Személyes PowerPlant: 27 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

A személyes powerPlant egy hordozható eszköz, amely egy napelemen és kézi forgattyúgenerátoron keresztül áramot használ fel NiMH akkumulátorba. A készülék vizuális multimétert is tartalmaz, amely figyeli a tárolt energia mennyiségét. A személyes powerPlant alkalmazható akár 8 V -os alkalmazásokhoz is, 70 mA -en. Tervezte: Mouna Andraos, Jennifer Broutin, Carmen Trudell és Mike Dory @ Eyebeam az Alternatív Energia Műhely számára 06.23.07eyebeam ********

1. lépés: Anyagok

Elektronika A tápáramkörhöz 1 - léptetőmotor (Japán Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - napelem (8V) 1 - NiMH akkumulátor (7,2 V, 70 mA) 8 - 1N4001 diódák 3 - kivezetések (piros, fekete, kék, zöld) Vizuális multiméterhez1 - Piros LED, 1,5V1 - Sárga LED, 1,5 V1 - Zöld LED, 1,5 V1 - 100 Ohmos ellenállás1 - 150 Ohm ellenállás 5.1V) zener dióda1 - 1N4737 (7.5V) zener dióda1 - pillanatkapcsoló Hardver 1 - 2,5 "x1,75" PCB prototípus -tábla1 - Nyomtatott tábla diagram (letölthető pdf -ben alább) Vázlatos kapcsolási rajz referenciaként (pdf letöltés alább) (letöltés dwg/pdf alább) 1 - 3,5 "x 3,5" x 4,5 "akril doboz 1 - 3/16" x1 "kötőoszlop csavarral 3 - 3/16" x1/4 "kötőoszlop csavarral3 - #10 SAE alátét2 - #4 gépcsavaros csavar d) Exacto kés és penge Helyek, ahol kellékeket találhat: Home DepotRadio ShackContainer StoreElektronika GoldmineSolarboticsJameco Electronics

2. lépés: Nyomtatott tábla diagram

Nyomtassa ki a nyomtatott tábla diagram másolatát, és vágja ki. Helyezze el a diagramot a PCB prototípus -panel oldalán, réz forrasztógyűrűk nélkül. A diagram megmutatja, hogyan helyezze el az alkatrészeket az egyik oldalra, a másik oldalon pedig forrasztja az alkatrészeket a prototípus táblára.

3. lépés: 1. tekercs egyenirányító

Helyezzen be 4 db 1N4001 diódát a helyére, az alábbiak szerint. A diódákat a nyomtatott tábla diagramján feltüntetett irányba kell behelyezni; különben nem fognak megfelelően működni. A 4 dióda elhelyezésével a jelzések szerint egyenirányít (a 4 fázisú léptetőmotor 2 fázisának teljesítménye váltakozó áramról egyenáramra) 1. tekercs.

4. lépés: tekercs 2 egyenirányító

Helyezzen be további 4 1N4001 diódát a helyükre az alábbiak szerint. A 4 dióda elhelyezésével a jelzések szerint egyenirányít (a 4 fázisú léptetőmotor 2 fázisából származó teljesítmény váltakozó áramról egyenáramra) 2. tekercs.

5. lépés: Tekerje fel az 1 és 2 vezetékeket és a fejlécet

Vágjon két darab kék drótot és két zöld zöld drótot a huzalcsupaszítókkal. Vágja le minden huzaldarab mindkét végét. Helyezze be a vezetéket a helyére az ábrán látható módon.

Helyezze be az 5 tűs hüvelyes fejlécet a jelzések szerint, a tüskék rövid oldalával lefelé a prototípus -táblába. Itt rögzítik a motort az áramkörhöz.

6. lépés: Forrasztás

Fordítsa meg a táblát, és kezdje forrasztani a csatlakozásokat a nyomtatott tábla diagramján látható módon a forrasztópáka és a forrasztópáka segítségével. Könnyebb a forrasztás, ha a vezetékeket előzetesen keresztbe teszik. Ügyeljen arra, hogy a csatlakozásokat megfelelő mennyiségű forrasztóval csatlakoztassa. Kerülje a hideg kötéseket (amikor a forrasztás mattnak tűnik).

7. lépés: Fejezze be a léptetőmotor (generátor) áramkörét

Amikor befejezte a léptetőmotor (generátor) áramkörének forrasztását, a prototípus -panel hátuljának az ábrán látható módon kell megjelennie.

8. lépés: Terminálok

Helyezzen be 2 terminált, egyet a prototípus -tábla mindkét végén az ábra szerint. Ha a lyukak túl kicsik, használja az Exacto kést a lyuk nagyításához. Vágjon le két 3 hüvelyk hosszúságú vezetéket (bármilyen színű), és használjon huzalcsupaszítót a vezetékek teljes eltávolításához. Ezek a vezetékek a prototípus -tábla másik oldalán (réz forrasztógyűrűkkel) fognak futni, minden csatlakozó pozitív és pozitív oldalán negatív. Mindegyik kivezetés negatív oldala. A bal oldali terminál az akkumulátor vezetékeinek bemenetére szolgál. A jobb oldali csatlakozó a napelemek vezetékeinek bemenetére szolgál.

9. lépés: Forrasztó terminálok

Fordítsa meg a prototípus -táblát. Illessze a lecsupaszított vezetékeket a lyukakba a jelzések szerint (lásd a nyomtatott tábla diagramját a másik oldalon). A vezetékek be-, majd újra ki tudnak csavarni, hogy a lehető legközelebb kerüljenek a terminálhoz, és az ábrán látható módon tartsák a helyükön. Forrasztja az 1 és 2 tekercs egyenirányítójának két északi és két déli csomópontját a terminálról a terminálra futó nyitott vezetékekre. Ez összekapcsolja az egyenirányítókat a kapcsokkal, hogy befejezze a léptetőmotor (generátor) áramkörét. Ügyeljen arra, hogy a nyitott vezetékeket távol tartsa a többi csatlakozástól.

10. lépés: Tesztelés

Most már készen áll az áramkör tesztelésére a léptetőmotorral, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az összes csatlakozás megfelelően van forrasztva, és az összes alkatrész megfelelően van elhelyezve.

Illessze a léptetőmotor vezetékeit az 5 tűs hüvelyfejre. A léptetőmotor fekete vezetékét a Coil 1 vagy Coil 2 feliratú csapra kell helyezni. A multiméterrel (egyenfeszültségre állítva) mérje meg a generátor által a tengely forgatásakor keletkező feszültséget. Helyezze a multiméter pozitív (piros) szondáját bármelyik csatlakozó pozitív csavarjára, a negatív (fekete) szondát pedig ugyanazon kapocs negatív csavarjára. Ha kézzel forgatja a tengelyt, akkor 4-8 volt környékén kell eredményeznie. Ha nem látja az eredményeket, íme néhány hibaelhárítási tipp: 1) Ellenőrizze az összes forrasztócsatlakozást, és győződjön meg arról, hogy minden teljesen forrasztott és össze van kötve. Fordítva, győződjön meg arról, hogy a nem érintkező kapcsolatok nincsenek együtt. 2) Győződjön meg arról, hogy az összes dióda a nyomtatott tábla diagramján látható megfelelő irányba mutat. 3) Ellenőrizze, hogy a motor vezetékei megfelelően vannak -e behelyezve - a motor fekete vezetékét ne helyezze az 1 -es és 2 -es tekercscsapok egyikére sem.

11. lépés: Vizuális multiméter

A beépített vizuális multiméter lehetővé teszi, hogy multiméter használata nélkül láthassa, mennyi energiát tárol az alternatív energiaforrásokból.

Helyezze be a Zener diódákat a nyomtatott tábla diagramján látható megfelelő irányba, és az alján látható kulcs szerint. A kulcsban szereplő számok megegyeznek a Zener diódákra nyomtatott számokkal. Helyezze be az ellenállásokat a megfelelő színű résekbe (ebben az esetben az irány nem számít). Vágjon le egy darab fekete huzalt, és csupaszítsa ki mindkét végét, és helyezze be az ellenállások mellé, az ábrán látható módon. Ezután helyezze be a három LED -et a megjelenő sorrendben: zöld, sárga, piros (narancssárga).

12. lépés: Forrasztott vizuális multiméter

Fordítsa meg a prototípus -táblát, és forgassa a vizuális multimétert a jelzett helyen. Lásd a nyomtatott tábla diagramját a hátoldalon. Keresztbe kell tenni a vezetékeket, hogy a helyükön maradjanak és megkönnyítsék a forrasztást. Kerülje a hideg (matt megjelenésű) csatlakozásokat. Ügyeljen arra, hogy a kapcsolatokat elkülönítse, amelyek nem lehetnek együtt, mivel ez a terület szorosan szervezett.

13. lépés: A vizuális multiméter tesztelése

Tesztelje a vizuális multimétert, hogy megbizonyosodjon arról, hogy működik.

Helyezze a léptetőmotor vezetékeit a hüvelyfejre. Fordítsa el a léptetőmotor (generátor) tengelyét, és nézze meg, hogy a LED -ek ennek megfelelően világítanak -e. A zöld fény ~ 5,6, a sárga fény ~ 6,8 feszültséget jelez. Mindkét LED fényerejétől függően jelzi a feszültséget. Például, ha az akkumulátor 6,1 V feszültségű, akkor a zöld fény és a sárga fény halvány lesz. A piros (itt narancssárga) LED csak ~ 9,2 volt felett világít. Ehhez az alkalmazáshoz az akkumulátor 7,2 volt és 70 mA. Ha a piros LED világít, akkor az akkumulátor teljes kapacitásban van. Ne töltse tovább az akkumulátort, ha a piros LED világít, különben túlmelegedhet és meghibásodhat. Ha nem látja az eredményeket, íme néhány hibaelhárítási tipp: 1) Ellenőrizze az összes forrasztócsatlakozást, és győződjön meg arról, hogy minden teljesen forrasztott és össze van kötve. Fordítva, győződjön meg arról, hogy a nem érintkező kapcsolatok nincsenek együtt. 2) Győződjön meg arról, hogy az összes Zener dióda a nyomtatott tábla diagramján látható megfelelő irányba mutat. 3) Ellenőrizze a számokat a Zener diódákon, és győződjön meg arról, hogy a nyomtatott tábla diagramján látható megfelelő sorrendben vannak -e. *Ezen a képen egy kapcsolót adtunk hozzá, és korán csatlakoztattuk az akkumulátort (majd eltávolítottuk), hogy megnézzük, hogyan működik. Ez nem szükséges, de szórakoztató.

14. lépés: Forrasztás pillanatnyi kapcsoló és terminál

Vágjon le 2 hosszú piros drótot és két hosszú fekete huzalt. Vágja le mindkét huzal mindkét végét. Tekerje a piros vezeték és a fekete vezeték egyik végét a pillanatkapcsoló vezetékeire. Tekerje a piros vezeték és a fekete vezeték egyik végét a terminál vezetékeire. Forrasztja a 4 vezetéket a vezetékekhez. A pillanatkapcsoló bekapcsolja a vizuális multimétert, és a terminált fogja használni a személyes powerPlant kimeneteként.

15. lépés: Forrasztás napelem

Vágjon le 2 hosszú huzalt, egy vöröset és egy feketét. Vágja le mindkét huzal mindkét végét a huzalcsupaszítókkal. Forrasztja a fekete vezeték egyik végét a napelem negatív vezetékéhez (a panelen "-" jelzéssel kell ellátni). Forrasztja a piros vezeték egyik végét a napelem pozitív vezetékéhez (a panelen "+" jelzéssel).

16. lépés: Tok: Nyílások

Használja a mellékelt tok sablont (letölthető az 1. lépésben) az alkatrészekhez szükséges lyukak meghatározásához és kivágásához. A lyukak pontosságának meghatározásához lézervágót használtunk (mivel az ilyen típusú akril nem szereti, ha a lézervágón át kell vágni), majd ennek megfelelően fúrtuk a lyukakat.

17. lépés: Fogaskerekek (opcionális)

Ez a lépés nem szükséges, de szép kiegészítője a személyes powerPlant -nak. A fogaskerekek elősegítik a léptetőmotor tengelyének gyorsabb forgását, nagyobb teljesítményt biztosítva.

Használja a mellékelt fogaskerék sablont (töltse le az 1. lépésben) egy kicsi és nagy fogaskerék vágásához 4 "x5" x1/8 "plexilapba. Lézeres vágót használtunk, mivel ez sokkal pontosabb. Mivel ezek a fogaskerekek kicsik A fogaskerekek alternatívája a kész fogaskerekek megvásárlása.

18. lépés: tok: léptetőmotor és kis fogaskerék

Helyezze be a léptetőmotort a tokba az ábrán látható módon, a motor csavarjaival a dobozon kívül. Rögzítse a csavarokat a tokhoz 2 #4 gépi csavarral. Helyezzen egy #10 -es alátétet a dobozból kilépő motor tengelyére, majd tegye rá a kis fogaskerekeket (opcionális).

19. lépés: Tok: Nagy fogaskerék (opcionális)

Illessze be a 3/16 "x1" rögzítőcsavar oszlopát a tok és a nagy fogaskerék közé a nagy fogaskerék szélén lévő lyukba, az ábrán látható módon. Tekerje be a scew -t a tartóoszlopba. Ez lesz a fogantyú a fogaskerék forgatásához.

Ezután helyezze be a 3/16 "x1/4" rögzítőcsavar oszlopát a doboz belsejébe és a lyukon keresztül az ábrán látható módon. Helyezzen egy #10 SAE alátétet az oszlopra, majd tegye rá a nagy fogaskereket. Befejezésként tekerje fel a csavart az oszlopra. Tesztelje a fogantyút a fogantyúval, hogy lássa, milyen simán futnak!

20. lépés: Tok: napelem

Helyezze be a napelemet a doboz belsejébe az ábrán látható módon, a cella oldalával kifelé. Vegye ki az oszlopokat két 3/16 "x1/4" kötőcsavarból, és csúsztassa mindegyikre a #10 SAE alátétet. Helyezze az oszlopokat a tokba, és csúsztassa át a napelem mindkét oldalán található lyukakon. Csavarja be a csavarokat a megfelelő oszlopokba.

21. lépés: Tok: kapcsoló és terminál

Helyezze be a pillanatnyi kapcsolót és a terminált a nyílásokba a jelzések szerint. A vezetékeknek a tok belsejében kell lenniük.

22. lépés: Tok: Prototípus -tábla és akkumulátor

Helyezze a prototípuskészítő táblát kész áramkörrel a doboz belsejébe, a jelzések szerint. Habszalaggal rögzíthető az áramkör a tok belsejébe, miután az akkumulátor, a napelem, a léptetőmotor és a kimeneti csatlakozó vezetékei csatlakoztatva vannak. Ügyeljen arra, hogy ne ragassza fel a forrasztott csatlakozásokat.

Helyezze az akkumulátort a tok aljára, a léptetőmotor mellé, a jelzések szerint. Rögzítse habszalaggal, ha a vezetékeket az áramkörhöz rögzítik.

23. lépés: Forrasztó kimeneti terminál

Vegye ki a kimeneti csatlakozó pozitív (piros) és negatív (fekete) vezetékét, és helyezzen be egy betétet a prototípus -kártyába a megfelelő nyílásokban, a jelzések szerint. Forrasztja a vezetékeket az akkumulátor kivezetésére a hátoldalon.

24. lépés: Forrasztókapcsoló

Illessze a vezetékeket a kapcsolóból a nyílásokba a jelzések szerint (a kép közepén). Vegye figyelembe, hogy a pozitív és negatív elhelyezés nem számít a kapcsoló számára.

Feltétlenül forrasztja a vezetékeket a nyomtatott tábla diagramján látható módon.

25. lépés: Rögzítse a napelemeket

Lazítsa meg a csavarokat a napelem csatlakozóján. Helyezze be a napelemek vezetékeit a terminál nyílásaiba pozitív és negatív elhelyezéssel, az ábrán látható módon. Húzza meg a csavarokat, és ellenőrizze, hogy a vezetékek megfelelően vannak -e rögzítve.

26. lépés: Csatlakoztassa a NiMH akkumulátort

Lazítsa meg a NiMH akkumulátor csatlakozójának csavarjait. Helyezze be a NiMH akkumulátor vezetékeit a terminál nyílásaiba pozitív és negatív elhelyezéssel, az ábrán látható módon. Húzza meg a csavarokat, és ellenőrizze, hogy a vezetékek megfelelően vannak -e rögzítve.

27. lépés: Kész

Tesztelje személyes powerPlantját, hogy lássa, hogyan működik!

Forgassa el egy pillanatra a kézikarot, majd nyomja meg a gombot a kapcsolón, és nézze meg, ahogy a vizuális multiméter megjeleníti az akkumulátor energiafogyasztását. Állítsa a powerPlant -t a napra, és figyelje, mennyi energiát gyűjt. Ezután használja a powerPlant eszközeit. A mini arduino -t a powerPlant -nal hajtottuk, nézze meg, mire képes! Módosítsa a powerPlant az igényeinek megfelelően. John O'Malley kerékpárjára cserélte a sebességet (lásd az alábbi képeket). Érezd jól magad!