محطة الطاقة الشخصية: 27 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

إن powerPlant الشخصي عبارة عن جهاز محمول يسخر الكهرباء من خلال خلية شمسية ومولد كرنك يدوي ، في بطارية NiMH. يشتمل الجهاز أيضًا على مقياس بصري متعدد يراقب كمية الطاقة المخزنة. يمكن استخدام محطة powerPlant الشخصية لتشغيل التطبيقات حتى 8 فولت عند 70 مللي أمبير من تصميم: مونا أندراوس وجنيفر بروتين وكارمن تروديل مع مايك دوري @ Eyebeam لورشة الطاقة البديلة 06.23.07.

الخطوة 1: المواد

إلكترونيات لدائرة powerPlant 1 - محرك متدرج (Japan Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - لوحة شمسية (8 فولت) 1 - بطارية NiMH (7.2 فولت ، 70 مللي أمبير) 8 - 1N4001 ثنائيات 3 - أطراف 1 - رأس ذكر 5 دبوس 18 أو 20 سلك صلب قياس (أحمر ، أسود ، أزرق ، أخضر) للمقياس المرئي 1 - LED أحمر ، 1.5V1 - أصفر LED ، 1.5 V1 - LED أخضر ، 1.5 V1 - 100 أوم المقاوم 1 - 150 أوم المقاوم 1 - 1N4730 (3.9V) zener diode1 - 1N4733 (5.1V) zener diode1 - 1N4737 (7.5V) zener diode1 - جهاز التبديل اللحظي 1 - 2.5 "x1.75" لوحة النماذج الأولية PCB (تنزيل dwg / pdf أدناه) 1 - 3.5 "x3.5" x4.5 "أكريليك Box1 - 3/16" x1 "عمود ربط ببراغي 3 - 3/16" x1 / 4 "عمود ربط بمسمار 3 - # 10 SAE Washer2 - # 4 مسامير لولبية للماكينة ، قالب التروس (اختياري ، قم بتنزيل dwg / pdf أدناه) 1-4 "x5" x1 / 8 "لوح زجاج شبكي للتروس (اختياري) معدات لحام الحديد ، أداة تجريد الأسلاك متعددة المقاييس ، مفكات البراغي (Phillips و Flathea د) سكين وشفرة بالضبط أماكن للعثور على الإمدادات: مستودع المنزل ، راديو شاك ، مخزن الحاويات ، منجم الذهب للإلكترونيات ، الطاقة الشمسية ، جاميكو للإلكترونيات

الخطوة 2: رسم تخطيطي للوحة المطبوعة

اطبع نسخة من مخطط اللوحة المطبوعة واقطعها. ضع رسمًا تخطيطيًا على جانب لوحة النماذج الأولية لثنائي الفينيل متعدد الكلور بدون حلقات لحام نحاسية. سيوضح لك الرسم التخطيطي كيفية وضع المكونات الخاصة بك على جانب واحد وعلى الجانب الآخر سوف تقوم بتوصيل المكونات الخاصة بك بلوحة النماذج الأولية.

الخطوة 3: مقوم الملف 1

أدخل 4 من الثنائيات 1N4001 في مكانها كما هو موضح أدناه. يجب إدخال الثنائيات في الاتجاه الموضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة ؛ وإلا فإنها لن تعمل بشكل صحيح. عن طريق وضع الثنائيات الأربعة كما هو موضح ، فأنت تقوم بتصحيح (تحويل الطاقة من مرحلتين من محرك متدرج رباعي الطور من تيار متردد إلى تيار مستمر) الملف 1.

الخطوة 4: مقوم الملف 2

أدخل 4 ثنائيات 1N4001 أخرى في مكانها كما هو موضح أدناه. من خلال وضع هذه الثنائيات الأربعة كما هو موضح ، فأنت تقوم بتصحيح (تحويل الطاقة من مرحلتين من محرك متدرج رباعي الطور من تيار متردد إلى تيار مستمر) الملف 2.

الخطوة 5: لفائف 1 و 2 الأسلاك والرأس

اقطع قطعتين من السلك الأزرق وقطعتين من السلك الأخضر باستخدام قواطع الأسلاك. قم بفصل كل طرف من كل قطعة من الأسلاك. أدخل السلك في مكانه كما هو موضح.

أدخل رأس ذكر ذو 5 أسنان كما هو محدد ، مع توجيه الجانب القصير من المسامير لأسفل في لوحة النماذج الأولية. هذا هو المكان الذي سيتم فيه توصيل المحرك بالدائرة.

الخطوة 6: اللحام

اقلب اللوحة وابدأ في لحام التوصيلات كما هو موضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة باستخدام مكواة اللحام واللحام. من الأسهل اللحام إذا كانت الأسلاك متقاطعة مسبقًا. تأكد من ربط الاتصالات بكمية جيدة من اللحام. تجنب المفاصل الباردة (عندما يظهر اللحام غير لامع).

الخطوة 7: الانتهاء من حلبة محرك متدرج (مولد)

عند الانتهاء من لحام دائرة محرك السائر (المولد) ، يجب أن يظهر الجزء الخلفي من لوحة النماذج الأولية كما هو موضح.

الخطوة 8: المحطات

أدخل طرفين ، أحدهما في أي من طرفي لوحة النماذج الأولية في الاتجاه كما هو موضح. إذا كانت الثقوب صغيرة جدًا ، فاستخدم سكين Exacto لتوسيع الفتحة. قم بقص اثنين من الأسلاك بطول 3 بوصات (أي لون) واستخدم أدوات تجريد الأسلاك لتجريد الأسلاك تمامًا. ستعمل هذه الأسلاك على الجانب الآخر من لوحة النماذج الأولية (مع حلقات لحام نحاسية) ، من الجانب الموجب إلى الموجب لكل طرف ومن السالب إلى الجانب السلبي من كل طرف. سيتم استخدام الطرف الموجود على اليسار لإدخال الأسلاك للبطارية. سيتم استخدام الطرف الموجود على اليمين لإدخال الأسلاك للوحة الشمسية.

الخطوة 9: محطات اللحام

اقلب لوحة النماذج الأولية. أدخل الأسلاك المجردة في الفتحات كما هو محدد (راجع الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة على الجانب الآخر طوال الوقت). يمكن أن تدخل الأسلاك ثم تخرج مرة أخرى لتقترب قدر الإمكان من المحطة وتثبت في مكانها كما هو موضح. قم بلحام العقدتين الشمالية والجنوبية من مقومات الملف 1 و 2 بالأسلاك المفتوحة التي تعمل من طرف إلى طرف. هذا ينضم المقومات إلى المحطات لإكمال الدائرة للمحرك السائر (المولد). تأكد من إبعاد الأسلاك المفتوحة عن التوصيلات الأخرى.

الخطوة 10: الاختبار

أنت الآن جاهز لاختبار الدائرة باستخدام محرك السائر للتأكد من أن جميع اتصالاتك ملحومة بشكل صحيح وأن جميع المكونات موضوعة بشكل صحيح.

أدخل خيوط محرك السائر في رأس الذكور ذي 5 سنون. يجب وضع الرصاص الأسود للمحرك السائر على الدبوس غير المسمى Coil 1 أو Coil 2. استخدم جهاز القياس المتعدد (مضبوطًا على جهد التيار المستمر) لقياس الجهد الذي ينتجه المولد عند تدوير العمود. ضع المجس الموجب (الأحمر) للمقياس المتعدد على المسمار الموجب لأي طرف ، والمسبار السالب (الأسود) على المسمار السالب لنفس الطرف. يجب أن ينتج عن تدوير العمود يدويًا ما يقرب من 4-8 فولت. إذا كنت لا ترى النتائج ، فإليك بعض نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها: 1) تحقق من جميع اتصالات اللحام للتأكد من أن كل شيء ملحوم بالكامل ومتصل ببعضه البعض. على العكس من ذلك ، تأكد من أن الاتصالات التي لا ينبغي أن تلامس ليست معًا. 2) تأكد من أن جميع الثنائيات موجهة في الاتجاه الصحيح كما هو موضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة. 3) تحقق من إدخال أطراف المحرك بشكل صحيح - يجب عدم وضع السلك الأسود من المحرك على أي من دبابيس الملف 1 و 2.

الخطوة 11: المتر البصري

سيسمح لك Visual Multimeter المدمج بمعرفة مقدار الطاقة المخزنة من مصادر الطاقة البديلة دون الحاجة إلى استخدام مقياس متعدد.

أدخل ثنائيات زينر في الاتجاه الصحيح كما هو موضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة ، ووفقًا للمفتاح كما هو موضح في الأسفل. تتوافق الأرقام الموجودة في المفتاح مع الأرقام المطبوعة على ثنائيات زينر. أدخل المقاومات في الفتحات ذات الألوان المقابلة (في هذه الحالة لا يهم الاتجاه). قم بقطع قطعة واحدة من السلك الأسود وقص كلا الطرفين ، ثم أدخلها بجوار المقاومات كما هو موضح. بعد ذلك ، أدخل المصابيح الثلاثة بالترتيب كما هو معروض: أخضر ، أصفر ، أحمر (برتقالي).

الخطوة 12: جندى البصري المتعدد

اقلب لوحة النماذج الأولية وقم بلحام المتر البصري في مكانه كما هو محدد. راجع مخطط اللوحة المطبوعة على الجانب الخلفي. اعبر الأسلاك لتثبت في مكانها وتسهل عملية اللحام. تجنب الوصلات الباردة (غير اللامعة في المظهر). تأكد من الاحتفاظ بالاتصالات منفصلة بحيث لا ينبغي أن تكون معًا ، لأن هذه المنطقة منظمة بإحكام.

الخطوة 13: اختبار Visual Multimeter

اختبر القياس البصري المتعدد للتأكد من أنه يعمل.

ضع خيوط محرك السائر على رأس الذكر. أدر عمود المحرك السائر (المولد) وشاهد مصابيح LED تضيء وفقًا لذلك. يشير الضوء الأخضر إلى جهد يصل إلى 5.6 ~ ، ويشير الضوء الأصفر إلى جهد يصل إلى ~ 6.8. يقيس كلا المصباحين الجهد حسب درجة سطوعهما. على سبيل المثال ، إذا كانت البطارية تحمل 6.1 فولت ، فسيكون الضوء الأخضر ساطعًا وسيصبح الضوء الأصفر خافتًا. سوف يضيء المؤشر الأحمر (يظهر باللون البرتقالي هنا) فقط فوق 9.2 فولت. بالنسبة لهذا التطبيق ، البطارية المستخدمة 7.2 فولت و 70 مللي أمبير. إذا أضاء مؤشر LED الأحمر ، فإن البطارية بكامل طاقتها. لا تستمر في شحن البطارية بمصباح LED أحمر ، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الشحن والتعطل. إذا كنت لا ترى النتائج ، فإليك بعض نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها: 1) تحقق من جميع اتصالات اللحام للتأكد من أن كل شيء ملحوم بالكامل ومتصل ببعضه البعض. على العكس من ذلك ، تأكد من أن الاتصالات التي لا ينبغي أن تلامس ليست معًا. 2) تأكد من أن جميع ثنائيات زينر موجهة في الاتجاه الصحيح كما هو موضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة. 3) تحقق من الأرقام الموجودة على ثنائيات زينر للتأكد من أنها في الترتيب الصحيح كما هو موضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة. * في هذه الصورة أضفنا مفتاحًا وربطنا البطارية مبكرًا (ثم أزلناها) لنرى كيف تعمل. هذا ليس ضروريا ، لكنه ممتع.

الخطوة 14: مفتاح اللحام اللحظي والمحطة الطرفية

قم بقص 2 أطوال طويلة من السلك الأحمر وطولين من السلك الأسود. اخلع طرفي كل سلك. لف أحد طرفي السلك الأحمر وأحد طرفي السلك الأسود بأسلاك المفتاح اللحظي. لف أحد طرفي السلك الأحمر ونهاية السلك الأسود على أطراف الطرف. جندى الأسلاك الأربعة للخيوط. سوف يقوم المفتاح اللحظي بتشغيل المتر المرئي وسيتم استخدام الجهاز كمخرج لمحطة الطاقة الشخصية.

الخطوة 15: لوحة شمسية جندى

قم بقص 2 أطوال طويلة من الأسلاك ، أحدهما أحمر والآخر أسود. قم بفصل طرفي كل سلك باستخدام قواطع الأسلاك. قم بلحام أحد طرفي السلك الأسود بالرصاص السالب على اللوحة الشمسية (يجب الإشارة إليه على اللوحة بالرمز "-"). قم بلحام أحد طرفي السلك الأحمر بالرصاص الموجب على اللوحة الشمسية (يجب الإشارة إليه على اللوحة بعلامة "+").

الخطوة 16: الحالة: الفتحات

استخدم نموذج الحالة المقدم (يمكن تنزيله في الخطوة 1) لتحديد وقطع الثقوب اللازمة للمكونات. استخدمنا أداة القطع بالليزر لتسجيل الثقوب من أجل الدقة (لأن هذا النوع من الأكريليك لا يحب أن يتم قطعه على قاطع الليزر) ، ثم حفر الثقوب وفقًا لذلك.

الخطوة 17: التروس (اختياري)

هذه الخطوة ليست ضرورية ، لكنها إضافة لطيفة إلى مصنع الطاقة الشخصي. تساعد التروس على دوران أسرع لعمود محرك السائر ، مما ينتج عنه مزيد من الطاقة.

استخدم نموذج العتاد المقدم (التنزيل في الخطوة 1) لقطع ترس صغير وكبير إلى ورقة 4 × 5 × 1/8 من زجاج شبكي. استخدمنا قاطع ليزر ، لأن هذا أكثر دقة. نظرًا لأن هذه التروس صغيرة التروس ، لا نوصي بالقطع باليد ، كبديل لمجموعة التروس هذه هو شراء التروس الجاهزة.

الخطوة 18: الحالة: محرك متدرج ومعدات صغيرة

أدخل محرك السائر في العلبة كما هو موضح مع براغي المحرك التي تواجه خارج الصندوق. قم بتركيب البراغي في العلبة باستخدام 2 # 4 مسامير لولبية للماكينة. ضع الغسالة رقم 10 على عمود المحرك الخارج من الصندوق ، ثم ضع الترس الصغير (اختياري) في الأعلى كما هو محدد.

الخطوة 19: الحالة: ترس كبير (اختياري)

أدخل دعامة مسمار الربط 3/16 "× 1" بين العلبة والترس الكبير في الفتحة الموجودة على حافة الترس الكبير كما هو موضح. لف المنجل في المنشور. سيكون هذا هو المقبض لتشغيل الترس.

ثم أدخل عمود ربط 3/16 "× 1/4" داخل الصندوق ومن خلال الفتحة كما هو موضح. ضع إحدى حلقات الغسالة رقم 10 SAE على العمود ثم ضع الترس الكبير في الأعلى. قم بالإنهاء بلف المسمار في العمود. اختبر الترس بالمقبض لترى مدى سلاسة عملها!

الخطوة 20: الحالة: لوحة شمسية

أدخل لوحة الطاقة الشمسية داخل الصندوق كما هو موضح بحيث يكون جانب الخلية متجهًا للخارج. خذ الدعامات من مسامير ربط 3/16 "x1 / 4" وحرك حلقة واحدة # 10 SAE على كل منهما. ضع المنشورات داخل العلبة وحركها عبر الفتحات الموجودة على جانبي اللوحة الشمسية. لف البراغي في أعمدة كل منها.

الخطوة 21: الحالة: التبديل والمحطة الطرفية

أدخل المفتاح اللحظي والطرف في الفتحات كما هو محدد. يجب أن تكون الخيوط داخل العلبة.

الخطوة 22: الحالة: لوحة النماذج الأولية والبطارية

ضع لوحة النماذج الأولية الخاصة بك مع الدوائر النهائية داخل الصندوق كما هو محدد. يمكن استخدام شريط الرغوة لتأمين الدائرة داخل العلبة بمجرد توصيل الخيوط من البطارية والخلية الشمسية ومحرك السائر ومحطة الإخراج. تأكد من عدم لصق أي وصلات ملحومة.

ضع البطارية في الجزء السفلي من العلبة ، بجانب محرك السائر كما هو محدد. تأمين بشريط رغوي بمجرد توصيل الخيوط بالدائرة.

الخطوة 23: طرف إخراج اللحام

خذ الخيوط الموجبة (الحمراء) والسالبة (السوداء) لطرف الإخراج وإدخالها في لوحة النماذج الأولية في الفتحات الخاصة بها كما هو محدد. جندى الخيوط المؤدية إلى محطة البطارية على الجانب العكسي.

الخطوة 24: تبديل اللحام

أدخل العملاء المتوقعين من المفتاح في الفتحات كما هو محدد (مركز الصورة). لاحظ أن الموضع الإيجابي والسلبي لا يهم بالنسبة للتبديل.

تأكد من لحام الخيوط كما هو موضح في الرسم التخطيطي للوحة المطبوعة.

الخطوة 25: إرفاق لوحة شمسية

قم بفك البراغي الموجودة على طرف توصيل الألواح الشمسية. أدخل الخيوط من الألواح الشمسية في فتحات الطرف مع وضع موجب وسالب كما هو محدد. أحكم ربط البراغي وتحقق من تثبيت الخيوط بإحكام.

الخطوة 26: قم بتوصيل بطارية NiMH

قم بفك المسامير الموجودة على طرف التوصيل لبطارية NiMH. أدخل الخيوط من بطارية NiMH في فتحات الجهاز مع وضع موجب وسالب كما هو محدد. أحكم ربط البراغي وتحقق من تثبيت الخيوط بإحكام.

الخطوة 27: انتهى

اختبر محطة الطاقة الشخصية الخاصة بك لترى كيف تعمل!

أدر الكرنك اليدوي لفترة قصيرة ثم اضغط على الزر الموجود على المفتاح وشاهده حيث يعرض المقياس المتعدد البصري مقدار الطاقة التي تمتلكها البطارية. ضع نباتاتك في الخارج في الشمس وراقب مقدار الطاقة التي تجمعها. ثم استخدم powerPlant الخاص بك لتشغيل الأجهزة. لقد قمنا بتشغيل اردوينو الصغير الخاص بنا باستخدام powerPlant ، انظر ما يمكنك تشغيله! قم بتعديل مصنع الطاقة الخاص بك ليناسب احتياجاتك. قام جون أومالي بتغيير التروس لمنصة على دراجته (انظر الصور أدناه). استمتع!