Superkondenzator neuporaben stroj ali pogovor s pametnim fantom: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Pameten fant. Kaj?! Neuporaben stroj! Ponovno! Na stotine, tisoči, ki zamašijo kanale YouTube, niso dovolj?

Jumbleview. Večina jih je narejenih s preklopnim stikalom, ta ima rocker.

SG Pa kaj? Vsi vedo, da delujejo enako. In že ste zgradili stroj s stikalom. Zakaj bi se ponavljali?

Jv. Ta ima drugačen nabor električnih komponent in posebno shemo.

SG Res? Poglejmo.

1. korak: Spoznajte junaka

Jv. Tukaj je naš junak, superkondenzator, ki ima kljub svoji majhnosti kapacitivnost 0,1 Farad. Za primerjavo poglejte drugo fotografijo, ki je prikazana poleg tradicionalnega elektrolitskega kondenzatorja. Kljub temu, da je primerljiv po velikosti, ima elektrolit kapacitivnost 470 mikrofaradov (200-krat manj)!

SG Toda ta elektrolitski kondenzator lahko prenese napetost 25 V proti 5,5 V za vašega "junaka".

Jv. To je res, vendar kljub temu razlika ni tako velika v primerjavi s kapacitivnostjo.

SG Tako ponosni ste, da bodo ljudje mislili, da ste vi njen izumitelj. Kako je to povezano z neuporabnim strojem?

Jv. Žal, nisem jaz tisti, ki je izumil superkondenzator. Toda naredimo naslednji korak in pokazal vam bom, kako je to povezano z neuporabnim strojem.

2. korak: Sheme vezja

Jv. Tu so diagrami stroja s kondenzatorjem. Zgornji diagram prikazuje, kako deluje, ko je stroj vklopljen. Stikalo povezuje motor z baterijo in motor premika roko naprej; električni tok teče skozi vezje diode in releja, nameščenega vzporedno z motorjem. Rele je prisiljen zapreti svoj normalno odprt kontakt. Skozi ta kontakt (in majhen upor) je kondenzator priključen na baterijo in prejme nekaj naboja.

SG OK, zdaj vidim. Ko ročica obrne stikalo nazaj, se motor odklopi od akumulatorja, vendar je priključen na kondenzator v nasprotni polarnosti. Motor se vrti nazaj in roko vrne v prvotno stanje. Dioda na poti električnega toka ostane v nasprotni smeri, zato relejni kontakt ostane odprt in kondenzator odklopljen iz akumulatorja. Večina polnilnega kondenzatorja izgubi, medtem ko zagotavlja gibanje motorja, preostali del se razprši na navitju ustavljenega motorja.

Jv. Točno tako. Všeč mi je beseda, ki ste jo uporabili: "razprši".

Korak: Komponente

Jv. Spodaj je seznam s sestavinami:

• Zobniški motor Solarbotic GM17.
• NEC 0,1 F 5,5 V superkondenzator.
• Schottkyjeva dioda 1N5817
• Rele 5 V (NRP04-C50D, elektronika Frys)
• Rocker stikalo Philmore. (Elektronika Frys)
• Upor 5 Ohm, 0,5 W
• Štiri polnilne baterije 1,2 V (katere koli vrste).

Poleg tega je potrebno nekaj žice, držalo za baterije, plošča za montažo elementov in njihovo ožičenje.

SG Klasičen neuporaben stroj ima štiri glavne komponente: baterijo, motor, stikalo DPDT in mikro stikalo. V vaši zasnovi jih je sedem. Eno mikro stikalo ste zamenjali s kondenzatorjem, relejem, diodo in uporom. Je sploh smiselno?

Jv. Verjamem, da je tako. Najprej pa zgradimo stroj, potem bom razložil.

4. korak: Dimenzije

Jv. Tu je nekaj dimenzij za glavne mehanske komponente: roka, ohišje motorja.

SG Ali ga nameravate 3D-natisniti?

Jv. Žal nimam 3D tiskalnika in nimam potrebnih veščin. Roko sem naredil iz vezanega lesa, ohišje pa iz lesenih elementov.

5. korak: Pokrov

Jv. Tu je risba pokrova, kamor je treba vse namestiti.

SG Ali boste zagotovili načrt za škatlo in podrobna navodila za izdelavo. Jv. Ne. Škatla je samo za dekoracijo. Kar potrebuje stroj za delo, bo nameščeno na pokrovu.

SG Kakorkoli, to verjetno ni potrebno. Malo verjetno bo kdo želel ponoviti.

6. korak: Sestavljanje stroja

Jv. Tukaj je popolnoma sestavljen stroj. Ohišje motorja, pritrjeno na pokrov z dvema vijakoma, stikalo vstavljeno v odprtino pokrova, ploščo in držalo baterije, pritrjeno na pokrov z ježkom.

SG Izgleda OK. Pravzaprav sem pričakoval od tebe nekaj bolj grdega. Toda ali res deluje ?.

7. korak: Zagon stroja

Jv. Deluje in precej zanesljivo. Kot dokaz tukaj je posnetek.

SG Zdaj vidim tvojo misel. Ko je stroj izklopljen, lahko ročno zavrtite roko. Pri stroju za mikro stikalo to ni mogoče.

Jv. Prav. Pri neuporabnem stroju je kul, da se na koncu cikla popolnoma izključite iz napajanja. Z drugimi besedami, izklopljen stroj mora biti mrtev. Toda na posnetku s klasičnim neuporabnim strojem (od 19. sekunde naprej) lahko jasno vidite, da to ne drži. Tester poskuša dvigniti pokrov, vendar sprosti mikro stikalo in vklopi motor. Ta stroj ni mrtev, samo igra se mrtev. To ne velja za stroj, predstavljen tukaj.

SG Ali je res pomembno?

Jv. Zame, ja. Resno pa mislim, da ima neuporaben stroj velik izobraževalni potencial. Kateri je najboljši način za uvajanje šolarjev v znanost o elektriki in mehaniki? S tega vidika je več komponent boljše kot manj.

SG V redu, v redu, skoraj ste me prepričali. Naslednjič pa lahko narediš nekaj vsaj na daljavo uporabnega?

Jv. Bom premislil.