Самодельный ветряк с генератором из коллекторного двигателя

Самодельный ветрогенератор из асинхронного двигателя

Дата публикации: 22 февраля 2019

Принцип работы асинхронного двигателя и генератора
Изготовление ветрогенератора своими руками из асинхронного двигателя
Тестирование генератора
Правила эксплуатации асинхронного ветрогенератора
Преимущества и недостатки ветрогенератора из асинхронного двигателя

Для самодельного ветряка удобно использовать асинхронный генератор. Он сразу вырабатывает переменный ток, и нет необходимости подключать инвертор, что упрощает схему сборки. Это означает, что всеми бытовыми приборами можно пользоваться прямо от ветряка. Сделать асинхронный генератор своими руками несложно. Достаточно найти старый асинхронный двигатель (АД) от какого-либо бытового прибора и использовать его в качестве основы для ветряка. Понадобится, правда, несложная переделка.

Принцип работы асинхронного двигателя и генератора

Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока. Его особенность состоит в том, что магнитное поле, которое производится током обмотки статора, и ротор вращаются с разной частотой. В синхронных двигателях их частота совпадает. Наиболее распространенная конструкция АД включает в себя фазный ротор и статор, между которыми находится воздушный зазор. Но встречаются и двигатели с короткозамкнутым ротором. Активная часть АД — это магнитопровод и обмотки. Остальные элементы обеспечивают жесткость конструкции, возможность вращения и охлаждение. Ток в таком двигателе появляется благодаря электромагнитной индукции, которая возникает при вращении магнитного поля с определенной скоростью.

В свою очередь, асинхронный ветрогенератор — это двигатель, который работает в генераторном режиме. Приводной ветродвигатель вращает ротор и магнитное поле в одном направлении. При этом возникает отрицательное скольжение ротора, на валу появляется тормозящий момент, после чего энергия передается на аккумулятор. Для возбуждения ЭДС в дело идет остаточная намагниченность ротора, а усиление ЭДС происходит за счет конденсаторов.

Изготовление ветрогенератора своими руками из асинхронного двигателя

Чтобы приспособить АД под ветряк, вам нужно создать в нем движущееся магнитное поле. Для этого проведите ряд преобразований:

Подберите неодимовые магниты для ротора. От их силы и количества зависит сила магнитного поля.
Проточите ротор под магниты. Это можно сделать при помощи токарного станка. Снимите пару миллиметров со всей поверхности сердечника и дополнительно сделайте углубления под магниты. Толщина проточки зависит от выбранных магнитов.
Сделайте разметку ротора на четыре полюса. На каждом разместите магниты (от восьми штук на полюс, но лучше больше).
Теперь нужно зафиксировать магниты. Сделать это можно при помощи суперклея, но тогда удерживайте элементы пальцами до тех пор, пока клей не схватится (при контакте с ротором магниты будут менять свое положение). Или закрепите все элементы скотчем.
Следующий шаг — заполнение свободного пространства между магнитами эпоксидной смолой. Для этого обмотайте ротор с магнитами бумагой, поверх нее намотайте скотч, а концы бумажного кокона загерметизируйте пластилином. После изготовления такой защиты внутрь можно заливать смолу. Когда эпоксидка окончательно высохнет, удалите бумагу.
Зачистите поверхность ротора наждачкой. Для этого используйте бумагу средней зернистости.
Определите два роторных провода, которые ведут к рабочей обмотке. Остальные провода обрежьте, чтобы не путаться.

На этом основные преобразования завершены. Дополнительно вы можете приобрести контроллер, а из кремниевых диодов сделать выпрямитель для вашего ветрогенератора. Кроме того, проверьте вращение двигателя. Если ход тугой, замените подшипники. Быстрый совет: если хотите увеличить силу тока, а также снизить напряжение в вашем агрегате, то не поленитесь и перемотайте статор толстой проволокой.

Тестирование генератора

Перед установкой готового генератора на осевую конструкцию или мачту нужно его протестировать. Для тестирования понадобится дрель или шуруповерт, а также какая-нибудь нагрузка, например, обычная лампочка, которую вы используете в быту. Подсоедините их к вашему агрегату и посмотрите, на каких оборотах лампочка горит ярко и ровно.

Если тестирование показывает хорошие результаты, то можно приступать к монтажу ветряка. Для этого необходимо изготовить лопастные элементы, осевую конструкцию, подобрать аккумулятор. Подробнее о том, как собрать ветрогенератор, можно почитать здесь.

Правила эксплуатации асинхронного ветрогенератора

Такой ветряк обладает рядом особенностей, которые нужно учитывать при эксплуатации:

Будьте готовы, что КПД готового устройства будет постоянно колебаться (в пределах 50%). Устранить этот недостаток невозможно, это издержки процесса преобразования энергии.
Позаботьтесь о качественной изоляции, а также заземлении ветрогенератора. Это обязательное требование безопасности.
Сделайте кнопки для управления устройством. Это значительно упростит его использование в дальнейшем.
Кроме того, предусмотрите места для подключения измерительных приборов. Это обеспечит вас данными о работе вашего агрегата, позволит проводить диагностику.

Преимущества и недостатки ветрогенератора из асинхронного двигателя

Если сравнивать асинхронный и синхронный ветрогенераторы, то у асинхронных есть как преимущества, так и недостатки.

Преимущества заключаются в следующем:

Мощные устройства с простой конструкцией, небольшими размерами и весом.
Высокий уровень эффективности при выработке энергии.
Нет необходимости в инверторе, потому что такой ветрогенератор производит переменный ток (220/380В). Он может непосредственно питать бытовые устройства или работать параллельно с сетью централизованного энергоснабжения.
Выходное напряжение очень стабильно.
Частота на выходе не зависит от скоростей ротора.
Обладает высокой устойчивостью к коротким замыканиям, защищен от влаги и грязи.
Может служить многие годы, так как содержит мало изнашивающихся элементов.
Работает на конденсаторном возбуждении.

При отсутствии аккумулятора асинхронный генератор может затухать в моменты перегрузки. Это является ограничителем для использования такого агрегата. Но для ветряка такой недостаток неактуален, потому что его конструкция предполагает накопитель энергии. О том, как выбрать аккумулятор для ветряка, можно прочитать здесь.
Конденсаторные батареи имеют высокую стоимость, поэтому переделка старого АД — это оптимальное решение вопроса.
Оборотность генератора находится в обратной зависимости от его массы.

Таким образом, ветрогенератор своими руками из асинхронного трехфазного двигателя — это недорогое и удобное решение для дома.

какое положено расстояние от стен многоквартирного дома до гаражей

Для чего вам нужен ветрогенератор?
Прорыв в использовании ветровой энергии
Ветер как источник энергии
Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

13 безопасных способов зарядить телефон без электричества

Свет могут внезапно выключить, когда заряд у телефона на исходе. Смартфон может быстро разрядиться и на отдыхе на природе. Розетку на дереве вы не найдёте, но пополнять заряд вы всё же сможете — методы есть.

Как зарядить телефон без электричества: обзор методов

Расскажем о разных способах зарядки смартфона или обычного телефона, если рядом нет розетки или зарядного устройства.

Портативные зарядные девайсы

У вас есть рядом заряженный ноутбук и кабель USB? Подключите телефон к нему с помощью шнура. Да, процесс не будет быстрым и, скорее всего, 100% вы не получите, но всё же полученного уровня должно хватить до следующего сеанса зарядки через розетку.

Ещё один вариант — зарядить немного телефон через прикуриватель в автомобиле. Но для этого нужен специальный переходник. Пока вы в дороге, вы сможете заряжать свой телефон.

Заряжать телефон вы можете прямо в машине от прикуривателя с помощью специального переходника

Третий вариант — внешний аккумулятор, если он у вас, конечно, есть и если он заряжен (его тоже нужно периодически подсоединять к электрической сети или к компьютеру). Это так называемый PowerBank, который хранит в себе заряд для батарей мобильных и других устройств. Подключаются телефоны к внешнему аккумулятору через тот же кабель USB: штекер micro-USB вставляется в телефон, а большой USB — во внешний аккумулятор. После этого вы включаете кнопку на корпусе девайса — зарядка начинается.

PowerBank может заряжать не только телефон, но и, к примеру, наушники

Это зарядное устройство обычно небольшое — помещается в карман и тем более в сумку.

Есть и беспроводные варианты внешних аккумуляторов. По форме они схожи со стандартными устройствами, о которых мы говорили выше. Но работают они иначе: они создают электромагнитное поле. Если смартфон находится внутри этого поля и если на нём включён «Блютуз» или «Вай-Фай», он начинает заряжаться. Пока что максимальное расстояние, на котором возможна зарядка, — всего 4 см. Поэтому обычно для зарядки телефон кладут на внешний аккумулятор. Минус способа — телефон тоже должен поддерживать функцию беспроводного заряда.

Беспроводной PowerBank совместим только с современными устройствами

Оригинальные устройства для получения электроэнергии

Кроме классических зарядников в виде внешних аккумуляторов, есть ещё необычные устройства, которые сами обеспечивают энергией себя и девайсы, которые к ним подключаются. Расскажем вкратце о некоторых из них:

Солнечные батареи. Устройство берёт энергию из солнечного света и передаёт её в аккумулятор. Воспользоваться вы сможете девайсом только в ясную погоду.
«Ветряки». Здесь источник энергии — ветер. Когда лопасти девайса крутятся от потока воздуха, телефон заряжается. Если погода тихая, зарядить, конечно, ничего не удастся.
Электрокастрюля. Оригинальное изобретение — кастрюля с выходом USB, которая аккумулирует заряд за счёт нагревания поверхности. Это идеальный вариант для походов, где нужно разводить костёр. Пока кастрюля на костре, телефон будет заряжаться. Так вы и еду приготовите, и телефон «накормите». Есть также походный вариант с электробуржуйкой.

С электробуржуйкой вы и чайник вскипятите, и телефон зарядите

Электрофутболка заряжает телефон от звука

Подручные средства: джинсы и скотч

Какую хитрую зарядку можно использовать без вреда для батареи: потереть аккумулятор, предварительно вытащив его из телефона, о джинсовую ткань либо капроновые колготки. За счёт появления статического напряжения батарея немного «оживёт». Конечно, она получит самый минимум — пару процентов, но даже их хватит на какой-то важный звонок.

Нужно потереть батарею о джинсы

Даже несмотря на то что ваш телефон сел, в его «аккуме» может остаться несколько процентов заряда. На любой батарее обычно есть 3 контакта (может быть и больше). Два крайних слева и справа отвечают за передачу энергии, а средний — за передачу информации о состоянии батареи.

Чтобы «обмануть» телефон, аккуратно заклейте скотчем или другим материалом средний контакт, но чтобы материал не покрывал контакты для энергии. Включите телефон и попробуйте позвонить, пока заряд окончательно не иссяк. Минус способа — вы не сможете его использовать, если у вас встроенная батарея в телефоне.

Если у вас 4 контакта на батарее, закройте скотчем 3 и/или 4-й контакт.

Закройте контакты батареи, которые отвечают за передачу данных о ней

Как не рекомендуется действовать, чтобы не причинить вред аккумулятору телефона

Небезопасны те методы зарядки, которые связаны с нагреванием батареи. В сети можно встретить способ: нагреваешь лезвие ножа и на него кладёшь аккумулятор. Повысив температуру «аккума», вы дадите ему пару процентов заряда. Возможно, у вас появится шанс позвонить кому-то один раз или отправить «смску». Однако такой способ может вообще привести в негодность батарею — она просто перегреется и сгорит. В крайнем случае для экстренной зарядки можно подержать телефон на солнце, чтобы он стал чуть тёплым, но опять же вы это будете делать на свой страх и риск.

Ещё один опасный метод — удар батареи обо что-то твёрдое. Неверно рассчитаете силу удара и работать аккумулятор перестанет от слова совсем. Поэтому не рискуйте. Если вам срочно нужно позвонить, попросите телефон у друга или просто прохожего.

Что можно сделать, чтобы при необходимости сохранить заряд телефона подольше

Если заряда осталось совсем мало, попробуйте свести к минимуму потребление энергии телефоном, чтобы этого запаса вам хватило до следующей возможности подзарядиться:

Выключите мобильный интернет, «Блютуз», «Вай-Фай». Эти функции потребляют больше всего энергии.
Уменьшите яркость до минимальной.
Закройте все ненужные программы, чтобы устройство не тратило энергию на их фоновую работу.
Как можно реже выводите телефон из режима блокировки (иными словами не включайте экран — пусть телефон «спит»).
Выключите телефон совсем, если не ожидаете срочного звонка. Включите его тогда, когда нужно будет совершить важный звонок.
Уберите телефон в тенёк, чтобы он не нагревался. Нагретая батарея разряжается гораздо быстрее.

Классические способы подзарядить телефон, если нет доступа к электричеству: заряженный ноутбук, внешний аккумулятор (проводной или беспроводной), переходник для прикуривателя в авто. Есть более оригинальные и практичные устройства для походов: электрокастрюли, специальные буржуйки, солнечные батареи и т. д. Крайне не рекомендуется сильно нагревать или бить батарею, чтобы получить пару процентов — вы её просто испортите. А какие способы известны вам?

Электричество из земли своими руками

Необходимость постоянного сжигания топлива для получения электроэнергии приводит к поискам способов удешевления этого процесса, а порой и создания теорий о возможности выработки халявного электричества. Подобные идеи не новы, так как их выдвигали еще знаменитые умы прошлого, стоявшие на заре зарождения массового использования электрических приборов.

Поэтому современные генераторы свободной энергии уже никого не удивляют, бесплатную электроэнергию предлагают получать самыми невероятными способами. Сегодня мы рассмотрим такой способ, как электричество из земли, насколько это реально и какие теории существуют в целом.

Мифы и реальность

Современная наука смогла доказать наличие собственного электромагнитного поля вокруг планеты. Оно не только создает естественные колебания в атмосфере Земли, но и призвано защищать все человечество от воздействия солнечного излучения, пыли и других мелких частиц, которые могли бы попасть из космоса. С теоретической точки зрения, если разместить один электрод на поверхности грунта, а второй поднять вверх на 500 м, то между ними получится разность потенциалов около 80 В. Если пропорционально увеличить расстояние до 1000 м, то и уровень напряжения должен увеличиться в два раза.

Однако на практике все получается далеко не так складно:

Во-первых, электроды должны иметь достаточно большую площадь, из-за чего они будут обладать парусностью и возникнут сложности с их массой и фиксацией на высоте.
Во-вторых, электромагнитное состояние поля земли непостоянно, поэтому оно во многом зависит от различных факторов и его распределение в пространстве также неравномерно.
В-третьих, верхний электрод будет главным претендентом на притяжение разрядов атмосферного электричества, что приведет к перенапряжению в генераторе.

Тем не менее, определенные опыты получения бесплатного электричества все же существуют, но их практическая реализация носит скорее экспериментальный, чем предметный характер.

Что можно попробовать сделать?

Но следует быть осторожным, так как некоторые из предложенных вариантов созданы исключительно в качестве коммерческой рекламы и не представляют пользы даже с теоретической точки зрения. Такие способы предназначены для продажи нерабочих устройств доверчивым соискателям бесплатного напряжения.

Однако, есть эксперименты, позволяющие извлечь электричество, пускай и относительно малого вольтажа. Среди существующих способов получения электричества из земли мы рассмотрим несколько действительно рабочих вариантов.

Схема по Белоусову

Название метода произошло от фамилии ученого, предложившего такой способ получения электричества из земли. Для этого используется двойное пассивное заземление без каких-либо активаторов, два конденсатора и катушки индуктивности. Схема Белоусова приведена на рисунке ниже:

Рис. 1. Схема получения электричества по Белоусову

Извлечение электричества из земли, согласно этой схемы, будет происходить по такому принципу:

Через цепь двух заземлений постоянно пропускаются высокочастотные разряды, присутствующие в грунте. Но их будет отсеивать индуктивная составляющая первой катушки схемы Тр.1.
Конденсаторы в схеме подключаются положительными пластинами друг к другу, важно соблюдать эту последовательность, иначе накопление электричества, как в единой емкости не произойдет.
Ко второй катушке подключается лампочка, которая при наличии электричества покажет, что вам удалось добывать ток. Это своеобразная нагрузка, которую вы можете заменить на любой прибор.

Из земли и нулевого провода

Этот способ получения электричества из земли основан на том, что нулевой проводник в системах с глухозаземленной нейтралью у частного потребителя имеет значительное удаление от контура подстанции или КТП. Изначально проверьте, существует ли разность потенциалов между нулевым проводом и контуром заземления. Как правило, вольтметр покажет разность потенциалов в 10 – 20В. Это не большая разность потенциалов, но ее также можно использовать. Тем более что его можно запросто повысить при помощи обычного трансформатора до нужного номинала.

Чтобы добывать электричество вам понадобится обзавестись собственным контуром заземления, если такового еще нет на вашем участке. Более детальную информацию о процессе изготовления вы можете почерпнуть из соответствующей статьи на сайте — https://www.asutpp.ru/kontur-zazemleniya.html. Заметьте, несмотря на использование системы центрального электроснабжения, приборы учета не будут принимать в учет это напряжение, поэтому его можно считать бесплатным.

Стержни из цинка и меди (гальванический способ)

В таком методе получения электричества из земли используется тот же способ, что и в обычной батарейке. Здесь источником электроэнергии выступает химическая реакция, которая возникает при взаимодействии металлических электродов с природным электролитом. Однако мощность этого природного генератора электричества и разность потенциалов будет зависеть от ряда факторов:

Габаритных размеров – длины, поперечного сечения и площади взаимодействия с грунтом. Чем больше площадь, тем большую добычу электричества можно осуществить таким методом.
Глубина расположения – чем глубже разместить электроды, тем больше электричества будет собираться по всей высоте металла.
Состав грунта – химическая составляющая любого электролита будет определять проводимость электрического тока, способность генерации электрического заряда и т.д. Поэтому наличие тех или иных солей, концентрации определенных элементов и станет основным отличием для естественного электролита на поверхности планеты.

Для практической реализации данного метода получения бесплатной энергии возьмите пару электродов из разных металлов, составляющих гальваническую пару. Наиболее популярным вариантом являются медь и цинк. Погрузите медный провод в грунт, а затем отступите от него на 25 – 30 см и погрузите в грунт цинковый электрод. Для лучшего эффекта землю между ними необходимо залить крепким раствором обычной пищевой соли.

Чтобы оценить результат эксперимента подождите минут 10 – 15, а затем подключите к выводам земляной батареи вольтметр. Как правило, вы получите напряжение от 1 до 3В, в зависимости от глубины залегания электродов и типа почвы показатели могут отличаться. Это конечно не много, но для питания светодиода или другого слаботочного прибора будет вполне достаточно. Со временем солевой раствор впитается и его действие начнет ослабевать, поэтому и ресурс электричества на выходе также снизится.

Если вы проделываете эти манипуляции для постоянного использования гальванического элемента, питающего какую-либо электрическую установку, то будет рациональным попробовать забивать электроды в разных местах на земельном участке. А после выбрать наиболее выгодный вариант. Если напряжения от пары штырей будет слишком малым, то нужно забить несколько и подключить их последовательно. Но помните, постоянное подливание растворенной соли сделает почву непригодной для выращивания сельскохозяйственных и декоративных культур.

Потенциал между крышей и землей

Такой метод получения электричества из земли возможен для домов с металлической крышей. Вам понадобится подключить один электрод к металлической пластине, которая представляет собой единую конструкцию или антенну. А второй подвести к проводу заземления, который соединяется с общим контуром, при его отсутствии можете просто вбить штырь в землю. Крыша здания обязательно должна быть изолирована от земли.

Чем большую площадь занимает металлическая антенна и чем выше она расположена, тем большее напряжение вы получите. Как правило, в частном секторе удается сгенерировать электричество в 1 – 2 В, поэтому метод носит скорее экспериментальный, чем практический характер. Так как ни поднимать вверх, ни расширять площадь крыши ради нескольких вольт электричества будет нецелесообразно.

Выводы

Из рассмотренных выше методов видно, что в земле присутствует как огромные запасы статического электричества, так и большой потенциал других видов энергии, которую можно поставить на службу человеку. Для этого нет нужды сжигать топливо, однако не один из способов не дает возможности запитать мощный прибор.

Поэтому куда выгоднее в качестве альтернативных источников получения электричества использовать те же солнечные батареи или ветрогенераторы. Дальнейшее изучение методов генерации электричества из земли может принести более продуктивные результаты, но сегодня мы можем довольствоваться лишь энергией ради эксперимента.

Топ-6 лучших способов получить бесплатную электроэнергию

Дата публикации: 23 января 2020

Ток из земли: ТОП-3 способа
Ток из воздуха: ТОП-3 способа

Сегодня мировые СМИ и предприниматели все больше обращают внимание на альтернативные способы получения энергии. Они помогут не только экономить на электричестве, но и заботиться об окружающей среде. В этой статье собраны 6 самых популярных способов, рассказывающих, как получить бесплатную электроэнергию.

Ток из земли: ТОП-3 способа

Земля — самый большой и мощный источник энергии. В нашей почве объединены три среды — твердая, жидкая и газообразная, что и становится необходимым условием для извлечения электроэнергии. Из-за этого почву можно считать станцией, в которой на постоянной основе хранится электричество.

Есть три основных способа получить бесплатное электричество с помощью почвы:

Нулевой провод — нагрузка — почва.
Медный и железный электроды.
Потенциал между крышей и почвой.

Нулевой провод — нагрузка — почва

Этот метод подразумевает, что будет использоваться третий проводник, соединяющий проводник в земле и нулевой контакт. В результате получится ток напряжением около 15 вольт. Такого вольтажа хватит, чтобы подключить до пяти лампочек и осветить две комнаты.

Впрочем, некоторые умельцы экспериментируют с этим способом и получают напряжение намного превосходящее 20 вольт, способное питать целый дом.

Медный и железный электроды

С помощью этих электродов можно добыть бесплатное электричество из почвы, потратив минимум усилий. Но учтите, что на участке, где расположатся электроды, не будет расти никакой зелени, поскольку она перенасытится солями.

На расстоянии до метра в почву вставляются два прута: один цинковый или железный, другой медный. В этом методе роль электролита играет сам грунт, а с помощью прутьев получается разница потенциалов. В итоге цинковый стержень станет отрицательным электродом, а медный — положительным. Таким способом добывается до трех вольт.

Потенциал между краем крыши и почвой

Те же самые три вольта можно получить, если поймать потенциал между землей и крышей. Чтобы метод сработал, крыша должна быть выполнена из железа, а в почву необходимо установить ферритовые пластины.

Вольтаж увеличится, если пластины взять большего размера или найти более высокую крышу.

Ток из воздуха: ТОП-3 способа

Получать бесплатное электричество для дома из воздуха — желание большинства экономных людей. Как оказалось, эта мечта осуществима.

Вариантов получения тока из воздуха множество, но наиболее популярные среди них — это:

ветрогенераторы;
грозовые батареи;
генератор тороидального электричества Стивена Марка.

Ветряные генераторы уже сейчас используются в странах Европы, Азии и Америки. Поля с этими гигантскими приспособлениями занимают огромные площади и способны обеспечивать энергией техническое предприятие или завод. Единственный минус такого способа — непостоянство ветра. Из-за изменчивости погоды нельзя сказать точно, сколько выработается и накопится энергии.

Подробнее о том, как создать ветрогенератор из подручных средств, читайте здесь: Ветрогенератор из шуруповерта.

Грозовые батареи тоже зависят от погодных условий, поскольку накапливают потенциал из разрядов молний. Эти системы — самые непредсказуемые и опасные в применении, ведь молнии контролировать нельзя.

Еще один прибор, позволяющий получать бесплатную электроэнергию дома, — это генератор тороидального электричества, изобретенный Стивеном Марком. Основу генератора составляют три катушки. Они создают резонансные частоты и магнитные вихри, благодаря которым и появляется электрический ток.

Альтернативные источники энергии позволяют заботиться о природе и использовать ее восполняемые ресурсы по максимуму. Однако стоит помнить, что любые эксперименты с электричеством могут быть опасны. Если у вас нет опыта, то проводите их в присутствии мастера или электрика и с соблюдением всех норм предосторожности.

Понизить тепловые потери
Ваш интерьер в новом магическом свете
Электрический автобус подзаряжается за 10 секунд
Информационный бюллетень «Оптимизация освещения»

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Как сделать беспроводную зарядку для телефона?

Продвинутый владелец смартфона, знающий, как делается восстановление данных с флешки или microSD, и умеющий настроить программные приложения так, чтобы они не отнимали слишком много оперативной памяти, скорее всего, слышал и о беспроводной зарядке. Эта технология, как ясно из названия, позволяет восполнять энергию в аккумуляторе, не путаясь в проводах и USB-шнурах. Как сделать устройство для беспроводной зарядки своими руками — попробуем разобраться.

Как работает беспроводная зарядка для телефона?

Принцип действия беспроводной зарядки для телефона или любого другого устройства, работающего от стандартного аккумулятора, можно описать двумя словами: электромагнитная индукция.

В начале XIX века великий французский физик Андре Ампер, вплотную занимавшийся изучением особенностей и законов действия электрического тока, открыл, что вместе с движением электронов возникает другое, напрямую связанное с первым явление: магнитное поле, сила которого, как стало ясно в результате нескольких опытов, связана простым соотношением с силой тока. Чем больше вторая, тем больше первая, и наоборот; как только прекращался ток, исчезало и магнитное поле.

Для того времени этого открытия было более чем достаточно. Век спустя другой гениальный учёный Никола Тесла смог использовать электромагнитную индукцию, естественным образом сопровождающую возникновение токов высокой частоты, для дистанционного питания электрических приборов — что, собственно, и стало теоретической основой для создания беспроводной зарядки.

Вряд ли французский и сербский исследователи в момент открытия думали о зарядке устройств для обмена сообщениями и фотографирования окружающего мира; тем не менее обнаруженные ими взаимосвязи сегодня используются в первую очередь для этого — как крупнейшими производителями, так и домашними умельцами, не желающими тратить деньги на заводское устройство.

Исследования продолжались, и в конце XX века Консорциум беспроводной энергии (Wireless Power Consortium), одна из крупнейших работающих в этой области некоммерческих организаций, создала первый опробованный и полностью рабочий стандарт подзарядки аккумуляторов без использования проводов, названный Qi. Изначально он предназначался для передачи токов малой мощности; позже — средней и большой.

Поскольку и описание технологии, и конкретные требования к устройствам беспроводной зарядки относятся к открытой, предназначенной для свободного использования информацией, пользоваться наработками WPC (так же называется и сам стандарт) может любой желающий — разумеется, без какой-либо гарантии со стороны исследовательского центра.

Важно: в настоящее время разрабатываются методики передачи электрического тока без проводов посредством сети Wi-Fi. Полноценных продуктов на рынке пока не представлено, однако через год или два владельцы мобильных телефонов, возможно, откажутся и от сегодняшних устройств беспроводной зарядки в пользу более практичного и менее опасного для здоровья решения.

Существуют и другие, помимо Qi, стандарты подзарядки аккумуляторов токами средней мощности, однако все они уступают исходному: часть из них — закрытые коммерческие разработки, делающие сборку устройства своими руками невозможной, а другие позволяют получить на выходе более стабильный, но слишком слабый ток, «растягивающий» процесс восполнения энергии на несколько часов — вплоть до суток.

Вне зависимости от изготовителя и модели мобильного аппарата беспроводная зарядка стандарта Qi работает одинаково:

На медной катушке, подключённой к бытовой электросети со стандартными напряжением и частотой, генерируется мощное магнитное поле.
Оно передаётся на катушку-приёмник, располагающуюся на расстоянии нескольких сантиметров от первой, и преобразуется посредством дополнительного элемента в электрическую энергию, после чего поступает или на разъём телефона, или непосредственно на контакты аккумулятора.

Совет: изготовление устройства для беспроводной зарядки своими руками связано с определёнными рисками и сложностями, о которых будет рассказано ниже. Чтобы не превратить дорогой смартфон в набор бесполезных деталей, рекомендуется экспериментировать на аппарате попроще — таком, который в случае неудачи не жалко будет выбросить.

Нередки случаи, когда после первой «зарядки» не включается Wi-Fi на телефоне; единственное, что может сделать неудачливый владелец устройства, — обратиться в сервисный центр или ремонтную мастерскую.

Плюсы и минусы самодельной беспроводной зарядки

Устройство для восполнения заряда телефона или планшета без проводов, изготовленное своими руками, при условии соблюдения следующей инструкции и аккуратности домашнего мастера имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы понять, имеет ли смысл вообще приступать к сборке, нужно внимательно ознакомиться с первыми и вторыми — и решить, насколько возможность обойтись без шнура компенсирует затраченные время и усилия.

Преимущества самодельной беспроводной зарядки:

Дешевизна. Если приличное заводское устройство стоит от 40 долларов, то на запчасти, необходимые для сборки передатчика и приёмника своими руками, придётся потратить в минимальной комплектации вдвое меньше. Совсем обойтись без расходов, само собой, не получится: пользователь вынужден будет приобрести медную проволоку, транзистор и диод — с большой вероятностью дома у него их не сыщется.
Удобство. Зарядка батареи телефона с помощью стандартного проводного устройства всё ещё остаётся самым надёжным и безопасным вариантом, однако многих владельцев мобильных устройств раздражает само наличие шнура. С беспроводной зарядкой, как несложно догадаться, такой проблемы не возникнет — кабель нужен будет только для подключения катушки-передатчика.
Возможность поэкспериментировать. Если обладателю мобильного телефона не терпится проверить свои навыки намотки и пайки, а просто заменить вышедший из строй разъём в телефоне кажется скучным, самое время приступить к работе — создание беспроводной зарядки поможет занять один-два вечера и гарантированно избавит от скуки.

Недостатки беспроводной зарядки, сделанной своими руками:

Малая «зона покрытия». Самое лучшее самодельное устройство сможет заряжать телефон, находящийся на расстоянии четырёх-пяти сантиметров от катушки-индуктора. Даже для заводских моделей «диапазон» не превышает двадцати сантиметров — и уже поэтому стандартный зарядник с проводом, имеющим длину до полутора метров, гораздо более удобен.
Электромагнитные помехи. Это явление действительно существует и, поскольку беспроводная зарядка неминуемо создаёт сильное магнитное поле, негативно сказывается на окружающих устройствах. Конечно, оно не «убьёт» флешку и не приведёт в негодность оптический диск, а вот существенно ухудшить качество звука, выдаваемого чувствительными динамиками, может легко. Кроме того, нельзя исключать индивидуального воздействия на человеческий организм, самым часто проявляющимся признаком которого является головная боль.
Сложность сборки. Сделать беспроводную зарядку своими руками — это не наклеить защитное стекло: владельцу телефона придётся повозиться, не имея никаких гарантий, что в итоге получится рабочее и безопасное для аппарата устройство. При несоблюдении приведённой ниже инструкции, использовании «неправильных» элементов и просто несчастливой случайности в лучшем случае не будет работать зарядка; в худшем — и сам аппарат.
Необходимость искать запчасти. Если с приобретением медной проволоки (а стальная не подойдёт) проблем не предвидится, то за транзистором и диодом придётся обращаться в специализированный магазин, а то и выписывать их через Интернет. Пользователь, которого не пугают сложности, может действовать именно так; если же главное — комфорт и безопасность любимого телефона, разумнее будет приобрести беспроводную зарядку от любого производителя.

Важно: поскольку конструкция беспроводной зарядки принципиально проста, «перепаять» приобретённое устройство проще, чем собирать его с нуля.

Как сделать беспроводную зарядку своими руками?

Ниже будет приведена инструкция по изготовлению в домашних условиях самого простого беспроводного зарядного устройства. Оно будет рассчитано на работу только с одним аппаратом, практически не подлежит настройке и представляет определённую опасность для работоспособности мобильного аппарата. Если описанный процесс не удовлетворит обладателя телефона или покажется ему чрезмерно сложным, самым разумным решением будет приобрести заводскую модель — или продолжать пользоваться «проводами».

Для сборки беспроводного зарядника своими руками понадобятся:

паяльник;
кусачки для проволоки (можно обойтись ножницами);
мгновенный или суперклей;
оправа для проволоки диаметром 50–70 миллиметров;
резисторы: 10 Ом и 1К — по одной штуке;
конденсаторы: 10n (две штуки), 100n и 10µ — по одной штуке;
транзистор IRF-Z44 или аналогичный полевой;
диод VD1-M4;
стабилизатор 7805 (5 вольт);
медная проволока (провод) сечением 1 миллиметр;
медная проволока (провод) сечением 0,35–0,4 миллиметра;
блок питания от стандартного зарядного устройства.

Прежде чем приступать к работе, следует внимательно ознакомиться с пошаговыми инструкциями для каждого технологического блока.

Изготовление передатчика

Чтобы сделать передающее устройство, нужно:

Взять ранее подготовленную оправу, оставить свободный конец 1-миллиметровой проволоки длиной 10–15 миллиметров, а остальную намотать кольцом к кольцу, пока не наберётся 25 витков, время от времени проклеивая суперклеем или другим доступным изолирующим и скрепляющим материалом. Чем быстрее он будет высыхать, тем лучше; особого влияния на силу магнитного поля качество клея не оказывает.

Пока катушка сохнет, собрать подводящую часть по представленной ниже схеме. Отказываться ради упрощения от сопротивлений не стоит: невозможно предсказать, сколько прослужит такое «неполноценное» устройство и насколько оно будет безопасно для техники.

Припаять катушку, используя в качестве «плюса» внутренний свободный отрезок, а «минуса» — оставшийся снаружи.

Свёрнутую кольцами проволоку можно поместить в любой футляр или изготовить для неё красивую ёмкость — на качестве работы это никак не отразится. Главное, чтобы катушка-приёмник находилась как можно ближе к передатчику — это требование непременно должно отражаться в конструкции держателя.

Совет: не стоит использовать в качестве блока питания дешёвый зарядник — он с большой вероятностью скоро выйдет из строя, из-за чего владельцу телефона придётся перепаивать часть схемы. Лучше приобрести вариант подороже, возможно — с защитой от скачков напряжения и другими полезными функциями.

Изготовление приёмника

Порядок изготовления приёмника:

Уже известным образом намотать, как можно компактнее, 30 витков 0,35–0,4-миллиметровой проволоки, не забывая время от времени скреплять «кольца» клеем. Если в качестве материала для катушки используется неизолированная проволока, её следует покрыть защитным лаком и оставить сохнуть.
Собрать устройство из микродеталей, ориентируясь на схему. Преимущество использования SMD — возможность минимизировать занимаемое внутренней катушкой место, а значит — не менять конструкцию защитного кожуха телефона.

Подсоединить катушку и скомпоновать детали приёмника, чтобы ни одна из них не «высовывалась» в сторону. При необходимости их также можно покрыть защитным материалом.
Теперь остаётся последний этап — подключение установки беспроводной зарядки к сети и проверка на мобильном аппарате.

Подключение элементов

Прежде чем включать катушку-передатчик, нужно определить, куда будут подсоединены выходы приёмника. Варианта два:

непосредственно к аккумулятору — особенно удобно, если перестал функционировать стандартный microUSB-разъём или пользователь планирует «закрыть» его от внешней среды;
к соответствующему разъёму — тогда заряжать устройство можно будет как от собранной катушки, так и стандартным способом от сети.

В первом случае достаточно продумать, как будет батарея с «довесками» располагаться внутри корпуса, и подсоединить контакты. Во втором владелец устройства должен обратить внимание на два крайних разъёма — обычно левый из них, смотря от основания «трапеции», «плюсовой», а правый — «минусовой».

Устройство готово к работе. Теперь нужно «упаковать» приёмник в корпус, закрыть его крышкой, подключить передатчик к сети и поднести телефон ближе чем на пять сантиметров к катушке-передатчику — если сработал индикатор зарядки, схемотехник-любитель всё сделал правильно. Если нет — следует поискать слабые места сборки, проверить наличие тока и при необходимости перепаять контакты.

Важно: магнитное поле, как любое другое излучение, ослабевает по закону обратных квадратов — чем больше расстояние, тем незаметнее индукция. Чтобы «обезопасить» окружающие приборы, достаточно отставить от них беспроводную зарядку на 20–25 сантиметров — большего отдаления для устройства, собранного своими руками, не требуется.

Беспроводная зарядка своими руками — видео

Подводим итоги

Беспроводное зарядное устройство позволяет восполнять энергию в аккумуляторах телефонов и планшетов, не используя стандартные приспособления. Для сборки катушек потребуются два мотка медной проволоки разного сечения, резисторы, конденсаторы, транзисторы и диоды. Чтобы зарядка началась, необходимо поднести телефон с приёмником к передатчику на расстояние, не превышающее пяти сантиметров.

Как подключить дармовую электроэнергию в частном доме

Идея подключения дармового электричества в частном доме посещает умы многих домашних мастеров. И если создание нелегальных отводок от ЛЭП, неправильное подключение прибора учета электричества, установка мощных магнитов на счетные механизмы электросчётчика, модернизация проводки как до прибора учета электроэнергии, так и после него – это противозаконные деяния, то создание домашней ветряной и солнечной электростанции – это вполне легальный способ не платить за электричество.

Как меньше платить за электричество

Во-первых, необходимо понять, что перед тем как начать стоить домашнюю электростанцию, необходимо позаботиться об экономном и эффективном расходовании электроэнергии. Произведите замену всех ламп накаливания. Лучшая альтернатива лампочки Ильича – светодиодная лампа. Именно она лишена всех недостатков ламп накаливания и люминесцентных осветительных приборов. Светодиодная лампочка не греется, светит приятным светом, который максимально схож с естественным светом от солнца, работает дольше лампы накаливания, а также проста в утилизации. Люминесцентная лампа, безусловно, так же работает дольше лампочки Ильича, но наличие в осветительной колбе ртути делает ее утилизацию крайне затруднительным мероприятием. Люминесцентную лампу нельзя просто взять и выбросить в мусорный бак. Перегоревшую лампочку люминесцентного типа нужно сдать в ЖЭК для последующей безопасной для окружающей среды переработки.

Во-вторых, необходимо установить многотарифный прибор учета электроэнергии. Многие компании, занимающиеся поставками электроэнергии, поддерживают установку новых программируемых приборов учета потребления электроэнергии. Как примеру, стоимость 1 кВт*ч обойдется вам гораздо дешевле в определенные дни или часы. Поэтому разумно будет аккумулировать энергию в то время, когда электроэнергия оплачивается по дешевому тарифу, а расходовать тогда, когда она начнет стоить дорого. Многие зададутся вопросом, как это можно сделать, ведь электричество — это не вода, которую можно налить в банки, когда она бесплатна или стоит очень дешево. На самом деле электричество так же можно «залить» в банки. В качестве банки для воды здесь будут работать аккумуляторные батареи. По сути, необходимо обзавестись аккумуляторами 12 Вольт, зарядным устройством и преобразователем напряжения. Схема работает просто: в то время, когда электричество стоит дешево, необходимо подключить зарядное устройство на аккумулятор, чтобы «залить» электричество про запас. Именно этот запас мы будем использовать тогда, когда тарификация потребления электричества будет не самой выгодной. Для преобразования постоянного аккумуляторного тока низкого 12 В напряжения используется преобразователь напряжения DC – AC 12/220В.

И, в-третьих, необходимо узнать, какой в вашем городе или поселке дармовой вид энергии предпочтительнее всего преобразовывать в электричество. Не секрет, что установка ветряка в той местности, где среднегодовая скорость ветра составляет 1-2 м/с, станет, мягко говоря, не эффективным вложением денежных средств. По сути, такой ветряк можно назвать самым дорогим флюгером, который только можно представить. Аналогичная ситуация обстоит и с солнечной энергией. Именно поэтому необходимо перво-наперво запомнить, что перед покупкой солнечных панелей или ветряной турбины необходимо произвести советующие исследования и расчёты эффективности. Также не рекомендуем доверять графикам и диаграммам, которые представлены на web-сайтах производителей ветряков. Зачастую реальные цифры будут в 1.5-2 раза скромнее тех цифр, которые выставили талантливые дельцы из фирм-поставщиков альтернативных источников энергии для расширения клиентуры.

Как устроена любая электростанция

Любая электростанция состоит из солнечных панелей или ветряка, контроллера заряда, аккумуляторов, преобразователя напряжения, а также соединительных проводов и распределительных шкафов. Принцип работы прост и понятен: энергия от солнечных панелей и ветряка подается на контроллер заряда, с контроллера заряда — в аккумуляторные батареи, с аккумуляторных батарей — на преобразователь напряжения, с преобразователя напряжения – на розетки. Необходимость всех этих преобразований обусловлена тем, что сам ветряк или солнечная панель не дает 220В переменного тока 24 часа в сутки. На самом деле величина вырабатываемого напряжения намного скромнее, и она постоянно колеблется. Именно для отслеживания моментов, когда напряжение на клеммах солнечной панели или ветряной турбины будет достаточным для заряда АКБ, происходит включение подачи заряда на аккумуляторные батареи. В остальные моменты включается мощное балластное сопротивление. Выбирая контроллер заряда, учтите, что именно от алгоритмов работы этого узла будет напрямую зависеть эффективность работы всей электростанции. Наличие возможности регулировки включения и отключения, а также присутствие дисплея являются базовыми опциями котроллера заряда. Существуют, конечно, контроллеры без регулировки, но лучше купить такой контроллер, где можно выставить величины напряжений включения и отключения в ручном режиме. Наиболее предпочтительны варианты контроллеров, где есть USB-порт. Именно через этот разъем можно подзаряжать гаджеты напрямую с контроллера заряда. Эта функция колоссально снижает потери, потому что такой алгоритм работы исключает ненужные преобразования энергии в преобразователе напряжения, а также на зарядном устройстве. Если такого порта нет, то для обыкновенной ежедневной процедуры – зарядки мобильника мы просто будем вынуждены сначала запасать энергию в батарее 12В, преобразовывать ее в 220В в преобразователе напряжения, преобразовывать 220В в 4.5 с помощью зарядного устройства для телефона. Но зачем нужны излишние преобразования и неизбежные потери? Можно просто-напросто купить контроллер заряда с выходами для непосредственного заряда разнообразных смартфонов, мобильников, планшетов и прочих гаджетов. Главная задача – исключить ненужные преобразования, так как они «съедают» львиную часть энергии. Говоря о преобразовании электроэнергии, нельзя не упомянуть конвертер (преобразователь напряжения 12В/220). Именно от его работы зависит надежность и качество электроснабжения всех потребителей в вашем доме. Ценовой диапазон для таких приборов широк, но не стоит брать самые дешевые экземпляры. Во-первых, качество сборки, элементная база и принципиальная схема окажутся очень посредственными. Во-вторых, такой агрегат, как правило, выдает модифицированный или восстановленный синус. Безусловно, питать таким напряжением можно и лампы, и зарядки для мобильников, и телевизоры. Но любые приборы, в конструкции которых есть трансформаторы или электромоторы 50 Гц, будут работать не в штатном режиме. Будет либо перегрев обмоток, либо высокочастотный свист, либо гудение. Все это говорит о не лучшем качестве восстановленного синусоидального напряжения 220В. Идеальное решение – конвертер 12/220 с чистым синусом на выходе.

ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЗАРЯДКИ МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА

Как то раз, мне достались в подарок от знакомого два мегаомметра в нерабочем состоянии — у обоих были повреждены измерительные головки.

При вскрытии одного из них, обнаружилось что помимо двух плат с радиодеталями и измерительной головкой, прибор содержит в своем составе динамо-машину переменного тока с ручным приводом.

Генератор оказался в рабочем состоянии — при не слишком быстром вращении (порядка 40-50 оборотов в минуту) он выдавал напряжение около 25В (без нагрузки).

Дальнейшая разборка агрегата показала что это достаточно добротная однофазная электрическая машина с ротором на постоянных магнитах.

Единственный недостаток-пластиковый корпус и втулки (хотелось бы подшипники) в местах установки ротора. Решения, о том куда этот агрегат применить, долго искать не пришлось — проведение экспериментов по зарядке мобильных устройств в полевых условиях. Прогрессивные китайцы уже давно выпустили в продажу похожее устройство и сбывают его в своем небезизвестном магазине Дилэкстрим.

Для начала нужно было выпрямить и стабилизировать напряжение выхода генератора. С первой задачей прекрасно справился 2-х амперный диодный мост. В качестве стабилизатора было решено применить всем известную схему с интегральным стабилизатором К142ЕН12А (LM317). Схема типового включения представлена на рисунке.

Выбор данного стабилизатора не случаен. Для экстренной подзарядки мобильного телефона достаточно напряжения 4,5-5,5 В при токе 100мА и казалось бы логичным применение стабилизатора К142ЕН5. Но не все так просто. Так как генератор выдает даже при медленном вращении более 10В, то было решено применить стабилизатор входное напряжение на котором может лежать в пределах от 8 до 35В — стабилизатор КР142ЕН5А просто бы перегревался из-за высокого входного напряжения. Итак, стабилизатор собран и пришло время первых нагрузочных испытаний.

Для этих целей применил лампу накаливания на 26В 230мА и получил достаточно яркое и ровное свечение нити накала при номинальных оборотаз ручки этой импровизированной динамо машины. Далее было решено применить в качестве нагрузки пятиваттный резистор. При этих испытаниях и при максимальной скорости вращения ротора (раскрутил на столько быстро, на сколько смог!) было выяснено что в определенный момент (видимо когда перенасыщается статорная обмотка) генератор переходит в режим генерации тока. Наконец пришло время испытаний по заряду аккумулятора мобильного устройства. Дачный сотовый телефон Samsung GT-E1081T как нельзя лучше подошел для этих целей-если что-то и сломается, то не так жалко будет. Итак, аккумулятор телефона был полностью разряжен, все было готово для проведения эксперимента. Подключив аппарат к импровизированному зарядному устройству, стал вращать ручку генератора не прилагая практически никаких усилий. Примерно через сорок секунд телефон включился и показал индикацию заряда. Покрутив ручку динамки еще около двух трех минут, отключил телефон от зарядки и попробовал позвонить — получилось, дозвон прошел.

Выводы. Применение подобного устройства в условиях похода весьма оправданно — на случай экстренной ситуации всегда можно совершить дозвон в нужную экстренную службу независимо от погодных условий (см. применение солнечных батарей), хотя полностью зарядить аккумулятор мобильного устройства этим генератором невозможно (хотя может и найдется кто нибудь более терпеливый, кто сможет крутить ручку до полного заряда батареи!). А вообще на базе такой запчасти от мегаомметра можно собрать еще множество полезных конструкций. Для примера-аварийное освещение в подвале, чулане или в жилом помещении, или применение динамо машины без блока повышающей шестеренчатой передачи в качестве минигенератора при экспериментах с использованием энергии ветра и так далее-вариаций на эту тему может быть великое множество. Удачных вам экспериментов и конструкций! Автор — Элетродыч.