มอเตอร์โซลาร์ที่หมุนอย่างต่อเนื่อง: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ใครไม่ฝันที่จะทำอุปกรณ์ที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง? วิ่งไม่หยุด กลางวันและกลางคืน ฤดูร้อนและฤดูหนาว ท้องฟ้ามีเมฆมาก และสภาพแสงภายในอาคาร มอเตอร์พัลส์นี้ทำงานเป็นเวลานานมาก อาจนานกว่าอายุขัยของฉัน

ไฟบนแผงโซลาร์เซลล์จะชาร์จตัวเก็บประจุซุปเปอร์ผ่านตัวควบคุมการเลื่อนออกต่ำ เซ็นเซอร์ Hall ตรวจจับแม่เหล็กโรเตอร์ ชีพจรจะส่งผ่านตัวสร้างรูปร่างพัลส์ ตัวเปรียบเทียบ และตัวขับ IC (3 ในหนึ่งเดียว) และเปิดใช้งานคอยล์ชีพจร

ทรงกลมทั้งสองมาจากสะดึงปักผ้า ตลับลูกปืนแม่เหล็กใช้เพื่อลดแรงเสียดทานของเพลาโรเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด เข็มฟูกที่มีจุดแหลมคมกำลังทำงานอยู่ โรเตอร์ทำจากลูกโลกโฟมและมีแม่เหล็ก 5 ตัววางอยู่ตรงกลาง

ฉันใช้ไอซี SMD (นาโนพาวเวอร์) ขนาดเล็กมากโดยใช้กระแสไฟนาโนแอมแปร์ไม่กี่ร้อย วงจรเป็นการออกแบบของตัวเอง ไวและเสถียรมาก มีช่วงการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากว้างตั้งแต่ 1.7V ถึง 3 โวลต์

เสบียง

• IC: เซ็นเซอร์ฮอลล์ SM351LT
• IC: ตัวเปรียบเทียบ TS881
• ไอซี: XC 6206 LDO
• แผงโซลาร์เซลล์: 5.5V 90mA แผงทั้งหมดระหว่าง 3.5V ถึง 5.5V จะทำ
• SuperCap: 50 Farad, 3V, ทั้งหมดระหว่าง 10F ถึง 50F จะทำ
• คอยล์จากรีเลย์ 220V, 12.8k Ohm
• สะดึงปักผ้า เส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ซม. เข็มที่นอนและลูกโลกโฟม

• แม่เหล็กนีโอไดเมียม เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. สูง 2 มม. สำหรับโรเตอร์และแบริ่ง

ขั้นตอนที่ 1: วิดีโอ

ขั้นตอนที่ 2: วงจรอิเล็กทรอนิกส์

ฉันสร้างวงจรตั้งแต่เริ่มต้น นี่คือเงื่อนไข:

• IC ทั้งหมดจะต้องใช้พลังงานต่ำมาก
• SM351LT Hall Sensor, กระแสไฟ 360nA, แรงดันไฟ 1.65V - 5.5V.
• ตัวเปรียบเทียบ TS881, กระแสไฟ 210nA, แรงดันไฟ 0.85V - 5.5V
• XC6206 LDO, กระแสไฟ 1uA, แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด 6V, เอาต์พุต 3V
• IC ที่เทียบเท่า: Comperator LMC7215, Hall DRV5032
• ขดลวดพัลส์จากรีเลย์ AC 220V พร้อมความต้านทาน 12kOhm

โดยการหมุน potmeter Rv ความกว้างพัลส์สามารถควบคุมได้ระหว่าง 20 ถึง 60 มิลลิวินาที ภาพจากออสซิลโลสโคปแสดงพัลส์เอาต์พุตจากเซ็นเซอร์ Hall เป็นสีเหลือง รูปร่างสีแดงคือเอาต์พุตจาก TS881 ที่เปิดใช้งานคอยล์ TS881 ทริกเกอร์บนขอบด้านล่างและสร้างพัลส์ 50msec ปกติที่ดีบนเอาต์พุต ตัวสร้างพัลส์นี้ประหยัดพลังงานมาก เนื่องจากเวลาของพัลส์น้อยกว่ากระแสไฟน้อยกว่า

ในรูปแบบนี้คุณจะเห็นพินเอาต์ของชิป SMD ด้วย ระวังมันมีขนาดเล็กมากและการบัดกรีเป็นทักษะ ภาพถ่ายแสดงให้เห็นว่าฉันทำงานอย่างไร TS881 บัดกรีบนซ็อกเก็ต DIL8 ซึ่งทำงานได้ดี

ขั้นตอนที่ 3: รายละเอียดบางอย่าง

ขั้นตอนที่ 4: การก่อสร้าง

สะดึงสำหรับปักผ้าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ซม. เป็นพื้นฐานของโครงสร้างนี้ ภายในจะเปลี่ยนเป็นลูกโลกโฟมขนาด 6 ซม. เป็นโรเตอร์ของพัลส์มอเตอร์ วงแหวนหนึ่งเชื่อมต่อกับชิ้นส่วนด้านล่างที่หนัก ในส่วนที่เหลือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เฉพาะเซ็นเซอร์ฮอลล์และขดลวดพัลส์เท่านั้นที่นำไปสู่ส่วนโลกผ่านสายไฟฟ้า

ภายในวงแหวนที่สอง แบริ่งจะเชื่อมต่อกับแถบอลูมิเนียม ด้านหนึ่งเป็นแม่เหล็ก อีกด้านหนึ่งเป็นแผ่นกระจกที่ติดกาวอันที่สอง แถบด้านล่างเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ฮอลล์และขดลวดพัลส์ด้วยลวดทองแดงหนา สามารถจัดตำแหน่งเพื่อให้ได้จังหวะเวลาที่ดีที่สุดสำหรับขดลวดพัลส์ นั่นเป็นงานที่แม่นยำมาก

แกนโรเตอร์เป็นเข็มของฟูกที่แหลมมากซึ่งวางอยู่บนแผ่นกระจกและดึงเข้าที่ด้วยแม่เหล็ก ส่วนบนของก้านไม่สัมผัสกับกระจก แต่จะหมุนเป็นอิสระและถูกแม่เหล็กดึงขึ้น ทำให้แรงเสียดทานต่ำมาก ภาพถ่ายและวิดีโอแสดงวิธีการทำอย่างละเอียด

ขั้นตอนที่ 5: บทสรุป

สิ่งที่ฉันต้องการแสดงคือพัลส์มอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากซึ่งขับเคลื่อนด้วยวงจรนาโนพาวเวอร์ขนาดเล็กและเสถียร แหล่งจ่ายไฟโดยแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กและ supercap ที่กักเก็บพลังงานได้พิสูจน์แล้วว่ามอเตอร์พัลส์นี้สามารถทำงานเป็นเวลานานมาก เป็นการท้าทายที่จะไม่ใช้แบตเตอรี่ วงจรพลังงานต่ำพิเศษและ supercaps ทำให้เป็นไปได้

นี่เป็นโครงการวิจัยและสนุก ทักษะหลายอย่างมารวมกันเพื่อให้งานนี้สำเร็จ ส่วนที่ดีที่สุดคือการเล่นกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และสนามแรงโน้มถ่วง คุณสามารถเห็นปรากฏการณ์ของพวกเขาเท่านั้น เครื่องมือและเครื่องมือวัดที่ดีช่วยให้แก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อความต่อเนื่องได้ง่ายขึ้น สุดท้าย ฉันไม่เรียกร้องอะไรอย่าง perpetuum mobile, การวิ่งนิรันดร์, พลังงานฟรี ฯลฯ แต่โปรเจ็กต์นี้ค่อนข้างใกล้เคียงกัน