Lanterna Faraday Simples - Diagrama de Circuito e Funcionamento

Neste artigo, vamos construir um circuito de lanterna Faraday usando apenas um conjunto de bobina / ímã que não requer bateria. Não é energia livre, mas converte o movimento oscilatório em eletricidade, que pode alimentar a lanterna por alguns minutos. Esta lanterna será útil em situações de emergência onde não há acesso a eletricidade ou baterias.

Detalhes de construção:

O princípio usado neste desenho de lanterna foi descoberto pela primeira vez por Michael Faraday, quando ele provou que quando um ímã era movido dentro de um condutor em espiral, a eletricidade era gerada no condutor.

O mesmo conceito é implementado neste projeto, em que um ímã é rapidamente movido dentro de uma bobina de cobre, forçando os elétrons a fluir através do fio e gerando a eletricidade necessária para a iluminação LED . Neste projeto, damos um passo adiante e o aprimoramos com um circuito de ladrão de joule e um supercapacitor para produzir maior quantidade de brilho sustentado no LED.

O coração deste circuito de lanterna Faraday aprimorado é o supercapacitor que pode carregar e descarregar a uma taxa maior do que as baterias recarregáveis ​​tradicionais. A energia é gerada pelo movimento oscilatório de nossa mão, que moverá os ímãs para frente e para trás, o que induz potencial na bobina.

Diagrama de circuito

A tensão induzida na bobina é alimentada ao supercapacitor, carrega e ilumina um LED de 0,5 Watt por alguns minutos. Um tubo de PVC ou similar pode ser usado para o corpo da lanterna, mas certifique-se de que seja feito de um material resistente e não se desgaste e rasgue facilmente.

Uma bola de algodão ou material macio semelhante deve ser colocado na parte superior e inferior da lanterna para uma parada suave do ímã durante o carregamento a tocha .

Os ímanes são ímanes redondos de neodímio empilhados uns aos outros que dão forma cilíndrica, cerca de 10 deles são suficientes.

Especificação da bobina:

A bobina é parte vital do circuito da lanterna de manivela que carrega o supercapacitor. Tente fazer o mais limpo possível.

• A bobina deve ser fio de cobre esmaltado com 0,5mm de diâmetro.

• A bobina deve ser ferida com 3 cm de diâmetro no tubo e ter 0,5 cm de espessura com várias camadas.

• Certifique-se de que a bobina fique esticada e proteja-a com fita isolante ou algo semelhante.

O supercapacitor sozinho não é suficiente para acender um LED , a tensão pode cair em breve e a energia restante armazenada no capacitor permanecer sem uso. Portanto, vamos utilizar o circuito de ladrão de joule, que aumenta a potência restante no supercapacitor, o que dá vida extra ao LED.

O design:

O circuito da lanterna Faraday proposto consiste em uma bobina de gerador que é estática e gera energia para o supercapacitor. A tensão induzida é uma corrente alternada devido ao movimento oscilatório, um retificador de ponte é utilizado para converter a tensão DC para carregar o supercapacitor. Este circuito resume o circuito de carregamento.

O circuito do driver de LED é normal circuito de ladrão de joule , que pega baixa tensão do supercapacitor e a aumenta para o LED.

Para uma iluminação LED mais longa, use alguns LEDs brancos padrão de 0,5 mm em série em vez de um LED de 0,5 Watt.

Certifique-se de desligar a lanterna antes de sacudi-la (carregar).

Não use supercapacitor com mais de 1,5 Farad, pois pode levar mais tempo para carregar e pode não ser adequado para este projeto. Certifique-se de que a classificação de tensão esteja em torno de 5,5 V, usar um valor inferior pode sobrecarregar o capacitor.

Lista de Peças

• 1 sem LED de 3,3 V de 1/2 watt ou você também pode tentar um LED de alto brilho de 20 mA 3,3 V para baixo consumo e alto brilho, mesmo com agitação lenta.
• 1 sem resistor de 2,2 k 1/4 watt
• A bobina do alternador mostrada no lado esquerdo é construída enrolando muitas camadas de fio de cobre super esmaltado sobre um molde de plástico de 12 mm de diâmetro e 30 mm de comprimento, até que a espessura total das camadas de fio se torne 5 mm de espessura sobre o molde. A bitola ou espessura do fio pode ser de 0,3 mm.
• A bobina de ladrão de joule do lado direito poderia ser construída enrolando duas voltas separadas sobre um pequeno núcleo de anel de ferrite. O fio pode ser um fio de cobre superesmaltado com 0,3 mm de espessura. Lembre-se de que ao unir os dois enrolamentos com o circuito do transistor, pode haver um problema de polaridade. Uma polaridade errada impedirá o LED de brilhar, se isso acontecer, você pode simplesmente tentar trocar as conexões do enrolamento no lado do resistor 2k, e isso resolverá imediatamente o problema.
• 1 sem transistor BC548 ou BC547
• 4 diodos nos 1N4148.
• 1 sem supercapacitor, ou você pode tentar inicialmente um capacitor comum de 100uF / 10V também.
• 1 não Ímã do cilindro de neodímio , 10 mm diâm. x 15 mm de espessura
• 1 sem interruptor ON / OFF que é opcional