Terdapat banyak kes apabila tinggal di luar bandar, anda mungkin memerlukan sejumlah kecil elektrik untuk menggerakkan peranti kuasa rendah. Contohnya, untuk operasi stesen cuaca padat, memantau paras air dalam tangki, mengawal automasi rumah hijau, untuk lampu kecemasan laluan taman atau bilik kecil dan peranti lain. Bagi setiap daripada mereka, anda mesti mempunyai sumber kuasa - bateri, bateri atau bekalan kuasa rangkaian (PSU). Dalam kes beban berkala peranti, disarankan untuk menggunakan PSU yang berkuasa bateri. Lebih-lebih lagi, untuk mengecasnya, menggunakan peranti dalam keadaan ini, ia amat bermanfaat untuk menggunakan tenaga angin yang boleh diperbaharui, yang akan menjadikan bekalan kuasa ekonomi dan autonomi.
Dalam kes kita, kita akan mempertimbangkan pilihan untuk menggunakan tenaga angin untuk lampu kecemasan tandas taman, berdiri secara berasingan di pinggir plot. Oleh kerana pencahayaan yang terang pada objek ini tidak diperlukan, maka kuasa yang rendah cukup untuk menyelesaikan masalah ini. Pada siang hari, bateri dikenakan oleh tenaga angin, dan dalam gelap memberikannya seperti yang diperlukan.
Untuk membuat bekalan kuasa, anda memerlukan penjana angin dengan kuasa beberapa watt, bateri berkapasiti kecil dan pengecas untuknya, peranti yang sesuai voltan.
Penjana angin
Sebagai penjana elektrik, starter kereta pemula tetap kompak diubahsuai digunakan. Output penjana: arus bolak dengan kuasa 1.0 ... 6.5 W (bergantung kepada kelajuan angin). Voltan - 1 ... 6 v; semasa - 0.2 ... 1.1 a (dalam julat: kelajuan angin kecil - purata).
Satu varian menukar starter ke penjana diterangkan dalam artikel.
Untuk menggerakkan penjana elektrik, turbin jenis pemutar dengan paksi menegak putaran dibuat. Turbin angin ini hampir tidak ada apa-apa dan boleh dibuat dengan mudah rumah keadaan. Selain itu, turbin semacam itu beroperasi hampir dengan senyap dan tidak kira di mana angin bertiup. Kecekapan turbin ini adalah kecil, tetapi ini cukup untuk operasi peranti ini. Segala-galanya dijamin oleh tempoh kerja dan dibayar oleh kesederhanaan dan kebolehpercayaan reka bentuk. Pilihan pengilangan turbin digambarkan dalam artikel
Bateri dan Pengecas.
Sebagai peranti storan tenaga, bateri lithium-ion dari telefon bimbit boleh digunakan. Skim dan prosedur pembuatan pengecas (pengecas) untuk bateri ini dibentangkan dalam artikel.
Input data pengecas: voltan semasa langsung 5.5 ... 30 V. Voltan output pengecas yang dicadangkan dalam julat 4.18 - 4.20 V. Apabila menggunakan bateri lain, dengan pelarasan yang sesuai, pengecas membolehkan anda untuk mendapatkan voltan keluaran dalam 2.5 ... 27 V.
Pemadanan Voltan
Voltan dan arus dari turbin angin berbeza-beza bergantung kepada kelajuan angin, jadi untuk penggunaan praktikal, kita mesti dapat mengenakan bateri dan menjimatkan tenaga untuk digunakan di sana. Untuk ini, elektrik dari penjana angin mesti ditukar daripada arus bolak untuk mengarahkan, dengan voltan yang mencukupi untuk mengendalikan pengecas bateri.
Penjana angin yang dicadangkan, seperti yang dapat dilihat dari ciri keluaran, tidak dapat menghasilkan voltan yang diperlukan kerana kelajuan rendah. Pada kelajuan angin purata, voltan kira-kira 2 ... 5 V boleh didapati pada output, dan voltan lebih daripada 5.5 volt diperlukan untuk mengecas bateri. Jalan keluar adalah penggunaan penukar voltan mudah, dipasang berdasarkan pengganda voltan empat kali ganda. Dengan menggunakan 2 ... 5 V arus berselang-seli dengan input penukar, kita dapat 5.5 ... 12 V dari arus langsung pada output, yang cukup untuk mengecas bateri. Salah satu varian pengganda voltan empat kali ganda yang digunakan dalam peranti yang dicadangkan ditunjukkan dalam rajah.
Versi pengganda ini mempunyai reka bentuk simetri dan kapasiti beban yang baik, diperbuat daripada unsur-unsur murah dan berpatutan. Penggunaan pengganda, bukan pengubah langkah-langkah, membolehkan untuk mengurangkan dimensi dan berat peranti, untuk menghapuskan penerus voltan.
Akibatnya, litar bekalan kuasa autonomi mengambil bentuk berikut.
Skim ini terdiri daripada 4 blok:
A1 - penjana angin;
Pengganda voltan A2;
A3 - bateri dan pengecas;
Unit pencahayaan A4.
Pengeluaran bekalan kuasa autonomi
1. Pengganda voltan (blok A2), mengikut gambarajah di atas, kami memasang dan solder pada papan 65 x 35 mm yang dipotong daripada papan tekstil sejagat yang dipasang.
Untuk pemasangan litar yang digunakan diod domestik yang belum direalisasikan D226G yang mempunyai sink haba yang berkesan. Kapasitor elektrolitik yang diimport. Sekiranya perlu, adalah mungkin untuk memasang litar ini lebih ringkas menggunakan diod diod yang moden dengan voltan langsung yang paling rendah untuk meningkatkan kecekapan penukar voltan.
Perlu diingatkan bahawa semasa operasi peranti, arus maksimum yang mengalir melalui dioda akan sama dengan dua kali arus beban, dan pada elektrolit dua kali nilai amplitud voltan input berkembang. Oleh itu, kapasitor dan dioda mesti direka bentuk untuk parameter ini.
Di samping itu, resistor R6 ditambah kepada blok pengganda voltan untuk menghadkan arus maksimum dan diod Zener D5 digunakan untuk menghadkan voltan. Unsur-unsur ini harus berfungsi untuk melindungi peranti dalam angin kencang. Untuk melancarkan riak, output pengganda voltan disambungkan kepada elektrolit C5 (dipindahkan ke blok A3 dalam rajah).
2. Bateri dan Pengecas (A3). Sebagai peranti storan tenaga, bateri lithium-ion dari telefon bimbit boleh digunakan. Skim dan prosedur pembuatan pengecas untuk bateri ini dibentangkan dalam artikel.
Menetapkan litar semasa mengecas. Setelah menyambungkan bateri yang dilepaskan ke litar (apabila LED dihidupkan), kami menetapkan nilai semasa pengecasan - 100 ... 150 mA menggunakan tester R2.
3. Unit pencahayaan (A4) termasuk litar yang terdiri daripada tiga LED superbright yang bersambung, penghalang R5 yang menghadkan, dan suis kuasa untuk LED. LED perintang yang terhad dipasang pada papan berasingan.
4. Mari buat papan untuk memasang bateri lithium-ion. Kami memotong segi empat tepat 40 x 55 mm dari PCB pemasangan universal, kami memotong dua alur di papan 0.7 ... lebar 1.0 mm untuk memasang kenalan.Susun atur pin bergantung pada model bateri litium-ion yang digunakan. Dari tembaga atau plat tembaga dengan ketebalan 0.5 ... 0.7 mm, kami memotong kenalan berbentuk L dan membetulkannya di belakang papan menggunakan penyolderan atau sambungan lain. Solder kenalan ke terminal output yang bersamaan dengan pengecas dan unit pencahayaan. Di papan peranti ini, dua kumpulan kenalan dari ketinggian yang berbeza dibuat untuk sambungan selari dua bateri (untuk meningkatkan kapasiti) dipasang di atas satu sama lain.
5. Pemasangan bekalan kuasa. Kami memasang blok buatan mengikut gambarajah di atas, menggunakan dawai pemasangan. Sebagai kes, adalah mungkin untuk menggunakan kotak saiz yang sesuai, lampu. Diinginkan dalam reka bentuk habuk dan kalis air (kerja di luar). Dalam kes ini, kes plastik dari lampu suluh lama digunakan.
6. Memeriksa operasi peranti.
Pada input peranti, kami membekalkan arus bolak dengan voltan 2.3 V.
Pada voltan ini, pada keluaran pengganda kita mendapat voltan semasa langsung 6.43 V.
Kami semak, jika perlu, laraskan voltan output pengecas.
Kami yakin dengan operasi peranti yang dihasilkan.
7. Pasang blok dipasang dalam kes itu. Kami menetapkan penunjuk cas bateri di tempat yang mudah dilihat. Sebuah dawai (kumpulan kenalan) keluar dari perumahan untuk sambungan kepada penjana dan suis lampu.
8. Sekiranya mungkin, kami mengelak jurang dari habuk dan kelembapan.
