Lampe de poche de secours à alimentation mécanique

La lampe de poche ou la torche est très utile dans les situations d'urgence comme une panne de courant. Ces lampes de poche fonctionnent à piles et nous devons les recharger régulièrement à des intervalles particuliers. Mais que faire si vous n'avez pas d'électricité et que votre lampe de poche est morte? Dans cette situation, les lampes de poche rechargeables mécaniques sont une très bonne option, qui peuvent être chargées en tournant le levier qui y est attaché. Il a un mécanisme et des engrenages pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique pour charger la batterie à l'intérieur. Ici, nous utilisons le même principe pour fabriquer une lampe de poche d'urgence qui a un supercondensateur et ce supercondensateur peut être chargé en faisant tourner un moteur à courant continu qui y est attaché.

Donc, dans ce tutoriel, nous allons fabriquer une lampe de poche d'urgence qui peut être chargée en faisant tourner un petit moteur à courant continu qui y est attaché. Pour construire cela, nous utilisons un supercondensateur, une LED et une diode Schottky. Le supercondensateur est utilisé pour alimenter la LED et le moteur DC est utilisé pour recharger le supercondensateur. La diode Schottky est utilisée pour arrêter le flux de courant du supercondensateur au moteur car lorsque le moteur est connecté au supercondensateur, le moteur commence à tourner en prenant l'alimentation du supercondensateur et nous ne pouvons pas recharger le supercondensateur à l'aide du moteur. Donc, la seule façon de bloquer le flux de courant du supercondensateur au moteur est d'utiliser une diode. D'autres diodes de jonction PN peuvent être utilisées, mais la diode Schottky a une chute de tension inférieure à celle des autres diodes à jonction PN.

Composants requis

• Docteur moteur
• Supercondensateur
• Diode Schottky
• Résistance (200 ohms)
• Commutateur
• LED

Moteur à courant continu :

Le moteur à courant continu est un type de moteur très courant et facilement disponible à bas prix. Ces moteurs sont équipés d'aimants. Une armature est placée dans ce champ magnétique, de sorte que chaque fois qu'un courant passe à travers l'armature, elle subit une force qui l'amène à faire tourner le rotor par rapport à sa position d'origine.

Les moteurs à courant continu peuvent être divisés en plusieurs types en fonction de leur forme, de leur taille et de leur fonctionnement. Les moteurs à courant continu sont principalement divisés en quatre types:

1. Moteurs à courant continu à aimant permanent
2. Moteurs CC série
3. Moteurs à courant continu shunt
4. Moteurs à courant continu composés

Dans ce projet, nous utilisons un moteur DC Toy \ Hobby. C'est un moteur à courant continu normal qui n'a que deux bornes sans aucune polarité. Sa tension de fonctionnement est de 4,5V à 9V. Apprenez également plus sur les moteurs à courant continu et les différentes façons de les contrôler dans les didacticiels ci-dessous:

Super condensateur:

Un supercondensateur est un condensateur de haute capacité avec des valeurs de capacité beaucoup plus élevées que les condensateurs normaux mais des limites de tension inférieures. Les supercondensateurs combinent les propriétés des condensateurs et des batteries en un seul appareil. Un supercondensateur peut stocker 10 à 100 fois plus d'énergie que les condensateurs électrolytiques et peut recevoir et fournir une charge beaucoup plus rapidement que les batteries, et avoir plus de cycles de charge-décharge que les batteries rechargeables. En savoir plus sur les supercondensateurs ici.

Dans ce projet, nous utilisons un super-condensateur 5 V 1F Coin. Avant de continuer, nous allons vérifier la quantité d'énergie que ce supercondensateur peut stocker. Nous pouvons calculer la réserve d'énergie en utilisant la formule suivante:

E = 1 / 2CV ²

Où E = énergie

C = capacité

V = tension

Dans notre cas, C = 1F et V = 5,5 V.

E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joules

La polarité d'un supercondensateur est indiquée dans l'image ci-dessous. La direction de la flèche représente le flux de courant de la borne positive à la borne négative.

Diode Schottky:

La diode Schottky est également connue sous le nom de diode porteuse chaude / diode barrière. Comme son nom l'indique, il est utilisé comme une barrière pour arrêter la circulation du courant dans les sens inverse. Le courant entre par l'anode et sort par la cathode. Par rapport à une diode à jonction PN, la diode Schottky a une chute de tension moins directe et un taux de commutation rapide.

La chute de tension de la diode Schottky est généralement comprise entre 0,15 et 0,45 volts, mais une diode à jonction PN normale a une chute de tension entre 0,6 et 1,7 .

Moteur à courant continu comme générateur d'électricité

Avant de réaliser l'ensemble du circuit, voyons comment un moteur à courant continu peut être utilisé pour générer une tension alternative. Connectez le moteur et la led comme indiqué dans le circuit ci-dessous:

Comme le moteur n'a pas de polarité, connectez le premier fil à la broche positive de la LED, puis le deuxième fil à la broche négative de la LED. Maintenant, faites tourner le moteur à sa vitesse maximale en soufflant de l'air, la LED devrait briller. Si la LED ne brille pas, inversez la connexion et tournez à nouveau.

L'image matérielle réelle est illustrée ci-dessous:

Schéma de circuit et explication de fonctionnement

Maintenant, nous avons vu comment un moteur peut produire de l'électricité, nous allons utiliser le moteur pour charger le supercondensateur qui à son tour alimente la LED.

Le super condensateur est utilisé ici pour stocker la charge afin de pouvoir alimenter la LED plus longtemps. Connectez la borne négative du supercondensateur avec le premier fil du moteur et la borne positive au deuxième fil du moteur à travers la diode Schottky.

Comme indiqué précédemment, la diode Schottky est utilisée pour bloquer le flux de courant dans la direction opposée. Connectez donc la borne positive de la diode Schottky au moteur et la borne négative au supercondensateur. Maintenant, le courant circulera de l'anode à la cathode et bloquera le flux de courant de la cathode à l'anode, ce qui signifie que le courant ne circulera que du moteur au supercondensateur. La diode Schottky est utilisée ici car elle a une faible chute de puissance par rapport à la diode normale.

Connectez maintenant la LED à un supercondensateur et utilisez une résistance pour limiter la consommation d'énergie. Un interrupteur à curseur est également utilisé pour allumer et éteindre la LED. Connectez les broches positives du supercondensateur et de la LED avec les 2 ^ème et 3 ^ème broches de l'interrupteur et connectez la broche négative de la LED à la première broche de l'interrupteur.

Après la connexion, mon prototype de lampe de poche ressemble à l'image ci-dessous. J'ai utilisé un carton pour fabriquer une structure en forme de tuyau.

Enfin, la lampe de poche de secours à alimentation mécanique est prête, il suffit de souffler de l'air dans le ventilateur pour le faire tourner. Le moteur chargera le supercondensateur et le supercondensateur alimentera la LED. Vous pouvez utiliser une LED plus brillante pour plus de lumière. Une fois que le supercondensateur est complètement chargé, il peut alimenter la led pendant env. 10 minutes. Pour faire tourner le moteur, au lieu de souffler de l'air, un mécanisme d'engrenage et de levier plus efficace peut être construit.

Si vous avez des questions concernant ce projet, laissez-les dans la section commentaires.

La vidéo de démonstration complète est donnée ci-dessous: