Суперкондензатор, безполезна машина или диалог с Smart Guy: 7 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Умно момче. Какво?! Безполезна машина! Отново! Стотици, хиляди от тях запушването на канали в YouTube не са достатъчни?

Jumbleview. Повечето от тях са направени с превключвател, този има рокер.

ДГ И така, какво? Всички знаят, че работят еднакво. И вече сте построили машина с превключвател. Защо да се повтаряш?

Jv. Този има различен набор от електрически компоненти и специална схема.

ДГ Наистина ли? Нека да видим.

Стъпка 1: Запознайте се с героя

Jv. Ето нашия герой. Това е суперкондензатор, който въпреки малкия си размер има капацитет от 0,1 Фарад. Само за сравнение погледнете втората снимка, когато тя е показана до традиционния електролитен кондензатор. Въпреки че е със сравним размер, електролитът има капацитет от 470 микрофарада (200 пъти по-малко)!

ДГ Но този електролитен кондензатор може да се справи с напрежение от 25 V срещу 5,5 V за вашия "герой".

Jv. Това е вярно, но така или иначе разликата не е толкова голяма в сравнение с капацитета.

ДГ Толкова си горд, че хората може да мислят, че ти си неговият изобретател. Как е свързано с безполезна машина?

Jv. Уви, не аз съм изобретил суперкондензатора. Но нека направим следващата стъпка и ще ви покажа как тя е свързана с безполезна машина.

Стъпка 2: Схеми

Jv. Ето схеми на машината с кондензатор. Горната диаграма показва как работи, когато машината е включена. Превключвателят свързва двигателя с батерията и двигателят премества рамото напред; електрически ток преминава през веригата на диод и реле, монтирани успоредно на двигателя. Релето е принудено да затвори нормално отворения си контакт. Чрез този контакт (и малък резистор) кондензаторът е свързан към батерията и получава известно зареждане.

ДГ Добре, сега виждам. Когато рамото завърти превключвателя назад, двигателят се изключва от батерията, но се свързва с кондензатора в обратна полярност. Двигателят се върти назад и връща рамото в първоначалното му състояние. Диодът остава в обратна посока по пътя на електрическия ток, така че контактът на релето остава отворен и кондензаторът е изключен от батерията. По -голямата част от зарядния кондензатор губи, докато осигурява движение на двигателя, останалата част ще се разсее при намотката на спрял двигател.

Jv. Точно. Харесва ми думата, която сте използвали: „разсейва се“.

Стъпка 3: Компоненти

Jv. По -долу е даден списък с компоненти:

• Solarbotic GM17 редуктор.
• NEC 0.1 F 5.5 V суперкондензатор.
• Диод Шотки 1N5817
• Реле 5 V (NRP04-C50D, електроника на Фрайс)
• Rocker превключвател на Philmore. (Електроника на Фрайс)
• Резистор 5 Ohm, 0.5 W
• Четири акумулаторни батерии 1.2 V (всякакъв тип).

Освен това има нужда от някакъв проводник, държач за батерии, макет за монтиране на елементи и свързването им.

ДГ Класическата безполезна машина има четири основни компонента: батерия, двигател, DPDT превключвател и микропревключвател. Във вашия дизайн има седем. Заменихте един микро превключвател с кондензатор, реле, диод и резистор. Има ли изобщо смисъл?

Jv. Вярвам, че е така. Но нека първо изградим машината, после ще обясня.

Стъпка 4: Размери

Jv. Ето някои размери за основните механични компоненти: рамо, корпус на двигателя.

ДГ Ще го отпечатате ли 3D?

Jv. Уви, нямам 3D принтер и не притежавам необходимите умения. Направих ръката от шперплат и корпус от дървени елементи.

Стъпка 5: Капак

Jv. Ето чертеж на капака, където трябва да се монтира всичко.

ДГ Ще предоставите ли план за кутията и подробната инструкция за изграждане. Jv. Не. Самата кутия е само за декорация. Това, което е необходимо за работа на машината, ще бъде монтирано на капака.

ДГ Както и да е, това вероятно не е необходимо. Едва ли някой ще иска да го повтори.

Стъпка 6: Сглобяване на машината

Jv. Тук е напълно сглобена машина. Корпусът на двигателя е монтиран към капака с помощта на два винта, превключвател, поставен в отвора на капака, платка и държач на батерията, прикрепен към капака с велкро.

ДГ Изглежда ОК. Всъщност очаквах от вас нещо по -грозно. Но наистина ли работи ?.

Стъпка 7: Пускане на машината

Jv. Работи и доста надеждно. Като доказателство тук е клипът.

ДГ Сега виждам твоята идея. Когато машината е изключена, можете да завъртите ръката ръчно. Това не е възможно с машина с микро превключватели.

Jv. Точно така. За безполезна машина е добре да се изключите напълно от захранването в края на цикъла. С други думи изключената машина трябва да е мъртва. Но можете ясно да видите на клипа с класическа безполезна машина (започвайки от втори 19), че това не е съвсем вярно. Тестерът се опитва да повдигне капака, но освобождава микро-превключвателя и включва двигателя. Тази машина не е мъртва, тя просто играе мъртва. Това не е така за представената тук машина.

ДГ Наистина ли е важно?

Jv. За мен, да. Но ако говоря сериозно, вярвам, че безполезната машина има голям образователен потенциал. Какъв е най -добрият начин да запознаете учениците с науката за електричеството и механиката? От тази гледна точка повече компоненти са по -добри от по -малко.

ДГ Добре, добре, почти ме убеди. Но следващия път можете ли да направите нещо поне отдалечено полезно?

Jv. Ще си помисля за това.