Zbytočný stroj alebo dialóg so superkapacitorom s inteligentným chlapom: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Múdry chlapec. Čo?! Zbytočný stroj! Opäť! Stovky, tisíce z nich, ktoré upchávajú kanály YouTube, nestačia?

Jumbleview. Väčšina z nich je vyrobená pomocou prepínača, tento má kolískový spínač.

SG. No a čo? Každý vie, že fungujú rovnako. A už ste postavili Stroj pomocou kolískového prepínača. Prečo sa opakuješ?

Jv. Ten má odlišnú sadu elektrických komponentov a špeciálnu schému.

SG. Naozaj? Pozrime sa.

Krok 1: Zoznámte sa s hrdinom

Jv. Tu je naše hrdina. Je to superkondenzátor, ktorý napriek svojej malej veľkosti má kapacitu 0,1 Farad. Len na porovnanie, pozrite sa na druhú fotografiu, keď je zobrazená vedľa tradičného elektrolytického kondenzátora. Napriek tomu, že má elektrolyt porovnateľnú veľkosť, kapacitu 470 mikrofaradov (200-krát menej)!

SG. Tento elektrolytický kondenzátor však dokáže zvládnuť napätie 25 V oproti 5,5 V pre vášho „hrdinu“.

Jv. To je pravda, ale rozdiel nie je taký veľký v porovnaní s kapacitou.

SG. Ste tak hrdí, ľudia si môžu myslieť, že ste jeho vynálezcom. Ako to súvisí s nepoužiteľným strojom?

Jv. Bohužiaľ, nie som ten, kto vynašiel superkondenzátor. Ale urobme ďalší krok a ukážem vám, ako to súvisí s nepoužiteľným strojom.

Krok 2: Schémy zapojenia

Jv. Tu sú schémy stroja s kondenzátorom. Horný diagram ukazuje, ako to funguje, keď je stroj zapnutý. Spínač spája motor s batériou a motor pohybuje ramenom dopredu; elektrický prúd preteká obvodom diódy a relé, namontovaného paralelne s motorom. Relé je nútené zatvoriť normálne otvorený kontakt. Prostredníctvom tohto kontaktného (a malého odporu) je kondenzátor pripojený k batérii a je nabitý.

SG. Ok, teraz vidím. Keď rameno otočí spínač späť, motor je odpojený od batérie, ale je pripojený ku kondenzátoru v opačnej polarite. Motor sa otáča dozadu a vráti rameno do pôvodného stavu. Dióda teraz zostáva v smere elektrického prúdu v opačnom smere, takže kontakt relé zostáva otvorený a kondenzátor je odpojený od batérie. Väčšina nabíjacieho kondenzátora stráca, keď zaisťuje pohyb motora, zvyšok sa stratí pri navíjaní zastaveného motora.

Jv. Presne tak. A páči sa mi slovo, ktoré si použil: „rozptyľuje sa“.

Krok 3: Komponenty

Jv. Nasleduje zoznam s komponentmi:

• Prevodový motor Solarbotic GM17.
• Superkondenzátor NEC 0,1 F 5,5 V.
• Schottkyho dióda 1N5817
• Relé 5 V (NRP04-C50D, Frys elektronika)
• Prepínač Philmore Rocker. (Frys elektronika)
• Rezistor 5 Ohm, 0,5 W
• Štyri nabíjateľné batérie 1,2 V (akéhokoľvek typu).

Okrem toho je potrebný drôt, držiak na batérie, doska na pripevnenie prvkov a ich zapojenie.

SG. Klasický zbytočný stroj má štyri hlavné komponenty: batériu, motor, prepínač DPDT a mikrospínač. Vo vašom návrhu je sedem. Jeden mikrospínač ste nahradili kondenzátorom, relé, diódou a odporom. Má to vôbec zmysel?

Jv. Verím, že áno. Najprv však postavme stroj a potom to vysvetlím.

Krok 4: Dimenzie

Jv. Tu je niekoľko rozmerov pre hlavné mechanické komponenty: rameno, kryt motora.

SG. Chystáte sa ho vytlačiť 3D?

Jv. Bohužiaľ nemám 3D tlačiareň a nemám potrebné znalosti. Rameno som vyrobil z preglejky a puzdro z drevených prvkov.

Krok 5: Veko

Jv. Tu je výkres veka, kde by malo byť všetko namontované.

SG. Poskytnete plán škatule a podrobné pokyny na zostavenie. Jv. Nie. Krabica samotná je len na ozdobu. Čo potrebuje, aby stroj fungoval, bude namontované na veku.

SG. Každopádne to asi nie je potrebné. Je nepravdepodobné, že by to niekto chcel zopakovať.

Krok 6: Zostavenie zariadenia

Jv. Tu je plne zmontovaný stroj. Kryt motora pripevnený k veku pomocou dvoch skrutiek, vypínač zasunutý do otvoru veka, doštička a držiak batérie pripevnený k veku suchým zipsom.

SG. Vyzerá to OK. Vlastne som od teba čakal niečo škaredšie. Ale skutočne to funguje?

Krok 7: Spustenie zariadenia

Jv. Funguje to a celkom spoľahlivo. Ako dôkaz je tu klip.

SG. Teraz chápem tvoj zmysel. Keď je stroj vypnutý, môžete rameno otáčať ručne. To nie je možné pri stroji s mikrospínačmi.

Jv. Správny. Pre zbytočný stroj je skvelé úplne sa odpojiť od napájania na konci cyklu. Inými slovami, vypnutý stroj musí byť mŕtvy. Na klipe s klasickým zbytočným strojom (počínajúc druhým 19. krokom) však môžete jasne vidieť, že to nie je celkom pravda. Tester sa pokúša zdvihnúť veko, ale uvoľní mikrospínač a zapne motor. Ten stroj nie je mŕtvy, len hrá mŕtvy. Toto nie je prípad stroja tu uvedeného.

SG. Je to naozaj dôležité?

Jv. Pre mňa áno. Ale keď to hovorím vážne, verím, že zbytočný stroj má veľký vzdelávací potenciál. Aký je najlepší spôsob, ako zoznámiť študentov školy s vedou o elektrine a mechanike? Z tohto hľadiska je viac komponentov lepšie ako menej.

SG. OK, OK, skoro si ma presvedčil. Ale nabudúce môžete urobiť niečo aspoň vzdialene užitočné?

Jv. Budem o tom premýšľať.