- Componentes requeridos
- Motor de CC como generador de electricidad
- Diagrama de circuito y explicación de trabajo
La linterna o la antorcha es muy útil en situaciones de emergencia como cortes de energía. Estas linternas funcionan con baterías y tenemos que cargarlas regularmente en intervalos particulares. Pero, ¿qué pasa si no tienes electricidad y tu linterna está muerta? En esa situación, las Linternas recargables mecánicas son una muy buena opción, que se pueden cargar girando la palanca que se le adjunta. Tiene algún mecanismo y engranajes para convertir la energía mecánica en energía eléctrica para cargar la batería en su interior. Aquí estamos usando el mismo principio para hacer una luz de flash de emergencia que tiene un supercondensador y este supercondensador se puede cargar girando un motor de CC conectado a él.
Entonces, en este tutorial, vamos a hacer una linterna de emergencia que se puede cargar girando un pequeño motor de CC conectado a ella. Para construir esto, usamos un supercondensador, LED y diodo Schottky. El supercondensador se utiliza para alimentar el LED y el motor de CC se utiliza para recargar el supercondensador. El diodo Schottky se usa para detener el flujo de corriente del supercondensador al motor porque cuando el motor está conectado al supercondensador, el motor comienza a girar al tomar la energía del supercondensador y no podemos recargar el supercondensador usando el motor. Entonces, la única forma de bloquear el flujo de corriente desde el supercondensador al motor es usar un diodo. Se pueden utilizar otros diodos de unión PN, pero el diodo Schottky tiene una caída de voltaje más baja en comparación con otros diodos de unión PN.
Componentes requeridos
- Motor de corriente continua
- Supercondensador
- Diodo Schottky
- Resistencia (200 ohmios)
- Cambiar
- LED
Motor DC :
El motor de CC es un tipo de motor muy común y fácilmente disponible a bajo precio. Estos motores están equipados con imanes. Una armadura se coloca en este campo magnético, por lo que siempre que la corriente pasa a través de la armadura, experimenta una fuerza que hace que gire el rotor con respecto a su posición original.
Los motores de CC se pueden dividir en muchos tipos según su forma, tamaño y funcionamiento. Los motores de CC se dividen principalmente en cuatro tipos:
- Motores DC de imán permanente
- Motores DC serie
- Motores de CC en derivación
- Motores de CC compuestos
En este proyecto, estamos utilizando un motor de CC Toy \ Hobby. Es un motor de CC normal que tiene solo dos terminales sin polaridad. Su voltaje de operación es de 4.5V a 9V. También obtenga más información sobre los motores de CC y varias formas de controlarlos en los siguientes tutoriales:
Supercondensador:
Un supercondensador es un capacitor de alta capacidad con valores de capacitancia mucho más altos que los capacitores normales pero con límites de voltaje más bajos. Los supercondensadores combinan las propiedades de los condensadores y las baterías en un solo dispositivo. Un supercondensador puede almacenar de 10 a 100 veces más energía que los condensadores electrolíticos y puede recibir y entregar carga mucho más rápido que las baterías, y tener más ciclos de carga y descarga que las baterías recargables. Obtenga más información sobre los supercondensadores aquí.
En este proyecto, estamos usando un supercondensador de moneda de 5 V 1F. Antes de continuar, comprobaremos cuánta energía puede almacenar este supercondensador. Podemos calcular el almacenamiento de energía utilizando la siguiente fórmula:
E = 1 / 2CV 2
Donde E = Energía
C = capacitancia
V = voltaje
En nuestro caso C = 1F y V = 5.5 V.
E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 julios
La polaridad de un supercondensador se muestra en la siguiente imagen. La dirección de la flecha representa el flujo de corriente desde el terminal positivo al negativo.
Diodo Schottky:
El diodo Schottky también se conoce como diodo portador caliente / diodo de barrera. Como sugiere el nombre, se utiliza como barrera para detener el flujo de corriente en direcciones opuestas. La corriente entra por el ánodo y sale por el cátodo. En comparación con un diodo de unión PN, el diodo Schottky tiene una caída de voltaje menos directa y una velocidad de conmutación más rápida.
La caída de voltaje del diodo Schottky está generalmente entre 0,15 y 0,45 voltios, pero un diodo de unión PN normal tiene una caída de voltaje entre 0,6 y 1,7 .
Motor de CC como generador de electricidad
Antes de hacer todo el circuito, veamos cómo se puede usar un motor de CC para generar voltaje de CA. Conecte el motor y el led como se muestra en el circuito a continuación:
Como el motor no tiene polaridad, conecte el primer cable al pin positivo del LED y luego el segundo cable al pin negativo del LED. Ahora gire el motor a su velocidad máxima soplando el aire, el LED debe brillar. Si el LED no se enciende, invierta la conexión y luego gírela nuevamente.
La imagen de hardware real se muestra a continuación:
Diagrama de circuito y explicación de trabajo
Ahora, hemos visto cómo un motor puede producir electricidad, usaremos el motor para cargar el supercondensador que a su vez enciende el LED.
El supercondensador se utiliza aquí para almacenar la carga para que pueda alimentar el LED durante más tiempo. Conecte el terminal negativo del supercondensador con el primer cable del motor y el terminal positivo al segundo cable del motor a través del diodo Schottky.
Como se dijo anteriormente, el diodo Schottky se usa para bloquear el flujo de corriente en la dirección opuesta. Así que conecte el terminal positivo del diodo Schottky al motor y el terminal negativo al supercondensador. Ahora la corriente fluirá de ánodo a cátodo y bloqueará el flujo de corriente del cátodo a ánodo, lo que significa que la corriente solo fluirá del motor al supercondensador. El diodo Schottky se usa aquí porque tiene una caída de potencia más baja que el diodo normal.
Ahora conecte el LED con un supercondensador y use una resistencia para limitar el consumo de energía. También se utiliza un interruptor deslizante para encender y apagar el LED. Conecte los pines positivos del supercondensador y el LED con el 2º y 3º pin del interruptor y conecte el pin negativo del led al primer pin del interruptor.
Después de la conexión, mi prototipo de linterna se parece a la imagen que se muestra a continuación. Usé un cartón para hacer una estructura en forma de tubería.
Finalmente, la linterna de emergencia de accionamiento mecánico está lista, solo sople el aire en el ventilador para rotarlo. El motor cargará el supercondensador y el supercondensador encenderá el LED. Puede usar un LED más brillante para obtener más luz. Una vez que el supercondensador está completamente cargado, puede alimentar el LED durante aprox. 10 minutos. Para hacer girar el motor, en lugar de soplar el aire, se puede construir un mecanismo de palanca y engranajes más eficiente.
Si tiene alguna pregunta sobre este proyecto, déjela en la sección de comentarios.
El video de demostración completo se muestra a continuación: