Superkondensaatori kasutu masin või dialoog nutika mehega: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tark mees. Mida?! Mõttetu masin! Jällegi! Sadadest, tuhandetest YouTube'i kanaleid ummistavatest ei piisa?

Jumbleview. Enamik neist on valmistatud lülitiga, sellel on kiik.

SG. Mis siis? Kõik teavad, et nad töötavad samamoodi. Ja ehitasite masina juba klahvlülitiga. Miks ennast korrata?

Jv. Sellel on erinevad elektrilised komponendid ja spetsiaalne skeem.

SG. Kas tõesti? Lase meil näha.

Samm: tutvuge kangelasega

Jv. Siin on meie kangelane. See on superkondensaator, mille vaatamata väikesele suurusele on selle mahutavus 0,1 Faradi. Võrdluseks vaadake teist fotot, kui see on näidatud traditsioonilise elektrolüütkondensaatori kõrval. Vaatamata võrreldavale suurusele on elektrolüütide mahtuvus 470 Micro-Farad (200 korda väiksem)!

SG. Kuid see elektrolüütkondensaator saab teie "kangelase" jaoks vastu pingele 25 V versus 5,5 V.

Jv. See on tõsi, kuid igal juhul pole erinevus mahtuvusega võrreldes nii suur.

SG. Sa oled nii uhke, inimesed võivad arvata, et oled selle leiutaja. Kuidas see on kasutu masinaga seotud?

Jv. Kahjuks ei ole mina see, kes leiutas superkondensaatori. Kuid teeme järgmise sammu ja ma näitan teile, kuidas see on kasutu masinaga seotud.

2. samm: vooluahela skeemid

Jv. Siin on kondensaatoriga masina skeemid. Ülemine diagramm näitab, kuidas see töötab, kui masin on sisse lülitatud. Lüliti ühendab mootori akuga ja mootor liigutab kätt ettepoole; elektrivool voolab läbi dioodi ja relee ahela, mis on paigaldatud mootoriga paralleelselt. Relee on sunnitud oma tavapäraselt avatud kontakti sulgema. Selle kontakti (ja väikese takisti) kaudu ühendatakse kondensaator akuga ja saab teatud laengu.

SG. OK, nüüd näen. Kui käsi lülitit tagasi keerab, on mootor aku küljest lahti ühendatud, kuid kondensaatoriga ühendatud vastupidises polaarsuses. Mootor pöörleb tahapoole ja tagastab käe algsesse olekusse. Diood jääb elektrivoolu suunas vastupidises suunas, nii et relee kontakt jääb avatuks ja kondensaator on aku küljest lahti ühendatud. Suurem osa laadimiskondensaatorist kaotab mootori liikumise ajal, ülejäänud hajub seiskunud mootori mähisel.

Jv. Täpselt nii. Ja mulle meeldib teie kasutatud sõna: "hajub".

3. samm: komponendid

Jv. Allpool on loetelu komponentidest:

• Solarbotic GM17 käigumootor.
• NEC 0,1 F 5,5 V superkondensaator.
• Schottky diood 1N5817
• Relee 5 V (NRP04-C50D, Frys electronics)
• Philmore Rocker lüliti. (Frys elektroonika)
• Takisti 5 oomi, 0,5 W
• Neli laetavat 1,2 V akut (mis tahes tüüpi).

Lisaks on vaja mõnda traati, akude hoidjat, leivaplaati elementide kinnitamiseks ja juhtmete ühendamiseks.

SG. Klassikalisel kasutul masinal on neli põhikomponenti: aku, mootor, DPDT-lüliti ja mikrolüliti. Teie kujunduses on neid seitse. Asendasite ühe mikrolüliti kondensaatori, relee, dioodi ja takistiga. Kas sellel on üldse mõtet?

Jv. Usun, et teeb. Aga kõigepealt ehitame masina ja siis selgitan.

4. samm: mõõtmed

Jv. Siin on mõned peamiste mehaaniliste komponentide mõõtmed: õlg, mootori korpus.

SG. Kas kavatsete selle 3D-printida?

Jv. Kahjuks mul pole 3D -printerit ja mul pole vajalikke oskusi. Käe tegin vineerist ja korpuse puidust elementidest.

Samm: kaas

Jv. Siin on kaane joonis, kuhu kõik tuleks paigaldada.

SG. Kas kavatsete esitada kasti kavandi ja üksikasjaliku koostamisjuhise. Jv. Karp ise on ainult kaunistuseks. Masina tööks vajaminev osa paigaldatakse kaanele.

SG. Igatahes pole seda ilmselt vaja. On ebatõenäoline, et keegi soovib seda korrata.

6. samm: masina kokkupanek

Jv. Siin on täielikult kokkupandud masin. Mootori korpus on kaane külge kinnitatud kahe kruvi abil, lüliti kaaneavasse sisestatud, leivaplaat ja patareihoidja kaane külge kinnitatud Velcro abil.

SG. See näeb välja OK. Tegelikult ootasin sinult midagi koledamat. Aga kas see tõesti toimib ?.

Samm: masina käitamine

Jv. See töötab ja üsna usaldusväärselt. Tõestuseks on siin klipp.

SG. Nüüd näen teie mõtet. Kui masin on välja lülitatud, saate kätt käsitsi pöörata. Mikrolülitusmasinaga pole see võimalik.

Jv. Õige. Kasutu masina jaoks on lahe end tsükli lõpus vooluvõrgust täielikult lahti ühendada. Teisisõnu, väljalülitatud masin peab olema surnud. Kuid klipil on klassikalise kasutu masinaga (alates teisest 19) selgelt näha, et see pole päris tõsi. Tester proovib kaant tõsta, kuid see vabastab mikrolüliti ja lülitab mootori sisse. See masin pole surnud, see lihtsalt mängib surnut. See ei kehti siin esitatud masina kohta.

SG. Kas see on tõesti oluline?

Jv. Minu jaoks jah. Aga tõsiselt rääkides usun, et kasutul masinal on suur hariduspotentsiaal. Milline on parim viis tutvustada kooliõpilastele elektri- ja mehaanikateadusi? Sellest vaatenurgast on rohkem komponente parem kui vähem.

SG. OK, OK, sa peaaegu veensid mind. Kuid kas järgmine kord saate teha midagi vähemalt eemalt kasulikku?

Jv. Ma mõtlen sellele.