構(gòu)建機(jī)械驅(qū)動(dòng)的應(yīng)急手電筒

手電筒或火炬是非常有用的緊急情況下，如停電。這些手電筒是電池供電的，我們必須在特定的時(shí)間間隔定期充電。但是如果你沒有電，你的手電筒沒電了怎么辦?在這種情況下，機(jī)械充電手電筒是一個(gè)很好的選擇，它可以通過旋轉(zhuǎn)連接到它的杠桿來充電。它有一些機(jī)構(gòu)和齒輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為里面的電池充電。在這里，我們使用相同的原理來制作一個(gè)應(yīng)急閃光燈，它有一個(gè)超級(jí)電容器，這個(gè)超級(jí)電容器可以通過旋轉(zhuǎn)附著在它上面的直流電機(jī)來充電。

因此，在本教程中，我們將制作一個(gè)應(yīng)急手電筒，可以通過旋轉(zhuǎn)連接在它上面的小型直流電機(jī)來充電。為此，我們使用了超級(jí)電容器、LED和肖特基二極管。超級(jí)電容為L(zhǎng)ED供電，直流電機(jī)為超級(jí)電容充電。肖特基二極管用于阻止電流從超級(jí)電容器流向電機(jī)，因?yàn)楫?dāng)電機(jī)連接到超級(jí)電容器時(shí)，電機(jī)通過從超級(jí)電容器獲取電力開始旋轉(zhuǎn)，我們不能使用電機(jī)給超級(jí)電容器充電。所以唯一的方法來阻止電流從超級(jí)電容器到電機(jī)是使用二極管。其他PN結(jié)二極管也可以使用，但肖特基二極管與其他PN結(jié)二極管相比具有更低的電壓降。

組件的要求

?直流電機(jī)

?超級(jí)電容器

?肖特基二極管

?電阻(200歐姆)

?開關(guān)

?LED

直流電機(jī):

直流電動(dòng)機(jī)是一種非常常見的類型的電機(jī)，很容易以低廉的價(jià)格獲得。這些馬達(dá)裝有磁鐵。一個(gè)電樞被放置在這個(gè)磁場(chǎng)中，所以每當(dāng)電流通過電樞時(shí)，它就會(huì)受到一個(gè)力，使轉(zhuǎn)子相對(duì)于其原始位置旋轉(zhuǎn)。

直流電動(dòng)機(jī)按其形狀、尺寸、工作原理可分為多種類型。直流電機(jī)主要分為四種：

?永磁直流電動(dòng)機(jī)

?系列直流電動(dòng)機(jī)

?并聯(lián)直流電動(dòng)機(jī)

?復(fù)合直流電動(dòng)機(jī)

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用的是Toy\Hobby直流電機(jī)。這是一個(gè)普通的直流電動(dòng)機(jī)，只有兩個(gè)端子，沒有任何極性。其工作電壓為4.5V ~ 9V。還可以在以下教程中了解更多關(guān)于直流電機(jī)和各種控制方法的信息：

超級(jí)電容器:

超級(jí)電容器是一種高容量電容器，其電容值比普通電容器高得多，但電壓限制較低。超級(jí)電容器集電容器和電池的特性于一體。超級(jí)電容器可以儲(chǔ)存比電解電容器多10到100倍的能量，并且可以比電池更快地接收和傳遞電荷，并且具有比可充電電池更多的充放電循環(huán)。在這里了解更多關(guān)于超級(jí)電容器的信息。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用5.5V 1F硬幣超級(jí)電容器。在繼續(xù)之前，我們將檢查這個(gè)超級(jí)電容器可以存儲(chǔ)多少能量。我們可以用下面的公式計(jì)算能量存儲(chǔ)：

式中E =能量

電容

V =電壓

在我們的例子中，C= 1F， V= 5.5 V。

超級(jí)電容器的極性如下圖所示。箭頭方向表示電流從正極流向負(fù)極。

肖特基二極管:

肖特基二極管又稱熱載流子二極管/勢(shì)壘二極管。顧名思義，它被用作阻止電流反向流動(dòng)的屏障。電流從陽極進(jìn)入，從陰極流出。與PN結(jié)二極管相比，肖特基二極管具有正向壓降小、開關(guān)速率快的特點(diǎn)。

肖特基二極管的電壓降一般在0.15和0.45伏之間，但一個(gè)正常的PN結(jié)二極管的電壓降在0.6到1.7之間。

直流電機(jī)作為發(fā)電機(jī)

在制作整個(gè)電路之前，讓我們看看直流電機(jī)是如何產(chǎn)生交流電壓的。連接電機(jī)和led，如下圖所示電路：

由于電機(jī)沒有任何極性，所以將第一根電線連接到LED的正引腳，然后將第二根電線連接到LED的負(fù)引腳。現(xiàn)在通過吹氣將電機(jī)旋轉(zhuǎn)到最大速度，LED應(yīng)該會(huì)發(fā)光。如果LED不發(fā)光，反向連接，然后再次旋轉(zhuǎn)。

實(shí)際硬件圖片如下：

電路圖及工作說明

現(xiàn)在，我們已經(jīng)看到了電機(jī)是如何發(fā)電的，我們將使用電機(jī)給超級(jí)電容器充電，從而為L(zhǎng)ED供電。

這里使用超級(jí)電容器來存儲(chǔ)電荷，以便它可以為L(zhǎng)ED供電更長(zhǎng)時(shí)間。超級(jí)電容器的負(fù)極通過肖特基二極管與電機(jī)的第一根導(dǎo)線連接，正極通過肖特基二極管與電機(jī)的第二根導(dǎo)線連接。

如前所述，肖特基二極管用于阻止電流在相反方向流動(dòng)。因此，將肖特基二極管的正極連接到電機(jī)上，負(fù)極連接到超級(jí)電容器上?，F(xiàn)在電流會(huì)從陽極流向陰極，它會(huì)阻止電流從陰極流向陽極意味著電流只會(huì)從電機(jī)流向超級(jí)電容器。這里使用肖特基二極管是因?yàn)樗绕胀?a href="/tags/二極管" target="_blank">二極管的功耗低。

現(xiàn)在將LED與超級(jí)電容器連接，并使用電阻來限制功耗。滑動(dòng)開關(guān)也用于打開和關(guān)閉LED。將超級(jí)電容的正極引腳與開關(guān)的第2和第3引腳連接，LED的負(fù)極引腳與開關(guān)的第1引腳連接。

連接后，我的手電筒原型看起來像下圖所示。我用硬紙板做了一個(gè)管狀的結(jié)構(gòu)。

最后，機(jī)械應(yīng)急手電筒準(zhǔn)備好了，只要把空氣吹進(jìn)風(fēng)扇就可以轉(zhuǎn)動(dòng)它。電機(jī)將給超級(jí)電容器充電，超級(jí)電容器將為L(zhǎng)ED供電。你可以用更亮的LED來發(fā)出更多的光。一旦超級(jí)電容器充滿電，它可以為led供電大約。10分鐘。轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，而不是吹空氣一些更有效的齒輪和杠桿機(jī)構(gòu)可以建立。

本文編譯自circuitdigest