نیروگاه شخصی: 27 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

نیروگاه شخصی یک دستگاه قابل حمل است که برق را از طریق سلول خورشیدی و ژنراتور دستی ، در باتری NiMH مهار می کند. این دستگاه همچنین شامل یک مولتی متر بصری است که میزان ذخیره انرژی را کنترل می کند. نیروگاه شخصی می تواند برای تغذیه برنامه های کاربردی تا 8 ولت در 70 میلی آمپر استفاده شود. طراحی: Mouna Andraos ، Jennifer Broutin ، Carmen Trudell با Mike Dory @ Eyebeam برای کارگاه انرژی جایگزین 06.23.07yebeam ********

مرحله 1: مواد

الکترونیک برای مدار نیروگاه 1 - موتور پله ای (ژاپن سروو KP4M4-029 12VDC) 1 - پنل خورشیدی (8 ولت) 1 - باتری NiMH (7.2 ولت ، 70 میلی آمپر) 8 - 1N4001 دیودها 3 - پایانه ها 1 - هد پین نر 5 پین 18 یا سیم جامد 20 سنج (قرمز ، مشکی ، آبی ، سبز) برای مولتی متر بصری 1 - LED قرمز ، 1.5V1 - LED زرد ، 1.5 V1 - LED سبز ، 1.5 V1 - مقاومت 100 اهم 1 - مقاومت 150 اهم 1 - 1N4730 (3.9V) دیود زنر 1 - 1N4733 (5.1V) zener diode1 - 1N4737 (7.5V) zener diode1 - switch لحظه ای سخت افزار 1 - 2.5 "x1.75" PCB نمونه نمونه (بارگیری dwg/pdf زیر) 1 - 3.5 "x3.5" x4.5 "جعبه اکریلیک 1 - 3/16" x1 "پایه اتصال با پیچ 3 - 3/16" x1/4 "پست اتصال با پیچ 3 - #10 SAE Washer2 - پیچ و مهره #4 دستگاه قالب گیر (اختیاری ، dwg/pdf زیر را بارگیری کنید) پلکسی گلاس 1 - 4 "x5" x1/8 "برای چرخ دنده ها (اختیاری) تجهیزات لحیم کاری لحیم کننده د) چاقو و تیغ Exacto مکان هایی برای پیدا کردن لوازم: خانه انبار رادیو کلبه فروشگاه کانتینر الکترونیک Goldmine Solarbotics Jamco Electronics

مرحله 2: نمودار تخته چاپ شده

یک نسخه از نمودار چاپ شده را چاپ کرده و برش دهید. نمودار را در کنار تخته نمونه اولیه PCB بدون حلقه لحیم کاری مسی قرار دهید. نمودار به شما نشان می دهد که چگونه اجزای خود را در یک طرف قرار دهید و در طرف دیگر اجزای خود را به صفحه نمونه اولیه بچسبانید.

مرحله 3: یکسو کننده سیم پیچ 1

مطابق شکل زیر 4 عدد از دیودهای 1N4001 را در جای خود قرار دهید. دیودها باید در جهت مشخص شده در نمودار چاپ شده قرار گیرند. در غیر این صورت آنها به درستی کار نمی کنند. با قرار دادن 4 دیود همانطور که نشان داده اید ، اصلاح می کنید (قدرت را از 2 فاز موتور پله ای 4 فاز از جریان AC به جریان DC) سیم پیچ 1.

مرحله 4: یکسو کننده سیم پیچ 2

مطابق شکل زیر 4 دیود 1N4001 دیگر در جای خود قرار دهید. با قرار دادن این 4 دیود همانطور که نشان داده اید ، اصلاح می کنید (قدرت را از 2 فاز موتور پله ای 4 فاز از جریان AC به جریان DC) سیم پیچ 2.

مرحله 5: سیم و سرپیچ 1 و 2 را بپیچید

دو عدد سیم آبی و دو عدد سیم سبز را با نوارهای سیم برش دهید. هر انتهای هر قطعه سیم را بچسبانید. مطابق شکل سیم را در جای خود قرار دهید.

سربرگ مردانه 5 پین را همانطور که نشان داده شده است ، با قسمت کوتاه پین ها رو به پایین در تخته نمونه قرار دهید. این جایی است که موتور به مدار متصل می شود.

مرحله 6: لحیم کاری

تخته را برگردانید و اتصالات را همانطور که در نمودار چاپ شده نشان داده شده است با لحیم کاری و لحیم کاری خود شروع کنید. اگر سیم ها از قبل روی هم متصل شوند ، لحیم کاری آسان تر است. مطمئن شوید که اتصالات را با مقدار زیادی لحیم به هم وصل می کنید. از اتصالات سرد اجتناب کنید (وقتی لحیم مات به نظر می رسد).

مرحله 7: مدار Stepper Motor (Generator) را تمام کنید

پس از اتمام لحیم کاری مدار پله ای (ژنراتور) ، پشت صفحه نمونه اولیه شما باید مطابق شکل ظاهر شود.

مرحله 8: پایانه ها

2 پایانه را وارد کنید ، یکی در دو طرف تخته نمونه سازی در جهت مطابق شکل. اگر سوراخ ها خیلی کوچک هستند ، از چاقوی Exacto خود برای بزرگ کردن سوراخ استفاده کنید. دو سیم 3 اینچی (به هر رنگ) قطع کنید و از نوارهای سیمی برای سیم کشی کامل استفاده کنید. این سیمها در طرف مقابل تخته نمونه (با حلقه لحیم مسی) از مثبت به مثبت هر ترمینال و منفی تا طرف منفی هر ترمینال. پایانه سمت چپ برای ورودی سیم باتری استفاده می شود. ترمینال سمت راست برای ورودی سیم های پنل خورشیدی استفاده می شود.

مرحله 9: پایانه های لحیم کاری

تخته نمونه سازی را برگردانید. سیمهای بریده شده را همانطور که نشان داده شده در سوراخ ها قرار دهید (به نمودار صفحه چاپ شده در طرف دیگر در سراسر مراجعه کنید). سیم ها می توانند داخل و سپس دوباره خارج شوند تا جایی که ممکن است به ترمینال نزدیک شده و همانطور که در تصویر نشان داده شده است در جای خود ثابت بماند. دو گره شمالی و دو جنوبی یکسو کننده ها برای سیم پیچ 1 و 2 را به سیم های باز که از پایانه به پایانه منتقل می شوند ، لحیم کنید. این یکسو کننده ها را به پایانه ها متصل می کند تا مدار موتور پله ای (ژنراتور) تکمیل شود. مطمئن شوید که سیم های باز را از اتصالات دیگر دور نگه دارید.

مرحله 10: آزمایش

اکنون شما آماده هستید تا مدار را با موتور پله ای آزمایش کنید تا مطمئن شوید که همه اتصالات شما به درستی لحیم شده اند و همه اجزا به درستی قرار گرفته اند.

سرهای موتور پله ای را روی هدر نر 5 پین وارد کنید. سیم سیاه موتور پله ای باید روی پینی قرار گیرد که برچسب Coil 1 یا Coil 2 ندارد. از مولتی متر خود (روی ولتاژ DC تنظیم کنید) برای اندازه گیری ولتاژ تولید کننده هنگام چرخاندن محور استفاده کنید. پروب مثبت (قرمز) مولتی متر را روی پیچ مثبت هر ترمینال و پروب منفی (سیاه) را روی پیچ منفی همان ترمینال قرار دهید. چرخاندن شفت با دست باید در مجاورت 4-8 ولت کار کند. اگر نتایج را مشاهده نمی کنید ، در اینجا نکات عیب یابی وجود دارد: 1) تمام اتصالات لحیم کاری را بررسی کنید تا مطمئن شوید همه چیز به طور کامل لحیم شده و به یکدیگر متصل است. برعکس ، مطمئن شوید که ارتباطاتی که نباید لمس شوند با هم نیستند. 2) اطمینان حاصل کنید که همه دیودها در جهت مناسب همانطور که در نمودار صفحه چاپ نشان داده شده است قرار گرفته باشند. 3) بررسی کنید که سیم های موتور به درستی وارد شده اند - سیم سیاه موتور نباید روی هیچ کدام از پین های کویل 1 و 2 قرار گیرد.

مرحله 11: مولتی متر بصری

ساخته شده در ویژوال مولتی متر به شما این امکان را می دهد که ببینید چقدر انرژی از منابع جایگزین انرژی ذخیره می شود بدون اینکه از مولتی متر استفاده کنید.

دیودهای زنر را در جهت مناسب همانطور که در نمودار صفحه چاپ شده نشان داده شده و مطابق کلید همانطور که در پایین نشان داده شده است ، وارد کنید. اعداد موجود در کلید با اعداد چاپ شده روی دیودهای زنر مطابقت دارد. مقاومتها را در شکافها با رنگهای مربوط وارد کنید (در این حالت جهت مهم نیست). یک تکه سیم سیاه برش دهید و دو سر آن را بچسبانید ، مطابق شکل کنار مقاومت ها قرار دهید. سپس سه LED را به ترتیب نمایش داده شده وارد کنید: سبز ، زرد ، قرمز (نارنجی).

مرحله 12: مولتی متر بصری لحیم کاری

تخته نمونه را برگردانید و مولتی متر بصری را همانطور که نشان داده شده در محل خود لحیم کنید. به نمودار تخته چاپ شده در قسمت عقب مراجعه کنید. برای محکم نگه داشتن محل اتصال و سهولت لحیم کاری ، سیم ها را عبور دهید. از اتصالات سرد (در ظاهر مات) خودداری کنید. اطمینان حاصل کنید که اتصالات را جدا از هم نگه دارید که نباید با هم باشند ، زیرا این منطقه کاملاً منظم است.

مرحله 13: آزمایش مولتی متر بصری

مولتی متر ویژوال را آزمایش کنید تا از عملکرد آن مطمئن شوید.

سرهای موتور پله ای را روی سربرگ نر قرار دهید. شفت موتور پله ای (ژنراتور) را بچرخانید و ببینید چراغ های LED مطابق آن روشن می شوند. چراغ سبز نشان دهنده ولتاژ تا 5.6 پوند ، چراغ زرد ولتاژ تا 6.8 پوند را نشان می دهد. هر دو LED ولتاژ را بسته به روشنایی آنها تعیین می کنند. به عنوان مثال ، اگر باتری 6.1 ولت را نگه دارد ، چراغ سبز روشن و چراغ زرد کم خواهد بود. چراغ قرمز (در اینجا نارنجی نشان داده شده است) فقط بالای 9.2 ولت روشن می شود. برای این برنامه ، باتری مورد استفاده 7.2 ولت و 70 میلی آمپر است. اگر LED قرمز روشن شود ، باتری در ظرفیت کامل است. شارژ باتری را با چراغ قرمز روشن ادامه ندهید ، در غیر این صورت ممکن است بیش از حد شارژ شود و خراب شود. اگر نتایج را مشاهده نمی کنید ، در اینجا نکات عیب یابی وجود دارد: 1) تمام اتصالات لحیم کاری را بررسی کنید تا مطمئن شوید همه چیز به طور کامل لحیم شده و به یکدیگر متصل است. برعکس ، مطمئن شوید که ارتباطاتی که نباید لمس شوند با هم نیستند. 2) اطمینان حاصل کنید که همه دیودهای زنر در جهت مناسب همانطور که در نمودار صفحه چاپ نشان داده شده است قرار گرفته باشند. 3) اعداد روی دیودهای زنر را بررسی کنید تا مطمئن شوید که آنها به ترتیب مطابق نمودار چاپ شده نشان داده شده اند. *در این تصویر ما یک سوئیچ اضافه کردیم و باتری را زود وصل کردیم (و سپس آنها را برداشتیم) تا ببینیم چگونه کار می کند. این لازم نیست ، اما سرگرم کننده است.

مرحله 14: سوئیچ لحظه ای و ترمینال Solder

2 طول بلند سیم قرمز و دو طول سیم سیاه بلند ببرید. دو سر هر سیم را بچسبانید. یک سر سیم قرمز و یک سر سیم مشکی را روی سیم های کلید لحظه ای بپیچید. یک سر سیم قرمز و یک سر سیم سیاه را روی سیم های پایانه بپیچید. 4 سیم را به سیمها بچسبانید. سوئیچ لحظه ای مولتی متر بصری را روشن می کند و ترمینال به عنوان خروجی نیروگاه شخصی مورد استفاده قرار می گیرد.

مرحله 15: پنل خورشیدی لحیم کاری

2 طول سیم بلند ، یکی قرمز و دیگری سیاه برش دهید. دو سر هر سیم را با نوارهای سیم بچسبانید. یک سر سیم سیاه را به سیم منفی روی پنل خورشیدی لحیم کنید (باید روی صفحه با "-" نشان داده شود). یک سر سیم قرمز را به سیم مثبت روی پنل خورشیدی لحیم کنید (باید روی صفحه با "+" مشخص شود).

مرحله 16: مورد: بازشوها

از الگوی مورد ارائه شده (قابل بارگیری در مرحله 1) برای تعیین و برش سوراخ های لازم برای اجزاء استفاده کنید. ما از یک برش لیزری برای ایجاد حفره ها برای دقت استفاده کردیم (زیرا این نوع اکریلیک دوست ندارد برش لیزری بریده شود) ، و سپس بر اساس آن سوراخ ها را سوراخ کردیم.

مرحله 17: چرخ دنده (اختیاری)

این مرحله ضروری نیست ، اما یک افزودنی خوب برای نیروگاه شخصی است. چرخ دنده ها به چرخش سریعتر محور موتور پله ای کمک می کنند و قدرت بیشتری تولید می کنند.

از الگوی چرخ دنده ارائه شده (بارگیری در مرحله 1) برای برش دادن یک چرخ دنده کوچک و بزرگ به یک ورق پلکسی گلاس 4 "x5" x1/8 "استفاده کنید. ما از برش لیزری استفاده کردیم ، زیرا این بسیار دقیق تر است. از آنجا که این چرخ دنده ها کوچک هستند چرخ دنده ها را توصیه نمی کنیم. جایگزینی برای این مجموعه دنده خرید چرخ دنده های آماده است.

مرحله 18: مورد: Stepper Motor و Small Gear

موتور پله ای را مطابق شکل با پیچ های موتور رو به بیرون از جعبه وارد کنید. با 2 پیچ 4 پیچ دستگاه پیچ ها را به بدنه وصل کنید. یک واشر شماره 10 را روی شفت موتور که از جعبه بیرون می آید قرار دهید و سپس دنده کوچک (اختیاری) را در بالا همانطور که نشان داده شده است قرار دهید.

مرحله 19: مورد: چرخ دنده بزرگ (اختیاری)

مطابق شکل ، پایه پیچ 3/16 "x1" بین مورد و چرخ دنده بزرگ را در سوراخ لبه چرخ دنده بزرگ وارد کنید. بادگیر را به سمت پست بکشید. این دسته برای چرخاندن چرخ دنده خواهد بود.

سپس پیچ پیچ 3/16 "x1/4" را داخل جعبه و از طریق سوراخ مانند تصویر وارد کنید. یک واشر SAE شماره 10 را روی پایه قرار دهید و سپس چرخ دنده بزرگ را روی آن قرار دهید. کار را با پیچاندن پیچ به داخل پست انجام دهید. دنده را با دسته آزمایش کنید تا ببینید که چقدر روان کار می کنند!

مرحله 20: مورد: پنل خورشیدی

همانطور که در تصویر نشان داده شده است ، پنل خورشیدی را داخل جعبه قرار دهید ، در حالی که سمت سلول به سمت بیرون است. پست ها را از دو پیچ چسبان 3/16 "x1/4" بردارید و یک واشر SAE شماره 10 را روی هر کدام بکشید. ستون ها را داخل قاب قرار دهید و آنها را از طریق سوراخ های دو طرف پنل خورشیدی بکشید. پیچ ها را در قسمت های مربوطه قرار دهید.

مرحله 21: مورد: سوئیچ و ترمینال

سوئیچ لحظه ای و ترمینال را همانطور که نشان داده شده در دهانه ها قرار دهید. سیم ها باید داخل کیس باشند.

مرحله 22: مورد: نمونه اولیه و باتری

مطابق تصویر ، تابلوی نمونه اولیه خود را با مدارهای تمام شده داخل جعبه قرار دهید. هنگامی که سیم های باتری ، سلول خورشیدی ، موتور پله ای و ترمینال خروجی متصل می شوند ، می توان از نوار فوم برای ایمن سازی مدار به داخل کیس استفاده کرد. اطمینان حاصل کنید که هیچ اتصال لحیم کاری شده را چسب نزنید.

مطابق شکل باتری را در قسمت پایین کیس ، کنار موتور پله ای قرار دهید. هنگامی که سیمها به مدار متصل می شوند ، با نوار فوم محکم کنید.

مرحله 23: پایانه خروجی لحیم کاری

سیم های مثبت (قرمز) و منفی (سیاه) ترمینال خروجی را در شکاف مربوطه در شکاف مربوطه همانطور که نشان داده شده وارد کنید. در انتهای عقب ، سرپوش ها را به پایانه باتری لحیم کنید.

مرحله 24: سوئیچ سرباز

سرنخ ها را از سوئیچ در شکافها همانطور که نشان داده شده (مرکز تصویر) وارد کنید. توجه داشته باشید که قرار دادن مثبت و منفی برای سوئیچ اهمیتی ندارد.

مطمئن شوید که سیمها را همانطور که در نمودار چاپ شده نشان داده شده لحیم می کنید.

مرحله 25: وصل کردن پنل خورشیدی

پیچ های پایانه پنل خورشیدی را باز کنید. سرنخ ها را از پنل خورشیدی در دهانه های ترمینال با موقعیت مثبت و منفی قرار دهید. پیچ ها را محکم کنید و بررسی کنید که سیم ها محکم در آن نگه داشته شده اند.

مرحله 26: باتری NiMH را وصل کنید

پیچ های ترمینال را برای باتری NiMH باز کنید. سرنخ ها را از باتری NiMH داخل دهانه های ترمینال با موقعیت مثبت و منفی قرار دهید. پیچ ها را محکم کنید و بررسی کنید که سیم ها محکم در آن نگه داشته شده اند.

مرحله 27: تمام شد

نیروگاه شخصی خود را آزمایش کنید تا ببینید چگونه کار می کند!

دور دست را برای مدتی بچرخانید و سپس دکمه را روی کلید فشار دهید و ببینید که مولتی متر بصری میزان قدرت باتری را نشان می دهد. نیروگاه خود را در معرض نور خورشید قرار دهید و میزان انرژی جمع آوری شده را کنترل کنید. سپس از نیروگاه خود برای تغذیه دستگاه ها استفاده کنید. ما مینی آردوینو خود را با PowerPlant تغذیه کردیم ، ببینید چه چیزی می توانید تغذیه کنید! نیروگاه خود را متناسب با نیازهای خود اصلاح کنید. جان اومالی چرخ دنده های دوچرخه خود را تغییر داد (تصاویر زیر را ببینید). خوش بگذره!