Lanterna de emergência motorizada

Lanterna ou tocha é muito útil em situações de emergência, como falta de energia. Essas lanternas são operadas por bateria e temos que carregá-las regularmente em intervalos específicos. Mas e se você não tiver eletricidade e sua lanterna estiver apagada? Nessa situação, Lanternas Mecânicas carregáveis são uma opção muito boa, que podem ser carregadas girando a alavanca acoplada a ela. Tem algum mecanismo e engrenagens para converter a energia mecânica em energia elétrica para carregar a bateria dentro dele. Aqui estamos usando o mesmo princípio para fazer uma luz de flash de emergência que tem um supercapacitor e este supercapacitor pode ser carregado girando um motor CC acoplado a ele.

Portanto, neste tutorial, faremos uma lanterna de emergência que pode ser carregada girando um pequeno motor DC acoplado a ela. Para construir isso, estamos usando um Supercapacitor, LED e diodo Schottky. O supercapacitor é usado para alimentar o LED e o motor DC é usado para recarregar o supercapacitor. O diodo Schottky é usado para interromper o fluxo de corrente do supercapacitor para o motor porque quando o motor é conectado ao Supercapacitor, o motor começa a girar retirando a energia do Supercapacitor e não podemos recarregar o supercapacitor usando o motor. Portanto, a única maneira de bloquear o fluxo de corrente do Supercapacitor para o motor é usar um diodo. Outros diodos de junção PN podem ser usados, mas o diodo Schottky tem uma queda de tensão menor em comparação com outros diodos de junção PN.

Componentes necessários

• Motor DC
• Supercapacitor
• Diodo Schottky
• Resistor (200 ohms)
• Interruptor
• CONDUZIU

Motor DC :

O motor DC é um tipo de motor muito comum e facilmente disponível a um preço baixo. Esses motores são equipados com ímãs. Uma armadura é colocada neste campo magnético, portanto, sempre que a corrente passa através da armadura, ela sofre uma força que a faz girar o rotor em relação à sua posição original.

Os motores DC podem ser divididos em vários tipos de acordo com sua forma, tamanho e funcionamento. Principalmente os motores DC são divididos em quatro tipos:

1. Motores CC de ímã permanente
2. Motores Série DC
3. Motores DC Shunt
4. Motores DC Compostos

Neste projeto, estamos usando um Motor DC Toy \ Hobby. É um motor DC normal que possui apenas dois terminais sem nenhuma polaridade. Sua tensão de operação é de 4,5 V a 9 V. Também aprenda mais sobre motores DC e várias maneiras de controlá-los nos tutoriais abaixo:

Super Capacitor:

Um supercapacitor é um capacitor de alta capacidade com valores de capacitância muito maiores do que os capacitores normais, mas com limites de tensão mais baixos. Os supercapacitores combinam as propriedades dos capacitores e baterias em um único dispositivo. Um supercapacitor pode armazenar de 10 a 100 vezes mais energia do que os capacitores eletrolíticos e pode receber e fornecer carga muito mais rápido do que as baterias e ter mais ciclos de carga e descarga do que as baterias recarregáveis. Saiba mais sobre Supercapacitores aqui.

Neste projeto, estamos usando um supercapacitor 5V 1F Coin. Antes de prosseguir, verificaremos quanta energia esse supercapacitor pode armazenar. Podemos calcular o armazenamento de energia usando a seguinte fórmula:

E = 1 / 2CV ²

Onde E = Energia

C = Capacitância

V = Tensão

Em nosso caso C = 1F e V = 5,5 V.

E = ½ * 1 * 5,5 * 5,5 E = 15 Joules

A polaridade de um supercapacitor é mostrada na imagem abaixo. A direção da seta representa o fluxo de corrente do terminal positivo para o negativo.

Diodo Schottky:

O díodo Schottky também é conhecido como díodo portador quente / díodo barreira. Como o nome sugere, é usado como uma barreira para interromper o fluxo de corrente nas direções reversas. A corrente entra pelo ânodo e sai pelo cátodo. Comparado a um diodo de junção PN, o diodo Schottky tem uma queda de tensão menos direta e uma taxa de comutação rápida.

A queda de tensão do diodo Schottky é geralmente entre 0,15 e 0,45 volts, mas um diodo de junção PN normal tem uma queda de tensão entre 0,6 a 1,7 .

Motor DC como gerador de eletricidade

Antes de fazer todo o circuito, vamos ver como um motor DC pode ser usado para gerar tensão AC. Conecte o motor e o led conforme mostrado no circuito abaixo:

Como o motor não tem polaridade, conecte o primeiro fio ao pino positivo do LED e o segundo fio ao pino negativo do LED. Agora gire o motor até sua velocidade máxima, soprando o ar, o LED deve acender. Se o LED não acender, inverta a conexão e gire novamente.

A imagem real do hardware é mostrada abaixo:

Diagrama de circuito e explicação de trabalho

Agora, vimos como um motor pode produzir eletricidade, usaremos o motor para carregar o supercapacitor que, por sua vez, alimenta o LED.

O Super Capacitor é usado aqui para armazenar a carga de forma que possa alimentar o LED por mais tempo. Conecte o terminal negativo do supercapacitor com o primeiro fio do motor e o terminal positivo ao segundo fio do motor através do diodo Schottky.

Como dito anteriormente, o diodo Schottky é usado para bloquear o fluxo de corrente na direção oposta. Portanto, conecte o terminal positivo do diodo Schottky ao motor e o terminal negativo ao supercapacitor. Agora a corrente fluirá do ânodo para o cátodo e bloqueará o fluxo da corrente do cátodo para o ânodo, o que significa que a corrente fluirá apenas do motor para o supercapacitor. O diodo Schottky é usado aqui porque tem uma queda de potência menor do que o diodo normal.

Agora conecte o LED com um Supercapacitor e use um resistor para limitar o consumo de energia. Um botão deslizante também é usado para ligar e desligar o LED. Conecte os pinos positivos do supercapacitor e LED com o ^2º e ^3º pinos da chave e conecte o pino negativo do led ao primeiro pino da chave.

Após a conexão, meu protótipo de lanterna se parece com a imagem abaixo. Usei um papelão para fazer uma estrutura semelhante a um tubo.

Finalmente, a Lanterna de Emergência Mecanicamente está pronta, basta soprar o ar no ventilador para girá-lo. O motor carregará o supercapacitor e o Supercapacitor alimentará o LED. Você pode usar um LED mais brilhante para obter mais luz. Quando o supercapacitor estiver totalmente carregado, ele pode alimentar o led por aprox. 10 minutos. Para girar o motor, em vez de soprar o ar, algumas engrenagens e mecanismos de alavanca mais eficientes podem ser construídos.

Se você tiver alguma dúvida sobre este projeto, deixe-a na seção de comentários.

O vídeo de demonstração completo é fornecido abaixo: