. Таким образом, создается переменное напряжение при переворачивании трубки или при резком перемещении горизонтально расположенной трубки влево/вправо.

    Дальше это напряжение подается на диодный мост.


    Шаг шестой: преобразование переменного тока в постоянный
    Переменное напряжение подается на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов. Диод проводит ток только в одном направлении. Мастер использует диоды Шоттки, а не выпрямительные диоды общего назначения, поскольку они имеют более низкое напряжение включения, что дает больше энергии.

    Принцип работы.
    Катушка будет генерировать переменное напряжение с полярностью, определяемой направлением движения магнита в катушке.
    Если предположить, что для магнита положительное напряжение в одном направлении движения, это делает точку A положительной, и ток течет через диоды D1 и D4, заряжающие конденсатор.

    Когда магнит движется в противоположном направлении, на A и B возникает противоположное напряжение, при этом B является положительным и ток протекает через диоды D2 и D3, заряжающие конденсатор.

    Оба напряжения, генерируемые катушкой за два прохода, создают напряжение на конденсаторе в одном и том же направлении, и, таким образом, для каждого перемещения магнита на конденсатор подается импульс положительного напряжения.
    Каждый импульс напряжения постепенно заряжает конденсатор до ~ 2,5.

    Диоды предотвращают обратный разряд конденсатора в катушку, а разомкнутый переключатель предотвращает разряд конденсатора до тех пор, пока переключатель не будет нажат.
    Как сделать индукционный фонарик

    Шаг седьмой: блокировка осциллятора
    Напряжение постоянного тока, аккумулирующееся в конденсаторе, используется для питания блокирующего генератора, обычно называемого «похитителем джоуля».

    Генерация напряжения обеспечивает менее 3,1 В и поэтому недостаточна для светодиода. Следовательно, требуется, повысит напряжения.
    Его называют блокирующим генератором, потому что усилительный элемент отключен или «заблокирован» на протяжении большей части рабочего цикла.

    При подаче питания напряжение подается через обмотку последовательно с резистором, который начинает включать транзистор. Транзистор, свою очередь, создает ток в коллекторной обмотке, создающий магнитное поле, которое соединяется с базовой обмоткой, которая пытается включить базу.

    Этот процесс продолжается до тех пор, пока транзистор не станет полностью насыщенным, что означает, что больше не будет увеличения тока и, следовательно, магнитного поля, что приведет к снижению базового напряжения, отключающему транзистор. При отсутствии тока магнитное поле в обмотке коллектора пропадает и получается противоположный скачок напряжения. Ток не может течь через транзистор, поскольку он выключен, и поэтому проходит через светодиод, который включается до тех пор, пока энергия не иссякнет.
    Затем цикл повторяется.

    Регулировка базового сопротивления влияет на ток коллектора и яркость, а также на потребляемый ток, что влияет на долговечность свечения, базовое сопротивление установлено на 10K, что дает примерно 3 минуты света.
    Используемые типы транзисторов 2N2222A и ZTX450.

    Трансформатор сделан из ферритового кольца, на которое намотано 20 витков эмалированной медной проволоки.
    Частота колебаний при стабильном питании составляет ~ 33 кГц, но поскольку напряжение питания будет постоянно снижаться по мере разряда конденсатора, частота генератора будет изменяться, пока напряжение питания не упадет до ~ 0,4 В, после чего колебания прекратятся и светодиод погаснет.


    Шаг восьмой: сборка схемы
    Цепь (преобразователь переменного тока в постоянный и усилитель) собрана на монтажной плате небольшого размера, чтобы поместиться в трубу шириной 18 мм и длиной 100 мм.

    Большинство компонентов на плате поляризованы (за исключением переключателя, резистора и катушки генератора). Необходимо убедится, что компоненты правильно ориентированы, и проверить на наличие обрывов и коротких замыканий перед подачей питания.






    Тороидальный трансформатор устанавливается на конце платы, а светодиод проходит через центр кольца.
    Для трансформатора нужно взять 86 см провода и согнуть пополам. Затем вывести 25 мм за кольцо, а длинный кусок обернуть вокруг кольца пока край не будет равен 25 мм. При этом нитки проводов не должны пересекаться.

    Затем отрезаем конец провода и получаем четыре конца. Концы зачищаем и облуживаем. Одна пара последовательно соединенных проводов образует первичную обмотку, а другая пара - вторичную. Соединяем согласно схемы.
    Один свободный конец подключается к базовому резистору, а другой - к коллектору.



    Два провода от катушки генератора присоединяются к цепи через небольшое отверстия диаметром 1 мм, за переключателем.
    После завершения сборки схема устанавливается в трубку и дальше нужно установить светорассеиватель.


    Все готово. При быстром встряхивании фонарика конденсатор заряжается. При нажатии кнопки светодиод загорается.
    Световые трубки сменные и их можно изменить по длине и цвету.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Фонарик из старой электробритвы

    6
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    6.8
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    6.4
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 6.4 из 10 (голосов: 5 / История оценок)

    Добавить комментарий

    31 комментарий
    ino53
    Цитата: Korolev
    Не понял, чем этот-то хуже

    Ничем, только не было тогда такого, а был такой, что светит, пока его крутишь... smiles 

    Золотое правило: Никогда не понижай градус!

    Ну... Так получилось... pardon 



    Korolev
    ino53,
    организм, закаленный 777-м, от первого знакомства с Ркацители расстраивается

    Золотое правило: Никогда не понижай градус! drinks 

    Korolev
    ino53,
    вот есть только фонарик-жучок, динамка, как синенький на картинке у Королева... И карман только задний на трико... Нет, батарейный лучше.

    Не понял, чем этот-то хуже

    Фонарь динамический оранжевый прозрачный 3LED (динамо-фонарь) ... Встроенный аккумулятор с генератором ... зарядка в течение 60 секунд (работа рычагом) обеспечивает светом на 25 минут

    dontknow

    ino53

     для его работы не нужно его заряжать от сети или устанавливать батареи, он работает от механического движения руки.

    А я вот не люблю такой техники... Расскажу, с каких пор, да простит меня Алексей за оффтоп... pardon 

    Молодость, турслёт, целый день несколько команд бегают по лесу, прыгают, орут. Потом безлунный вечер, палатки, костры, девки в темноте пищат, и тут организм, закаленный 777-м, от первого знакомства с Ркацители расстраивается. Вроде ничего страшного, вокруг кусты, темно, газет Правда хватает, вот есть только фонарик-жучок, динамка, как синенький на картинке у Королева... И карман только задний на трико... Нет, батарейный лучше. xaxa 


    Валерий
    Цитата: sergeyp
     Noy Problem! В запасе всегда два заряженных аккумулятора - поменять секундное дело...)))


    У меня ещё и всегда в машине один заряжается в бардачке в зарядном-автомате. Спецом провод вывел даже.

    Кстати, на лючи "для подсветить" повесил вот такой . Блин... Эта малютка реально светит так-же, как этот большой! Только фокус не регулирунтся! Но впечатление такое, что фара ближнего света в руке.)))

    Але нови ностра алис!
    Валерий
    Цитата: sergeyp
    Купил фонарь на 18650 и V6, и другого мне не надо... )))

    Только, здаётся мне, что в нём не просто шестикотловый вэобразник установлен, но он ещё и турбированный... Потому как, кажись, пишут "Т6", не?? )))))

    У меня тоже такой уже лет десять... Когда купил, они ещё в жуткую новинку были... И ещё парочку докупил потом на L2.

    Але нови ностра алис!
    Валерий
    Цитата: pogranec
    А магнит там мощный стоял. Я им счетчик останавливал водяной-))) Давно было.


    Да понятно, что давно, раз уже откинулся... boss 

    Але нови ностра алис!
    nikvas

    Собранные в кучу несколько магнитов создают взаимно уничтожающие поля и работают практически только два крайних магнита (и то с учетом чётное количество или нет). А уж какая каша  токов в катушке, трудно представить. 

    Идея такого генератора не нова, и высокопроизводительного генератора при линейном перемещении пока не придумали.

    sergeyp
    Цитата: Korolev
    индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.  


       Совершенно верно! Если бы это было не так, как бы работали электрические машины, трансформаторы...

       И что характерно - смена направления индукционного тока происходит и при пролёте магнита сквозь катушку... )))

    Korolev
    Иван_Похмельев,
    Направление вектора магнитной индукции не меняется в зависимости от направления движения магнита внутри катушки.

    Прошу прощения за вмешательство в столь высоконаучную дискуссию, но:

    Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. Более кратко это правило можно сформулировать следующим образом: индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.  

    dontknow

    Ну а дальше вспоминаем правила правой/левой рук и правило буравчика. smile 

    yes 



    sergeyp
    Цитата: Иван_Похмельев
    Меняется только модуль магнитной индукции. Соответственно и ток меняется только по амплитуде, но не по направлению. Поэтому мост излишен, достаточно одного диода.


       Нет! По мере приближения к катушке (проводнику) магнита наводится эдс с магн. полем, направленным на ооталкивание магнита. При удалении от катушки (проводника) магнита наводится эдс с магнитным полем, направленным на притягивание магнита... Имеется ввиду замкнутая цепь...

       Поэтому мост нужен, т.к. позволяет получить вдвое больше энергии...)))

       Практически проверяется легко с помощью стрелочной цешки (=мкА) катушки от пускателя (220-380) и небольшого магнита...)))

    sergeyp
    Цитата: Иван_Похмельев
    Меняется только модуль магнитной индукции.


       Но ведь если проще при вдвижении магнита в катушку и выдвижении из неё направление тока в катушке будет разным.. т.е. ток будет переменным: для этого и служит выпрямитель.. )))

    Иван_Похмельев
    Цитата: pogranec
    135 длина от муфты до муфты

    Да, это я, конечно, размахнулся.))


    sergeyp
    Цитата: Korolev
    А вдали от дома важен ещё и вес и габариты.


       В патронташ 12 калибра отлично входят: занимают два места - не тянут нисколько, недели на три хватит.. )))

    Иван_Похмельев
    Цитата: sergeyp
    Ну как-же, как-же? :)))

    Направление вектора магнитной индукции не меняется в зависимости от направления движения магнита внутри катушки. Меняется только модуль магнитной индукции. Соответственно и ток меняется только по амплитуде, но не по направлению. Поэтому мост излишен, достаточно одного диода. А вот стабилитрон, как Вы уже отметили, совершенно обязателен. Подойдёт TL431.


    Korolev
    sergeyp,
    В запасе всегда два заряженных аккумулятора - поменять секундное дело...)))

    Ну у меня в запасе и фонариков, в том числе и налобных, и 18650-х поболее наберётся, но ведь и нужны-то они бывают зачастую вне дома. А вдали от дома важен ещё и вес и габариты. smile 


    sergeyp
    Цитата: Korolev
    если вовремя не зрядил, а нужен именно сейчас


       Noy Problem! В запасе всегда два заряженных аккумулятора - поменять секундное дело...)))

    Korolev
    sergeyp,
    Купил фонарь на 18650 и V6, и другого мне не надо...

    Да, в стационарных условиях тоже пользуюсь такими, но если вовремя не зрядил, а нужен именно сейчас, то "крутилка" может и выручить. yes 

    sergeyp
    Цитата: Korolev
    идти в темноте и трясти туда-сюда


       Тоже считаю, баловство... Купил фонарь на 18650 и V6, и другого мне не надо... )))

    Korolev
    pogranec,
    У меня был когда-то такой фонарик

    Видел подобные в продаже, подумал: идти в темноте и трясти туда-сюда, а куда он будет при этом светить? В результате купил такой:

    А позже, в Крыму, попался ещё и вот такой "комбайн", и с "крутилкой" и солнечной панелькой:

    yes 


    pogranec Автор

    У меня был когда-то такой фонарик

    Правда, там аккумулятор стоял. В итоге корпус не выдержал и развалился. А магнит там мощный стоял. Я им счетчик останавливал водяной-))) Давно было.

    sergeyp
    Цитата: Иван_Похмельев
    Ничего подобного. Полярность не зависит от направления движения магнита.


       Ну как-же, как-же? :)))

    sergeyp
    Цитата: pogranec
    Опять же, 70 чего?, 


       Да Ом же! Фактически у него получилось 69 Ом, и это есть на одной из схем...))) ...Сопротивление обмотки (катушки). )))

       Осталось немного: 176 метров провода сопротивление 70 Ом , значит 1 метр сопротивление 0,39 Ом следовательно диаметр провода 0,24 мм по меди... А сразу нельзя было указать именно диаметр провода и число витков... (((

    pogranec Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Цитата: sergeyp
    причём там радиус 70?

    Диаметр трубки 135, радиус намотки как раз получается 70 мм.

    Вообще там диаметр 22 мм, а 135 длина от муфты до муфты.




    pogranec Автор
    Иван_Похмельев,

    Без стакана и Ивана Похмельева не разберешься-)))


    Иван_Похмельев
    Цитата: sergeyp
    причём там радиус 70?

    Диаметр трубки 135, радиус намотки как раз получается 70 мм.

    Иван_Похмельев

    Ионистор на 27 В, намотка проволокой. ((

    "... магнит перемещаться к противоположному концу, вызывая напряжение противоположной полярности.". Ничего подобного. Полярность не зависит от направления движения магнита. Переменное напряжение возникает за счёт того, что магнит периодически выходит за пределы катушки.

    Сперва "Генерируемое напряжение составляет ~ 10,4 В при максимуме", а потом вдруг "Каждый импульс напряжения постепенно заряжает конденсатор до ~ 2,5.".

    pogranec Автор
    Цитата: sergeyp
    Цитата: pogranec
    вы б вообще ничего не поняли-)))


       Ну, положим я бы понял, вот другие... Кстати, причём там радиус 70?

    420 витков в 6 слоев


       По 420 вит. в слое 6 слоёв, всего 2520 витков... )))

    Фиг его знает. На автомате наверно написал.

    In summary ~420 coils per layer and 6 layers for a total of ~2520 turns measuring ~70R. 

    Наверное это сопротивление катушки. Опять же, 70 чего?, 



    sergeyp
    Цитата: pogranec
    вы б вообще ничего не поняли-)))


       Ну, положим я бы понял, вот другие... Кстати, причём там радиус 70?

    420 витков в 6 слоев


       По 420 вит. в слое 6 слоёв, всего 2520 витков... )))

    pogranec Автор
    sergeyp,


    420 витков в 6 слоев

    Если б был полностью автоперевод,вы б вообще ничего не поняли-)))

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии