Хувийн PowerPlant: 27 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Хувийн powerPlant бол нарны зай болон гар бүлүүрт генератороор дамжуулан NiMH батерейгаар цахилгаан ашигладаг зөөврийн төхөөрөмж юм. Мөн төхөөрөмжид хуримтлагдсан энергийн хэмжээг хянадаг харааны мултиметр орно. Хувийн powerPlant нь 8 м хүртэл хүчдэл бүхий 70 мА хүчдэлийн програмуудыг ажиллуулахад зориулагдсан болно. Зохиогч: Моуна Андраос, Женнифер Брутин, Кармен Труделл нар Майк Дори @ Eyebeam -тэй хамт Alternative Energy Workshop 06.23.07eyebeam ********

Алхам 1: Материал

Цахилгаан цахилгаан станцын хэлхээнд 1 - Stepper мотор (Япон Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - Нарны хавтан (8V) 1 - NiMH зай (7.2V, 70 мА) 8 - 1N4001 диод3 - Терминал1 - 5 зүү эрэгтэй толгой 18 эсвэл 20 калибрын хатуу утас (улаан, хар, цэнхэр, ногоон) Харааны мултиметр 1 - Улаан LED, 1.5V1 - Шар LED, 1.5 V1 - Ногоон LED, 1.5 V1 - 100 Ом эсэргүүцэл1 - 150 Ом эсэргүүцэл1 - 1N4730 (3.9V) zener диод1 - 1N4733 (5.1V) zener диод1 - 1N4737 (7.5V) zener диод1 - түр зуурын унтраалга Тоног төхөөрөмж 1 - 2.5 "x1.75" хэмжээтэй ПХБ -ийн загварчлалын самбар1 - Хэвлэсэн самбарын диаграм (доороос pdf татаж авах) Лавлах схемийн диаграм (доороос pdf татаж авах) Хэсгийн хэргийн загвар (доороос dwg/pdf татаж авах) 1 - 3.5 "x3.5" x4.5 "Нийлэг хайрцаг1 - 3/16" x1 "Шураг бүхий бэхэлгээний пост 3 - 3/16" x1/4 "Боолт шураг3 - #10 SAE угаагч2 - #4 машин шураг боолт Араа загвар (заавал биш, доороос dwg/pdf форматаар татаж авах боломжтой) 1 - 4 "x5" x1/8 "хуудастай plexiglass for Gears (заавал биш) Тоног төхөөрөмж гагнуурын төмрийн гагнуур d) Exacto хутга ба ир Хангамж авах газар: Home DepotRadio ShackContainer StoreElectronics GoldmineSolarboticsJameco Electronics

Алхам 2: Хэвлэмэл самбарын диаграм

Хэвлэсэн самбар диаграмын хуулбарыг хэвлээд хайчилж ав. Диаграмыг зэс гагнуурын цагираггүй ПХБ -ийн загварчлалын самбарын хажуу талд байрлуулна. Диаграм нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэг талд хэрхэн байрлуулахыг харуулах бөгөөд нөгөө талаас та бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг прототип хийх самбар дээр гагнах болно.

Алхам 3: Ороомог 1 Шулуутгагч

1N4001 диодын 4 -ийг доор үзүүлсэн шиг оруулна уу. Диодуудыг Хэвлэсэн самбарын диаграммд заасан чиглэлд оруулах ёстой; эс бөгөөс тэд зөв ажиллахгүй болно. Дөрвөн диодыг зааврын дагуу байрлуулснаар та залруулж байна (4 фазын шатлалт моторын 2 фазаас AC -ээс тогтмол гүйдэл рүү эргүүлэх) 1 -р ороомог.

Алхам 4: Ороомог 2 Шулуутгагч

Доор үзүүлсэн шиг өөр 4 1N4001 диодыг оруулна уу. Эдгээр 4 диодыг зааврын дагуу байрлуулснаар та залруулж байна (4 фазын шатлалт моторын 2 фазаас хувьсах гүйдлийг тогтмол гүйдэл рүү эргүүлэх) Ороомог 2.

Алхам 5: 1 ба 2 утас ба толгойны ороомог

Утас хуулагчаар цэнхэр утас, ногоон өнгийн хоёр ширхэг хоёр ширхэг хайчилж ав. Утасны хэсэг бүрийн төгсгөл бүрийг хуул. Зурагт үзүүлсэн шиг утсыг байрлуул.

Зүү бүхий 5 толгойтой эрэгтэй толгойг зүүгээр нь доош нь харуулан загварчлалын самбар руу оруулна уу. Энд моторыг хэлхээнд холбох болно.

Алхам 6: Гагнах

Самбарыг эргүүлж, хэвлэмэл самбарын диаграммд үзүүлсэн шиг холболтыг гагнуурын төмөр, гагнуураар гагнуулж эхэл. Хэрэв утаснууд нь хөндлөн огтлолцсон бол гагнах нь илүү хялбар байдаг. Сайн хэмжээний гагнуураар холболтод нэгдэхээ мартуузай. Хүйтэн үе мөчөөс зайлсхий (гагнуур нь царцсан харагдаж байвал).

Алхам 7: Stepper Motor (Generator) Circuit -ийг дуусгах

Stepper моторын (генератор) хэлхээний гагнуурыг хийж дууссаны дараа загварчлалын самбарын арын хэсэг нь зурагт үзүүлсэн шиг харагдах ёстой.

Алхам 8: Терминалууд

Прототип хийх самбарын хоёр төгсгөлд нэг терминалийг үзүүлсэн шиг чиглэлд оруулна уу. Хэрэв цооролт хэт жижиг байвал Exacto хутгаа ашиглан нүхийг томруулна уу. 3 урттай хоёр утас (ямар ч өнгө) хайчилж, утсыг бүрэн хуулж авахын тулд утас хуулагч ашиглана уу. Эдгээр утаснууд нь загварчлах самбарын эсрэг талд (зэс гагнуурын цагирагтай) терминал бүрийн эерэг талаас сөрөг, терминал бүрийн сөрөг тал. Зүүн талын терминал нь батерейны утас оруулахад ашиглагдах болно. Баруун талын терминал нь нарны хавтангийн утас оруулахад ашиглагдах болно.

Алхам 9: Гагнуурын терминал

Прототип хийх самбарыг эргүүлнэ үү. Зүсэгдсэн утсыг нүхэнд оруулна уу (нөгөө талын хэвлэмэл самбарын диаграмыг үзнэ үү). Утаснууд терминал руу аль болох ойртож, үзүүлсэн шиг байрандаа байлгахын тулд дахин дотогш ороод дараа нь гаргаж болно. 1 ба 2 -р ороомгийн шулуутгагчийн хойд ба өмнөд хоёр зангилааг терминалаас терминал руу дамждаг нээлттэй утаснуудад гагнана. Энэ нь залгуурыг терминалуудтай холбож, stepper моторын (генератор) хэлхээг дуусгадаг. Нээлттэй утсыг бусад холболтоос хол байлгахаа мартуузай.

Алхам 10: Туршилт

Одоо та бүх холболтыг зөв гагнаж, бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зөв байрлуулсан эсэхийг шалгахын тулд stepper мотороор хэлхээг туршихад бэлэн байна.

Stepper моторын залгуурыг 5 зүү эрэгтэй толгой дээр оруулна уу. Stepper моторын хар тугалгыг 1 -р ороомог эсвэл ороомог 2 гэж бичээгүй зүү дээр байрлуулсан байх ёстой. Босоо амыг эргүүлэх үед генераторын үүсгэж буй хүчдэлийг хэмжихийн тулд (тогтмол гүйдлийн хүчдэлд тохируулсан) мултиметрийг ашиглана уу. Мультиметрийн эерэг (улаан) датчикийг аль нэг терминалын эерэг шураг дээр, сөрөг (хар) датчикийг ижил терминалын сөрөг шураг дээр байрлуулна. Босоо амыг өөрийн гараар эргүүлэх нь 4-8 вольтын ойролцоо байх ёстой. Хэрэв та үр дүнг олж харахгүй байгаа бол алдааг олж засварлах зарим зөвлөмжийг энд оруулав: 1) Бүх зүйл бүрэн гагнаж, хоорондоо холбогдсон эсэхийг шалгахын тулд бүх гагнуурын холболтыг шалгана уу. Үүний эсрэгээр, хүрч болохгүй холболтууд хоорондоо холбоогүй байгаа эсэхийг шалгаарай. 2) Хэвлэсэн самбарын диаграммд заасны дагуу бүх диодыг зөв чиглэлд зааж өгсөн эсэхийг шалгаарай. 3) Хөдөлгүүрийн хөтлүүрийг зөв оруулсан эсэхийг шалгаарай - моторын хар утсыг 1 ба 2 -р ороомог дээр байрлуулж болохгүй.

Алхам 11: Харааны мултиметр

Visual Multimeter -д суурилуулсан нь мультиметр ашиглахгүйгээр өөр эрчим хүчний эх үүсвэрээс хэр их энерги хуримтлагдахыг харах боломжийг танд олгоно.

Хэвлэсэн самбарын диаграммд үзүүлсэн шиг zener диодыг зөв чиглэлд, түлхүүрийг доороос үзүүлсэн шиг оруулна уу. Түлхүүр дэх тоонууд нь zener диод дээр хэвлэгдсэн тоонуудтай тохирч байх болно. Резисторыг харгалзах өнгө бүхий үүрэнд оруулна (энэ тохиолдолд чиглэл нь хамаагүй). Нэг ширхэг хар утсыг хайчилж, хоёр үзүүрийг нь хуулаад резисторуудын дэргэд үзүүлсэн шиг оруулна уу. Дараа нь ногоон, шар, улаан (улбар шар) гэсэн гурван LED -ийг дарааллаар нь оруулна уу.

Алхам 12: Гагнуурын харааны мултиметр

Прототип хийх самбарыг эргүүлээд харааны мултиметрийг зааврын дагуу гагнана. Урд талд хэвлэсэн самбарын диаграмыг үзнэ үү. Утасыг гаталж, гагнуурыг хөнгөвчлөх. Хүйтэн (царцсан царцсан) холболтоос зайлсхий. Энэ газар нягт зохион байгуулалттай байдаг тул холболтыг салгаж байх ёстой.

Алхам 13: Visual мултиметрийг турших

Visual Multimeter ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Stepper моторын толгойг эрэгтэй толгой дээр байрлуул. Stepper мотор (генератор) -ын босоо амыг эргүүлээд LED -ууд зохих ёсоор асаж байгааг харна уу. Ногоон гэрэл ~ 5.6 хүртэлх хүчдэлийг, шар гэрэл ~ 6.8 хүртэл хүчдэлийг илэрхийлнэ. Хоёр LED нь гэрэлтүүлгээс хамаарч хүчдэлийг хянадаг. Жишээлбэл, хэрэв зай нь 6.1 В хүчдэлтэй бол ногоон гэрэл тод, шар гэрэл нь бүдэг болно. Улаан (энд улбар шар өнгөөр харуулсан) LED нь ~ 9.2 вольтоос дээш асна. Энэхүү програмын хувьд 7.2 вольт ба 70 мА батерей ашигладаг. Хэрэв улаан LED гэрэл асдаг бол батерей нь бүрэн хүчин чадлаараа ажилладаг. Улаан LED гэрлээр зайг үргэлжлүүлэн цэнэглэж болохгүй, эс тэгвээс хэт цэнэглэж, эвдэрч болзошгүй. Хэрэв та үр дүнг олж харахгүй байгаа бол алдааг олж засварлах зарим зөвлөмжийг энд оруулав: 1) Бүх зүйл бүрэн гагнаж, хоорондоо холбогдсон эсэхийг шалгахын тулд бүх гагнуурын холболтыг шалгана уу. Үүний эсрэгээр, хүрч болохгүй холболтууд хоорондоо холбоогүй байгаа эсэхийг шалгаарай. 2) Зенер диодуудыг хэвлэсэн самбарын диаграммд заасны дагуу зөв чиглэлд зааж өгсөн эсэхийг шалгаарай. 3) Зенер диод дээрх тоонуудыг хэвлэсэн самбарын диаграммд заасны дагуу зөв дарааллаар нь шалгаж үзээрэй. *Энэ зураг дээр бид унтраалга нэмж, батерейг эрт холбож (дараа нь салгасан) хэрхэн ажиллаж байгааг харах болно. Энэ нь шаардлагагүй, гэхдээ хөгжилтэй байдаг.

Алхам 14: Гагнуурын түр зуурын унтраалга ба терминал

Улаан утаснаас 2 урт, хар утаснаас 2 уртыг хайчилж ав. Утас бүрийн хоёр үзүүрийг хуул. Улаан утасны нэг үзүүр, хар утасны нэг үзүүрийг түр зуурын унтраалга руу ороо. Улаан утасны нэг үзүүр, хар утасны нэг үзүүрийг терминалын залгуур дээр боож өгнө. 4 утсыг гагнах. Түр зуурын унтраалга нь харааны мултиметрийг асаах бөгөөд терминалыг хувийн цахилгаан станцын гаралт болгон ашиглах болно.

Алхам 15: Нарны хавтанг гагнах

Улаан, хар өнгийн 2 урт урттай утсыг хайчилж ав. Утас бүрийн хоёр үзүүрийг утас хуулагчаар хуулна. Хар утасны нэг үзүүрийг нарны хавтан дээрх сөрөг тугалга руу гагнана (самбар дээр "-" гэж тэмдэглэнэ). Улаан утасны нэг үзүүрийг нарны хавтан дээрх эерэг тугалган дээр гагнах (самбар дээр "+" тэмдэгтэй байх ёстой).

Алхам 16: Кейс: Нээлт

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд шаардлагатай нүхийг тодорхойлох, таслахын тулд өгсөн хавтасны загварыг ашиглана уу (1 -р алхамд татаж авах боломжтой). Бид нүхийг нарийвчлалтай тогтоохын тулд лазер таслагч ашигласан (энэ төрлийн нийлэг нь лазер зүсэгчийг огтлох дургүй байдаг), дараа нь нүхийг нь зохих ёсоор өрөмдсөн.

Алхам 17: Араа (заавал биш)

Энэ алхам нь шаардлагагүй, гэхдээ хувийн PowerPlant -ийн нэмэлт зүйл юм. Араа нь шаталсан хөдөлгүүрийн босоо амыг хурдан эргүүлэхэд тусалдаг бөгөөд энэ нь илүү их хүч өгдөг.

Жижиг, том араагаа 4 "x5" x1/8 "plexiglass хуудас болгон хуваахын тулд өгсөн Gear Template -ийг ашиглана уу (1 -р алхам дээр татаж аваарай). Бид илүү нарийвчлалтай тул лазер таслагч ашигласан. Эдгээр араа нь жижиг тул Бид гараар огтлохыг зөвлөдөггүй. Энэ арааны өөр хувилбар бол бэлэн араа худалдаж авах явдал юм.

Алхам 18: Кейс: Stepper мотор ба жижиг араа

Моторын боолтыг хайрцагнаас гадагш харуулсан байдлаар харуулсны дагуу stepper моторыг хайрцагт хийнэ. 2 #4 машины шураг боолтоор боолтыг хайрцагт бэхлээрэй. Хайрцагнаас гарч буй моторын босоо аманд 10 дугаар угаагчийг байрлуулаад дараа нь жижиг араагаа (заавал биш) дээр байрлуулна.

Алхам 19: Кейс: Том араа (заавал биш)

Том хайрцагны ирмэг дээрх нүхэнд хайрцаг ба том арааны хоорондох 3/16 "x1" хэмжээтэй холбох боолтыг оруулна уу. Хөшгийг шуудан руу оруулна уу. Энэ нь араагаа эргүүлэх бариул байх болно.

Дараа нь 3/16 "x1/4" хэмжээтэй боолтны шонг хайрцагны дотор болон нүхээр үзүүлсэн шиг оруулна уу. 10 ширхэг SAE угаагчийг шонг дээр тавиад том араагаа дээр нь тавь. Боолтыг шон руу шургуулж дуусга. Тэд хэрхэн жигд ажиллаж байгааг харахын тулд араагаа бариулаар туршиж үзээрэй!

Алхам 20: Кейс: Нарны хавтан

Нарны хавтанг хайрцагны дотор талд байрлуулна. 3/16 "x1/4" хэмжээтэй хоёр боолт боолтоос бичлэгүүдийг авч, тус бүр дээр нэг ширхэг #10 SAE угаагчийг шургуул. Бичлэгүүдийг хайрцагны дотор байрлуулаад нарны зайны хоёр талын нүхээр гулсуулна уу. Боолтыг тус тусад нь бэхлээрэй.

Алхам 21: Кейс: Шилжүүлэгч ба терминал

Түр зуурын унтраалга ба терминалыг зааврын дагуу нүхэнд оруулна. Утаснууд нь хэргийн дотор байх ёстой.

Алхам 22: Кейс: Прототип хийх самбар ба зай

Дууссан хэлхээ бүхий прототип хийх самбараа хайрцгийн дотор байрлуулсны дагуу байрлуулна уу. Хөөс соронзон хальсны тусламжтайгаар батерей, нарны зай, stepper мотор, гаралтын терминалын залгуурыг холбосны дараа дотор талын хэлхээг бэхлэх боломжтой. Гагнасан холболтыг туузаар бүү хий.

Батерейг хайрцагны ёроолд, stepper моторын хажууд байрлуулна. Цахилгааныг хэлхээнд холбосны дараа хөөс соронзон хальсаар бэхлээрэй.

Алхам 23: Гагнуурын гаралтын терминал

Гаралтын терминалын эерэг (улаан) ба сөрөг (хар) хар тугалгыг зааврын дагуу загварчлах самбарт тус тусад нь оруулна уу. Урд талд байрлах батерейны терминал руу гагнах.

Алхам 24: Гагнуурын унтраалга

Шилжүүлэгчийн залгуурыг заасан дагуу үүрэнд оруулна уу (зургийн төв хэсэгт). Эерэг ба сөрөг байрлал нь шилжүүлэгчийн хувьд хамаагүй гэдгийг анхаарна уу.

Хэвлэмэл самбарын диаграммд заасан утсыг гагнахаа мартуузай.

Алхам 25: Нарны хавтанг холбоно уу

Нарны хавтангийн терминал дээрх боолтыг сулла. Нарны хавтангаас хар тугалгыг терминалын нүхэнд эерэг ба сөрөг байрлалаар оруулна. Боолтыг чангалж, утаснууд найдвартай бэхлэгдсэн эсэхийг шалгаарай.

Алхам 26: NiMH батерейг холбоно уу

NiMH батерейны терминал дээрх боолтыг сулла. NiMH батерейнаас терминалуудын нээлхий рүү залгуурыг эерэг ба сөрөг байрлалд оруулна уу. Боолтыг чангалж, утаснууд найдвартай бэхлэгдсэн эсэхийг шалгаарай.

Алхам 27: Дууссан

Хэрхэн ажилладаг болохыг мэдэхийн тулд хувийн powerPlant -ийг туршиж үзээрэй!

Гар боолтыг хэсэг хугацаанд эргүүлээд унтраалга дээрх товчлуурыг дарж харааны мултиметр нь батерейны хүчин чадлыг харуулна. PowerPlant -ийг наранд гаргаад хичнээн их энерги цуглуулдагийг ажиглаарай. Дараа нь powerPlant -ийг ашиглан төхөөрөмжүүдийг тэжээнэ үү. Бид мини ардуиногоо powerPlant -аар ажиллууллаа, та юу хүчээр хангаж чадахаа хараарай! PowerPlant -ийг өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилнө үү. Жон О'Мэлли унадаг дугуйныхаа машиныг сольжээ (доорх зургийг үзнэ үү). Хөгжилтэй байгаарай!