Svjetiljka na navijanje
Sigurno u nekoj ladici imate spremljenu baterijsku svjetiljku i kad iz nekog razloga nestane struje i posegnete za njom, ona naravno ne radi zato ?to je baterija ispra?njena. Da vam se to ne desi rje?enje je da napravite svjetiljku sa vlastitim izvorom napajanja opisanu u ovom ?lanku.
Radi se o svjetiljci s malim generatorom u sebi koji napuni baterije i odmah po tom je mo?ete koristiti. Shematski prikaz vidite na slici ispod. Konkretno u mom slu?aju 1min navijanja daje 10min svjetla. Intenzitet svjetlosti nije konstantan ve? opada s vremenom, prvih 1-2 min je izrazito jak i konstantno opada do nekih 10min. Poslije tog vremena svjetiljka jo? uvijek svijetli ali to je preslabo za neku ozbiljniju upotrebu. Sama konstrukcija i princip rada su jako jednostavni tako da je projekt pogodan i za po?etnike. Sastoji se od sljede?ih bitnih dijelova:
- Kora?nog motora ili generatora
- Ispravlja?kog djela (GR1-GR4)
- Punjive baterije (Bat1)
- LED-ica bijele boje (LED1 – LED3)
Kora?ni motor
 |
 |
Ovo je najbitnija komponenta cijelog ure?aja pa ?u se kod nje malo zadr?ati. Poznata ?injenica je da svaki motor mo?e raditi kao i generator, pa tako i na? kora?ni. Princip rada motora nije toliko bitan da bi uspje?no napravili ovaj projekt ali radi lak?eg razumijevanja najlak?e ga je opisati kao vi?epolni ?etverofazni motor.
Pitate se za?to ba? kora?ni motor? Razloga je vi?e, jedan od njih je zato ?to daje dovoljan izlazni napon ve? pri malim okretajima, ovaj koji sam ja upotrijebio je dovoljno okretati brzinom od 20-30 okr/min. Obi?ni istosmjerni motori s ?etkicama isto daju dobre rezultate kao generatori, ali ih je potrebno vrtiti 10x ve?om brzinom ?to zna?i da bi se za njega morao izgraditi mehani?ki reduktor broja okretaja koji jako komplicira stvar i te?ko ga je kvalitetno izvest u samogradnji. Drugi bitan razlog je laka dobavljivost, Mo?ete ga izvadit iz: starog printera, fax ure?aja, kopirnog ure?aja, skenera i sl. Moj motor je izva?en iz starog 5,25“ disketnog ure?aja. Prepoznat ?ete ga po tome ?to iz njega izlazi puno ?ica i kad mu vrtite osovinu imate osje?aj kao da zapinje za ne?to u sitnim koracima.
Ovi motori naj?e??e dolaze u izvedbi s 6 ?ica, rje?e sa 5 i najrje?e sa 8, i nazivaju se unipolarni kora?ni motori. Imaju 4 namota u sebi a broj izlaznih ?ica ovisi o na?inu koko su ti namoti me?usobno spojeni. Slika lijevo prikazuje pojednostavljeni shematski raspored namota unutar kora?nog motora. Da bi ga mogli iskoristiti moramo otkriti gdje je koji izvod spojen, a za to ?e nam biti potreban ohmmetar. Koje izvode treba prona?i ovisi o broju ?ica koje izlaze iz motora:
- 5 ?ica, potrebno je prona?i zajedni?ku to?ku ili „masu“ gdje su spojeni svi zavr?etci namota. Prema shemi svi izvodi ozna?eni slovom M spojeni su u jednu to?ku. Zna?i ohmmetar ?e pokazivati isti otpor izme?u to?ki A-M, B-M, C-M i D-M. Ta ?ica obi?no bude ozna?ena drugom bojom radi lak?eg raspoznavanja. Motor koji sam ja koristio je ovog tipa.
- 6 ?ica, motor je prividno podijeljen na 2 ista djela i svaki dio ima svoju zajedni?ku to?ku ili „masu“. Na shemi je prikazan takav tip motora. Da bi ga koristili morate prona?i mase oba dijela i spojiti ih u jednu to?ku. Zna?i dvije to?ke M spojiti u jednu i prakti?ki smo opet dobili motor s 5 ?ica. Princip otkrivanja izvoda ohmmetrom je isti kao i u prvom slu?aju.
- 8 ?ica, svi izvodi namota izvedeni su iz motora i nije formirana zajedni?ka to?ka ili „masa“. Da bi ga koristili morate jedan kraj svakog namota spojiti u jednu zajedni?ku to?ku i umjetno kreirati masu t.j. sve to svesti na 5 izvoda. Ohmmetrom prvo treba na?i svaki namot, ?to ne bi trebalo biti te?ko po?to svi imaju isti otpor, te odrediti po jednu ?icu od svakog namota za spajanje u zajedni?ku to?ku.
Ispravlja?ki dio
Kora?ni motor okretanjem osovine proizvodi izmjeni?ni napon. Nama je za rad svjetiljke potreban istosmjerni napon ?to zna?i da ga moramo ispraviti. To se radi pomo?u ispravlja?kih dioda. Ja sam iskoristio Gretzove spjeve (GR1-GR4) u kojima su tvorni?ki spojene 4 ispravlja?ke diode u jednom ku?i?tu. Na taj na?in sam punovalno ispravio napon. Jednostavnija opcija bi bila poluvalno ispravljanje pomo?u samo 4 ispravlja?ke diode ali ispostavilo se da je punovalno ispravljanje bolja opcija zbog ve?e efikasnosti, ?itaj kra?e vrijeme navijanja da se napuni baterija svjetiljke. Gretzovi spojevi koje sam koristio su tipa B40C1500, a ako se odlu?ite na poluvalno ispravljanje mo?ete koristiti diode tipa 1N4001. Kondenzator C1 je stavljen iza gretzova da filtrira napon i da poslu?i kao me?uspremnik. Ako energiju koju proizvedemo baterija ne mo?e odmah preuzeti na sebe, on je tu da je zadr?i i isporu?i bateriji kad bude mogla primiti.
Punjive baterije
Elektri?nu energiju koju proizvedemo kora?nim motorom treba pohraniti da je mo?emo kasnije koristiti. U tu svrhu odabrana je punjiva NiMH baterija 3.6V, 60mAh. Baterija malog kapaciteta je namjerno odabrana zato ?to se jako brzo napuni. Prvo punjenje malo potraje ali dopunjavanje prije kori?tenja traje 1-2 minute ?to je zadovoljavaju?e. Baterija je dobavljiva u chipoteci tako da ne?ete imati problema s nabavom.
LED
Za izvor svjetlosti su odabrane bijele LED-ice od 6000 mcd, 5mm. Broj LED-ica koji ?e te upotrijebiti ovisi o vama. ?to vi?e ih upotrijebite vi?e svjetla dobijete ali i kra?e traje to svjetlo pa treba prona?i neku sredinu. Ja sam se odlu?io za 3 komada. Dobra ideja bi bilo staviti prekida? koji bi mogao upravljati s brojem LED-ica koje rade, recimo da se mo?e odabrati 1 ili 3 LED-ice.
Postupak izrade
 |
 |
 |
 |
Dio na slikama ispod je skinut s jedne svjetiljke kupljene u kineskoj trgovini za 10kn. Odlu?io sam se za nju zbog kvalitetnog sjenila i optike koja usmjerava svjetlost dioda u uski snop. Ispostavilo se da su i LED-ice iz nje ja?e i bolje od mojih. Ovaj korak mo?ete presko?iti ako ne?ete ugra?ivati optiku i jednostavno na kutiji probu?iti rupe 5mm te u njih ugurati LED-ice.
Moram napomenuti jednu stvar, nepisano pravilo je da se LED-ice nikad ne spajaju paralelno bez predotpora a ako bolje pogledate upravo su tako spojene. Razlog je ?to ni sve LED-ice nisu identi?ne, pa se zna desiti da jedna svijetli slabije od druge zbog raspodjele struja u paralelnom spoju. Kod mene to nije slu?aj i sve 3 isto svijetle. Radni napon bijelih LED-ica. je 3,6V a isti je i napon kori?tene punjive baterije pa nije bilo potreba za nekim prilagodbama. Otpor u svaku granu ispred LED-ica se mo?e stavit zbog ujedna?avanja struja, ali sam odustao od toga radi dobrih rezultata i bez njih, drugi razlog je ?to bi i oni potro?ili jedan dio energije koje je ionako malo i dodatno skratili vrijeme rada.
 |
 |
Sljedi obrada ku?i?ta za ugradnju optike s LED-icama.
Sjenilo je s vru?om plastikom zalijepljeno za ku?i?te
 |
 |
Obi?ni pregibni prekida? s NO kontaktom ugra?en je u bo?nu stranicu ku?i?ta.
 |
 |
Komad testne PCB plo?ice je izrezan i prire?en za ugradnju u ku?i?te, druga slika prikazuje PCB plo?icu montiranu u ku?i?tu i pritegnutu vijcima.
 |
 |
Elementi su zalemljeni na PCB. Radi izrazite jednostavnosti ure?aja kori?tena je testna plo?ica, a vodovi izme?u komponenti su zamijenjeni linijama topljenog lema (tinola). Crvenim slovima su ozna?eni lemni stupi?i istim oznakama kao i na shemi radi lak?eg snala?enja.
Svi dijelovi su pripremljeni i mo?e se po?eti s zavr?nim spajanjem svih komponenti me?usobno.
Kre?emo s monta?om gotove PCB u ku?i?te.
Zatim u ku?i?te ugraditi kora?ni motor i spojiti njegove izvode s lemnim stupi?ima ostavljenim na PCB.
Prekida? spojiti s LED-icama u gornjem dijelu ku?i?ta, potom sve to spojiti sa ve? gotovim doljnjim djelom ku?i?ta i ostalom opremom. Bo?na stranica s prekida?em je namontirana u svoj utor.
Probno sklapanje bez jedne bo?ne stranice radi provjere da li je sve leglo na svoje mjesto, a na drugoj slici vidite gotovu svjetiljku.
Za kraj jo? jedan detalj. Na slici vidite da je dodana ru?ica na osovinu motora koja omogu?ava lak?e „navijanje“. Mo?ete i bez nje puniti svjetiljku, jednostavno uhvatite valjak na osovini motora i brzo ga vrtite lijevo – desno. U?inak je isti ali ipak je zgodnije s ru?icom.
Kratki film ure?aja u radu pogledajte ovdje
Tags: stepper, svjetiljka, LED