Zbytečný stroj nebo dialog Supercapacitor se Smart Guy: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Chytrý chlap. Co?! Zbytečný stroj! Znovu! Stovky, tisíce z nich, které ucpávají kanály YouTube, nestačí?

Jumbleview. Většina z nich byla vyrobena pomocí přepínače, tento má kolébku.

SG. No a co? Všichni vědí, že fungují stejně. A už jste postavili Machine pomocí kolébkového přepínače. Proč se opakovat?

Jv. Tenhle má jinou sadu elektrických součástek a speciální schéma.

SG. Opravdu? Podívejme se.

Krok 1: Seznamte se s hrdinou

Jv. Tady je naše hrdina, superkondenzátor, který má i přes svou malou velikost kapacitu 0,1 Farad. Pro srovnání se podívejte na druhou fotografii, když je zobrazena vedle tradičního elektrolytického kondenzátoru. Přestože má elektrolytickou velikost srovnatelnou velikost, má kapacitu 470 mikro-Faradů (200krát méně)!

SG. Tento elektrolytický kondenzátor ale zvládne napětí 25 V oproti 5,5 V pro vašeho „hrdinu“.

Jv. To je pravda, ale rozdíl není tak velký ve srovnání s kapacitou.

SG. Jste tak pyšní, lidé si mohou myslet, že jste jeho vynálezcem. Jak to souvisí s zbytečným strojem?

Jv. Bohužel nejsem ten, kdo vynalezl superkondenzátor. Udělejme však další krok a ukážu vám, jak souvisí s zbytečným strojem.

Krok 2: Schémata zapojení

Jv. Zde jsou schémata stroje s kondenzátorem. Horní diagram ukazuje, jak to funguje, když je stroj zapnutý. Přepínač spojuje motor s baterií a motor pohybuje paží dopředu; elektrický proud protéká obvodem diody a relé, namontovaného paralelně k motoru. Relé je nuceno zavřít normálně otevřený kontakt. Prostřednictvím tohoto kontaktního (a malého odporu) je kondenzátor připojen k baterii a dostává určité nabití.

SG. Dobře, teď vidím. Když rameno otočí spínač zpět, motor je odpojen od baterie, ale připojen ke kondenzátoru v opačné polaritě. Motor se otáčí dozadu a vrací rameno do původního stavu. Dioda nyní zůstává v opačném směru na cestě elektrického proudu, takže reléový kontakt zůstává otevřený a kondenzátor je odpojen od baterie. Většina nabíjecího kondenzátoru ztrácí, když zajišťuje pohyb motoru, zbytek se rozptýlí na vinutí zastaveného motoru.

Jv. Přesně. A líbí se mi slovo, které jsi použil: „rozptyluje“.

Krok 3: Komponenty

Jv. Níže je uveden seznam s komponenty:

• Převodový motor Solarbotic GM17.
• Superkondenzátor NEC 0,1 F 5,5 V.
• Schottkyho dioda 1N5817
• Relé 5 V (NRP04-C50D, Frys electronic)
• Přepínač Philmore Rocker. (Frys elektronika)
• Rezistor 5 Ohm, 0,5 W
• Čtyři dobíjecí 1,2 V baterie (libovolného typu).

Kromě toho je potřeba nějaký drát, držák baterií, prkénko pro upevnění prvků a jejich zapojení.

SG. Klasický zbytečný stroj má čtyři hlavní komponenty: baterii, motor, přepínač DPDT a mikrospínač. Ve vašem návrhu je sedm. Jeden mikrospínač jste nahradili kondenzátorem, relé, diodou a rezistorem. Má to vůbec smysl?

Jv. Věřím, že ano. Ale nejdřív postavme stroj a pak to vysvětlím.

Krok 4: Dimenze

Jv. Zde jsou některé rozměry hlavních mechanických součástí: rameno, kryt motoru.

SG. Chystáte se jej vytisknout ve 3D?

Jv. Bohužel nemám 3D tiskárnu a nemám potřebné dovednosti. Rameno jsem vyrobil z překližky a pouzdro z dřevěných prvků.

Krok 5: Víko

Jv. Zde je výkres víka, kde by mělo být vše namontováno.

SG. Poskytnete plán krabice a podrobné pokyny k sestavení. Ne. Samotná krabice je jen na ozdobu. To, co stroj potřebuje, bude fungovat na víku.

SG. Každopádně to asi není potřeba. Je nepravděpodobné, že by to někdo chtěl opakovat.

Krok 6: Sestavení stroje

Jv. Zde je plně sestavený stroj. Kryt motoru připevněný k víku pomocí dvou šroubů, spínač zasunutý do otvoru víka, prkénko a držák baterie připevněný k víku suchým zipem.

SG. Vypadá to OK. Vlastně jsem od tebe čekal něco ošklivějšího. Ale opravdu to funguje?

Krok 7: Spuštění stroje

Jv. Funguje to a celkem spolehlivě. Jako důkaz zde je klip.

SG. Teď chápu tvůj smysl. Když je stroj vypnutý, můžete rameno otáčet ručně. To u mikrospínače není možné.

Jv. Že jo. U zbytečného stroje je skvělé se na konci cyklu plně odpojit od napájení. Jinými slovy, vypnutý stroj musí být mrtvý. Ale na klipu s klasickým zbytečným strojem (počínaje druhou 19kou) můžete jasně vidět, že to není tak docela pravda. Tester se pokusí zvednout víko, ale uvolní mikrospínač a zapne motor. Ten stroj není mrtvý, jen hraje mrtvého. To není případ zde uvedeného stroje.

SG. Je to opravdu důležité?

Jv. Za mě ano. Ale když to řeknu vážně, věřím, že zbytečný stroj má velký vzdělávací potenciál. Jak nejlépe představit studentům školy vědu o elektřině a mechanice? Z tohoto pohledu je více komponent lepší než méně.

SG. Dobře, dobře, málem jsi mě přemluvil. Ale příště můžete udělat něco alespoň vzdáleně užitečného?

Jv. Budu o tom přemýšlet.