Ce fel de energie umană nu este folosită pentru a o transforma în electricitate. Acum am ajuns la cea termică. Îți voi arăta cum să faci o lanternă LED electrică eternă care folosește căldura corpului nostru.
Una dintre companiile occidentale produce brelocuri similare cu lanternă, care folosesc căldura degetului. Sunt doar LED-uri care strălucesc acolo. Am decis să măresc dimensiunea felinarului, făcând un felinar etern cu drepturi depline.
Există suficientă electricitate pentru a ilumina puternic panoul LED de la vechea lanternă cu baterie.
De ce ai nevoie pentru a face acest felinar etern?
- Elemente Peltier – 4 bucăți, cumpărați aici –
- O bucată de aluminiu.
- Boost Converter -
- Panou LED de la un felinar vechi.
Am vorbit despre funcționarea elementului în articolul anterior - nu ne vom opri asupra acestui lucru.
Diagrama lanternului
Circuitul este așa - toate cele 4 elemente Peltier sunt conectate în serie: de la plus la minus, iar apoi acest circuit este conectat la un convertor boost.
Verificare prealabilă
Scoatem un radiator mare și verificăm funcționalitatea circuitului. Radiatorul raceste elementele de jos, iar eu le incalzesc cu mana de sus. La ieșirea elementelor apare o tensiune de aproximativ jumătate de volt. Acest lucru este suficient pentru a rula convertizorul boost. LED-ul conectat la ieșirea convertorului luminează puternic, indicând funcționarea acestuia.
Realizarea unui felinar folosind elemente Peltier
Acum vom aduce totul la viață. Luați o foaie de aluminiu și tăiați o bandă. Cu cât aluminiul este mai gros, cu atât mai bine. 1-3 milimetri vor fi de ajuns.Decupăm semifabricate, cum ar fi omoplații. În centru vor fi elemente Peltier, iar capetele largi vor servi drept calorifere.
Îndoim spațiile libere pentru a o face să arate ca o navă spațială din filme științifico-fantastice despre spațiu. Ar trebui să existe spațiu între ele. Firele vor rula în centru. Capacele din plastic ascund complet radiatorul în interiorul mânerului, împiedicând transferul căldurii de la mâinile dvs. în calorifer. Astfel atingem doar termocuplurile.
Răsucim plăcile, instalăm elementele, le presăm cu tampoane de plastic și trecem firele prin ele. Atașăm convertorul la una dintre plăci.
Să facem urechi mici pentru atașarea felinarului. Puteți folosi aluminiu mai subțire pentru aceasta. Conectăm și lipim totul.
Asta este.
Cel mai bun moment pentru a folosi această lanternă este, desigur, iarna. Când afară este zero sau minus, mâinile nu sunt încă foarte reci și este foarte posibil să folosiți o astfel de lanternă. Pentru un efect mai bun, mâinile pot fi schimbate periodic.
Încercați să faceți ceva similar. Nu este atât de dificil și costisitor, cât este spectaculos și incitant.
Bună, numele meu este Danil și sunt paranoic. Paranoia mea constă în faptul că sunt convins de sosirea iminentă a Marii Vulpi Arctice. Nu contează sub ce formă va veni această vulpe arctică - dacă rămânem în viață, atunci, cel mai probabil, va trebui să începem să trăim de la zero. Și viața este mult mai distractivă când ai ceva de încărcat bateriile din lanternă și dozimetru. Pentru cei care gandesc la fel (la fel si toti cei curiosi), va rog sa decupati mai jos (atentie, fotografii grele).
Partea de cercetare
De fapt, de ce elementul Peltier? Este mult mai logic să achiziționați o lanternă cu o unitate musculară („gândacul de pământ”), panouri solare sau, în cel mai rău caz, să construiți o moară de vânt. Anterior, am crezut și că este foarte posibil să mă descurc cu gândacii de pământ. Dar are o mulțime de piese mobile, care sunt făcute de unchiul Liao din plastic ieftin. Prima defecțiune în condițiile Marii Vulpi Arctice - și rămâi fără curent electric.Ei bine, vă întrebați, de ce nu panouri solare? Nu există piese în mișcare. Sunt de acord, o să răspund, dar în condiții de iarnă nucleară sau vulcanică sau sub un acoperiș de beton de doi metri al unui adăpost, nu este atât de ușor să prinzi soarele.
Moară de vânt? Ce zonă ar trebui să fie palele sale pentru a se putea învârti chiar și într-un vânt slab? Piese în mișcare, din nou. Moara de vânt este potrivită pentru instalarea permanentă la echiparea unui adăpost pe termen lung.
Luând în considerare aceste argumente, am devenit descurajat. Dar în curând am dat din greșeală de site-ul nepropadu.ru (fără publicitate, doar un link către materialul sursă). Am stat pe ea încontinuu două zile, iar pe parcursul procesului am dat peste un articol foarte interesant despre o sobă cu așchii de lemne realizată dintr-o carcasă de alimentare a computerului cu element Peltier în lateral (link la sfârșitul postării). Au fost o mulțime de sceptici în comentarii, dar autorul a scris că a încărcat calm telefonul de la un convertor chinezesc DC-DC conectat... Am rămas cucerit.
Partea de design
Pentru început, am comandat același element Peltier de la chinezi pe e-Bay (suficient pentru experimente). M-a costat 320 de ruble. Ceea ce m-a încântat a fost livrarea rapidă, de urmărire, dar gratuită. În plus, mărfurile au fost trimise literalmente la o oră după plată (și a fost duminică).În timp ce elementul Peltier călătorea, m-am gândit la proiectarea viitorului generator termoelectric, am găsit un radiator potrivit cu un ventilator (un radiator de procesor vechi funcționa perfect) și, de asemenea, am săpat pe Internet un circuit pentru un convertor DC-DC cu un curent de ieșire maxim de 1 amper la o tensiune de 5 volți.
Nu am considerat indicat sa realizez o soba cu aschii de lemne urmand exemplul din articolul respectiv. Metalul din care este fabricat hardware-ul computerului este foarte moale, se va „scufunda” atunci când este expus la temperaturi ridicate și se va arde rapid. Prin urmare, s-a decis să se realizeze o „versiune detașabilă” a generatorului, care să poată fi montată pe o sobă staționară sau sprijinită de o oală stând pe foc. Și pentru a evita prăjirea elementului Peltier la foc deschis în astfel de condiții, era nevoie de o garnitură rezistentă la căldură, dar termoconductoare. Pentru a face acest lucru, am reușit să obțin o bucată de placă groasă de aluminiu de 100x120x5 milimetri.
Pentru a apăsa elementul Peltier pe substratul de aluminiu și, la rândul său, a apăsa radiatorul pe acesta, am decis să folosesc un set de construcții metalice pentru copii pe care l-am cumpărat cândva pentru nevoile robotice.
Dar elementul Peltier a sosit și a venit timpul pentru asamblare.
Partea tehnologica
Aveam un radiator, o placă de aluminiu, un element Peltier, o mână de componente radio, o bucată de PCB din folie și o varietate de șuruburi și piulițe. nu-mi amintesc mai departe.Deci, toate componentele sunt asamblate, puteți începe asamblarea.
Îmi cer scuze pentru placa care a fost marcată și găurită în două locuri - abia mai târziu mi-a trecut prin minte că ar fi frumos să fotografiez de la bun început întregul proces de asamblare.
Prima problemă care m-a așteptat a fost ventilatorul standard de 12 volți de pe calorifer. Deoarece voi produce doar 5 volți și chiar și la un curent maxim destul de mic, acest lucru ar putea crea o problemă.
În primul rând, mi-am aruncat momeala în toate magazinele de radio și computere din Perm, dar nicăieri nu exista un ventilator de 5 volți 80x80 milimetri. Și dacă erau, erau mai mici ca dimensiuni și cu un curent de peste 200 mA, ceea ce era prea mult.
Apoi am făcut câteva săpături pe eBay și am constatat că ventilatorul de care aveam nevoie a costat de la 300 de ruble. Dar a fost inutil să sper la livrare rapidă, așa că am lăsat această opțiune ca rezervă.
Și numai după toate căutările am ghicit să conectez ventilatorul standard de 12 volți la o sursă de tensiune de 5 volți. S-a dovedit că suflă destul de bine și, în același timp, nu consumă foarte mult curent. Prin urmare, am decis să-l las deocamdată, iar după testare, dacă este necesar, comand un fan pe eBay.
Am marcat o placă de aluminiu și am făcut două găuri în ea pentru montarea radiatorului și două pentru placa convertor de tensiune. Găurile le-am făcut cu diametrul de 4 milimetri (pentru șuruburile de la designer), iar la exterior le-am lărgit la 7,5 milimetri pentru a ascunde capetele șuruburilor. După aceea, am rotunjit colțurile ascuțite cu o pila și am parcurs cu șmirghel grosier peste toate suprafețele plăcii și cu șmirghel fin unde a fost presat elementul Peltier.
În acest moment, am considerat procesarea substratului finalizată și am început fabricarea convertorului de tensiune.
Convertorul de tensiune impuls impuls este asamblat pe IC L6920, care începe să funcționeze la o tensiune de intrare de 0,8 volți și vă permite să eliminați o tensiune fixă de 3,3 sau 5 volți, sau variabilă de la 1,8 până la 5,5 volți, de la ieșire.
Schema schematică a convertorului este tipică și luată din fișa de date.
Pentru a obține 5 volți la ieșirea circuitului, piciorul 1 este conectat la firul comun. De asemenea, este configurat să iasă un nivel scăzut pe pinul 3 atunci când tensiunea de intrare scade sub 1,5 volți.
Pentru circuit, a fost amenajată o placă de circuit imprimat, pe care s-a asigurat fixarea pe suportul de bază folosind aceleași piese din setul de designer pentru copii. Nu sunt îngrijorat de supraîncălzirea plăcii, deoarece a forțat răcirea de un flux de aer suflat din calorifer.
A trebuit să mă chinesc cu macro-ul carcasei care conținea microcircuitul cumpărat. Pe site-ul magazinului s-a precizat că a fost în cazul SSOP-8. După cum se dovedește, nu există un astfel de caz în setul standard de macrocomenzi Sprint Layout. Am găsit un desen al carcasei SSOP-8 și am făcut o macro, după care am rutat placa. După o imprimare de test, s-a dovedit că microcircuitul este ceva mai larg și nu se potrivește pe plăcuțele sale de contact. Căutarea pe Google a unui anumit model de cip (L6920D) m-a condus la site-ul web Chip-Dip, unde am aflat că IC-ul cu index D este fabricat într-un pachet TSSOP-8. Scărpinându-mă, am găsit un desen al acestei carcase, am creat o macro și am redirecționat placa. Acum totul s-a dovedit a fi corect.
Placa a fost realizată folosind LUT și asamblată. S-a dovedit că lipirea carcasei TSSOP-8 fără uscător de păr este foarte incomod. Dar suntem oameni experimentați, am lipit microcircuite FTDI cu un pas de pin de 0,4 milimetri.
Acum puteți începe să instalați elementul Peltier și radiatorul. Am acoperit substratul și radiatorul în punctele de contact cu elementul cu pastă termică. Apoi a strâns „sandvișul” rezultat cu nuci.
S-a dovedit că placa convertor nu se potrivește, conectorul de intrare se sprijină pe radiator, am calculat ușor greșit. Am răsturnat suporturile de montare, am atârnat placa afară și am adăugat încă două suporturi pentru a proteja elementele de deteriorarea mecanică. Iată cu ce am ajuns:
Acum puteți verifica funcționalitatea generatorului. L-am incalzit pe un arzator pe gaz. Am decis să nu instalez un ventilator deocamdată.
Pentru început, s-a dovedit că am amestecat polaritatea conectării elementului la convertor. Deși totul părea să fie corect - firul negru este la minus, firul roșu este la pozitiv. Cu toate acestea, generatorul nu a vrut să funcționeze. Apoi am schimbat polaritatea conexiunii elementului.
Generatorul a început să funcționeze - mai întâi ambele LED-uri s-au aprins, semnalând prezența a 5 volți la ieșire și tensiune scăzută la intrare, apoi LED-ul roșu s-a stins - tensiunea a crescut peste un volt și jumătate.
Spre nemulțumirea mea, s-a dovedit că fără ventilator, după câteva minute de funcționare a sistemului, radiatorul s-a fierbinte vizibil. Nu va funcționa așa.
A doua zi m-am plimbat prin piața de metal și mai multe piețe de vechituri de computere, dar când am întrebat despre ventilatoare de 5 volți, au ridicat din umeri peste tot și m-au sfătuit să merg „în locul ăla de acolo” că am fost deja la un cuplu. cu câteva minute în urmă. Drept urmare, am plecat acasă cu mâinile goale.
Acasă, am efectuat un experiment privind alimentarea unui ventilator standard de 12 volți de la ieșirea de 5 volți a convertorului. Rezultatele nu m-au mulțumit - convertorul, cu o reticență evidentă, a stins LED-ul roșu, iar ventilatorul s-a zvâcnit slab timp de câteva secunde, încercând să pornească. Fluxul de aer de la ventilatorul care funcționează la jumătate de putere nu a fost suficient pentru răcirea normală - caloriferul s-a încălzit la fel de repede, deși nu mi-a mai ars degetele. Până la urmă, am decis să comand ventilatorul de pe Ebay.
Rezultat
În ciuda eficienței scăzute a elementului Peltier în modul de generare, am obținut totuși un rezultat intermediar - la conectarea unei baterii portabile cu un curent de încărcare declarat de 1000 mA la ieșirea convertorului, generatorul a putut produce un curent de aproximativ 600 mA. Cred că acest curent este suficient pentru a încărca majoritatea gadgeturilor în condițiile Marii Vulpi Arctice.Când sosește ventilatorul (Ebay promite la mijlocul lunii martie-începutul lunii aprilie), voi verifica răcirea. În plus, va trebui să testați funcționarea generatorului în condiții de „luptă” - la un incendiu.
Îmi cer scuze pentru calitatea fotografiilor - nu sunt foarte fotograf. Link către articolul care m-a inspirat: tyts.
Iată o invenție interesantă a unui adolescent din Victoria, British Columbia, Canada.
Ann Makosinski, care are doar 15 ani, a arătat lumii invenția ei - o lanternă care funcționează folosind căldura corpului uman. La școala ei a existat un concurs pe proiecte științifice și pentru asta fata a creat o astfel de inovație.
Cum funcționează lanterna
Ann a spus că au fost folosite elemente Peltier și a fost folosit și fenomenul diferenței de temperatură dintre aer și palma umană. Rezultatul este o lanternă care funcționează fără baterii. Pentru ca lumina să apară, este necesară doar o diferență de 5 grade între aer și temperatura corpului.
Cum a fost creat lanterna miracolului
Mai întâi, desigur, a fost asamblat un prototip. Pentru a-l crea, Anne a făcut calculele necesare pentru a afla dacă căldura corpului (sau, mai precis, palma) ar putea deveni o sursă constantă de electricitate pentru lanternă. Practica a confirmat calculele fetei. S-a dovedit că mâna omului poate produce suficientă căldură pentru a o transforma în electricitate. Și apoi lanterna va funcționa fără baterii sau alte surse, dar numai din căldura corpului uman.
Elemente din care este asamblată lanterna
Secvența de asamblare a lanternei inovatoare a fost următoarea: Ann a luat un tub gol din aluminiu și au fost montate elemente Peltier în el. Apoi fata a plasat tubul cu elementele într-un alt tub, acum de clorură de polivinil, cu o gaură mică. Acest lucru a permis aerului să circule și să răcească dispozitivul. Și totul a funcționat: lanterna a început să strălucească puternic când diferența de temperatură era de doar cinci grade Celsius.
Componenta economică a invenției
Au fost create în total 2 prototipuri și ambele au funcționat cu succes. Este curios că acest produs este foarte ieftin, costul componentelor acestor 2 mostre a fost de doar 26 de dolari. Și ca urmare a muncii sale creative, Anne Makosinski a participat și a devenit una dintre cele 15 finaliste la prestigioasa competiție de invenții științifice GoogleScienceFair în rândul adolescenților cu vârsta cuprinsă între 15-16 ani.
După cum știți, elementele Peltier sunt convertoare termoelectrice. Când se aplică tensiune, o parte a elementului se încălzește și cealaltă se răcește. În schimb, atunci când un element este încălzit, acesta produce energie. La contactul cu pielea umană, se generează doar 0,1 V Acest lucru complică sarcina, deoarece LED-ul albastru folosit de autor necesită o tensiune de 3,5 V. Dar și aici autorul a găsit o cale de ieșire. Deci, să începem.
Instrumente și materiale:
-Elemente Peltier;
-Firma de cupru;
-LED albastru;
-Toroid;
-Tranzistor bipolar;
-4,7 Ohm rezistență;
-Tub din plastic;
-Colorant;
-Carton;
- Folie;
-Scotch;
-Foarfece;
-Fier de lipit;
-Riglă;
-Pistol de lipici;
Pasul 1: Întocmirea cazului
În primul rând, autorul taie 10 cm de tub. De-a lungul circumferinței, mai aproape de o margine, face marcaje pentru elementele Peltier. Vor fi trei în total. Decupează ferestrele.
Vopsește tubul cu vopsea neagră.
Tăiați un cerc din carton cu diametrul egal cu diametrul tubului.
Decupează cartonul pe ambele părți opuse. Se lipește de capătul țevii care este mai aproape de fante.
Pasul 2: Instalarea elementelor în carcasă
Conectează elementele Peltier în serie. Capetele din mijloc sunt scurtate și lipite. Lipiți firele până la capetele extreme.
Montează elemente pe caroserie, instalându-le în ferestre decupate.
Capetele firelor sunt trase într-o gaură din carton, în interiorul carcasei.
Pasul 3: toroid
Deoarece LED-ul funcționează la o tensiune de 3,5 V, iar elementele pot produce doar 0,3 V, autorul asambla un așa-numit „hoț de joule”. Pentru asta are nevoie de un toroid.
Pentru a face mai ușor deosebirea firelor, autorul le-a luat în culori diferite. Împreună firele. Apoi, trecând capătul prin inelul miezului de ferită, le înfășoară în jurul miezului. Se înfășoară până acoperă complet miezul. Curata capete. Ia două capete de culori diferite din părți diferite ale inelului și le răsucesc. Apoi o lipi. Acesta este punctul general.
Pasul 4: Verificarea funcționalității circuitului
Verifică funcționalitatea circuitului prin conectarea circuitului așa cum se arată în fotografie. Circuitul este următorul: capătul toroidului - rezistor - piciorul mijlociu al tranzistorului - piciorul drept al tranzistorului + LED-ul contact negativ - piciorul stâng al tranzistorului; baterii - capete lipite ale toroidului.
Folosește o baterie de 1,5 V ca sursă de alimentare. Autorul a folosit un tranzistor NPN, de orice marcare. Dacă totul este asamblat corect, LED-ul ar trebui să se aprindă.
Pasul 5: Asamblarea finală a lanternei
El lipită circuitele cu unele modificări Un rezistor este lipit la unul dintre capetele toroidului. Lipiți jumperii la picioarele laterale ale tranzistorului, iar capătul liber al rezistenței la cel din mijloc. Al doilea capăt al toroidului este lipit la borna dreaptă a tranzistorului și catodul LED-ului la acesta. Anodul este lipit pe piciorul stâng.
Negativul elementului Peltier este lipit pe piciorul drept al tranzistorului. Plus lipire la două fire toroidale lipite împreună.
