Persoonlike PowerPlant: 27 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Die persoonlike powerPlant is 'n draagbare toestel wat elektrisiteit deur 'n sonsel en handkrukopwekker inskakel in 'n NiMH -battery. Die toestel bevat ook 'n visuele multimeter wat die hoeveelheid energie wat gestoor word, monitor. Die persoonlike powerPlant kan gebruik word om toepassings tot 8V op 70 mA aan te dryf Ontwerp deur: Mouna Andraos, Jennifer Broutin, Carmen Trudell met Mike Dory @ Eyebeam vir die Alternative Energy Workshop 06.23.07eyebeam ********

Stap 1: materiaal

Elektronika Vir die krag Plantekringloop1 - Stappermotor (Japan Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - Sonpaneel (8V) 1 - NiMH -battery (7.2V, 70 mA) 8 - 1N4001 Diodes3 - Terminale1 - 5 -polige manlike kopstuk 18 of 20 gauge soliede draad (rooi, swart, blou, groen) Vir die visuele multimeter1 - Rooi LED, 1.5V1 - Geel LED, 1.5 V1 - Groen LED, 1.5 V1 - 100 Ohm weerstand1 - 150 Ohm weerstand1 - 1N4730 (3.9V) zenerdiode1 - 1N4733 (5.1V) zenerdiode1 - 1N4737 (7.5V) zenerdiode1 - kortstondige skakelaar Hardeware 1 - 2.5 "x1.75" PCB -prototipe -bord1 - Gedrukte borddiagram (laai pdf hieronder af) Skematiese stroombaandiagram vir verwysing (laai pdf hieronder af) Onderdeelkas -sjabloon (laai dwg/pdf hieronder af) 1 - 3,5 "x3,5" x4,5 "akriel boks1 - 3/16" x1 "bindpaal met skroef3 - 3/16" x1/4 "bindpaal met skroef3 - #10 SAE Washer2 - #4 masjien skroefboute Toer sjabloon (opsioneel, laai dwg/pdf hieronder af) 1 - 4 "x5" x1/8 "vel plexiglas vir ratte (opsioneel) Toerusting Soldeerbout SoldeerMultimeterWire Stripper Skroewedraaiers (Phillips en Flathea d) Exacto Mes en lem Plekke om voorrade te vind: Home DepotRadio ShackContainer StoreElektronika GoldmineSolarboticsJameco Electronics

Stap 2: Gedrukte borddiagram

Druk 'n afskrif van die Printed Board Diagram uit en knip dit uit. Plaas die diagram aan die kant van die PCB -prototipe -bord sonder koper soldeerringe. Die diagram sal u wys hoe u u komponente aan die een kant kan plaas, en aan die ander kant sal u u komponente aan die prototipe bord soldeer.

Stap 3: Spoel 1 gelykrigter

Plaas 4 van die 1N4001 -diodes op hul plek soos hieronder getoon. Die diodes moet ingevoeg word in die rigting wat op die gedrukte borddiagram aangedui word; anders werk hulle nie behoorlik nie. Deur die 4 diodes te plaas soos aangedui, stel u gelyk (draai krag uit 2 fases van 4 -fase stapmotor van wisselstroom na gelykstroom) Spoel 1.

Stap 4: Spoel 2 gelykrigter

Plaas nog 4 1N4001 diodes op hul plek soos hieronder getoon. Deur hierdie 4 diodes te plaas soos aangedui, herstel u (draai krag uit 2 fases van 'n 4 -fase stappermotor van wisselstroom na gelykstroom) Spoel 2.

Stap 5: Spoel 1 en 2 drade en kopstuk

Sny twee blokkies bloudraad en twee stukke groen draad met die draadstroppers. Trek elke punt van elke stuk draad af. Steek die draad vas soos aangedui.

Plaas 'n 5 -pins manlike kopstuk soos aangedui, met die kort kant van die penne na onder in die prototipe -bord. Dit is waar die motor aan die stroombaan gekoppel sal word.

Stap 6: Soldeer

Draai die bord om en begin om die verbindings te soldeer, soos aangedui op die gedrukte borddiagram met u soldeerbout en soldeer. Dit is makliker om te soldeer as die drade vooraf gekruisig is. Maak seker dat u 'n goeie hoeveelheid soldeersel by die verbindings aansluit. Vermy koue gewrigte (as soldeer mat lyk).

Stap 7: Voltooi die stappermotor (kragopwekker)

As u klaar is met die soldeer van die stepper motor (generator) kring, moet die agterkant van u prototipe bord verskyn soos aangedui.

Stap 8: Terminale

Plaas 2 terminale, een aan weerskante van die prototipe -bord in die rigting soos getoon. As die gate te klein is, gebruik u Exacto -mes om die gat te vergroot. Sny twee 3 lengtes draad (enige kleur) en gebruik draadstroppers om drade heeltemal te stroop. Hierdie drade loop aan die teenoorgestelde kant van die prototipe bord (met koper soldeerringe), van positiewe tot positiewe kant van elke terminaal en negatief tot negatiewe kant van elke terminaal. Die aansluiting aan die linkerkant sal gebruik word om drade vir die battery in te voer. Die aansluiting aan die regterkant sal gebruik word om drade vir die sonpaneel in te voer.

Stap 9: Soldeerterminale

Draai prototipe bord om. Steek gestroopte drade in gate soos aangedui (verwys deurgaans na die gedrukte borddiagram aan die ander kant). Drade kan in- en weer uitdraai om so na as moontlik aan die terminaal te kom en vas te hou, soos getoon. Soldeer die twee noordelike en twee suidelike nodes van die gelykrigters vir spoel 1 en 2 aan die oop drade wat van terminaal na terminaal loop. Dit verbind die gelykrigters met die terminale om die stroombaan vir die stapmotor (kragopwekker) te voltooi. Hou die oop drade weg van die ander verbindings.

Stap 10: Toets

Nou is u gereed om die stroombaan met die stapmotor te toets om seker te maak dat al u verbindings behoorlik gesoldeer is en dat al die komponente korrek geplaas is.

Plaas die leidings van die stappermotor op die 5 -pen mannekop. Die swart lood van die stapmotor moet op die pen geplaas word wat nie Coil 1 of Coil 2 genoem is nie. Gebruik u multimeter (ingestel op DC spanning) om die spanning wat die kragopwekker produseer te meet wanneer u die as draai. Plaas die positiewe (rooi) sonde van die multimeter op die positiewe skroef van beide terminale en die negatiewe (swart) sonde op die negatiewe skroef van dieselfde terminaal. Deur die as met die hand te draai, behoort dit ongeveer 4-8 volt te lewer. Hier is 'n paar wenke om probleme op te los as u geen resultate sien nie: 1) Kontroleer al die soldeerverbindings om seker te maak dat alles volledig gesoldeer en met mekaar verbind is. Omgekeerd, maak seker dat verbindings wat nie aanraak nie, nie bymekaar is nie. 2) Maak seker dat al die diodes in die regte rigting wys, soos aangedui op die gedrukte borddiagram. 3) Kontroleer of die leiers van die motor behoorlik ingesit is - die swart draad van die motor moet nie op een van die spoel 1 en 2 penne geplaas word nie.

Stap 11: Visuele multimeter

Met die ingeboude visuele multimeter kan u sien hoeveel energie uit die alternatiewe energiebronne gestoor word sonder om 'n multimeter te gebruik.

Plaas die zener -diodes in die regte rigting soos aangedui op die gedrukte borddiagram, en volgens die sleutel soos onderaan getoon. Die getalle in die sleutel sal ooreenstem met die getalle wat op die zener -diodes gedruk is. Steek die weerstande in die gleuwe met ooreenstemmende kleure (in hierdie geval maak die rigting nie saak nie). Sny 'n stuk swart draad en strook albei kante, plaas dit langs die weerstande soos aangedui. Plaas dan die drie LED's in volgorde soos aangedui: groen, geel, rooi (oranje).

Stap 12: Visuele multimeter soldeer

Draai die prototipe bord om en soldeer die visuele multimeter soos aangedui. Verwys na die gedrukte borddiagram aan die agterkant. Kruis die drade om dit vas te hou en vergemaklik soldeer. Vermy koue (matte voorkoms) verbindings. Hou die verbindings geskei wat nie bymekaar moet wees nie, aangesien hierdie gebied styf georganiseer is.

Stap 13: Toets visuele multimeter

Toets die visuele multimeter om seker te maak dat dit werk.

Plaas die leidings van die stepper motor op die manlike kop. Draai die as van die stapmotor (kragopwekker) en sien hoe die LED's dienooreenkomstig brand. Die groen lig dui 'n spanning van tot ~ 5,6 aan, die geel lig dui op 'n spanning van tot ~ 6,8. Beide LED's meet die spanning afhanklik van hul helderheid. As die battery byvoorbeeld 6,1 V hou, sal die groen lig helder wees en die geel lig sal swak wees. Die rooi (oranje getoon) LED sal slegs bo ~ 9,2 volt brand. Vir hierdie toepassing is die gebruikte battery 7,2 volt en 70 mA. As die rooi LED brand, is die battery vol. Moenie die battery laai terwyl die rooi LED brand nie, anders kan dit oorlaai en funksioneer. Hier is 'n paar wenke om probleme op te los as u geen resultate sien nie: 1) Kontroleer al die soldeeraansluitings om seker te maak dat alles volledig gesoldeer en met mekaar verbind is. Omgekeerd, maak seker dat verbindings wat nie aanraak nie, nie bymekaar is nie. 2) Maak seker dat alle zener -diodes in die regte rigting wys, soos aangedui op die gedrukte borddiagram. 3) Gaan die nommers op die zenerdiodes na om seker te maak dat hulle in die regte volgorde is, soos aangedui op die gedrukte borddiagram. *In hierdie prentjie het ons 'n skakelaar bygevoeg en die battery vroegtydig vasgemaak (en dit dan verwyder) om te sien hoe dit werk. Dit is nie nodig nie, maar dit is pret.

Stap 14: Soldeer tydelike skakelaar en terminale

Sny 2 lang lengtes rooi draad en twee lang lengtes swart draad. Trek albei kante van elke draad af. Draai die een kant van 'n rooi draad en die een kant van 'n swart draad aan die leidings van die oombliklike skakelaar. Draai die een kant van 'n rooi draad en die een kant van 'n swart draad op die leidings van die terminaal. Soldeer die 4 drade aan die leidings. Die kortstondige skakelaar sal die visuele multimeter aanskakel en die terminale sal gebruik word as die uitset vir die persoonlike powerPlant.

Stap 15: Soldeer sonpaneel

Sny 2 lang draaddraad, een rooi en een swart. Strooi albei kante van elke draad met die draadstroppers. Soldeer die een kant van die swart draad aan die negatiewe leiding op die sonpaneel (moet op die paneel aangedui word met "-"). Soldeer die een kant van die rooi draad aan die positiewe leiding op die sonpaneel (moet op die paneel aangedui word met "+").

Stap 16: Saak: openinge

Gebruik die meegeleverde kasset -sjabloon (afgelaai in stap 1) om die gate wat nodig is vir komponente te bepaal en te sny. Ons gebruik 'n lasersnyer om die gate akkuraat te maak (aangesien hierdie tipe akriel nie daarvan hou om op die lasersnyer deur te sny nie), en die gate daarna geboor.

Stap 17: ratte (opsioneel)

Hierdie stap is nie nodig nie, maar is 'n goeie toevoeging tot die persoonlike powerPlant. Die ratte help 'n vinniger draai van die stepper motoras, wat meer krag lewer.

Gebruik die meegeleverde versnellingsjabloon (laai in stap 1 af) om 'n klein en groot rat in 'n 4 "x5" x1/8 "vel plexiglas te sny. Ons het 'n lasersnyer gebruik, aangesien dit baie meer akkuraat is. Aangesien hierdie ratte klein is ratte, ons beveel nie aan om met die hand te sny nie. 'n Alternatief vir hierdie versnellingsstel is om klaargemaakte ratte aan te skaf.

Stap 18: omhulsel: stapmotor en klein rat

Steek die stapmotor in die kas, soos aangedui met die motor se skroewe uit die boks. Bevestig skroewe aan die kas met 2 #4 masjienskroefboute. Plaas 'n wasser #10 op die as van die motor wat uit die boks kom, en plaas dan die klein rat (opsioneel) bo -op soos aangedui.

Stap 19: Koffer: groot rat (opsioneel)

Steek die paal van die 3/16 "x1" bindskroef tussen die omhulsel en die groot rat in die gat op die rand van die groot rat, soos getoon. Draai die scew in die pos. Dit sal die handvatsel wees om die rat te draai.

Steek dan die paal van 'n 3/16 "x1/4" bindskroef binne -in die boks en deur die gat soos aangedui. Plaas een #10 SAE -wasser op die paal en plaas dan die groot rat bo -op. Voltooi deur die skroef in die paal te draai. Toets die rat met die handvatsel om te sien hoe glad dit loop!

Stap 20: Saak: sonpaneel

Plaas die sonpaneel in die boks, soos aangedui met die sykant na buite. Neem die paaltjies van twee 3/16 "x1/4" bindskroewe en skuif een #10 SAE -wasser op elke. Plaas die paaltjies in die omhulsel en skuif dit deur die gate aan weerskante van die sonpaneel. Draai die skroewe in hul onderskeie pale.

Stap 21: Saak: skakelaar en terminale

Steek die tydelike skakelaar en aansluiting in die openinge soos aangedui. Die leidrade moet binne -in die omhulsel wees.

Stap 22: Saak: prototipe bord en battery

Plaas u prototipe bord met afgewerkte stroombane in die boks soos aangedui. Skuimband kan gebruik word om die kring aan die binnekant van die omhulsel vas te maak sodra die leidings van die battery, sonsel, stapmotor en uitgangsklem vasgemaak is. Maak seker dat u geen soldeerverbindings plak nie.

Plaas die battery onderaan die omhulsel, langs die stapmotor, soos aangedui. Bevestig met skuimband sodra leidings aan die stroombaan vasgemaak is.

Stap 23: Soldeeruitgangsterminal

Neem die positiewe (rooi) en negatiewe (swart) leidrade van die uitgangsterminal en plaas 'n insetsel in die prototipe bord in hul onderskeie gleuwe soos aangedui. Soldeer die leidings na die batteryaansluiting aan die agterkant.

Stap 24: Soldeerskakelaar

Steek leidings van die skakelaar in die gleuwe soos aangedui (middel van die prentjie). Let daarop dat positiewe en negatiewe plasing nie saak maak vir die skakelaar nie.

Maak seker dat u die leidings soldeer soos aangedui op die gedrukte borddiagram.

Stap 25: Heg sonpaneel aan

Draai die skroewe op die terminaal vir die sonpaneel los. Plaas leidings van die sonpaneel in die openinge van die terminaal met 'n positiewe en negatiewe posisie soos aangedui. Draai die skroewe vas en kyk of die drade styf vasgehou word.

Stap 26: Heg NiMH -battery aan

Draai die skroewe op die aansluiting vir die NiMH -battery los. Steek leidings van die NiMH -battery in die openinge van die terminaal met 'n positiewe en negatiewe posisie soos aangedui. Draai die skroewe vas en kyk of die drade styf vasgehou word.

Stap 27: klaar

Toets u persoonlike kragPlant om te sien hoe dit werk!

Draai die handknoppie 'n rukkie en druk dan op die knoppie op die skakelaar en kyk hoe die visuele multimeter die hoeveelheid krag wat die battery het, vertoon. Stel u krag in die son en kyk hoeveel energie dit versamel. Gebruik dan u powerPlant om toestelle aan te dryf. Ons het ons mini -arduino aangedryf met die powerPlant, kyk wat u kan dryf! Pas u powerPlant aan volgens u behoeftes. John O'Malley het die ratte vir 'n tuig op sy fiets verander (sien prente hieronder). Hê pret!