पर्सनल पावरप्लांट: 27 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

पर्सनल पावरप्लांट एक पोर्टेबल डिवाइस है जो सोलर सेल और हैंड क्रैंक जनरेटर के जरिए एनआईएमएच बैटरी में बिजली का उपयोग करता है। डिवाइस में एक विज़ुअल मल्टीमीटर भी शामिल है जो संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा की निगरानी करता है। व्यक्तिगत पावरप्लांट का उपयोग 70 एमए पर 8V तक के अनुप्रयोगों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है। वैकल्पिक ऊर्जा कार्यशाला 06.23.07आईबीम ********* के लिए मौना एंड्रोस, जेनिफर ब्रौटिन, कारमेन ट्रुडेल माइक डोरी @ आईबीम के साथ द्वारा डिज़ाइन किया गया।

चरण 1: सामग्री

पावर प्लांट सर्किट1 के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स - स्टेपर मोटर (जापान सर्वो KP4M4-029 12VDC)1 - सोलर पैनल (8V)1 - NiMH बैटरी (7.2V, 70 mA)8 - 1N4001 डायोड 3 - टर्मिनल 1 - 5 पिन पुरुष हेडर18 या 20 गेज सॉलिड वायर (लाल, काला, नीला, हरा)विज़ुअल मल्टीमीटर1 के लिए - लाल एलईडी, 1.5V1 - पीली एलईडी, 1.5 V1 - हरी एलईडी, 1.5 V1 - 100 ओम रोकनेवाला1 - 150 ओम रोकनेवाला1 - 1N4730 (3.9V) जेनर डायोड1 - 1N4733 (5.1V) जेनर डायोड1 - 1N4737 (7.5V) जेनर डायोड1 - क्षणिक स्विच हार्डवेयर 1 - 2.5"x1.75" पीसीबी प्रोटोटाइप बोर्ड1 - मुद्रित बोर्ड आरेख (नीचे पीडीएफ डाउनलोड करें) संदर्भ के लिए योजनाबद्ध सर्किट आरेख (नीचे पीडीएफ डाउनलोड करें) पार्ट्स केस टेम्पलेट (नीचे dwg/pdf डाउनलोड करें)1 - 3.5"x3.5"x4.5" एक्रिलिक बॉक्स1 - 3/16"X1" स्क्रू3 के साथ बाइंडिंग पोस्ट - 3/16"x1/4" स्क्रू3 के साथ बाइंडिंग पोस्ट - #10 SAE वॉशर2 - #4 मशीन स्क्रू बोल्टगियर टेम्प्लेट (वैकल्पिक, नीचे dwg/pdf डाउनलोड करें)1 - 4"x5"X1/8" गियर्स के लिए शीट plexiglass (वैकल्पिक) उपकरण सोल्डरिंग आयरनसोल्डरमल्टीमीटरवायर स्ट्रिपर स्क्रूड्राइवर (फिलिप्स और फ्लैथिया) डी) सटीक चाकू और ब्लेड आपूर्ति खोजने के लिए स्थान: होम डिपोरेडियो झोंपड़ीकंटेनर स्टोरइलेक्ट्रॉनिक्स गोल्डमाइनसोलरबोटिक्सजेमेको इलेक्ट्रॉनिक्स

चरण 2: मुद्रित बोर्ड आरेख

मुद्रित बोर्ड आरेख की एक प्रति का प्रिंट आउट लें और काट लें। कॉपर सोल्डर रिंग के बिना पीसीबी प्रोटोटाइप बोर्ड के किनारे आरेख रखें। आरेख आपको दिखाएगा कि अपने घटकों को एक तरफ कैसे रखा जाए और दूसरी तरफ आप अपने घटकों को प्रोटोटाइप बोर्ड में मिलाप करेंगे।

चरण 3: कुंडल 1 शुद्ध करने वाला

नीचे दिखाए गए अनुसार 1N4001 डायोड में से 4 को जगह में डालें। डायोड को मुद्रित बोर्ड आरेख पर इंगित दिशा में डाला जाना चाहिए; अन्यथा वे ठीक से काम नहीं करेंगे। संकेत के अनुसार 4 डायोड लगाकर आप सुधार कर रहे हैं (एसी से डीसी करंट में 4 फेज स्टेपर मोटर के 2 फेज से पावर टर्निंग) कॉइल 1.

चरण 4: कुंडल 2 दिष्टकारी

नीचे दिखाए गए अनुसार अन्य 4 1N4001 डायोड डालें। संकेत के अनुसार इन 4 डायोड को रखकर आप सुधार कर रहे हैं (एसी से डीसी करंट में 4 फेज स्टेपर मोटर के 2 फेज से पावर टर्निंग) कॉइल 2.

चरण 5: कुंडल 1 और 2 तार और हैडर

वायर स्ट्रिपर्स से दो पीस ब्लू वायर और दो पीस ग्रीन वायर काट लें। तार के प्रत्येक टुकड़े के प्रत्येक छोर को पट्टी करें। दिखाए गए अनुसार तार डालें।

संकेत के अनुसार 5 पिन पुरुष हेडर डालें, जिसमें पिन का छोटा हिस्सा प्रोटोटाइप बोर्ड में नीचे की ओर हो। यहीं पर मोटर को सर्किट से जोड़ा जाएगा।

चरण 6: सोल्डरिंग

बोर्ड को पलट दें और अपने टांका लगाने वाले लोहे और मिलाप के साथ मुद्रित बोर्ड आरेख पर दिखाए गए अनुसार कनेक्शन को मिलाप करना शुरू करें। अगर तारों को पहले से क्रॉस-क्रॉस किया जाता है तो सोल्डर करना आसान होता है। अच्छी मात्रा में मिलाप के साथ कनेक्शन में शामिल होना सुनिश्चित करें। ठंडे जोड़ों से बचें (जब मिलाप मैट दिखाई देता है)।

चरण 7: स्टेपर मोटर (जेनरेटर) सर्किट समाप्त करें

जब आपने स्टेपर मोटर (जनरेटर) सर्किट को सोल्डर करना समाप्त कर लिया है तो आपके प्रोटोटाइप बोर्ड के पीछे दिखाए गए अनुसार दिखना चाहिए।

चरण 8: टर्मिनल

जैसा कि दिखाया गया है, प्रोटोटाइप बोर्ड के दोनों छोर पर 2 टर्मिनल डालें। यदि वेध बहुत छोटे हैं, तो छेद को बड़ा करने के लिए अपने Exacto चाकू का उपयोग करें। तार की दो 3 लंबाई (किसी भी रंग) को काटें और तारों को पूरी तरह से पट्टी करने के लिए वायर स्ट्रिपर्स का उपयोग करें। ये तार प्रोटोटाइप बोर्ड के विपरीत दिशा में (कॉपर सोल्डर रिंग के साथ), प्रत्येक टर्मिनल के सकारात्मक से सकारात्मक तरफ और नकारात्मक से चलेंगे प्रत्येक टर्मिनल का नकारात्मक पक्ष। बाईं ओर के टर्मिनल का उपयोग बैटरी के लिए तारों को इनपुट करने के लिए किया जाएगा। दाईं ओर के टर्मिनल का उपयोग सौर पैनल के लिए तारों को इनपुट करने के लिए किया जाएगा।

चरण 9: मिलाप टर्मिनल

प्रोटोटाइप बोर्ड को चालू करें। संकेत के अनुसार छिद्रित तारों को छेदों में डालें (पूरे दूसरी तरफ मुद्रित बोर्ड आरेख देखें)। टर्मिनल के जितना संभव हो सके करीब पहुंचने के लिए तार अंदर और फिर बाहर निकल सकते हैं और दिखाए गए स्थान पर पकड़ सकते हैं। कॉइल 1 और 2 के लिए रेक्टिफायर के दो उत्तर और दो दक्षिण नोड्स को टर्मिनल से टर्मिनल तक चलने वाले खुले तारों से मिलाएं। यह स्टेपर मोटर (जनरेटर) के लिए सर्किट को पूरा करने के लिए रेक्टिफायर्स को टर्मिनलों से जोड़ता है। खुले तारों को अन्य कनेक्शनों से दूर रखना सुनिश्चित करें।

चरण 10: परीक्षण

अब आप यह सुनिश्चित करने के लिए स्टेपर मोटर के साथ सर्किट का परीक्षण करने के लिए तैयार हैं कि आपके सभी कनेक्शन ठीक से मिलाए गए हैं और सभी घटकों को सही ढंग से रखा गया है।

स्टेपर मोटर के लीड को 5 पिन पुरुष हेडर पर डालें। स्टेपर मोटर के ब्लैक लेड को उस पिन पर रखा जाना चाहिए जिस पर कॉइल 1 या कॉइल 2 का लेबल न लगा हो। शाफ्ट को घुमाते समय जनरेटर द्वारा उत्पन्न वोल्टेज को मापने के लिए अपने मल्टीमीटर (डीसी वोल्टेज पर सेट) का उपयोग करें। मल्टीमीटर की धनात्मक (लाल) जांच को किसी भी टर्मिनल के धनात्मक पेंच पर और ऋणात्मक (काली) जांच को उसी टर्मिनल के ऋणात्मक पेंच पर रखें। शाफ्ट को हाथ से घुमाने से 4-8 वोल्ट के आसपास उत्पादन होना चाहिए। यदि आप परिणाम नहीं देख रहे हैं, तो यहां कुछ समस्या निवारण युक्तियाँ दी गई हैं: 1) यह सुनिश्चित करने के लिए सभी मिलाप कनेक्शन जांचें कि सब कुछ पूरी तरह से मिला हुआ है और एक दूसरे से जुड़ा हुआ है। इसके विपरीत, सुनिश्चित करें कि जो कनेक्शन स्पर्श नहीं करने चाहिए वे एक साथ नहीं हैं। 2) सुनिश्चित करें कि सभी डायोड उचित दिशा में इंगित किए गए हैं जैसा कि मुद्रित बोर्ड आरेख में दर्शाया गया है। 3) जांचें कि मोटर के लीड्स ठीक से डाले गए हैं - मोटर से काले तार को कॉइल 1 और 2 पिनों में से किसी एक पर नहीं रखा जाना चाहिए।

चरण 11: विजुअल मल्टीमीटर

बिल्ट इन विज़ुअल मल्टीमीटर आपको यह देखने की अनुमति देगा कि मल्टीमीटर का उपयोग किए बिना वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों से कितनी ऊर्जा संग्रहीत की जाती है।

जेनर डायोड को प्रिंटेड बोर्ड डायग्राम में दर्शाए अनुसार सही दिशा में और नीचे की ओर दर्शाए गए की के अनुसार डालें। कुंजी में संख्याएँ जेनर डायोड पर छपी संख्याओं के अनुरूप होंगी। संबंधित रंगों के साथ स्लॉट्स में प्रतिरोधक डालें (इस मामले में दिशा कोई फर्क नहीं पड़ता)। काले तार का एक टुकड़ा काटें और दोनों सिरों को पट्टी करें, दिखाए गए अनुसार प्रतिरोधों के बगल में डालें। अगला प्रदर्शित क्रम में तीन एल ई डी डालें: हरा, पीला, लाल (नारंगी)।

चरण 12: मिलाप दृश्य मल्टीमीटर

संकेत के अनुसार प्रोटोटाइप बोर्ड को चालू करें और दृश्य मल्टीमीटर को मिलाप करें। मुद्रित बोर्ड आरेख को रिवर्स साइड पर देखें। जगह में पकड़ने के लिए तारों को पार करें और सोल्डरिंग को आसान बनाएं। ठंडे (दिखने में मैट) कनेक्शन से बचें। उन कनेक्शनों को अलग रखना सुनिश्चित करें जो एक साथ नहीं होने चाहिए, क्योंकि यह क्षेत्र कसकर व्यवस्थित है।

चरण 13: विज़ुअल मल्टीमीटर का परीक्षण

यह सुनिश्चित करने के लिए विज़ुअल मल्टीमीटर का परीक्षण करें कि यह काम कर रहा है।

स्टेपर मोटर के लीड्स को पुरुष हेडर पर रखें। स्टेपर मोटर (जनरेटर) के शाफ्ट को चालू करें और देखें कि एल ई डी उसके अनुसार प्रकाश करता है। हरी बत्ती ~ 5.6 तक के वोल्टेज को इंगित करती है, पीली रोशनी ~ 6.8 तक के वोल्टेज को इंगित करती है। दोनों एल ई डी अपनी चमक पर निर्भर वोल्टेज को गेज करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि बैटरी 6.1 V धारण कर रही है, तो हरी बत्ती चमकीली होगी और पीली रोशनी मंद होगी। लाल (यहां नारंगी दिखाया गया है) एलईडी केवल ~ 9.2 वोल्ट से ऊपर प्रकाश करेगा। इस एप्लिकेशन के लिए उपयोग की गई बैटरी 7.2 वोल्ट और 70 एमए है। यदि लाल एलईडी रोशनी, बैटरी पूरी क्षमता पर है। बैटरी को लाल एलईडी लाइट से चार्ज करना जारी न रखें, अन्यथा यह ओवरचार्ज और खराब हो सकती है। यदि आप परिणाम नहीं देख रहे हैं, तो यहां कुछ समस्या निवारण युक्तियाँ दी गई हैं: 1) यह सुनिश्चित करने के लिए सभी मिलाप कनेक्शन जांचें कि सब कुछ पूरी तरह से मिलाप है और एक दूसरे से जुड़ा हुआ है। इसके विपरीत, सुनिश्चित करें कि जो कनेक्शन स्पर्श नहीं करने चाहिए वे एक साथ नहीं हैं। 2) सुनिश्चित करें कि सभी जेनर डायोड उचित दिशा में इंगित किए गए हैं जैसा कि मुद्रित बोर्ड आरेख में दर्शाया गया है। 3) जेनर डायोड पर संख्याओं की जाँच करके सुनिश्चित करें कि वे मुद्रित बोर्ड आरेख में दर्शाए अनुसार उचित क्रम में हैं। *इस छवि में हमने एक स्विच जोड़ा और बैटरी को जल्दी जोड़ा (और फिर उन्हें हटा दिया) यह देखने के लिए कि यह कैसे काम करता है। यह जरूरी नहीं है, लेकिन यह मजेदार है।

चरण 14: सोल्डर मोमेंटरी स्विच और टर्मिनल

लाल तार की 2 लंबी लंबाई और काले तार की दो लंबी लंबाई काटें। प्रत्येक तार के दोनों सिरों को पट्टी करें। एक लाल तार के एक छोर और एक काले तार के एक छोर को क्षणिक स्विच की लीड पर लपेटें। एक लाल तार का एक सिरा और एक काले तार का एक सिरा टर्मिनल के सिरों पर लपेटें। 4 तारों को लीड से मिलाएं। क्षणिक स्विच विज़ुअल मल्टीमीटर को चालू करेगा और टर्मिनल का उपयोग व्यक्तिगत पावरप्लांट के आउटपुट के रूप में किया जाएगा।

चरण 15: सोल्डर सोलर पैनल

तार की 2 लंबी लंबाई काटें, एक लाल और एक काला। प्रत्येक तार के दोनों सिरों को वायर स्ट्रिपर्स से पट्टी करें। ब्लैक वायर के एक सिरे को सोलर पैनल पर नेगेटिव लेड से मिलाएं ("-" वाले पैनल पर इंगित किया जाना चाहिए)। लाल तार के एक छोर को सौर पैनल पर सकारात्मक लीड से मिलाएं ("+" के साथ पैनल पर इंगित किया जाना चाहिए)।

चरण 16: मामला: उद्घाटन

घटकों के लिए आवश्यक छिद्रों को निर्धारित करने और उन्हें काटने के लिए प्रदान किए गए केस टेम्पलेट (चरण 1 में डाउनलोड करने योग्य) का उपयोग करें। हमने सटीकता के लिए छेदों को स्कोर करने के लिए एक लेजर कटर का उपयोग किया (क्योंकि इस प्रकार के ऐक्रेलिक को लेजर कटर से काटना पसंद नहीं है), और फिर तदनुसार छेदों को ड्रिल किया।

चरण 17: गियर्स (वैकल्पिक)

यह कदम आवश्यक नहीं है, लेकिन व्यक्तिगत पावरप्लांट के लिए एक अच्छा अतिरिक्त है। गियर्स स्टेपर मोटर शाफ्ट के तेजी से घूमने में सहायता करते हैं, और अधिक शक्ति प्रदान करते हैं।

एक छोटे और बड़े गियर को plexiglass की 4"x5"x1/8" शीट में काटने के लिए दिए गए गियर टेम्पलेट का उपयोग करें (चरण 1 में डाउनलोड करें)। कोग, हम हाथ से काटने की सलाह नहीं देते हैं। इस गियर सेट का एक विकल्प तैयार गियर खरीदना है।

चरण 18: केस: स्टेपर मोटर और छोटा गियर

मामले में स्टेपर मोटर डालें जैसा कि बॉक्स के बाहर मोटर के स्क्रू के साथ दिखाया गया है। 2 #4 मशीन स्क्रू बोल्ट के मामले में स्क्रू संलग्न करें। बॉक्स से बाहर आने वाले मोटर के शाफ्ट पर #10 वॉशर रखें, और फिर छोटे गियर (वैकल्पिक) को ऊपर की ओर रखें जैसा कि संकेत दिया गया है।

चरण 19: केस: बड़ा गियर (वैकल्पिक)

दिखाए गए अनुसार बड़े गियर के किनारे पर छेद में केस और बड़े गियर के बीच 3/16 "X1" बाइंडिंग स्क्रू की पोस्ट डालें। पोस्ट में स्कू को हवा दें। यह गियर को चालू करने वाला हैंडल होगा।

फिर बॉक्स के अंदर और छेद के माध्यम से दिखाए गए अनुसार 3/16 "X1/4" बाइंडिंग स्क्रू की पोस्ट डालें। एक #10 SAE वॉशर को पोस्ट पर रखें और फिर बड़े गियर को ऊपर रखें। पोस्ट में पेंच घुमाकर समाप्त करें। हैंडल के साथ गियर का परीक्षण करके देखें कि वे कितनी आसानी से चलते हैं!

चरण 20: मामला: सौर पैनल

बॉक्स के अंदर सोलर पैनल डालें जैसा कि सेल की तरफ से बाहर की ओर दिखाया गया है। दो 3/16 "X1/4" बाइंडर स्क्रू से पोस्ट लें और प्रत्येक पर एक #10 SAE वॉशर स्लाइड करें। पोस्ट्स को केस के अंदर रखें और उन्हें सोलर पैनल के दोनों ओर के छेदों के माध्यम से स्लाइड करें। शिकंजा को उनके संबंधित पदों में हवा दें।

चरण 21: केस: स्विच और टर्मिनल

संकेत के अनुसार ओपनिंग में क्षणिक स्विच और टर्मिनल डालें। लीड केस के अंदर होनी चाहिए।

चरण 22: केस: प्रोटोटाइप बोर्ड और बैटरी

संकेत के अनुसार अपने प्रोटोटाइप बोर्ड को बॉक्स के अंदर तैयार सर्किटरी के साथ रखें। एक बार बैटरी, सौर सेल, स्टेपर मोटर और आउटपुट टर्मिनल से लीड संलग्न हो जाने पर मामले के अंदर सर्किट को सुरक्षित करने के लिए फोम टेप का उपयोग किया जा सकता है। सुनिश्चित करें कि किसी भी टांका लगाने वाले कनेक्शन पर टेप न लगाएं।

बैटरी को केस के निचले भाग में, स्टेपर मोटर के बगल में, जैसा कि संकेत दिया गया है, रखें। एक बार लीड सर्किट से जुड़े होने के बाद फोम टेप से सुरक्षित करें।

चरण 23: सोल्डर आउटपुट टर्मिनल

आउटपुट टर्मिनल के सकारात्मक (लाल) और नकारात्मक (काले) लीड को उनके संबंधित स्लॉट में प्रोटोटाइप बोर्ड में डालें जैसा कि संकेत दिया गया है। बैटरी टर्मिनल को रिवर्स साइड में मिलाप करें।

चरण 24: मिलाप स्विच

संकेत के अनुसार स्लॉट में स्विच से लीड डालें (छवि का केंद्र)। ध्यान दें कि स्विच के लिए सकारात्मक और नकारात्मक प्लेसमेंट कोई मायने नहीं रखता।

मुद्रित बोर्ड आरेख पर बताए अनुसार लीड को मिलाप करना सुनिश्चित करें।

चरण 25: सौर पैनल संलग्न करें

सोलर पैनल के लिए टर्मिनल पर लगे स्क्रू को ढीला करें। सौर पैनल से टर्मिनल के उद्घाटन में सकारात्मक और नकारात्मक प्लेसमेंट के साथ लीड डालें जैसा कि संकेत दिया गया है। शिकंजा कसें और जांचें कि लीड सुरक्षित रूप से आयोजित की गई हैं।

चरण 26: NiMH बैटरी संलग्न करें

NiMH बैटरी के लिए टर्मिनल पर लगे स्क्रू को ढीला करें। संकेत के अनुसार सकारात्मक और नकारात्मक प्लेसमेंट के साथ टर्मिनल के उद्घाटन में एनआईएमएच बैटरी से लीड डालें। शिकंजा कसें और जांचें कि लीड सुरक्षित रूप से आयोजित की गई हैं।

चरण 27: समाप्त

यह कैसे काम करता है यह देखने के लिए अपने व्यक्तिगत पावरप्लांट का परीक्षण करें!

थोड़ी देर के लिए हैंडक्रैंक चालू करें और फिर स्विच पर बटन दबाएं और देखें कि विज़ुअल मल्टीमीटर बैटरी की शक्ति की मात्रा प्रदर्शित करता है। अपना पावर प्लांट धूप में सेट करें और निगरानी करें कि यह कितनी ऊर्जा एकत्र करता है। फिर बिजली उपकरणों के लिए अपने पावरप्लांट का उपयोग करें। हमने अपने मिनी आर्डिनो को पावरप्लांट के साथ संचालित किया, देखें कि आप क्या शक्ति दे सकते हैं! अपनी आवश्यकताओं के अनुरूप अपने पावरप्लांट को संशोधित करें। जॉन ओ'मैली ने अपनी साइकिल पर एक रिग के लिए गियर बदल दिए (नीचे चित्र देखें)। मज़े करो!