Personīgais PowerPlant: 27 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Personal PowerPlant ir pārnēsājama ierīce, kas izmanto elektrību caur saules bateriju un rokas kloķa ģeneratoru NiMH akumulatorā. Ierīce ietver arī vizuālu multimetru, kas uzrauga uzglabātās enerģijas daudzumu. Personīgo powerPlant var izmantot, lai darbinātu lietojumprogrammas līdz 8 V pie 70 mA. Izstrādājuši: Mouna Andraos, Jennifer Broutin, Carmen Trudell ar Mike Dory @ Eyebeam alternatīvās enerģijas semināram 06.23.07eyebeam ********

1. solis: materiāli

Elektronika barošanai Augu ķēde 1 - pakāpju motors (Japānas servo KP4M4-029 12VDC) 1 - Saules panelis (8V) 1 - NiMH akumulators (7.2V, 70 mA) 8 - 1N4001 Diodes3 - Termināļi (sarkans, melns, zils, zaļš) Vizuālajam multimetram1 - sarkans LED, 1.5V1 - dzeltens LED, 1.5 V1 - zaļš LED, 1.5 V1 - 100 omu rezistors1 - 150 omi rezistors 5.1V) zener diode1 - 1N4737 (7.5V) zener diodes1 - mirkļa slēdzis Aparatūra 1 - 2,5 "x1,75" PCB prototipēšanas plate1 - iespiedshēmas shēma (lejupielādēt pdf zemāk) Shēmas shēma atsaucei (lejupielādēt pdf zemāk) (lejuplādēt dwg/pdf zemāk) 1 - 3,5 "x 3,5" x 4,5 "akrila kaste 1 - 3/16" x1 "iesiešanas stabs ar skrūvi 3 - 3/16" x1/4 "iesiešanas stabs ar skrūvi - #4 mašīnas skrūves d) Exacto nazis un asmeņiPierīču atrašanas vietas

2. solis: iespiesta dēļa diagramma

Izdrukājiet iespiestās plates diagrammas kopiju un izgrieziet to. Novietojiet diagrammu PCB prototipēšanas dēļa pusē bez vara lodēšanas gredzeniem. Diagramma parādīs, kā novietot komponentus vienā pusē, bet otrā - pielodēt komponentus pie prototipēšanas plates.

3. darbība: 1. spoles taisngriezis

Ievietojiet 4 no 1N4001 diodēm vietā, kā parādīts zemāk. Diodes jāievieto drukātās plates diagrammā norādītajā virzienā; pretējā gadījumā tie nedarbosies pareizi. Novietojot 4 diodes, kā norādīts, jūs taisnojat (pagriežot jaudu no 4 fāžu pakāpju motora 2 fāzēm no maiņstrāvas uz līdzstrāvu).

4. solis: 2. spoles taisngriezis

Ievietojiet vēl 4 1N4001 diodes vietā, kā parādīts zemāk. Novietojot šīs 4 diodes, kā norādīts, jūs iztaisnojat (pagriežot jaudu no 4 fāžu pakāpju motora 2 fāzēm no maiņstrāvas uz līdzstrāvu).

5. darbība: 1. un 2. spoles vadi un galvene

Ar stieples noņēmējiem nogrieziet divus zilās stieples un divus zaļās stieples gabalus. Noņemiet katra stieples gabala katru galu. Ievietojiet vadu vietā, kā parādīts attēlā.

Ievietojiet prototipu veidošanas plāksnē 5 kontaktu tērauda uzgali, kā norādīts, ar īsām tapām uz leju. Šeit motors tiks pievienots ķēdei.

6. solis: lodēšana

Pagrieziet dēli otrādi un sāciet lodēt savienojumus, kā parādīts drukātās plātnes diagrammā, ar savu lodāmuru un lodmetālu. Lodēt ir vieglāk, ja vadi iepriekš ir šķērsoti. Noteikti pievienojiet savienojumus ar labu lodēšanas daudzumu. Izvairieties no aukstiem savienojumiem (kad lodēt šķiet matēts).

7. solis: pabeidziet pakāpju motora (ģeneratora) ķēdi

Kad esat pabeidzis soļu motora (ģeneratora) ķēdes lodēšanu, prototipēšanas plates aizmugurei vajadzētu parādīties, kā parādīts attēlā.

8. solis: termināļi

Ievietojiet 2 spailes, vienu abos prototipēšanas plāksnes galos, kā parādīts attēlā. Ja perforācijas ir pārāk mazas, izmantojiet Exacto nazi, lai palielinātu caurumu. Izgrieziet divus 3 collu stieples (jebkuras krāsas) garumus un izmantojiet vadu noņēmējus, lai pilnībā noņemtu vadus. Šie vadi darbosies prototipēšanas plāksnes pretējā pusē (ar vara lodēšanas gredzeniem), no katras spailes pozitīvās uz pozitīvo pusi un no negatīvās uz katra termināļa negatīvā puse. Terminālis kreisajā pusē tiks izmantots, lai ievadītu akumulatora vadus. Terminālis labajā pusē tiks izmantots saules paneļa vadu ievadīšanai.

9. solis: lodēšanas termināļi

Apgrieziet prototipēšanas dēli. Ievietojiet atkaulotos vadus caurumos, kā norādīts (skatiet iespiesto tāfeles shēmu otrā pusē). Vadi var ievilkt un pēc tam atkal izvilkt, lai pēc iespējas tuvāk terminālim un turētos vietā, kā parādīts attēlā. Lodējiet 1. un 2. spoles taisngriežu divus ziemeļu un divus dienvidu mezglus pie atvērtajiem vadiem, kas ved no termināļa uz spaili. Tas savieno taisngriežus ar spailēm, lai pabeigtu pakāpju motora (ģeneratora) ķēdi. Noteikti turiet atvērtos vadus tālāk no citiem savienojumiem.

10. solis: pārbaude

Tagad jūs esat gatavs pārbaudīt ķēdi ar pakāpju motoru, lai pārliecinātos, ka visi savienojumi ir pareizi pielodēti un visas sastāvdaļas ir pareizi novietotas.

Ievietojiet soļu motora vadus pie 5 kontaktu tērauda galvenes. Stepper motora melnais vads jānovieto uz tapas, kas nav apzīmēta ar spoli 1 vai spoli 2. Izmantojiet savu multimetru (iestatīts uz līdzstrāvas spriegumu), lai izmērītu spriegumu, ko ģenerators rada, pagriežot vārpstu. Novietojiet multimetra pozitīvo (sarkano) zondi uz jebkura spailes pozitīvās skrūves un negatīvo (melno) zondi uz tā paša spailes negatīvās skrūves. Pagriežot vārpstu ar rokām, vajadzētu iegūt 4-8 voltu tuvumā. Ja neredzat rezultātus, šeit ir daži problēmu novēršanas padomi: 1) Pārbaudiet visus lodēšanas savienojumus, lai pārliecinātos, ka viss ir pilnībā pielodēts un savienots viens ar otru. Un otrādi, pārliecinieties, ka savienojumi, kuriem nevajadzētu pieskarties, nav kopā. 2) Pārliecinieties, ka visas diodes ir vērstas pareizajā virzienā, kā norādīts uz drukātās plāksnes. 3) Pārbaudiet, vai motora vadi ir pareizi ievietoti - melno vadu no motora nedrīkst novietot nevienā no 1. un 2. spoles tapām.

11. solis: vizuālais multimetrs

Iebūvētais vizuālais multimetrs ļaus jums redzēt, cik daudz enerģijas tiek uzkrāts no alternatīvajiem enerģijas avotiem, neizmantojot multimetru.

Ievietojiet zener diodes pareizajā virzienā, kā parādīts drukātās plāksnes diagrammā, un saskaņā ar taustiņu, kā parādīts apakšā. Atslēgas cipari atbilst cipariem, kas uzdrukāti uz Zener diodēm. Ievietojiet rezistorus spraugās ar atbilstošām krāsām (šajā gadījumā virzienam nav nozīmes). Izgrieziet vienu melnās stieples gabalu un noņemiet abus galus, ievietojiet blakus rezistoriem, kā parādīts attēlā. Tālāk ievietojiet trīs gaismas diodes tādā secībā, kā parādīts: zaļa, dzeltena, sarkana (oranža).

12. solis: lodēšanas vizuālais multimetrs

Apgrieziet prototipa plāksni un pielodējiet vizuālo multimetru vietā, kā norādīts. Skatiet iespiesto plākšņu diagrammu otrā pusē. Šķērsojiet vadus, lai noturētos vietā un atvieglotu lodēšanu. Izvairieties no aukstiem (pēc izskata matētiem) savienojumiem. Noteikti atdaliet savienojumus, kuriem nevajadzētu būt kopā, jo šī teritorija ir cieši sakārtota.

13. darbība: vizuālā multimetra pārbaude

Pārbaudiet vizuālo multimetru, lai pārliecinātos, ka tas darbojas.

Novietojiet pakāpiena motora vadus uz vīrieša galvenes. Pagrieziet pakāpiena motora (ģeneratora) vārpstu un redziet, kā attiecīgi iedegas gaismas diodes. Zaļā gaisma norāda uz spriegumu līdz ~ 5,6, dzeltenā gaisma norāda uz spriegumu līdz ~ 6,8. Abas gaismas diodes norāda spriegumu atkarībā no to spilgtuma. Piemēram, ja akumulators tur 6,1 V spriegumu, zaļā gaisma būs gaiša, bet dzeltenā - blāva. Sarkanā (šeit oranža) gaismas diode iedegsies tikai virs ~ 9,2 voltiem. Šim lietojumam izmantotais akumulators ir 7,2 volti un 70 mA. Ja iedegas sarkanā gaismas diode, akumulators ir pilnā jaudā. Neturpiniet uzlādēt akumulatoru, kad deg sarkanā gaismas diode, pretējā gadījumā tas var pārlādēties un darboties nepareizi. Ja neredzat rezultātus, šeit ir daži problēmu novēršanas padomi: 1) Pārbaudiet visus lodēšanas savienojumus, lai pārliecinātos, ka viss ir pilnībā pielodēts un savienots viens ar otru. Un otrādi, pārliecinieties, ka savienojumi, kuriem nevajadzētu pieskarties, nav kopā. 2) Pārliecinieties, ka visas Zener diodes ir norādītas pareizajā virzienā, kā norādīts uz drukātās plātnes diagrammas. 3) Pārbaudiet ciparus uz Zener diodēm, lai pārliecinātos, ka tie ir pareizā secībā, kā norādīts uz drukātās plāksnes diagrammas. *Šajā attēlā mēs pievienojām slēdzi un agri pievienojām akumulatoru (un pēc tam tos noņemām), lai redzētu, kā tas darbojas. Tas nav nepieciešams, bet tas ir jautri.

14. solis: Lodēšanas momentālais slēdzis un terminālis

Izgrieziet 2 garus sarkanās stieples un divus garus melnās stieples garumus. Noņemiet katra stieples abus galus. Aptiniet vienu sarkanā stieples galu un vienu melnā stieples galu uz īslaicīgā slēdža vadiem. Aptiniet vienu sarkano vadu un vienu melnā stieples galu pie termināļa vadiem. Lodējiet 4 vadus pie vadiem. Īslaicīgais slēdzis ieslēgs vizuālo multimetru, un terminālis tiks izmantots kā personālā powerPlant izeja.

15. solis: lodēt saules paneli

Izgrieziet 2 garus stieples garumus, vienu sarkanu un vienu melnu. Noņemiet katra stieples abus galus ar stieples noņēmējiem. Lodējiet melnā stieples vienu galu pie negatīvā vada uz saules paneļa (jānorāda uz paneļa ar "-"). Lodējiet sarkano vadu vienu galu pie saules paneļa pozitīvā vada (jānorāda uz paneļa ar "+").

16. darbība: korpuss: atveres

Izmantojiet komplektā iekļauto lietas veidni (lejupielādējama 1. darbībā), lai noteiktu un izgrieztu detaļām nepieciešamos caurumus. Mēs izmantojām lāzera griezēju, lai precizētu caurumu precizitāti (tā kā šāda veida akrilam nepatīk, ka tiek izgriezts uz lāzera griezēja), un pēc tam attiecīgi izurbām caurumus.

17. darbība: pārnesumi (pēc izvēles)

Šis solis nav nepieciešams, bet ir jauks papildinājums personiskajam powerPlant. Pārnesumi palīdz paātrināt pakāpiena motora vārpstas rotāciju, nodrošinot lielāku jaudu.

Izmantojiet komplektā esošo zobrata veidni (lejupielādējiet 1. darbībā), lai mazu un lielu pārnesumu sagrieztu 4 x 5 collu x 1/8 collu organiskā stikla loksnē. Mēs izmantojām lāzera griezēju, jo tas ir daudz precīzāk. Tā kā šiem zobratiem ir mazs izmērs zobrati, mēs neiesakām griezt ar rokām Alternatīva šim pārnesumu komplektam ir gatavu zobratu iegāde.

18. darbība: korpuss: pakāpju motors un mazs pārnesums

Ievietojiet soļu motoru korpusā, kā parādīts, ar motora skrūvēm, kas vērstas ārpus kastes. Piestipriniet skrūves korpusam ar 2 #4 mašīnas skrūvju skrūvēm. Novietojiet paplāksni #10 uz motora vārpstas, kas iziet no kastes, un pēc tam novietojiet mazo pārnesumu (pēc izvēles) uz augšu, kā norādīts.

19. darbība. Lieta: liels pārnesums (pēc izvēles)

Ievietojiet 3/16 "x1" stiprinājuma skrūves stabu starp korpusu un lielo pārnesumu caurumā lielā zobrata malā, kā parādīts attēlā. Aptiniet scew stabā. Tas būs rokturis, lai pagrieztu pārnesumu.

Pēc tam ievietojiet 3/16 "x1/4" stiprinājuma skrūves stabu kastes iekšpusē un caur caurumu, kā parādīts attēlā. Novietojiet vienu #10 SAE mazgātāju uz statņa un pēc tam novietojiet lielo pārnesumu uz augšu. Pabeidziet, ieskrūvējot skrūvi stabā. Pārbaudiet pārnesumu ar rokturi, lai redzētu, cik gludi tie darbojas!

20. darbība: korpuss: saules panelis

Ievietojiet saules paneli kastes iekšpusē, kā parādīts, ar šūnas pusi uz āru. Paņemiet stabiņus no divām 3/16 "x1/4" stiprinājuma skrūvēm un pabīdiet vienu #10 SAE paplāksni uz katras. Ievietojiet stabiņus korpusa iekšpusē un pabīdiet tos caur caurumiem abās saules paneļa pusēs. Ievelciet skrūves to attiecīgajos stabos.

21. darbība: korpuss: slēdzis un terminālis

Ievietojiet momentālo slēdzi un spaili atverēs, kā norādīts. Vadiem jābūt korpusa iekšpusē.

22. darbība. Korpuss: prototipēšanas dēlis un akumulators

Ievietojiet savu prototipēšanas dēli ar gatavo shēmu kastes iekšpusē, kā norādīts. Putu lenti var izmantot, lai nostiprinātu ķēdi korpusa iekšpusē, kad ir pievienoti akumulatora, saules baterijas, pakāpju motora un izejas spailes vadi. Pārliecinieties, ka nelīmējat nevienu lodēto savienojumu.

Ievietojiet akumulatoru korpusa apakšā, blakus soļu motoram, kā norādīts. Nostipriniet ar putu lenti, kad vadi ir pievienoti ķēdei.

23. solis: lodēšanas izejas terminālis

Ievadiet izvades termināļa pozitīvo (sarkano) un negatīvo (melno) vadu un ievietojiet prototipu veidošanas plāksnē to attiecīgajās ligzdās, kā norādīts. Lodējiet vadus līdz akumulatora spailei otrā pusē.

24. solis: lodēšanas slēdzis

Ievietojiet vadus no slēdža spraugās, kā norādīts (attēla centrā). Ņemiet vērā, ka slēdzim nav nozīmes pozitīvam un negatīvam izvietojumam.

Noteikti pielodējiet vadus, kā norādīts uz drukātās plāksnes diagrammas.

25. solis: piestipriniet saules paneli

Atskrūvējiet skrūves saules paneļa spailē. Ievietojiet vadus no saules paneļa termināļa atverēs ar pozitīvu un negatīvu izvietojumu, kā norādīts. Pievelciet skrūves un pārbaudiet, vai vadi ir stingri turēti.

26. darbība: pievienojiet NiMH akumulatoru

Atskrūvējiet skrūves NiMH akumulatora spailē. Ievietojiet vadus no NiMH akumulatora spailes atverēs ar pozitīvu un negatīvu izvietojumu, kā norādīts. Pievelciet skrūves un pārbaudiet, vai vadi ir stingri turēti.

27. darbība: pabeigts

Pārbaudi savu personīgo powerPlant, lai redzētu, kā tas darbojas!

Uz brīdi pagrieziet rokas kloķi un pēc tam nospiediet pogu uz slēdža un skatieties, kā vizuālais multimetrs parāda akumulatora enerģijas daudzumu. Iestatiet savu PowerPlant saulē un uzraugiet, cik daudz enerģijas tas savāc. Pēc tam izmantojiet savu powerPlant ierīču barošanai. Mēs darbinājām savu mini arduino ar powerPlant, skatiet, ko jūs varat darbināt! Pārveidojiet savu PowerPlant atbilstoši savām vajadzībām. Džons O'Mallijs ar velosipēdu nomainīja pārnesumus pret platformu (skatīt attēlus zemāk). Izklaidējieties!