Денис Сабурин построил генератор, который хорошо работает в том смысле, что он работает бесконечно, автономно, заряжая сотовый телефон в течение ночи. Конструкция очень проста. Сердцем генератора является небольшой двигатель с приклеенным к нему желтым пластиковым поплавком из рыболовной сети, чтобы сделать легкий ротор, к которому приклеены четыре магнита:
Ротор, конечно, может быть изготовлен из легких материалов, если трудно достать поплавок из профессиональной рыболовной сети. Магниты представляют собой неодимовые магниты класса N52 диаметром 20 мм толщиной 5 мм. Двигатель питается от литий-ионного аккумулятора 3,7 В, а вокруг ротора расположены восемь выходных катушек. Катушки соединены попарно с четырьмя парами, питающими систему.
Каждая катушка намотана двумя нитями эмалированной медной проволоки диаметром 0,19 мм, которая является swg 36 или может быть AWG #32. Каждая прядь весит 50 граммов, и обе пряди наматываются одновременно. Такое расположение позволяет катушки, которые должны быть соединены как двухфилярные катушки, если это необходимо. Центральный сердечник каждой катушки изготовлен из пластика и имеет диаметр 8 мм с отверстием диаметром 6 мм в центре, а завершенная обмотка имеет диаметр 30 мм на катушке, расстояние между концами которой составляет 33 мм. Когда обмотка завершена, каждой катушке дается слой электроизоляционной ленты для защиты проводов, а не для обеспечения какой-либо дополнительной изоляции.Каждая катушка имеет 2*2500 витков. Итак, общая схема такова:
Здесь батарея 1 питает двигатель, который вращает ротор. Мощные магниты ротора, проходящие рядом с набором из восьми катушек, генерируют переменное напряжение, которое выпрямляется диодным мостом и используется для зарядки аккумулятора мобильного телефона через 5-вольтовый USB-модуль. Только две из восьми выходных катушек показаны на схеме выше. Эта система работает хорошо, заряжая батарею 2, но батарея 1 постепенно разряжается, так как она питает двигатель, но не заряжается. Чтобы справиться с этой ситуацией, Денис использует коммутационную коробку, которая включает реле на десять секунд раз в десять минут. Контакты реле используются для отключения зарядного тока от батареи 2 и передачи его вместо этого на батарею 1:
Хотя могут быть более простые способы достижения требуемого результата, вот подробная информация о переключателе, который использует Денис. Он состоит из трех этапов: Этап 1 обеспечивает 10-минутное время с использованием чипа таймера 555, поскольку это наиболее удобно. Однако проблема с простыми схемами с длительным временем цикла заключается в том, что интервал времени определяется временем, необходимым для зарядки конденсатора. Для этого нужен большой конденсатор и очень малый зарядный ток. НО большие конденсаторы пропускают заряд, если только они не являются высококачественными конденсаторами. Самым высококачественным является танталовый конденсатор, а самый большой из доступных-47 микрофарад, поэтому два параллельных конденсатора дают около 100 микрофарад. Для временной задержки в 100 микрофарад требуется зарядный резистор около 3 мом. Переход к самой простой версии схемы (той, которая имеет одинаковое время включения и выключения) делает схему такой:
И чтобы получить небольшой контроль над периодом времени, резистор изготовлен из трех резисторов 1 мег и 1 М переменного резистора. В результате получается схема, которая включается примерно на 5 минут и выключается примерно на 5 минут. То есть выход на выводе 3 становится высоким в течение четырех минут, а затем низким в течение четырех минут. Низкий уровень составляет около 0 В, а высокий-примерно на 2 вольта ниже напряжения питания. Напряжение питания никогда не должно превышать 15 вольт, так как микросхема 555 мгновенно разрушается из-за перенапряжения источника питания. Второй этап заключается в следующем:
Транзистор имеет низкий ток с высоким коэффициентом усиления, и обычно он стоит около одного миллиампера. Конденсатор заряжается в течение четырехминутного интервала, и когда напряжение таймера 555 понижается, конденсатор понижает базу транзистора, выключая транзистор и повышая его напряжение на коллекторе. Однако заряд конденсатора может удерживать транзистор выключенным только в течение короткого периода времени, и при резисторе 100 К на конденсаторе, как показано на рисунке, транзистор выключен примерно на 10 секунд. Чтобы обеспечить некоторый контроль над временем, резистор может варьироваться от 47 К до 147 К, но общее время этого этапа всегда будет коротким. Третий этап заключается в том, чтобы управлять реле с полным напряжением питания, и для этого используется недорогой транзистор с очень высоким коэффициентом усиления:
Ток в базе транзистора TIP132 составляет около половины одного миллиампера, а минимальный коэффициент усиления транзистора составляет 1000, поэтому реле питается до 500 миллиампер. Конечно, реле не потребляет такого большого тока, но оно получает полное напряжение батареи на нем. Диод предназначен только для защиты транзистора от обратного напряжения при выключении. Вся схема коммутационной коробки затем:
Рабочая физическая схема для этой схемы может быть:
На этой диаграмме красные точки указывают на разрыв медной полосы под платой, а переменные резисторы позволяют в достаточной степени регулировать временные периоды. Пожалуйста, помните, что микросхема таймера 555 будет немедленно уничтожена, если на нее подается напряжение более 15 вольт, поэтому батарея 12 В должна быть вашим самым высоким источником питания. Однако схема хорошо работает при питании от 9-вольтовой батареи размера PP3. Потребляемый ток при напряжении 9 вольт на прототипе составляет 12 миллиампер, увеличиваясь до 32 миллиампер в течение нескольких секунд при включении реле. Вполне возможно, что эту схему можно улучшить и опустить коммутационную коробку. На данный момент это всего лишь предложение, поскольку договоренность еще не была проверена. Цель состоит в том, чтобы поддерживать батарею 1 заряженной во время работы схемы. Если переключение не используется, то батарея 1 должна быть постоянно подключена к зарядной цепи. Но если полностью разряженный телефон подключен к системе, то батарея 1 может иметь гораздо более высокое напряжение, чем батарея 2
При таком расположении батарея 2 получает большую часть зарядного тока, тем более что батарея 1 всегда имеет хороший уровень заряда и на диоде наблюдается небольшое падение напряжения, поэтому большая часть зарядного тока будет поступать в батарею 2. Если вы хотите еще больше ограничить зарядный ток батареи 1, то в линию можно поместить резистор “R” следующим образом:
Значение резистора “R” должно быть найдено путем экспериментов с вашей собственной физической реализацией, но я бы ожидал, что значение будет низким, возможно, 47 Ом или около того. Если свет не требуется, то для зарядки можно использовать все восемь выходных катушек. Катушки соединены попарно, и у Дениса есть необычный метод их соединения:
Это не те двухфилярные соединения, которые вы ожидали бы, но такая схема подключения оказалась очень эффективной на практике. Одним из вариантов этого, который я бы предпочел из-за его повышенной гибкости и возможности создания повышенного выходного напряжения с помощью различных соединений, является:
Здесь каждая пара катушек имеет свой собственный выпрямительный и сглаживающий конденсатор, и поэтому каждая пара действует как небольшая вечная батарея. Альтернативой этому является использование схемы удвоения напряжения для выпрямления, чтобы почти удвоить выходное напряжение при питании нагрузки:
Батареи, используемые в прототипе, являются литий-ионными типами с напряжением 3,7 вольта и емкостью 1200 мАч. Эти батареи работали очень хорошо, но литий-ионные аккумуляторы-не самые простые батареи для работы, так как они имеют сильную тенденцию загораться при неправильном обращении, и они довольно дороги, как можно видеть здесь:
Альтернативой, которую можно было бы рассмотреть, является использование никель-марганцевых батарей одинакового размера, но всего 1,2 вольта каждая, поэтому мы бы использовали три NiMH-батареи вместо одной литий-ионной батареи.
Однако батареи NiMH могут иметь гораздо большую емкость 2850 мАч, и они полностью стабильны, хотя при полной зарядке их не следует заряжать более чем на 10% от номинального значения мАч, так как в этом случае время автономной работы сократится. Однако некоторые из этих небольших аккумуляторов NiMH не соответствуют требованиям производителя, поэтому вам необходимо выполнить нагрузочный тест на любой конкретной модели аккумулятора, которую вы можете использовать. Например, вот шесть различных типов этих батарей, протестированных группами по четыре, с нагрузкой около 50 миллиампер при пяти вольтах. Для тестирования каждой из этих батарей использовалась одна и та же нагрузка:
Результаты оказались наиболее показательными:
Батареи BTY 3000 на самом деле не утверждают, что батарея составляет 3000 мАч (хотя продавцы это делают), и поэтому “3000” может быть просто торговым названием. Результаты тестов для BTY 3000 были настолько ошеломляюще плохими, что тест был повторен три раза с более длительным временем подзарядки для каждого теста, и тот, который показан выше, является " лучшим’ результатом. Вы заметите, насколько он мал по сравнению с недорогими батареями Fusiomax 800 мАч. Ужасная производительность батарей BTY 3000 превосходит только невероятные батареи “SDNMY 3800 мАч”, которые демонстрируют почти ничтожную емкость, несмотря на их удивительные заявления о 3800 мАч. Следовательно, я бы предложил заменить одну литий-ионную батарею 3,7 В тремя батареями Digimax 2850 в такой коробке:
Такой аккумулятор будет заряжаться до 4 вольт и поэтому будет хорошей заменой литий-ионным батареям, так как один из них необходим для подключения платы USB, которая используется для зарядки мобильного телефона.
Плата USB небольшая и недорогая, как можно увидеть здесь:
Плата USB небольшая и недорогая, как можно увидеть здесь:
Предполагается, что вход на эту плату преобразователя постоянного тока должен находиться в диапазоне от 0,9 до 5,0 вольт, поэтому 4 вольта аккумулятора NiMH должны быть очень подходящими. Подходящие магниты доступны на eBay:
Катушки легко наматываются вручную, так как эмалированная медная проволока поставляется в 50-граммовых катушках, что позволяет легко наматывать одну катушку с двух из этих катушек, расположенных бок о бок на неподвижном стержне. Мы можем довольно легко изготовить катушки с катушками, если используем электрическую дрель и набор для пиления отверстий, подобный этому:
Эти наборы пил обычно имеют пилу с внутренним диаметром 35 мм. Небольшой лист древесноволокнистой плиты средней плотности толщиной 3 мм (“МДФ”) можно легко просверлить с помощью кольцевой пилы, и при каждом сверлении получается один идеально круглый диск с точно центрированным отверстием посередине. Два из них можно приклеить (под прямым углом к центральному валу) к трубке, чтобы сформировать катушку нужного размера. Если он доступен, вместо МДФ можно использовать пластиковый лист. Пластиковая трубка диаметром 8 мм и внутренним диаметром 6 мм часто доступна на eBay, но в противном случае на самом деле довольно легко просверлить отверстие диаметром 6 мм через короткую длину, скажем, 30 мм длиной стержня диаметром 8 мм. Кусок дюбеля зажат в тисках, и, поскольку его легко увидеть, просверлить разумное отверстие по длине дюбеля на самом деле не так сложно.
Катушку можно закрепить на стандартном стержне с резьбой диаметром 6 мм с помощью двух шайб и двух гаек или винтовых гаек
Затем резьбовой стержень можно закрепить на одном конце простой рукояткой с кривошипом, выполненной из небольшого куска древесины, зажимным винтом для захвата стержня и просверленным дюбелем длиной 20 мм на винте для формирования вращающейся намоточной рукоятки:
Простое просверленное отверстие в вертикальных сторонах отлично работает в качестве подшипника, но держите длину “А” короткой, так как для этого требуется меньше движений запястья, а с его короткой длиной довольно легко поворачивать ручку четыре раза в секунду. Доска длиной около 600 мм является хорошей основой для моталки:
Часть ручки намотки находится на ближнем конце, а две катушки проволоки весом 50 граммов расположены рядом на стержне или дюбеле на дальнем конце. Чем длиннее планка, тем легче вытягивать проволоку из подающих катушек, так как угол между этими катушками и наматываемой катушкой меньше. Каждая подающая катушка просто крепится на дюбеле, продетом через отверстия в боковых частях. Обязательно сделайте эти дюбели горизонтальными, чтобы катушки не двигались в одну или другую сторону.
Чтобы начать наматывать катушку, просверлите очень маленькое отверстие в левом фланце, сразу за шайбой. Проденьте два провода через отверстие и намотайте каждый несколько раз вокруг оголенного конца короткого отрезка провода, покрытого пластиком, и соедините каждый провод с медной обмоткой, припаяв его. Это займет всего мгновение, и если вы никогда не паяли, это очень легко освоить и легко сделать. Затем используйте кусок клейкой ленты, чтобы плотно прикрепить тонкие провода к внешней поверхности фланца катушки катушки, и несколько раз оберните запасные покрытые пластиком провода вокруг стержня с резьбой, чтобы они ни за что не зацепились при вращении. Обрежьте клейкую ленту так, чтобы она находилась снаружи фланца и не мешала проводу, который наматывается на катушку катушки.
Катушку наматывают, собирая две нити в левую руку и поворачивая рукоятку рукоятки правой рукой. При желании вы можете прикрепить моталку к столу или рабочему столу, которым вы пользуетесь. Предпочтительный способ намотки - повернуть рукоятку кривошипа так, чтобы провод, входящий в катушку катушки, проходил по нижней стороне катушки. Этот метод намотки называется “Против часовой стрелки”. Если вам нужна катушка с намоткой по часовой стрелке, вы просто поворачиваете рукоятку в противоположном направлении, чтобы провод входил в катушку сверху. Против часовой стрелки считается лучшим способом намотки этих катушек.
При начале намотки проводите провода близко к просверленному фланцу. Это делается для того, чтобы стартовый провод оставался ровным и не мешал следующим поворотам. По мере продолжения намотки провода очень медленно направляются вправо до тех пор, пока вал катушки не будет полностью закрыт. Затем провода очень медленно направляются влево для следующего слоя, и это продолжается, вправо, влево, вправо, влево, пока катушка не будет завершена. Затем два провода приклеиваются скотчем к доске, чтобы их можно было контролировать, пока вы заняты другими делами. Затем провода перерезают, делают несколько оборотов вокруг оголенного конца короткого отрезка более толстой проволоки и припаивают, чтобы создать электрическое и механическое соединение между толстой проволокой и тонкой проволокой. Корпус катушки теперь намотан изолентой так, чтобы не было видно ни одного провода, а затем клейкая лента снимается с катушки, и два начальных паяных соединения приклеиваются эпоксидной смолой к фланцу.
Нет необходимости отмечать провода, так как начало проводов-это концы, проходящие через просверленное отверстие, а концы проводов просто торчат из-под электрической ленты, и счетчик покажет вам, какой из них начинается и какой заканчивается одним и тем же проводом. Вам все равно нужно это проверить, чтобы убедиться, что соединения проводов хорошие и что сопротивление каждого из двух проводов в катушке точно одинаковое.
Намотать эти катушки совсем не сложно, но на это уйдет несколько дней. Для людей, живущих в Великобритании, лучшим поставщиком является компания Scientific Wire, которая производит проволоку. В июне 2017 года они продают 50-граммовые катушки с проволокой SWG 36 (их ссылка: SX0190-050) за 3,10 фунта стерлингов, включая налог здесь, и это "паяемая" эмаль, которая просто сгорает, когда вы припаиваете к ней, что чрезвычайно полезно, особенно с очень тонкой проволокой. Альтернативным поставщиком является ESR.co.uk который также предлагает 50-граммовые катушки с проволокой 36 swg. Большим преимуществом этих маленьких катушек является то, что вы можете просто намотать все содержимое двух катушек проволоки, чтобы сделать необходимую двухфилярную катушку, не считая витков, и это очень удобно.
Двигатель представляет собой вентилятор 5 В с лопастями вентилятора, приклеенными к желтому поплавку и расположенными очень аккуратно, чтобы он точно располагался по центру вала вентилятора. Максимальная потребляемая мощность двигателя составляет 360 миллиампер, но, поскольку Денис работает на 3,7 вольта или меньше, фактическая потребляемая мощность действительно очень мала. Нижняя сторона вентилятора выглядит так:
Этот конкретный вентилятор доступен на eBay:
Денис приглашает вас самостоятельно построить эту схему генератора, но если Денис найдет средства для производства катушек в большом количестве и приобретет компоненты, он будет рад предложить генераторы для продажи широкой публике. С Денисом можно связаться через его канал на YouTube, разместив ответ на любом из его видео, и он ответит вам. Его канал https://www.youtube.com/user/mermaidfrommars/videos
Patrick Kelly
www.free-energy-info.tuks.nl
www.free-energy-info.com
www.free-energy-info.tuks.co.uk