Vlastnoručně vyrobená třepací kapesní svítilna

Tato svítilna splňuje, co slibuje – zcela bez baterie.

Příspěvek od: Markus Protze, Cursdorf, Německo

Online od: 2008-09-19

Stále častěji se objevuje reklama na svítilny, které získávají energii pouze třesením.

Využívá se zde princip elektrické indukce. Pokud se vodič nachází v proměnném magnetickém poli, dochází v něm k posunu nosičů náboje – indukuje se napětí.

Nejjednodušší způsob realizace spočívá v pohybu permanentního magnetu. Pokud vodičem není pouze drát, ale cívka, každá její závit je prostoupena magnetickým polem a na vývodech cívky se indukuje vysoké napětí. Třesením tedy rychle posouváte magnet uvnitř cívky a tímto způsobem vzniká elektrická energie.

V zásadě se jedná o skvělý nápad pro svítilny, protože baterie jsou vždy vybité právě tehdy, když je při výpadku proudu apod. nejvíce potřebujete, a protože malé množství energie, které se dnes dá získat indukcí při třesení, již postačuje k napájení moderních světelných zdrojů, jako jsou LED diody.

I já jsem měl před časem takovou lampu v ruce. Bohužel jsem však brzy zjistil, že toto zařízení slouží pouze k tomu, aby z nepozorných kupujících vytáhlo peníze. Dobře skrytě totiž obsahovalo kromě cívky a magnetu a akumulátoru pro ukládání energie z třesení také dvě velké knoflíkové baterie.

Jednalo se o zcela běžné lithiové články, které se v žádném případě nesmí nabíjet. Obě knoflíkové baterie byly zapojeny do série s akumulátorem, který se nabíjel třesením. Tím se sice využívala energie z třesení, ale jakmile byly skryté knoflíkové baterie vybité, mohl jsem třást rukou, jak chtěl, ale lampa už nesvítila.

Nezbylo mi tedy nic jiného, než lampu vrátit s poznámkou „Číslo zboží se mi nelíbí“. Nechci v žádném případě kritizovat výrobce skutečných třesacích lamp, jistě existují i pravé exempláře, ale ty budou k dostání spíše za vyšší cenu ve specializovaných prodejnách. Tato zkušenost pro mě každopádně byla dostatečným důvodem, abych si při své poslední objednávce u supermagnete.cz přidal do košíku také tyčový magnet S-10-40-N pro vlastní experimenty s třesacími lampami.

Po obdržení supermagnetu jsem ihned zahájil první experimenty, nejprve na kusu běžné PVC vodovodní trubky.

Cívku jsem navinul „od oka“. Vzniklý proud bylo ještě třeba usměrnit a uložit. Pro usměrnění jsem v mé bastlířské krabici našel několik Schottkyho diod SB540. Tyto diody jsou sice pro tento účel značně předimenzované, ale mají požadovaný nízký úbytek napětí v propustném směru oproti běžným křemíkovým diodám. Při vysokém úbytku napětí by diody samy spotřebovávaly příliš mnoho napětí.

Aby bylo možné co nejlépe využít indukované napětí, zvolil jsem můstkové usměrnění se 4 diodami. Ukládání energie by mohlo probíhat v malých akumulátorech nebo elektrolytických kondenzátorech. Po několika pokusech jsem se rozhodl pro takzvané elektrolyticko-kondenzátory GoldCap, protože mají velmi velkou kapacitu při malých rozměrech.

Po velmi slibných prvních pokusech jsem se pustil do vymýšlení profesionálnější konstrukce.

PDF soubor

Nejprve schématický nákres mého nápadu.

PDF soubor

Do silnostěnné plastové trubky jsem si nechal u známého na soustruhu vyříznout drážky a na přední straně vytočit část materiálu.

Jedna 20mm široká drážka slouží k uložení cívkového vinutí z 0,1 mm měděného lakovaného drátu. Do tří vždy 10mm širokých drážek jsem zamýšlel zabudovat 4 Schottkyho diody pro usměrnění napětí.

Do přední vytočené části trubky jsem chtěl zabudovat kondenzátor GoldCap (1F; 5,5V).

Jako navíjecí zařízení pro cívku slouží pomalu běžící převodový motor.

Všechny jednotlivé díly před montáží, cívka je již opatřena ochranným lakem a pro bezpečnost je přelepena.

Uvnitř trubky by měl být tyčový magnet S-10-40-N volně pohyblivý.

K tomu jsem z kulatého mosazi vyrobil 2 koncovky, které jsem provrtal a zajišťoval s pouzdrem. K zajištění mosazných dílů slouží 2 hliníkové nýty, protože ocelové čepy by magnet příliš přitahovaly a již by nebylo možné s ním třást.

Aby magnet při třesení nenarážel tvrdě na mosazné části, vložil jsem ještě 2 válečky z pěnové hmoty.

Zde jsou v drážkách namontované usměrňovací diody a spínač, který má později ovládat LED diody.

Deska plošných spojů se 4 LED diodami, která je instalována nad zapuštěným kondenzátorem. LED diody budou později nahrazeny za Osram PowerTopLEDS pro zvýšení světelného výkonu.

Zde je již vše kompletně smontováno a plně funkční.

Závěrečný test a přestože je dopoledne, kamera je oslněna….

Po dokončení svítilny pro mě již nebylo obtížné využít zabudovaný magnet rovnou také jako držák. Bohužel je kvůli téměř 10 mm plastu poněkud slabý na to, aby udržel těžkou svítilnu sám, ale s menší vnější podporou není problém zavěsit svítilnu na šroub ve dveřním rámu v dílně. Zde použitý Q-40-20-10-N, vlevo bez a vpravo se svítilnou.