პერსონალური ელექტროსადგური: 27 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

პერსონალური ელექტროსადგური არის პორტატული მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ელექტროენერგიას მზის უჯრედისა და ხელით ამწე გენერატორის მეშვეობით, NiMH ბატარეაში. მოწყობილობა ასევე შეიცავს ვიზუალურ მულტიმეტრს, რომელიც აკონტროლებს შენახული ენერგიის რაოდენობას. პერსონალური ელექტროსადგური შეიძლება გამოყენებულ იქნას 8 ვ -მდე ენერგიაზე 70 mA- ზე. დიზაინი: Mouna Andraos, Jennifer Broutin, Carmen Trudell ერთად Mike Dory @ Eyebeam for Alternative Energy Workshop 06.23.07eyebeam ********

ნაბიჯი 1: მასალები

ელექტრონიკა ელექტროსადგურის მიკროსქემისთვის 1 - სტეპერიანი ძრავა (იაპონია Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - მზის პანელი (8V) 1 - NiMH ბატარეა (7.2V, 70 mA) 8 - 1N4001 დიოდები 3 - ტერმინალები 1 - 5 პინიანი მამრობითი სათაური 18 ან 20 ლიანდაგიანი მყარი მავთული (წითელი, შავი, ლურჯი, მწვანე) ვიზუალური მულტიმეტრისთვის 1 - წითელი LED, 1.5V1 - ყვითელი LED, 1.5 V1 - მწვანე LED, 1.5 V1 - 100 Ohm რეზისტორი 1 - 150 Ohm რეზისტორი 1 - 1N4730 (3.9V) ზენერის დიოდი 1 - 1N4733 (5.1V) ზენერის დიოდი 1 - 1N4737 (7.5V) ზენერის დიოდი 1 - წამიერი გადართვა აპარატურა 1 - 2.5 "x1.75" PCB პროტოტიპის დაფა 1 - დაბეჭდილი დაფის დიაგრამა (გადმოწერეთ ქვემოთ PDF) სქემატური მიკროსქემის დიაგრამა მითითებისთვის (ჩამოტვირთეთ pdf ქვემოთ) ნაწილები საქმის შაბლონი (გადმოწერეთ dwg/pdf ქვემოთ) 1 - 3.5 "x3.5" x4.5 "აკრილის ყუთი 1 - 3/16" x1 "დამაკავშირებელი სვეტი ხრახნით 3 - 3/16" x1/4 "დამაკავშირებელი პოსტი ხრახნით 3 - #10 SAE გამრეცხი 2 - #4 მანქანა ხრახნიანი ჭანჭიკები გადაცემის შაბლონი (სურვილისამებრ, გადმოწერეთ dwg/pdf ქვემოთ) 1 - 4 "x5" x1/8 "ფურცლის პლექსიგლასი გადაცემათა კოლოფისათვის (სურვილისამებრ) აღჭურვილობა შემდუღებელი რკინა, შედუღება დ) ზუსტი დანა და დანა პირების საპოვნელად: მთავარი დეპო რადიო შაკი კონტეინერების მაღაზია ელექტრონიკა ოქრო, სოლარბოტიკა ჯამეკო ელექტრონიქსი

ნაბიჯი 2: დაბეჭდილი დაფის დიაგრამა

დაბეჭდეთ დაბეჭდილი დაფის დიაგრამის ასლი და ამოჭერით. მოათავსეთ დიაგრამა PCB პროტოტიპის დაფაზე სპილენძის გამაგრების რგოლების გარეშე. დიაგრამა გაჩვენებთ, თუ როგორ უნდა მოათავსოთ თქვენი კომპონენტები ერთ მხარეს, მეორე მხრივ კი შეაერთეთ თქვენი კომპონენტები პროტოტიპების დაფაზე.

ნაბიჯი 3: Coil 1 Rectifier

ჩადეთ 1N4001 დიოდიდან 4 ისე, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ. დიოდები უნდა იყოს ჩასმული დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე მითითებული მიმართულებით; წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი არ იმუშავებენ სწორად. მითითებული 4 დიოდის დაყენებით თქვენ ასწორებთ (გადააქცევთ სიმძლავრეს 4 ფაზის სტეპერიანი ძრავის 2 ფაზიდან AC- დან DC დენად) Coil 1.

ნაბიჯი 4: Coil 2 Rectifier

ჩადეთ კიდევ 4 1N4001 დიოდი ადგილზე, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ. ამ 4 დიოდის დაყენებით მითითებისამებრ თქვენ ასწორებთ (გადააქვთ ძალა 4 ფაზის სტეპერიანი ძრავის 2 ფაზიდან AC- დან DC დენად) Coil 2.

ნაბიჯი 5: Coil 1 & 2 Wires and Header

გაჭერით ორი ცალი ლურჯი მავთულისა და ორი წვეთი მწვანე მავთულისგან მავთულხლართებით. გათიშეთ თითოეული ნაწილის მავთული. ჩადეთ მავთული ისე, როგორც ნაჩვენებია.

ჩასვით 5 პინიანი მამრობითი სათაური, როგორც ეს მითითებულია, ქინძისთავების მოკლე მხარე ქვემოთაა პროტოტიპის დაფაზე. ეს არის ადგილი, სადაც ძრავა მიმაგრდება წრედზე.

ნაბიჯი 6: შედუღება

გადააბრუნეთ დაფა და დაიწყეთ კავშირების შედუღება, როგორც ეს ნაჩვენებია დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე თქვენი შედუღების რკინით და შედუღებით. უფრო ადვილია შედუღება, თუ მავთულები წინასწარ არის გადაკვეთილი. დარწმუნდით, რომ შეუერთდით კავშირებს კარგი რაოდენობით solder. მოერიდეთ ცივ სახსრებს (როდესაც შედუღება გლუვი ჩანს).

ნაბიჯი 7: დაასრულეთ Stepper Motor (Generator) წრე

როდესაც დაასრულებთ სტეპერ ძრავის (გენერატორის) მიკროსქემის შედუღებას, თქვენი პროტოტიპების დაფის უკანა მხარე უნდა გამოჩნდეს, როგორც ნაჩვენებია.

ნაბიჯი 8: ტერმინალები

ჩადეთ 2 ტერმინალი, ერთი პროტოტიპის დაფის ორივე ბოლოში იმ მიმართულებით, როგორც ნაჩვენებია. თუ პერფორაციები ძალიან მცირეა, გამოიყენეთ თქვენი Exacto დანა, რათა გაზარდოთ ხვრელი. გაჭერით ორი 3 სიგრძის მავთული (ნებისმიერი ფერი) და გამოიყენეთ მავთულის სტრიპტიზატორები მავთულხლართების სრულად მოსაშორებლად. ეს მავთულები გადის პროტოტიპების დაფის მოპირდაპირე მხარეს (სპილენძის გამაგრილებელი რგოლებით), თითოეული ტერმინალის პოზიტიურიდან და პოზიტიურიდან თითოეული ტერმინალის უარყოფითი მხარე. მარცხენა ტერმინალი გამოყენებული იქნება ბატარეის მავთულის შესასვლელად. მარჯვენა ტერმინალი გამოყენებული იქნება მზის პანელის მავთულის შესასვლელად.

ნაბიჯი 9: შედუღების ტერმინალები

გადააბრუნეთ პროტოტიპის დაფა. ჩადეთ გაშიშვლებული მავთულები ხვრელებში, როგორც ეს მითითებულია (იხ. დაბეჭდილი დაფის დიაგრამა მეორე მხარეს). მავთულხლართებს შეუძლიათ შევიდნენ და შემდეგ კვლავ გამოვიდნენ, რათა მაქსიმალურად მიუახლოვდნენ ტერმინალს და ისე დაიჭირონ, როგორც ნაჩვენებია. შეაერთეთ გამყარებლის ორი ჩრდილოეთი და ორი სამხრეთი კვანძი კოჭისთვის 1 და 2 ღია ტალღებზე, რომელიც გადის ტერმინალიდან ტერმინალამდე. ეს აერთებს მაკორექტირებელ საშუალებებს ტერმინალებთან, რათა დაასრულოს წრე სტეპერ ძრავისთვის (გენერატორი). დარწმუნდით, რომ გახსენით მავთულები სხვა კავშირებისგან შორს.

ნაბიჯი 10: ტესტირება

ახლა თქვენ მზად ხართ შეამოწმოთ წრე სტეპერ ძრავით, რათა დარწმუნდეთ, რომ თქვენი ყველა კავშირი სწორად არის შეკრული და ყველა კომპონენტი სწორად არის განთავსებული.

ჩადეთ სტეპერიანი ძრავის საყრდენები 5 პინიანი მამრობითი სათაურზე. სტეპერიანი ძრავის შავი ტყვიები უნდა იყოს მოთავსებული პინზე, რომელსაც არ აქვს წარწერა Coil 1 ან Coil 2. გამოიყენეთ თქვენი მულტიმეტრი (დაყენებულია DC ძაბვაზე), რათა გაზომოთ ძაბვა, რომელსაც გენერატორი აწარმოებს ლილვის შემობრუნებისას. მოათავსეთ მულტიმეტრის დადებითი (წითელი) ზონდი რომელიმე ტერმინალის დადებით ხრახნზე, ხოლო უარყოფითი (შავი) ზონდი იმავე ტერმინალის უარყოფით ხრახნზე. ლილვის ხელით გადაბრუნება უნდა მოხდეს 4-8 ვოლტის სიახლოვეს. თუ თქვენ ვერ ხედავთ შედეგებს, აქ არის რჩევები პრობლემის გადასაჭრელად: 1) შეამოწმეთ ყველა გამაგრებითი კავშირი, რომ დარწმუნდეთ, რომ ყველაფერი სრულად არის შეკრული და ერთმანეთთან დაკავშირებული. პირიქით, დარწმუნდით, რომ კავშირები, რომლებიც არ უნდა შეეხოთ, არ არის ერთად. 2) დარწმუნდით, რომ ყველა დიოდი მითითებულია სწორი მიმართულებით, როგორც ეს მითითებულია დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე. 3) შეამოწმეთ, რომ ძრავის სადენები სწორად არის ჩასმული - ძრავიდან შავი მავთული არ უნდა იყოს მოთავსებული Coil 1 & 2 ქინძისთავზე.

ნაბიჯი 11: ვიზუალური მულტიმეტრი

ჩაშენებული ვიზუალური მულტიმეტრი საშუალებას მოგცემთ ნახოთ რამდენი ენერგია ინახება ენერგიის ალტერნატიული წყაროებიდან მულტიმეტრის გამოყენების გარეშე.

ჩადეთ ზენერის დიოდები სწორი მიმართულებით, როგორც ეს ნაჩვენებია დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე და გასაღების მიხედვით, როგორც ნაჩვენებია ბოლოში. გასაღების რიცხვები შეესაბამება ზენერის დიოდებზე დაბეჭდილ რიცხვებს. ჩადეთ რეზისტორები სლოტებში შესაბამისი ფერებით (ამ შემთხვევაში მიმართულებას მნიშვნელობა არ აქვს). გაჭერით ერთი შავი ნაჭერი შავი მავთულები და გაწურეთ ორივე ბოლო, ჩასვით რეზისტორების გვერდით, როგორც ნაჩვენებია. შემდეგ ჩადეთ სამი LED, როგორც ნაჩვენებია: მწვანე, ყვითელი, წითელი (ნარინჯისფერი).

ნაბიჯი 12: Solder Visual Multimeter

გადააბრუნეთ პროტოტიპის დაფა და შეაერთეთ ვიზუალური მულტიმეტრი ადგილზე, როგორც ეს მითითებულია. იხილეთ დაბეჭდილი დაფის დიაგრამა უკანა მხარეს. გადაკვეთეთ მავთულები, რომ დაიჭიროთ ადგილი და გაადვილოთ შედუღება. მოერიდეთ ცივ (გარეგნულად მქრქალ) კავშირებს. დარწმუნდით, რომ შეინარჩუნეთ ცალკეული კავშირები, რომლებიც არ უნდა იყოს ერთად, რადგან ეს ტერიტორია მჭიდროდ არის ორგანიზებული.

ნაბიჯი 13: ვიზუალური მულტიმეტრის ტესტირება

შეამოწმეთ ვიზუალური მულტიმეტრი, რომ დარწმუნდეთ რომ მუშაობს.

მოათავსეთ სტეპერი ძრავის ლიდერობები მამაკაცის სათაურზე. გადაატრიალეთ სტეპერიანი ძრავის ლილვი (გენერატორი) და ნახეთ, რომ LED ნათურები ანათებს შესაბამისად. მწვანე შუქი მიუთითებს ძაბვაზე ~ 5.6 -მდე, ყვითელი შუქი მიუთითებს voltage 6.8 -მდე. ორივე LED- ები განსაზღვრავს ძაბვას მათი სიკაშკაშედან გამომდინარე. მაგალითად, თუ ბატარეა ინარჩუნებს 6,1 V- ს, მაშინ მწვანე შუქი იქნება ნათელი და ყვითელი შუქი იქნება მუქი. წითელი (აქ ნაჩვენებია ნარინჯისფერი) LED ანათებს მხოლოდ ~ 9.2 ვოლტზე მაღლა. ამ პროგრამისთვის, გამოყენებული ბატარეა არის 7.2 ვოლტი და 70 mA. თუ წითელი LED ანათებს, ბატარეა არის სრული დატვირთვით. ნუ გააგრძელებთ ბატარეის დატენვას წითელი LED განათებით, წინააღმდეგ შემთხვევაში მას შეუძლია ზედმეტი დატენვა და გაუმართაობა. თუ თქვენ ვერ ხედავთ შედეგებს, აქ არის რჩევები პრობლემის გადასაჭრელად: 1) შეამოწმეთ ყველა გამაგრებითი კავშირი, რომ დარწმუნდეთ, რომ ყველაფერი სრულად არის შეკრული და ერთმანეთთან დაკავშირებული. პირიქით, დარწმუნდით, რომ კავშირები, რომლებიც არ უნდა შეეხოთ, არ არის ერთად. 2) დარწმუნდით, რომ ყველა ზენერის დიოდი მითითებულია სწორი მიმართულებით, როგორც ეს მითითებულია დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე. 3) შეამოწმეთ ზენერის დიოდების რიცხვები, რათა დარწმუნდეთ, რომ ისინი სწორ თანმიმდევრობაშია, როგორც ეს მითითებულია დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე. *ამ სურათზე ჩვენ დავამატეთ ჩამრთველი და ადრე მივაერთეთ ბატარეა (და შემდეგ ამოვიღეთ ისინი), რომ ნახოთ როგორ მუშაობს. ეს არ არის აუცილებელი, მაგრამ სახალისოა.

ნაბიჯი 14: Solder Momentary Switch and Terminal

გაჭერით 2 გრძელი წითელი მავთული და ორი გრძელი შავი მავთული. გათიშეთ თითოეული მავთულის ორივე ბოლო. გადაიტანეთ წითელი მავთულის ერთი ბოლო და შავი მავთულის ერთი ბოლო მომენტალური გადართვის სადენებზე. გადაიტანეთ წითელი მავთულის ერთი ბოლო და შავი მავთულის ერთი ბოლო ტერმინალის სადენებზე. შეაერთეთ 4 მავთული ლიდერობს. მომენტალური გადართვა ჩართავს ვიზუალურ მულტიმეტრს და ტერმინალი გამოყენებული იქნება როგორც პირადი ელექტროსადგურის გამომუშავება.

ნაბიჯი 15: Solder მზის პანელი

გაჭერით 2 გრძელი მავთული, ერთი წითელი და ერთი შავი. გაწურეთ თითოეული მავთულის ორივე ბოლო მავთულის სტრიპტერებით. შეაერთეთ შავი მავთულის ერთი ბოლო მზის პანელზე უარყოფითად (უნდა იყოს მითითებული პანელზე "-"). შეაერთეთ წითელი მავთულის ერთი ბოლო მზის პანელზე დადებითად (უნდა იყოს მითითებული პანელზე "+").

ნაბიჯი 16: საქმე: ღიობები

გამოიყენეთ საქმის შაბლონი (გადმოწერილი 1 -ე საფეხურზე) კომპონენტებისათვის აუცილებელი ხვრელების დასადგენად და ამოსაჭრელად. ჩვენ გამოვიყენეთ ლაზერული საჭრელი ხვრელების სიზუსტის გასაზომად (რადგან აკრილის ამ ტიპს არ მოსწონს ლაზერულ საჭრელზე გაჭრა), შემდეგ კი შესაბამისად გავხვრიტეთ ხვრელები.

ნაბიჯი 17: გადაცემათა კოლოფი (სურვილისამებრ)

ეს ნაბიჯი არ არის აუცილებელი, მაგრამ სასიამოვნო დამატებაა პირადი ელექტროსადგურისთვის. გადაცემათა კოლოფი ეხმარება სტეპერიანი ძრავის ლილვის უფრო სწრაფ ბრუნვას, რაც გამოიმუშავებს მეტ ენერგიას.

გამოიყენეთ გადაცემათა კოლოფის შაბლონი (გადმოწერეთ ნაბიჯი 1), რომ პატარა და დიდი მექანიზმი მოჭრა პლექსიგლასის 4 "x5" x1/8 "ფურცელზე. ჩვენ ვიყენეთ ლაზერული საჭრელი, რადგან ეს ბევრად უფრო ზუსტია. ვინაიდან ამ გადაცემებს აქვთ პატარა cogs, ჩვენ არ გირჩევთ ხელით მოჭრას.ამ გადაცემათა კოლოფის ალტერნატივა არის მზა გადაცემების შეძენა.

ნაბიჯი 18: საქმე: სტეპერიანი ძრავა და მცირე გადაცემათა კოლოფი

ჩადეთ სტეპერიანი ძრავა ჩანთაში, როგორც ეს ნაჩვენებია ძრავის ხრახნებით ყუთის გარეთ. მიამაგრეთ ხრახნები საქმეზე 2 #4 მანქანების ხრახნიანი ჭანჭიკით. მოათავსეთ #10 სარეცხი მანქანა ძრავიდან, რომელიც გამოდის ყუთიდან და შემდეგ მოათავსეთ პატარა მექანიზმი (სურვილისამებრ) თავზე, როგორც ეს მითითებულია.

ნაბიჯი 19: საქმე: დიდი გადაცემათა კოლოფი (სურვილისამებრ)

ჩადეთ 3/16 "x1" სავალდებულო ხრახნი კორპუსსა და დიდ გადაცემათა კოლოფს შორის დიდი გადაცემის კიდეზე, როგორც ნაჩვენებია. ქარი ჩაყარეთ პოსტში. ეს იქნება სახელური გადაბრუნებისთვის.

შემდეგ ჩადეთ 3/16 "x1/4" სავალდებულო ხრახნი ყუთში შიგნით და ხვრელში, როგორც ნაჩვენებია. განათავსეთ ერთი #10 SAE სარეცხი მანქანა სადგამზე და შემდეგ მოათავსეთ დიდი მექანიზმი თავზე. დაასრულეთ ხრახნიანი გრაგნილი პოსტში. შეამოწმეთ მექანიზმი სახელურით, რომ ნახოთ რამდენად შეუფერხებლად მუშაობს ისინი!

ნაბიჯი 20: საქმე: მზის პანელი

ჩადეთ მზის პანელი ყუთში, როგორც ეს ნაჩვენებია უჯრედის მხრიდან გარედან. აიღეთ პოსტი ორი 3/16 "x1/4" შემკვრელის ხრახნიდან და თითოეულ მათგანზე გადაიტანეთ ერთი #10 SAE სარეცხი მანქანა. განათავსეთ სვეტები კორპუსის შიგნით და გადაიტანეთ ისინი მზის პანელის ორივე მხარეს არსებული ხვრელების მეშვეობით. მიამაგრეთ ხრახნები მათ შესაბამის სვეტებში.

ნაბიჯი 21: საქმე: გადამრთველი და ტერმინალი

ჩადეთ მომენტალური გადამრთველი და ტერმინალი ღიობებში, როგორც ეს მითითებულია. სადენები უნდა იყოს საქმის შიგნით.

ნაბიჯი 22: საქმე: პროტოტიპის დაფა და ბატარეა

მოათავსეთ თქვენი პროტოტიპის დაფა დასრულებული სქემით ყუთში, როგორც ეს მითითებულია. ქაფის ლენტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას, რათა უზრუნველყოს მიკროსქემის კორპუსი შიგნით, მას შემდეგ რაც დამაგრდება ბატარეიდან, მზის უჯრედიდან, სტეპერიანი ძრავიდან და გამომავალი ტერმინალი. დარწმუნდით, რომ არ დააკოპიროთ რაიმე შედუღებული კავშირი.

მოათავსეთ ბატარეა კორპუსის ბოლოში, სტეპერ ძრავის გვერდით, როგორც ეს მითითებულია. დააფიქსირეთ ქაფის ლენტით, როდესაც წამყვანი მიმაგრებულია წრედზე.

ნაბიჯი 23: Solder Output Terminal

აიღეთ გამომავალი ტერმინალის დადებითი (წითელი) და უარყოფითი (შავი) ლიდერი ჩასვით პროტოტიპების დაფაზე მათ შესაბამის სლოტებში, როგორც ეს მითითებულია. შეაერთეთ ბატარეები ტერმინალის უკანა მხარეს.

ნაბიჯი 24: Solder Switch

ჩადეთ ჩამრთველი გადამრთველიდან სლოტებში, როგორც ეს მითითებულია (სურათის ცენტრი). გაითვალისწინეთ, რომ პოზიტიურ და უარყოფით განლაგებას მნიშვნელობა არ აქვს გადართვისთვის.

დარწმუნდით, რომ შეაერთეთ ტყვიები, როგორც ეს მითითებულია დაბეჭდილი დაფის დიაგრამაზე.

ნაბიჯი 25: მიამაგრეთ მზის პანელი

გახსენით მზის პანელის ტერმინალის ხრახნები. ჩადეთ მზის პანელიდან ტერმინალის ღიობებში დადებითი და უარყოფითი განლაგებით, როგორც ეს მითითებულია. გამკაცრეთ ხრახნები და შეამოწმეთ, რომ სადენები საიმედოდ არის შეკრული.

ნაბიჯი 26: მიამაგრეთ NiMH ბატარეა

გახსენით ტერმინალის ხრახნები NiMH ბატარეისთვის. ჩადეთ ლიმიტი NiMH ბატარეიდან ტერმინალის ღიობებში დადებითი და უარყოფითი განლაგებით, როგორც ეს მითითებულია. გამკაცრეთ ხრახნები და შეამოწმეთ, რომ სადენები საიმედოდ არის შეკრული.

ნაბიჯი 27: დასრულდა

გამოცადეთ თქვენი პირადი ელექტროსადგური, რომ ნახოთ როგორ მუშაობს!

გადაატრიალეთ ხელჩანთა ცოტა ხნით და შემდეგ დააჭირეთ ღილაკს გადამრთველზე და უყურეთ ვიზუალური მულტიმეტრი აჩვენებს ბატარეის სიმძლავრეს. განათავსეთ თქვენი ელექტროსადგური მზეზე და დააკვირდით რამდენ ენერგიას აგროვებს. შემდეგ გამოიყენეთ თქვენი ელექტროსადგური მოწყობილობების კვებისათვის. ჩვენ ვამუშავეთ ჩვენი მინი არდუინო ელექტროსადგურით, ნახეთ რისი ძალა შეგიძლიათ! შეცვალეთ თქვენი ელექტროსადგური თქვენი საჭიროებების შესაბამისად. ჯონ ო'მალიმ თავისი ველოსიპედის მექანიზმის გადაცემა შეუცვალა (იხილეთ ქვემოთ მოყვანილი სურათები). Გაერთე!