Samodzielnie zbudowana latarka potrząsana

Ta latarka dotrzymuje obietnicy – całkowicie bez baterii

Wpis od: Markus Protze, Cursdorf, Niemcy

Online od: 19.09.2008

Coraz częściej widzi się reklamy latarek, które energię mają czerpać wyłącznie przez „wstrząsanie”.

Wykorzystuje się przy tym zjawisko indukcji elektrycznej. Jeśli przewodnik znajduje się w zmiennym polu magnetycznym, nośniki ładunku ulegają w nim przemieszczeniu – indukuje się napięcie.

Najprościej zrealizować to poprzez poruszanie magnesem trwałym. Jeżeli przewodnik nie jest po prostu drutem, lecz cewką, to każda jej zwojnica jest przenikana przez pole magnetyczne i odpowiednio na zaciskach cewki indukuje się wysokie napięcie. „Wstrząsając”, szybko przesuwamy magnes wewnątrz cewki i w ten sposób wytwarzamy energię elektryczną.

W zasadzie to świetny pomysł na latarki, ponieważ baterie są zawsze akurat wtedy rozładowane, gdy potrzebuje się ich podczas awarii prądu itp., a niewielka ilość energii wytwarzana przez indukcję wstrząsową wystarcza dziś do zasilania nowoczesnych źródeł światła, takich jak diody LED.

Także ja miałem jakiś czas temu taką lampę w rękach. Niestety szybko musiałem stwierdzić, że urządzenie to nadawało się jedynie do wyciągania pieniędzy z kieszeni nieuważnych kupujących. Dobrze ukryte zawierało bowiem oprócz cewki i magnesu oraz akumulatora do magazynowania energii z wstrząsów także dwie duże baterie guzikowe.

Były to całkiem zwyczajne ogniwa litowe, których pod żadnym pozorem nie wolno ładować. Obie baterie guzikowe były połączone szeregowo z akumulatorem ładowanym poprzez wstrząsy. Dzięki temu energia z wstrząsów co prawda była wykorzystywana, ale gdy tylko ukryte baterie guzikowe się rozładują, można się machać ręką do upadłego, a lampy i tak nie uda się już zapalić.

Nie pozostało mi nic innego, jak zwrócić lampę z adnotacją "Artykuł się nie podoba". Nie zamierzam w żadnym wypadku krytykować producentów prawdziwych latarek wstrząsowych – z pewnością istnieją też prawdziwe egzemplarze, ale zapewne tylko za dobrą cenę w sklepach specjalistycznych. W każdym razie to doświadczenie było dla mnie wystarczającym powodem, aby przy ostatnim zamówieniu w supermagnete.pl dołączyć do koszyka magnes prętowy S-10-40-N do własnych eksperymentów z latarkami wstrząsowymi.

Po otrzymaniu supermagnesu od razu zacząłem pierwsze eksperymenty, najpierw na kawałku standardowej rury wodnej z PVC.

Cewkę nawinąłem „na oko”. Powstały prąd należało jeszcze wyprostować i zmagazynować. Do prostowania znalazłem w mojej skrzynce z częściami kilka diod Schottky’ego SB540. Co prawda są one do tego zastosowania znacznie przewymiarowane, ale mają pożądaną, niską wartość napięcia przewodzenia w porównaniu ze zwykłymi diodami krzemowymi. Przy wysokim napięciu przewodzenia diody zużywałyby zbyt dużo napięcia same dla siebie.

Aby jak najlepiej wykorzystać indukowane napięcie, zdecydowałem się na mostek prostowniczy z 4 diod. Magazynowanie energii mogłoby odbywać się w małych akumulatorach lub kondensatorach elektrolitycznych. Po kilku próbach zdecydowałem się na tzw. kondensatory elektrolityczne GoldCap, ponieważ oferują bardzo dużą pojemność przy niewielkich rozmiarach.

Po tym, jak pierwsze próby wypadły bardzo obiecująco, zabrałem się za opracowanie bardziej profesjonalnej konstrukcji.

Plik PDF

Najpierw rysunek schematyczny mojego pomysłu.

Plik PDF

W grubścienną plastikową rurę znajomy naciął mi na tokarce rowki i z przodu wytoczył fragment.

Przy tym 20-mm szeroki rowek służy do umieszczenia uzwojenia cewki z drutu miedzianego w emalii o średnicy 0,1 mm. W trzech, każdy o szerokości 10 mm, rowkach chciałem zamontować 4 diody Schottky’ego do prostowania napięcia.

W przedniej, rozwierconej części rury chciałem zamontować kondensator GoldCap (1F; 5,5V).

Silnik z przekładnią do latarki wstrząsowej

Jako urządzenie do nawijania cewki służy wolnoobrotowy silnik z przekładnią.

Potrzebne części do latarki z dynamem (wstrząsowej)

Wszystkie pojedyncze części przed montażem, cewka jest już zabezpieczona lakierem ochronnym i dla bezpieczeństwa oklejona taśmą.

Wewnątrz rury magnes prętowy S-10-40-N powinien poruszać się swobodnie.

W tym celu wykonałem z mosiężnego pręta 2 końcówki, które rozwierciłem i zaspinowałem z obudową. Do spinowania mosiężnych elementów służą 2 nity aluminiowe, ponieważ stalowe trzpienie zbyt mocno przyciągałyby magnes i nie dałoby się już potrząsać.

Aby magnes podczas potrząsania nie uderzał mocno o mosiężne części, dodałem jeszcze 2 wałeczki z pianki.

Tutaj w rowkach zamontowane diody prostownicze oraz przełącznik, który później ma sterować diodami LED.

Płytka drukowana z 4 diodami LED, która jest montowana nad wpuszczonym kondensatorem. Diody LED zostaną później zastąpione przez Osram PowerTopLEDs, aby uzyskać więcej światła.

Tutaj wszystko jest już zamontowane i w pełni sprawne.

Ostateczny test, i chociaż jest przedpołudnie, kamera czuje się oślepiona….

Po tym, jak skończyłem latarkę, nie sprawiło mi już trudności wykorzystanie wbudowanego magnesu również jako uchwytu. Niestety, przez prawie 10 mm tworzywa sztucznego jest on nieco za słaby, aby samodzielnie utrzymać ciężką latarkę, ale przy niewielkim wsparciu z zewnątrz nie ma problemu, aby zawiesić latarkę na śrubie ościeżnicy w warsztacie. Oto zastosowany do tego Q-40-20-10-N, po lewej bez, a po prawej z latarką.