之前寫過一篇關於太陽能充電寶的製作教程,做出來的充電寶雖然太陽能充電功能很雞肋,但除了太陽能充電外它還可以電源充電,所以確實蠻實用的,它已然成為了小宇的必備之物,感興趣的請看上一篇。
這期的主題同樣是關於充電寶,只不過此充電寶非彼充電寶,接下來就跟隨自信速君的節奏,給大夥說一說如何製作一個手搖式充電寶。
需要準備的材料:手搖變速裝置、馬達、升壓穩壓模塊、整流橋
1、手搖變速裝置、馬達
手搖變速裝置與馬達已經安裝在了一起,通過手動操作使馬達轉動,機械能轉化為電能,作為發電機使用。
咳……在這之前咱還是有必要了解一下直流電動機(馬達)的工作原理,以及為何能夠利用直流電動機給充電寶發電呢?自信速君感覺這很有必要。否則咱做完了,估計還是一臉懵比,這東西為啥能充電供電呢????
咳咳,以下內容來自百度,恩!小宇只是個知識搬運工……
-直流電動機原理科普 -
工作原理直流電機裡邊固定有環狀永磁體,電流通過轉子上的線圈產生安培力,當轉子上的線圈與磁場平行時,再繼續轉受到的磁場方向將改變,因此此時轉子末端的電刷跟轉換片交替接觸,從而線圈上的電流方向也改變,產生的洛倫茲力方向不變,所以電機能保持一個方向轉動。
如圖(a)所示,則有直流電流從電刷A流入,經過線圈abcd ,從電刷B流出,根據電磁力定律,載流導體ab和cd收到電磁力的作用,其方向可由左手定則判定,兩段導體受到的力形成了一個轉矩,使得轉子逆時針轉動。如果轉子轉到如上圖( b )所示的位置,電刷A和換向片2接觸,電刷B和換向片1接觸,直流電流從電刷A流入,在線圈中的流動方向是dcba ,從電刷B流出。
此時載流導體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定,它們產生的轉矩(如圖d中的藍色箭頭所示)仍然使得轉子逆時針轉動。這就是直流電動機的工作原理。外加的電源是直流的,但由於電刷和換向片的作用,在線圈中流過的電流是交流的,其產生的轉矩的方向卻是不變的,於是電動機的轉子在電磁轉矩的作用下就可以連續旋轉了,如圖e所示。
(c) (d) (e)
同時,一臺直流電機既可作為發電機運行,也可以作為電動機運行,只是外界條件不同而已,一個是輸入機械能,一個是輸入電能,被稱之為電機理論中稱為可逆原理。
簡單來說,直流電機外接電源時,將電能轉化為機械能,從而使電機發生轉動;相反,我們通過手搖的方式讓直流電機轉動起來,直流電機兩端的導線端就會產生電動勢,此時它就相當於一個電源,從而也就能夠對外供電了。這也就是為何我們製作手搖充電寶時,利用了直流電機(文中的小馬達)來充當電源,為充電寶模塊供電的原因所在了。
2、升壓穩壓模塊
該模塊能將作為發電機的馬達輸過來的電壓,通過調節升壓穩壓為一個定值,例如我們要製作的充電寶輸出電壓是5V,那麼通過升壓穩壓模塊就可以將輸出的電壓穩定為5V,這樣便可以直接給手機充電了。
3、整流橋(整流電路)
恩,就是這四個小二極體扭到一起就構成了整流橋電路,它的作用就是將馬達因機械做功輸出的交流電轉化為直流電源的一個小電路。
這裡為何需要整流電路呢?事實上升壓穩壓模塊的輸入電壓是有正負之分的,一旦正負接反就會導致整個模塊被燒壞。而這四個小二極體組成的整流電路正好能夠將馬達輸出的交流電轉化為直流電,在馬達的輸出端與升壓穩壓模塊的輸入端之間接入整流橋正好能夠解決交流轉直流的問題。