Самозарядный фонарь вечный своими руками. Вечный фонарик — как сделать просто и быстро устройство своими руками. Фонарь на солнечных батареях

В нашем мире довольно много людей занимаются самодельными опытами в домашних лабораториях и мастерских. Для одних - это способ самоутвердиться, для других – стремление к развитию своих способностей. И что с того, если это будет эксперимент из наспех склеенных деталей. Главное, чтобы устройство или схема работали. Сегодня мы будем разбирать именно такое изобретение, сделанное практически на коленях. Однако в его основу положены незыблемые принципы и законы физики, которые невозможно отрицать.
Речь пойдет о фонарике, который работает без батареек. Возможно кто-то уже видел на просторах интернета простейший генератор Фарадея, который позволяет от нескольких движений проводника в обмотке зажечь небольшой светодиод. Сборки из практически мертвой батарейки, автотрансформатора и транзистора, которые способны при исходном напряжении в десятые доли вольта питать светодиод на 3V тоже уже не редкость.
Здесь же автор пошел немного дальше, модернизировав схему устройства, добавив выпрямитель, суперконденсатор (ионистор), сопротивление и полностью исключив источник питания. В итоге работа фонарика стала намного стабильнее и эффективнее. А если корпус несколько минут потрясти, его можно зарядить на длительное время работы светодиода. Как это работает? Давайте разбираться.

Принцип работы

Устройство состоит из нескольких катушек индуктивности, которые можно собрать самому. Первичная катушка индуктивности служит фактически источником питания или полностью заменяет его привычный аналог – батарейку. За счет перемещения в ней стержня из постоянных магнитов, индуцируется электрический ток. Из-за колебательных движений в магнитном поле создаются электрические волны, исходящие от катушки с определенной частотой. Стабилизировать их и преобразовать в постоянный ток помогает выпрямитель или диодный мост.
Без накопительной емкости такое устройство пришлось бы постоянно трясти, поэтому следующим элементом в схеме выступает суперконденсатор, способный подзаряжаться по типу аккумулятора. Далее подключен повышающий трансформатор или преобразователь напряжения, который состоит из тороидальной ферритовой катушки и двух обмоток – базовой и коллекторной. Число витков может быть одинаковым, и обычно составляет 20-50. Трансформатор имеет среднюю точку соединения по противоположным концам обеих обмоток, и три выхода на транзистор. Автотрансформатор повышает мизерные импульсы тока в достаточные для работы светодиода, а для их контроля подключен биполярный транзистор. Подобная электрическая схема в разных источниках имеет различные названия: вор джоулей, блокинг-генератор, генератор Фарадея и т.д.

Необходимая база ресурсов для самоделки

Материалы:

ПВХ труба, диаметр 20 мм;
Медная проволока, диаметр – 0,5 мм;
Транзистор маломощный обратной проводимости;
Диодный мост или выпрямитель 2W10;
Резистор;
Суперконденсатор или ионистор 1F 5.5V
Кнопка-выключатель;
Светодиод белый или синий на 5V;
Прозрачный клей типа эпоксидной смолы;
Горячий клей;
Кусочки фанеры, вата;
Медная проводка в изоляции.

Инструменты:

Паяльник;
Пистолет для горячего клея;
Ножовка по металлу;
Напильник, наждачная бумага.

Процесс изготовления фонарика

Корпус фонарика будем делать из ПВХ трубы. Отмечаем отрезок длиной 16 см, и отрезаем его ножовкой по металлу.

От центра отрезка отмечаем по 1,5 см в каждую стороны. Получается зона для обмотки шириной в 3 см.

Далее берем медный провод сечением 0,5 мм, оставляем один конец его длиной около 10-15 см, и наматываем проволоку на трубку-корпус фонарика по разметке вручную. Мотать придется довольно много, более полутысячи витков. Первые несколько из них можно зафиксировать клеем. Начальный ряд катушки плотно прижимаем друг к другу, и делаем его строго последовательным.

В максимальных точках обмотка должна быть приблизительно около половины сантиметра толщиной. Зачищаем оба конца проволоки наждачной бумагой для надежной спайки.

Подвижный магнитный сердечник катушки может быть, как цельным, так и собранным по частям. Неодимовые магниты подбираются по внутреннему диаметру ПВХ трубки. Опытным путем набирается необходимая длина магнитного стержня, через колебания которого и будет создаваться электрический ток.

Автор использовал десять магнитов толщиной 3 мм, чтобы набрать длину максимально рациональную для таких колебаний, и одновременно равную ширине обмотки.

По шкале осциллографа можно увидеть разницу между потенциалами, получаемыми от колебаний одного и десяти магнитов. Автор получил от колебаний магнитного стержня напряжение в 4,5V. На ней также ясно видна цикличность синусоиды в интервалах изменяющейся частотности.

На этом этапе, по примеру автора, можно подключить напрямую к выходящим концам катушки светодиод, и проверить ее работоспособность. Как видно на фото, светодиод реагирует на перемещение магнитного стержня, и создаваемый им самим импульсный ток.

Теперь необходимо заглушить оба конца трубки, чтобы не придерживать их руками во время тряски. Для этого той же ножовкой выпиливаем из фанеры несколько пятачков, обрабатываем грани напильником, прокладываем ваткой с тыльной стороны для смягчения и сажаем их на клей, чтобы не вываливались.

Настала очередь подключить выпрямитель. Схема, отображенная на фото, показывает какие два его контакта из четырех подключить к катушке. Такой диодный мост способен принимать переменный ток, и выдавать постоянный строго в одном направлении.

Повышающий автотрансформатор поможет преобразовать низкие спонтанные импульсы от первичной катушки в достаточное напряжение для работы светодиода за счет самоиндукции одной из обмоток – коллекторной. Так как она связана с базовой обмоткой, постоянный и стабильный электрический ток будет подаваться на суперконденсатор в достаточном количестве. Резистор же ограничит превышение допустимых номиналов. Конденсатор достаточной емкости также подобран автором опытным путем с помощью замеров исходящих сигналов осциллографом.

Замыкает эту схему биполярный транзистор обратной проводимости, который и управляет поступающим электрическим током к светодиоду. Собрать схему можно без платы, поскольку деталей не так много. Кнопку выключатель монтируем на один из контактов, идущий от автотрансформатора.

По большей части посвящена новичкам в мире физики и электроники. Сегодня я покажу простейший способ как сделать "вечный фонарик" а именно генератор Фарадея. "Вечный" он потому что он может работать без каких либо источников энергии, вроде батареек и аккумуляторов.

И так для него нам понадобится:
-медный провод сечением 0,1-0,5 мм
-неодимовые магниты
-пвх труба длинной 10-15 см и шириной 2 см
-картон
-низковольтный светодиод
-конденсатор на 10000пф по желанию

Из инструментов нам понадобится:
-паяльник
-клеевой пистолет
-ножницы

И так первым делом нужно вырезать из картона две шайбочки, в диаметре на 4-5мм больше чем диаметр трубы:

Теперь прикладываем к центру нашу трубу, обводим и вырезаем так как показано на фото (кружочки которые мы вырезали не выкидываем, они нам потом понадобятся):

Надеваем наши шайбочки на трубу так как показано на фото и приклеиваем термо клеем:

Теперь берем медную проволоку и мотаем 250-360 витков (не обязательно виток к витку)

Берём кружочки которые мы оставили и приклеиваем одну из них на конец трубы, другой конец пока оставляем открытым:

Припаиваем светодиод к концам проволоки (полярность здесь не имеет значения), также можно поставить конденсатор на 100000пф и выпрямляющий диод, но так как самоделка для начинающих я решил обойтись без них.

Берём 4 соединённых неодимовых магнита и кидаем их в трубу, после чего заклеиваем кругляшком который мы оставили:

Туда же приклеиваем светодиод, без каких либо отражающих бортиков:

С боку одной из шайб делаем надрезы, продеваем проволоку, и закрепляем её на трубе:

Ну вот и всё! Генератор Фарадея готов и осталось только его протестировать. Для того чтобы он заработал нужно делать поступательный движения, так чтобы неодимовый магнитик стал двигаться вверх вниз по направлению трубы, видео с испытаниями и инструкцией по изготовлению представлено ниже, приятного просмотра

Люди, которые учились в советской школе, могут вспомнить уроки физики, когда по программе обучения детям показывали магнит, который вставлялся внутрь проводной катушки, а прибор на столе показывал наличие электрического тока. Благодаря научному открытию Фарадея весь мир пользуется электродвигателями, генераторами, наушниками и другой электромагнитной техникой.

В одном из простейших и в тоже время остроумных по своей конструкции , которые называют вечными, воплощена его идея, которая почти один к одному повторяет описанный выше опыт по физике. Далее рассмотрим, как сделать фонарик Фарадея самостоятельно и без лишних хлопот.

На фото внешний вид фонарика Фарадея. А на фото ниже его схема. Как видно, устройство состоит из магнитного сердечника, индукционной катушки, печатной платы зарядного устройства для аккумулятора, резиновых ограничителей, лампочки с линзой и включателя. Приобрести неодимовые магниты можно в китайском интернет-магазине.

В чем принцип действия вечного фонарика? Дело в том, что конструкция устройства выполнена так, чтобы магнит цилиндрической формы мог легко болтаться в трубке, проходя вперед-назад внутри катушки, которая наматывается в центральной части трубки. По бокам в трубке находится резиновый ограничитель, который нужен для остановки магнита при каждом движении и отталкивания его в обратном направлении. При движении магнита в катушке образуется ток, который заряжает маленький аккумулятор. Если в схему не включать аккумулятор, то придется трясти фонарем постоянно, чтобы лампа не гасла. Но можно заменить его конденсатором. На фото ниже фонарь в разобранном виде.

Автор этого устройства особо отмечает, что в катушке присутствуют две намотки, которые вместе имею длину 40 мм. На первой половине нужно намотать 600 витков провода 0,08 мм. Вторая секция точно повторяет первую. Ниже электрическая схема фонаря Фарадея.

Легкая снаряга: палатки, рюкзаки, спальники и коврики разных производителей. А также одежда, обувь и другое туристическое снаряжение. Где купить легкоходное туристическое снаряжение. Самодельное легкое снаряжение, как сделать снарягу самому.

Вечный фонарик

kAvrovec » 17 мар 2015, 17:09

" Вчера на улице ко мне подошла старуха и предложила купить вечную иглу для примуса. Вы знаете, Адам, я не купил. Мне не нужна вечная игла, я не хочу жить вечно. Я хочу умереть." (С) (Золотой теленок, Остап Бендер) :-)))

kAvrovec Имя: Михаил Сообщения: 465

фонарик Фарадея

chu » 18 мар 2015, 15:21

Не скажу насчет вечной жизни, но идея вечного фонарика мне нравится;)

Теперь сделал так называемый фонарик Фарадея. Точнее, работающий прототип фонарика Фарадея.

Сердце этого фонарика - катушка индуктивности. И неодимовый магнит, пролетающий туда-сюда сквозь катушку, от тряски этой конструкции рукой. Как шейкер для коктейлей;)

Точнее, там две катушки, включенные встречно. Зазор между обмотками около 1 мм. Длина каждой катушки чуть меньше длины цилиндрического магнита. Все это нужно для того, чтобы пролетающий магнит создавал каждым своим полюсом ток, и чтобы токи с разных полюсов увеличивали, а не уменьшали друг друга. Я намотал рядом 2 обмотки по приблизительно 400 витков каждая, проводом 0.07 мм или около того. Поставил выпрямительный диодный мост и нагрузил это все светодиодом.

Трясешь - светодиод горит! Не трясешь - не горит, соответственно;)

Окрыленный успехом, я поставил ионистор параллельно светодиоду, чтобы напряжение с катушек заряжало ионистор в момент тряски. А когда тряски нет, чтобы этот ионистор разряжался на светодиод. Кстати, недавно проверил: светодиод от ионистора светится несколько минут! Как и ожидалось, собственно.

Так вот, когда добавил в схему ионистор, светиться все перестало:(А все дело в том, что катушки выдают очень маленькую мощность. Конечно, ионистор можно зарядить, но трясти придется, наверное, несколько минут, что не входило в мои планы.

Тогда вместо ионистора я поставил небольшой конденсатор, просто для сглаживания пульсаций и более равномерного свечения светодиода. Все работает! На фото именно этот вариант. Но эффективность - очень низкая. Фонарик Фарадея можно сделать эффективным, но магнит придется брать в разы мощнее. А тогда вечный фонарик будет весить слишком много, мне думается...

Короче говоря, пока лучший вариант вечного фонарика - это динамо. Ну и можно еще как-то с солнечной энергией поиграться, но тогда вырастут габариты фонаря.

chu Имя: Дмитрий Сообщения: 1550

Вечный фонарик

chu » 19 мар 2015, 10:12

Коллега по работе, глядя на мои эксперименты, вот тоже называл это другим словом;)

А потом подкинул ссылку на порноресурс, где рассказывают о чудо-браслете The Wankband, вырабатывающем электричество от тряски. Ссылку по этическим соображениям не даю, желающие найдут без проблем. Надеюсь, что про браслет это все-таки шутка;)

chu Имя: Дмитрий Сообщения: 1550

Вечный фонарик

На Кикстартере уже более 1600 человек собрали почти $90 000, спонсируя производство маленького вечного фонарика. Внутри него нет батареек, электричество для свечения вырабатывается элементом Пельтье от тепла пальца.

Точнее, используется эффект Зеебека, обратный эффекту Пельтье (смысл последнего в преобразовании электричества в тепло, а надо наоборот). А еще точнее, ток вырабатывается не от тепла, а от разницы температур пальца и фонарика. А это значит, что ток перестанет вырабатываться, когда температуры пальца и фонарика сравняются. Наверное, на это уйдет секунда-две. И только в течение этого времени фонарик будет гореть;)

Зато недорого, цены на разные модификации начинаются от 30 баксов;)

А еще можно заказать этот вечный фонарик с дополнительной тритиевой пластинкой, которая видна в темноте. Светить она не поможет, но позволит легче найти фонарик в полной темноте.

В общем, что-то я не верю в полезность именно этого устройства. Но приятно, что еще кого-то мучает идея вечного фонарика;)

chu Имя: Дмитрий Сообщения: 1550

фонарик Фарадея

chu писал(а): Теперь сделал так называемый фонарик Фарадея.

а что если пьезо-элементом из зажигалки заменить "трясучку" ту?
реально ли заряжать от него кондер?

не знаю твою схему. но есть еще одна простецкая. которая выжимает максимум яркости из заряда.

Гость

Гость писал(а): есть еще одна простецкая. которая выжимает максимум яркости из заряда.
ее обычно используют в дорогих моделях налобных фонариков. когда батарейки отдают заряд доконца., т.е. лампочка не затухает плавно сигнализируя о низком заряде батареек.
вот ее еще можно прикрутить. фонарик будет работать всегда на одинаковой яркости.

Да, можно прикрутить эффективный импульсный стабилизатор и в цепь заряда аккумулятора/ионистора/конденсатора, и в цепь его разряда на светодиод. Только с фонариком Фарадея и с пьезоэлектрическим фонариком я это даже не пытался делать - бессмысленно, сейчас это крохи энергии.

Вот в динамо-фонарик хочу такую штуку в цепь разряда добавить.

chu Имя: Дмитрий Сообщения: 1550

Привет всем читателям и почитателям сайта Радиосхемы! Сегодня хочу рассказать о создании «вечного» фонаря. Давно была мысль собрать фонарик, работающий за счёт мускульной силы, преобразующий механическую энергию вращения в свет. Такой фонарь имеет очень большое преимущество перед другими прочими - у него не может «сесть» батарейка. Но он конечно и не лишён недостатка - чтобы им посветить придётся поработать. Поэтому первое его предназначение - работа в аварийном режиме (если АКБ оказались севшими), когда нужно срочно где-то посветить, например чтобы ввернуть пробки в электрощите. Так как при долговременной работе, человек просто устанет крутить ручку фонаря.

Схема динамо фонарика

Распечатка корпуса на 3Д принтере

Так вот, мысль-то была, но материализоваться ей было трудно, так как нужно было собрать редуктор с электродвигателем и запихнуть в какой-то корпус, а у большинства радиолюбителей корпус является «камнем преткновения». Но вот эта задача кардинально упростилась с приобретением недорогого 3D принтера. Теперь сооружение, какого либо корпуса для радиоэлектронного устройства ограничивается лишь фантазией автора.

Первый блин как обычно был комом: распечатал корпус, ещё не зная как будет выглядеть готовое устройство, взяв первый попавшийся двигатель в качестве генератора. Получилось так, что даже при очень быстром вращении ручки не хватало напряжения для стабильной работы фонаря. Потом, наученный горьким опытом, уже более осмысленно подошёл к вопросу. Взял кучку имеющихся двигателей и протестировал их на пригодность к данному проекту.

Делаем так: зажимаем вал двигателя в шуруповёрт, даём максимальные обороты и измеряем напряжение и ток короткого замыкания мотора. Соответственно отбираем лучший экземпляр. По моим наблюдениям лучше всего брать высоковольтный (12 -24 вольта) и мало оборотистый мотор.

Далее по редуктору: шестерни использовал заводские, так как в моей программе 3D моделирования нет библиотеки для построения последних и печатаю я пока из пластика PLA, а он стойкостью к износу не отличается. Ведущую шестерню и мотор использовал от какого-то электрокорректора фар автомобиля, промежуточная (большая) от привода дисков музыкального центра AIWA, последняя (на моторе) от детской машинки. Объектив использовал от не рабочего китайского налобного фонарика. Из плюсов: в нем установлена линза и есть возможность изменять фокусное расстояние. Источником света является светодиод на три ватта, он, конечно, не используется «во всю силу», зато в надёжности ему нет равных (при такой малой загрузке).

Как известно у таких фонарей есть ещё один недостаток - светит, пока крутишь ручку. Что бы хотя бы в какой-то мере сгладить этот недостаток установил в корпус ионисторы, общей ёмкостью в два фарада. И параллельно последним стабилитрон на пять вольт, так как предельное напряжение у данных ионисторов составляет 5,5 вольт, а генератор способен отдавать до 12 вольт без нагрузки. В боковой стенке устройства установлен выключатель, который отсоединяет светодиод от ионисторов, при ненадобности можно его выключить и в ионисторе останется заряд для последующего пользования. В выключенном положении при вращении ручки происходит процесс заряда ионисторов.