Как сделать динамо фонарик своими руками
Перейти к содержимому

Как сделать динамо фонарик своими руками

  • автор:

Самодельный динамо-фонарь

Самодельный динамо-фонарь

Был бесхозный шаговый двигатель. Чтобы просто так он не валялся, сделал своими руками фонарь.

Донором фары послужил светодиодный фонарик, разбираем его:

фонарь 002

Из этой кучи нам нужно следующее:

фонарь 003

Теперь нужно отпилить резьбу колпачка фары от тела фонаря:

фонарь 004

Для последующего закрепления фары на корпусе самодельного фонаря в трёх точках нарезал резьбу:

фонарь 006

Корпус фонаря вырезал из крышки компьютерного блока питания:

фонарь 008

Теперь выгибаем и примеряем с шаговиком:

фонарь 009

Для закрепления шестерен редуктора к корпусу припаяны 2 болта:

фонарь 011

На винты прикручиваем посадочное место для фары:

фонарь 012

Ведущая шестерня редуктора скреплена с ручкой про помощи пайки:

фонарь 007

Устанавливаем шестерни на корпус:

фонарь 013

И ставим защиту:

фонарь 014

Создание корпуса и редуктора завершено, теперь настало время заняться электронной начинкой. Изначально за основу хотел взять нижеприведённую схему (из интернета), но после некоторых контрольных замеров значительно её упростил по следующим причинам:

— Максимальный выдаваемый движком ток лежал в пределе 130 -140 мА, а токопотребление диодной сборки было 160 — 170 мА, так что ни стабилизатор, ни токоограничивающий резистор не понадобился. Обошелся двумя диодными мостами и одним конденсатором.

— Вначале планировал установить в корпус акб от мобилки и поставить два переключателя — один на переключение заряда аккумулятора и подачи напряжения на фару, другой — включение питания фары от аккумулятора. Но с таким зарядным током (130 -140 мА) ручечку пришлось крутить бы очень долго, так что от этой затеи отказался и присоединил всё напрямую к фаре.

Смонтированная схема в корпусе. Как и написано выше, имеет только запараллеленые диодные мосты и конденсатор:

фонарь 016

Прикрываем всё это дело крышечкой:

фонарь 017

фонарь 019

Видео:

Динамо фонарик из шагового двигателя

Динамо фонарик из шагового двигателя

Сейчас много цифровой техники выходит из строя, компьютеры, принтеры, сканеры. Время такое — старое заменяется новым. Но вышедшая из строя техника ещё может послужить, хоть и не вся, но отдельные её части уж точно.
Вот, к примеру, в принтерах и сканерах используются шаговые двигатели различных размеров и мощностей. Дело в том, что они могут работать не только как двигатели, но и как генераторы тока. Фактически это четырехфазный генератор тока уже и есть. И если приложить к двигателю даже небольшой крутящий момент — на выходе появиться значительно большое напряжение, которого вполне хватит, чтобы зарядить маломощные аккумуляторы.
Я предлагаю сделать механический динамо фонарик из шагового двигателя принтера или сканера.

Изготовление фонарика

Первое что нужно сделать это найти подходящий шаговый двигатель небольших размеров. Хотя, если вы хотите сделать фонарик побольше и помощней — берите большой двигатель.

шаговый двигатель

Далее мне понадобиться корпус. Я взял готовый. Вы же можете взять мыльницы, или вообще склеить корпус самостоятельно.

Корпус

Делаем отверстие под шаговый двигатель.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Устанавливаем и примеряем шаговый двигатель.

Динамо фонарик из шагового двигателя

От старого фонарика берем переднюю панель с отражателями и светодиодами. Все это можно конечно сделать и самому.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Выпиливаем паз под фару.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Устанавливаем светило от старого фонарика.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Делаем вырез под кнопку и устанавливаем ее в паз.

Динамо фонарик из шагового двигателя

На свободном участке размещаем плату, на которой будут размещаться электронные компоненты.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Электроника фонарика

Схема

Чтобы светодиоды светили им нужен постоянный ток. Генератор вырабатывает переменный, поэтому нужен четырехфазный выпрямитель, который будет собирать ток со всех обмоток двигателя и концентрировать его в одной цепи.

Далее полученный ток будет заряжать аккумуляторы, который будут хранить полученный ток. В принципе, можно обойтись и без аккумуляторов — используя мощный конденсатор, но тогда свечение будет только в момент кручения генератора.
Хотя есть ещё одна альтернатива — использовать ионистор, но для его зарядки потребуется значительное время.
Собираем плату по схеме.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Динамо фонарик из шагового двигателя

Все части фонарика готовы к сборке.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Сборка динамо фонаря

Прикрепляем плату на саморезы.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Ставим шаговый двигатель и припаиваем его провода к плате.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Подсоединяем провода к выключателю и фаре.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Вот почти собранный фонарь со всеми частями.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Полностью закрываем корпус. На колесо генератора крепиться «Г»-образная ручка, за которую пользователь будет вращать вал двигателя.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Как выглядит готовый фонарик.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Вот так он светит.

Динамо фонарик из шагового двигателя

Энергии вполне достаточно для зарядки миниатюрных аккумуляторов. Вся конструкция имеет небольшие размеры и легко умещается в карман. Этот фонарик хорош тем, что даже пролежав годы без эксплуатации, может за считанные минуты заработать вновь.

Самозарядный светодиодный ручной фонарик с динамо подзарядкой и динамомашиной

Когда вы поворачиваете рукоятку, этот ручной фонарик заряжает суперконденсатор, который питает светодиод. На самом деле, система с ручным заводом обеспечивает достаточную мощность, чтобы вы могли просто напрямую питать светодиод, если конденсатор разрядился. Этот самозарядный фонарь не использует батареи и преобразует вашу собственную энергию в свет. Фонарь с динамо подзарядкой может гипотетически работать в течение десятилетий, и просто незаменим в чрезвычайной ситуации.

Шаг 1: Материалы

Для сборки динамо фонарика вам понадобятся:

  • (x1) Шаговый двигатель
  • (x8) Диоды Шоттки 1N5819
  • (x1) Стабилитрон 1N4733 5,1 В
  • (x1) Суперяркий белый светодиод
  • (x1) Суперконденсатор на 15F
  • (x1) Резистор 100 Ом
  • (x1) Конденсатор 0,1 мкФ
  • (x1) Резистор 330 Ом
  • (x1) Печатная плата
  • (x1) Фиксирующий кнопочный переключатель
  • (x1) 5-мм муфта вала
  • (x1) Рычаг
  • (x4) Болты 6-32
  • (x1) Болт M6 x 20 мм
  • (x1) Отражатель
  • (x1) Пластиковая линза фонарика примерно 2,5см диаметром
  • (x1) Черные резинки
  • (x1) Резиновая шайба (необязательно)
  • (x1) Корпус для проекта

Шаг 2: Генерируем электричество

Секретный соус для фонаря с динамомашиной — шаговый двигатель. Шаговый двигатель — это особый тип двигателя с двумя силовыми катушками. Двигатель может двигаться, включая катушки одну за другой, а затем изменяя полярность и снова включая их. Не беспокойтесь слишком сильно, если сейчас это не имеет особого смысла. Ключевое слово здесь — «чередование».

Если, двигатель на самом деле является преобразователем и может питаться от электричества и генерировать электричество при ручном питании, то шаговый двигатель фактически имеет две катушки, вырабатывающие переменный ток при повороте вала двигателя. Поскольку шаговые двигатели, как правило, имеют большие магниты и несколько катушек, это делает их очень эффективными для выработки электроэнергии.

Все, что нам нужно сделать, это провернуть вал двигателя. Чтобы проверить его, добавьте светодиод к каждой паре катушек двигателя и посмотрите, что произойдет.

Конечно, не всё так просто. У этого подхода есть одна проблема — мы получаем из двигателя переменный ток, но пытаемся питать цепь постоянного тока. Это то место, где появляются диоды.

Шаг 3: Мостовой выпрямитель

Установив диоды в мостовой выпрямитель, мы можем преобразовывать электричество переменного тока в постоянное. При таком расположении, независимо от того, где формируется переменный ток, электричество всегда течет между питанием и землей в одном направлении, и в результате вы получаете выходной сигнал постоянного тока.

Причина этого заключается в том, что, поскольку переменный ток колеблется между плюсом и минусом, два диода всегда смещены в прямом направлении, а два — в обратном. Благодаря этой хитроумной договоренности всегда существует путь для прохождения электричества только между питанием и землей.

Поскольку наш светодиодный динамо фонарь имеет две катушки, каждая из которых генерирует сигнал переменного тока, нам нужны два мостовых выпрямителя. Чтобы заставить их работать вместе, мы просто соединяем их параллельно: плюс к плюсу и земля к земле. Мы также добавим небольшой конденсатор, чтобы помочь сгладить напряжение и заполнить любые провалы в напряжении, создаваемые при циклическом переключении между мощностью, создаваемой двумя катушками.

Шаг 4: Регулировка стабилитрона

Как только мы получим хороший чистый сигнал постоянного тока, выходящий из выпрямителей, нам потребуется зарядить суперконденсатор. Однако, прежде чем мы это сделаем, мы должны убедиться, что напряжение от выпрямителей никогда не превысит напряжение суперконденсатора.

Хотя напряжение, выходящее из двигателя довольно мало, для большей безопасности, чтобы оно никогда не превышало рабочего напряжения конденсаторов, мы можем использовать стабилитрон, 5,6 В.

Подсоединив последовательно стабилитрон 5.1 В с резистором 100 Ом в положении обратного смещения между питанием и землей, мы можем гарантировать, что напряжение на конденсаторе никогда не превысит 5.1 В.

Если напряжение превышает 5,1 В, то срабатывает эффект Зенера, ограничивающий напряжение на диоде до 5,1 В и пускающий любой дополнительный ток через резистор, ограничивающий ток. Например, если двигатель выдает 9 В, то 5,1 В будут протекать через диод, а 3,9 В — через резистор. Любой компонент, подключенный параллельно к диоду, получит не более 5,1 В.

Это не лучшее средство регулирования напряжения, поскольку оно потенциально может генерировать много тепла, но поскольку ток, с которым мы работаем, относительно мал, всё должно быть в порядке.

Шаг 5: Хранение заряда

После того, как питание генерируется и регулируется, оно сохраняется в суперконденсаторе. Конденсатор подключен просто параллельно стабилитрону.

Шаг 6: Светодиод и выключатель

Светодиод и его ограничитель тока подключены параллельно к стабилитрону и суперконденсатору.

Затем последовательно подключается переключатель с резистором для подключения и отключения его к источнику питания суперконденсатора.

Когда на суперконденсаторе заканчивается питание, светодиод может быть запитан непосредственно от рукоятки до тех пор, пока переключатель включен. Если переключатель выключен, вместо этого заряжается конденсатор.

Шаг 7: Создаем шаблон

Для начала вырежьте и прикрепите шаблон для сверления отверстий для шагового двигателя. Он должен быть приклеен к крышке корпуса в центре примерно на 2,5 см от одного из его более коротких краев.

Шаг 8: Сверлим отверстия

Просверлите внешние крепежные отверстия и центральное отверстие для штифта.

Шаг 9: Подключите мотор

Присоедините мотор к крышке при помощи болтов M3.

Шаг 10: Расширяем отверстие в ручке

Расширьте отверстие в ручке, чтобы в него можно было вставить кнопку.

Шаг 11: Закрепите кнопку

Влейте фиксирующую жидкость в резьбу ручки, чтобы предотвратить дальнейшее ослабление болта при вращении динамического фонаря.

С помощью болта M6 x 20 мм неплотно прикрепите ручку к рукоятке. Он должен быть прикреплен достаточно свободно, чтобы ручка могла вращаться на месте.

Шаг 12: Присоединение муфты

Прикрепите муфту вала к рукоятке с помощью четырех болтов 6-32.

Шаг 13: Прикрепите ручку мотора

Прикрепите коленчатый рычаг к валу двигателя с помощью установочного винта муфты вала.

На этом сборка коленчатого рычага двигателя завершена.

Шаг 14: Подрежьте провода

Обрежьте провода, выходящие из шагового двигателя, оставив длину около 10 – 15 см.

Это облегчит последующую работу и размещение в кейсе.

Шаг 15: Отверстие для отражателя

Просверлите отверстие для отражающего конуса фонаря в центре одной из маленьких граней корпуса. Самый простой способ найти центр любой прямоугольной поверхности — это нарисовать X из угла в угол.

Шаг 16: Отверстие для переключателя

Просверлите пилотное отверстие в боковой части корпуса рядом с отверстием для отражателя, а затем увеличьте его. Здесь мы установим переключатель.

Шаг 17: Паяем схему

Пришло время спаять схему

Для начала я подключил на места два мостовых выпрямителя.

Затем я подключил стабилизатор напряжения.

После этого я припаял оба конденсатора

Наконец, я добавил резистор для светодиода. Остальные компоненты будут смонтированы вне платы и подключены позже.

Шаг 18: Подключаем светодиод

Подключите красный провод к аноду светодиода и черный провод к его катоду. Чтобы защитить соединения и предотвратить возможные замыкания, изолируйте их с помощью термоусадочных трубок.

Шаг 19: Устанавливаем светодиод

Нанесите контактный цемент на отражатель и кромку по краю светодиода.

Подождите, пока обе поверхности не подсохнут и не станут липкими на ощупь, а затем плотно прижмите их друг к другу, чтобы получить прочную связь.

Шаг 20: Прикрепите линзу

Прикрепите линзу к отражателю, нанеся контактный цемент вокруг передней внутренней кромки отражателя и внешнего края линзы.

Опять же, дождитесь, пока всё высохнет и не станет липким на ощупь, а затем плотно прижмите поверхности друг к другу.

Шаг 21: Выключатель

Пропустите переключатель через отверстие в корпусе и закрепите его с помощью крепежа.

Шаг 22: Устанавливаем отражатель

Нанесите контактный цемент на корпус по кругу установочного отверстия и на край отражателя. Плотно прижмите поверхности и убедитесь, что части склеились прочно.

Шаг 23: Подсоединяем мотор

Припаяйте провода двигателя к соответствующим выпрямителям на плате. Если вы забыли, где они, то обратитесь к схеме.

Также убедитесь, что вы правильно выбрали пары проводов. В моем случае красный и синий были прикреплены к одной катушке, а черный и зеленый к другой. Если вы перепутаете провода и соедините их с разными катушками, тогда ничего не произойдет.

Шаг 24: Припаиваем светодиод

Припаяйте светодиод последовательно с резистором, а переключатель последовательно с источником питания.

Шаг 25: Спаяйте переключатель и светодиод

Спаяйте переключатель и светодиод, чтобы завершить цепь. Теперь, когда переключатель нажат, светодиод либо подключен, либо отключен от суперконденсатора, что позволяет включать и выключать его.

Шаг 26: Добавляем липучку

Вырежьте две маленькие липучки с липкой задней частью и аккуратно установите печатную плату на внутренней стороне корпуса в месте, которое не будет мешать серводвигателю.

Шаг 27: Закройте корпус

Поставьте крышку на корпус и закрутите её болтами

Шаг 28: Добавьте резиновое покрытие (опционально)

Чтобы запаять соединение линзы, вы можете добавить поверх неё резиновое покрытие.

Шаг 29: Крутим!

Пару минут крутите двигатель и больше вы не останетесь в темноте!

Игорь Самоделов

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Ионисторный динамо-фонарик своими руками

Ионисторный динамо-фонарик своими руками

Однажды мне пришел с Китая динамо-фонарь, на коробке которого я обнаружил надпись «Without batteries». Но раскрыв его обнаружил, что именно на батарейках он и работает. А сам рычаг и вся система зарядки ничего в принципе не давала, кроме как была эспандером для кисти руки. Я решил исправить ситуацию и сделать его действительно безбатарейным.

Долго описывать не буду, все и так будет ясно по картинкам. Батарейки располагались прямо под светорассеивателем.

sam_2781

sam_2782

А заменим мы их вот таким ионистором на 1,5Ф и 5,5В:

sam_2784

sam_2785

sam_2787

Вся эта задумка была навеяна однажды увиденным видео где-то в интернете. Но что мне не понравилось, так это то, что человек его снимавший рисовал схему с генератором постоянного тока. Но как мне выдалось, это генератор переменного тока и нужно будет еще делать выпрямитель. Вот схема, которую я себе нарисовал.

sam_2943

Разбираем фонарик и видим, как все устроено. Главное, что нужно сделать — это домотать катушку генератора в том же направлении что и первая, предварительно соединив её последовательно.

sam_2788

sam_2789

И вот сам генератор:

sam_2790

Разбираем его и доматываем витки. Я не считал сколько их, а просто набросал туда. Мотал внавал до заполнения. Сам провод для намотки взял со старых катушек телевизионного отклонителя электронов. Не силен в старых телевизорах, но вроде так она называлась. Там вокруг ЭЛТ стоит три таких штуки. На каждой 2 больших и две маленьких обмотки. Я смотал 2 малых для полной намотки катушки генератора. Красными стрелками обозначил места, где они были.

sam_2802

sam_2797

sam_2794

sam_2796

Изначально намотал слишком много и пришлось чуть смотать. Но результат был и это всё выдавало почти 7 вольт.

sam_2801

Далее спаял диодный мост для выпрямления и поставил сглаживающий пульсации конденсатор на 25 В и 470 мкФ.

sam_2791

sam_2799

Далее подсоединяем всё это к ионистору.

Сматывал и сматывал лишнюю проволоку пока не подогнал напряжение одного «качка» под напряжение ионистора. Было что-то около 4 с копейками при сильном нажатии. Но я не учел просадки напряжения на диодном мосте и когда начал «качать» энергию, то еле еле на ионисторе набиралось 3 вольта.

В ходе испытаний были перепробованы схемы без конденсаторов, а также в дальнейшем он был заменен на 1000 мкФ. Все лепилось из того что было.

sam_2792

В конце решил остановиться на обычной схеме с диодным мостом и кондером подключенными к ионистору. И не выбрасывать ничего лишнего. Все паяем с помощью этой забавной и очень полезной штуки. называемой в простонародье третьей рукой.

sam_2809

sam_2807

sam_2811

Собираем и подключаем. Диоды, которые белые, не могут выйти на свою рабочую мощность и просто сразу садят напряжение и тухнут. Было принято решение установить желтые яркие. В результате желтых не нашлось, но были оранжевые. По возможности перепаяю на желтые. А может даже на красные.

sam_2934

sam_2940

sam_2941

Все аккуратно собираем. С виду это обычный фонарик с Китая. Все закрывается так, что и не заметно, заменялось ли что-нибудь. А теперь включаем.

sam_2947

sam_2944

Итог. Как аварийный фонарь вполне может быть и имеет право на жизнь. Светит ярко и если уж припрет темнота к стенке, то он выручит. Если качать его 5 минут, то светит 3. Остаточное свечение еще долго держится на светодиодах если не выключать.

Дам совет. Если будете мотать катушку, берите провод тоньше, чем был у меня и не спешите сматывать витки обратно в случае превышения допустимых значений. В полностью собранной схеме все может отлично согласовываться и работать.

P.S. В дальнейшем нужно будет ставить красные светодиоды.

P.P.S. Дополнительно хорошо было бы установить микрокнопку с батарейками в задней внутренней части корпуса для питания от батареек, параллельно ионисторному питанию, а уже как самый аварийный вариант будет «накачка». Но это в будущем.

Читайте также

  • Поделки из дерева своими руками: фото, схемы, для начинающих
  • Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях
  • Как сделать красивые коробки для хранения вещей: из ткани, из картона
  • Поделки из гипса для сада и дома своими руками и советы по уходу
  • Как сделать деревянную лодку своими руками: пошаговое руководство к действию
  • Как и когда нужно менять масло в АКПП Land Rover Freelander 2
  • Крейзи Тайм: Погружение в мир завораживающих приключений

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *