Generator dari motor dari harddisk. Cara merakit generator angin dari tiga harddisk dan satu pompa dari mesin cuci

Bersepeda lewat pondok musim panas, saya melihat generator angin yang berfungsi:

Bilah besarnya berputar perlahan tapi pasti, penunjuk arah cuaca mengarahkan perangkat ke arah angin.
Saya ingin menyadari desain serupa, meskipun tidak mampu menghasilkan daya yang cukup untuk menyuplai konsumen “serius”, namun tetap berfungsi dan, misalnya, mengisi baterai atau menyalakan LED.

Motor stepper

Salah satu yang paling banyak pilihan yang efektif generator angin kecil buatan sendiri adalah kegunaannya motor stepper(SD) (Bahasa Inggris) motor melangkah (stepper, langkah).) - pada motor seperti itu, putaran poros terdiri dari langkah-langkah kecil. Gulungan motor stepper digabungkan menjadi beberapa fase. Ketika arus disuplai ke salah satu fasa, poros bergerak satu langkah.
Mesin-mesin ini adalah kecepatan rendah dan generator dengan mesin seperti itu dapat dihubungkan Turbin angin, Mesin Stirling atau sumber tenaga kecepatan rendah lainnya. Bila menggunakan mesin konvensional (komutator) sebagai generator arus searah untuk mencapai hasil yang sama dibutuhkan 10-15 kali lebih banyak frekuensi tinggi rotasi.
Keistimewaan dari stepper adalah momen start yang cukup tinggi (walaupun tanpa beban listrik yang dihubungkan ke generator), gaya yang mencapai 40 gram per sentimeter.
Koefisien tindakan yang bermanfaat generator dengan motor stepper mencapai 40%.

Untuk memeriksa pengoperasian motor stepper, Anda dapat menghubungkan, misalnya, LED merah. Dengan memutar poros motor, Anda dapat mengamati cahaya LED. Polaritas sambungan LED tidak menjadi masalah karena motor menghasilkan arus bolak-balik.

Floppy drive lima inci, serta printer dan pemindai lama, adalah harta karun dari mesin yang cukup bertenaga.

Mesin 1

Misalnya, saya memiliki SD dari floppy drive 5,25″ lama yang masih menjadi bagiannya Spektrum ZX- komputer yang kompatibel "Byte".
Penggerak semacam itu berisi dua belitan, dari ujung dan tengahnya dibuat kesimpulan - totalnya enam kabel:

belitan pertama kumparan 1) - biru (Bahasa Inggris) biru) dan kuning (eng. kuning);
belitan kedua kumparan 2) - merah (Bahasa Inggris) merah) dan putih (Bahasa Inggris) putih);
cokelat cokelat) kabel - kabel dari titik tengah setiap belitan (eng. keran tengah).

motor stepper yang dibongkar

Di sebelah kiri Anda dapat melihat rotor mesin, di mana kutub magnet "bergaris" terlihat - utara dan selatan. Di sebelah kanan terlihat belitan stator yang terdiri dari delapan kumparan.
Resistansi separuh belitan adalah ~70 ohm.

Saya menggunakan motor ini dalam desain asli turbin angin saya.

Mesin 2

Motor stepper yang kurang bertenaga yang saya miliki T1319635 perusahaan Epoch Electronics Corp. dari pemindai HP Scanjet 2400 Memiliki lima keluaran (motor unipolar):

belitan pertama kumparan 1) - oranye (Bahasa Inggris) oranye) dan hitam (Bahasa Inggris) hitam);
belitan kedua kumparan 2) - coklat (Bahasa Inggris) cokelat) dan kuning (eng. kuning);
merah (Bahasa Inggris) merah) kawat - terminal yang dihubungkan bersama dari titik tengah setiap belitan (eng. keran tengah).

Resistansi setengah belitan adalah 58 ohm, yang ditunjukkan pada rumah motor.

Mesin 3

Dalam generator angin versi perbaikan, saya menggunakan motor stepper Robotron SPA 42/100-558, diproduksi di GDR dan dirancang untuk 12 V:

Turbin angin

Ada dua kemungkinan opsi untuk lokasi sumbu impeler (turbin) generator angin - horizontal dan vertikal.

Keuntungan horisontal(paling populer) lokasi sumbu yang letaknya searah dengan arah mata angin lebih banyak penggunaan yang efisien energi angin, kelemahannya adalah kompleksitas desain.

saya memilih susunan vertikal sumbu - VAWT (turbin angin sumbu vertikal), yang secara signifikan menyederhanakan desain dan tidak memerlukan orientasi melawan arah angin . Opsi ini lebih cocok untuk pemasangan di atap, jauh lebih efektif dalam kondisi perubahan arah angin yang cepat dan sering.

Saya menggunakan jenis turbin angin yang disebut turbin angin Savonius. Turbin angin Savonius). Itu ditemukan pada tahun 1922 Sigurd Johannes Savonius) dari Finlandia.

Sigurd Johannes Savonius

Pengoperasian turbin angin Savonius didasarkan pada hambatan menyeret) aliran udara yang datang - angin pada permukaan cekung silinder (bilah) lebih besar daripada yang cembung.

Koefisien drag aerodinamis ( Bahasa inggris koefisien tarik) $C_D$

benda dua dimensi:
cekung setengah silinder (1) - 2,30
setengah silinder cembung (2) - 1,20
piring persegi datar - 1,17
Tubuh 3D:
belahan berongga cekung (3) - 1,42
belahan berongga cembung (4) - 0,38
bola - 0,5
Nilai yang ditunjukkan diberikan untuk bilangan Reynolds. bilangan Reynolds) dalam kisaran $10^4 - 10^6$. Bilangan Reynolds mencirikan perilaku suatu benda dalam suatu medium.

Gaya hambatan benda terhadap aliran udara $(F_D) = ((1 \over 2) (C_D) S \rho (v^2) ) $, dimana $\rho$ adalah kepadatan udara, $v$ adalah kecepatan aliran udara, $ S$ adalah luas penampang benda.

Turbin angin seperti itu berputar ke arah yang sama, apapun arah anginnya:

Prinsip operasi serupa digunakan pada anemometer cangkir. anemometer cangkir)- alat untuk mengukur kecepatan angin :

Anemometer semacam itu ditemukan pada tahun 1846 oleh astronom Irlandia John Thomas Romney Robinson ( John Thomas Romney Robinson):

Robinson percaya bahwa cangkir-cangkir dalam anemometer empat cangkirnya bergerak dengan kecepatan sepertiga kecepatan angin. Pada kenyataannya, nilai ini berkisar dari dua hingga lebih dari tiga.

Saat ini, anemometer tiga cangkir yang dikembangkan oleh ahli meteorologi Kanada John Patterson digunakan untuk mengukur kecepatan angin. John Patterson) pada tahun 1926:

Generator berbasis motor DC brushed dengan mikroturbin vertikal dijual di eBay dengan harga sekitar $5:

Turbin tersebut berisi empat sudu yang disusun sepanjang dua sumbu tegak lurus, dengan diameter impeler 100 mm, tinggi sudu 60 mm, panjang tali busur 30 mm, dan tinggi segmen 11 mm. Impeler dipasang pada poros motor mikro DC komutator dengan tanda JQ24-125H670. Tegangan suplai pengenal motor tersebut adalah 3 ... 12 V.
Energi yang dihasilkan oleh generator semacam itu cukup untuk menyalakan LED “putih”.

Kecepatan putaran turbin angin Savonius tidak dapat melebihi kecepatan angin , tetapi pada saat yang sama desain ini menjadi ciri khasnya torsi tinggi (Bahasa inggris) torsi).

Efisiensi suatu turbin angin dapat dinilai dengan membandingkan daya yang dihasilkan oleh generator angin dengan daya yang terkandung dalam angin yang bertiup melalui turbin:
$P = (1\over 2) \rho S (v^3)$, dimana $\rho$ adalah kepadatan udara (sekitar 1,225 kg/m 3 di permukaan laut), $S$ adalah luas sapuan turbin (eng. daerah tersapu), $v$ - kecepatan angin.

Turbin angin saya

Pilihan 1

Awalnya, impeler generator saya menggunakan empat bilah berbentuk potongan (setengah) silinder pipa plastik:

Ukuran segmen -
panjang segmen - 14 cm;
tinggi segmen - 2 cm;
panjang tali segmen - 4 cm;

Saya telah menginstal struktur rakitan pada tiang kayu yang cukup tinggi (6 m 70 cm) yang terbuat dari kayu, dipasang dengan sekrup sadap sendiri ke rangka logam:

pilihan 2

Kerugian dari generator adalah kecepatan angin yang dibutuhkan untuk memutar baling-balingnya cukup tinggi. Untuk menambah luas permukaan saya menggunakan pisau yang dipotong botol-botol plastik:

Ukuran segmen -
panjang segmen - 18 cm;
tinggi segmen - 5 cm;
panjang tali segmen - 7 cm;
jarak titik awal segmen ke pusat sumbu rotasi adalah 3 cm.

Pilihan 3

Masalahnya ternyata terletak pada kekuatan pemegang bilahnya. Awalnya saya menggunakan strip aluminium berlubang dari Soviet set konstruksi anak-anak tebal 1mm. Setelah beberapa hari beroperasi, hembusan angin kencang menyebabkan patahnya bilah (1). Setelah kegagalan ini, saya memutuskan untuk memotong penahan pisau dari PCB foil (2) setebal 1,8 mm:

Kekuatan lentur PCB tegak lurus pelat adalah 204 MPa dan sebanding dengan kekuatan lentur aluminium - 275 MPa. Tetapi modulus elastisitas aluminium $E$ (70.000 MPa) jauh lebih besar dibandingkan dengan PCB (10.000 MPa), yaitu. texolite jauh lebih elastis daripada aluminium. Hal ini, menurut pendapat saya, dengan mempertimbangkan ketebalan dudukan textolite yang lebih besar, akan memberikan keandalan yang jauh lebih besar dalam mengencangkan bilah generator angin.
Generator angin dipasang di tiang:

Uji coba pengoperasian generator angin versi baru menunjukkan keandalannya bahkan dalam hembusan angin kencang.

Kerugian dari turbin Savonius adalah efisiensi rendah - hanya sekitar 15% energi angin yang diubah menjadi energi putaran poros (ini jauh lebih sedikit daripada yang dapat dicapai dengan menggunakan energi angin turbin angin Daria(Bahasa inggris) Turbin angin Darrieus)), menggunakan gaya angkat (eng. mengangkat). Turbin angin jenis ini ditemukan oleh perancang pesawat Perancis Georges Darrieux. (Georges Jean Marie Darrieus) - Paten AS 1931 No.1.835.018 .

Georges Darrieux

Kekurangan turbin Daria adalah self-starting yang sangat buruk (untuk menghasilkan torsi dari angin, turbin harus sudah berputar).

Konversi Listrik yang Dihasilkan oleh Motor Stepper

Kabel motor stepper dapat dihubungkan ke dua penyearah jembatan yang terbuat dari dioda Schottky untuk mengurangi penurunan tegangan pada dioda.
Anda dapat menggunakan dioda Schottky yang populer 1N5817 dengan tegangan balik maksimum 20 V, 1N5819- 40 V dan arus penyearah rata-rata searah maksimum 1 A. Saya menghubungkan keluaran penyearah secara seri untuk meningkatkan tegangan keluaran.
Anda juga dapat menggunakan dua penyearah titik tengah. Penyearah seperti itu membutuhkan setengah jumlah dioda, tetapi tegangan keluarannya dikurangi setengahnya.
Kemudian tegangan riak dihaluskan menggunakan filter kapasitif - kapasitor 1000 μF pada 25 V. Untuk melindungi terhadap peningkatan tegangan yang dihasilkan, dioda zener 25 V dihubungkan secara paralel dengan kapasitor.

diagram generator angin saya

unit elektronik generator angin saya

Aplikasi pembangkit angin

Tegangan yang dihasilkan oleh generator angin bergantung pada besaran dan keteguhan kecepatan angin.

Ketika angin mengayunkan dahan pohon yang tipis, tegangannya mencapai 2...3 V.

Ketika angin mengayunkan dahan pohon yang lebat, tegangannya mencapai 4 ... 5 V (dengan hembusan kuat - hingga 7 V).

MENGHUBUNGKAN KE JOULE PENCURI

Tegangan yang dihaluskan dari kapasitor generator angin dapat disuplai ke - tegangan rendah DC-DC konverter

Nilai resistor R dipilih secara eksperimental (tergantung pada jenis transistor) - disarankan untuk menggunakan resistor variabel 4,7 kOhm dan secara bertahap mengurangi resistansinya, mencapai operasi yang stabil konverter
Saya merakit konverter berdasarkan germanium pnp-transistor GT308V ( VT) dan trafo pulsa MIT-4V (koil L1- kesimpulan 2-3, L2- kesimpulan 5-6):

BIAYA IONISTERS (SUPERKAPASITOR)

Ionistor (superkapasitor, bahasa Inggris) superkapasitor) adalah gabungan kapasitor dan sumber arus kimia.
ionistor - nonpolar elemen, tetapi salah satu terminal mungkin ditandai dengan “panah” untuk menunjukkan polaritas tegangan sisa setelah diisikan oleh pabrikan.
Untuk penelitian awal saya menggunakan ionistor dengan kapasitas 0,22 F untuk tegangan 5,5 V (diameter 11,5 mm, tinggi 3,5 mm):

Saya menghubungkannya melalui dioda ke output melalui dioda germanium D310.

Membatasi tegangan maksimum Untuk mengisi ionistor, Anda dapat menggunakan dioda zener atau rangkaian LED - saya menggunakan rangkaian dua LED merah:

Untuk mencegah pelepasan ionistor yang sudah terisi daya melalui LED pembatas HL1 Dan HL2 Saya menambahkan dioda lain - VD2.

Bersambung

Anda pasti akan menyukai materi ini, karena di dalamnya kita akan melihat cara mendapatkan generator sederhana dari drive CD/DVD komputer lama.

Pertama-tama, kami sarankan Anda membiasakan diri dengan video penulisnya

Mari kita lihat apa yang kita butuhkan:
- drive CD/DVD lama;
- pemotong kawat;
- besi solder;
- kotak plastik apa saja;
- kabel;
- segi enam;
- mesin cuci.

Menurut penulis generator buatan sendiri, ide tersebut cukup efektif, karena perbandingan rasio roda gigi terhadap motor penggerak roda gigi pemanjang baki cakram cukup besar. Dengan demikian, kemungkinan pada putaran rendah pada gigi yang sama akan diperoleh putaran yang baik pada motor listrik, dan kita dapat memperoleh generator. Kami akan mengetahui di akhir peninjauan apakah rencana kami akan berhasil atau tidak, tapi sekarang mari kita mulai bekerja.

Pertama, Anda perlu melepas solder papan tempat motor dipasang.

Selanjutnya kita potong bagian rumah penggerak plastik yang menahan motor, serta roda gigi yang kita perlukan. Nanti kita akan mendapatkan pegangan dari roda gigi ini sehingga kita bisa memutarnya dan menghasilkan listrik.

Kami mengambil kabel pertama dan menyoldernya ke salah satu kontak motor.

Solder kabel kedua ke kontak kedua.

Untuk menguji generator, penulis idenya menggunakan input UBS yang dipasang dalam wadah plastik. Oleh karena itu, ia merekatkan sepotong penggerak dengan motor dan roda gigi ke badan ini menggunakan lem.

Untuk membuat pegangan, Anda membutuhkan segi enam dan mesin cuci. Bagian-bagian ini harus dilekatkan satu sama lain. Penulis melakukan ini dengan menyolder.

Solder kabel ke pin konektor USB.

Pada paruh kedua kotak plastik, Anda perlu membuat lubang untuk tonjolan roda gigi.

Terakhir rekatkan pena buatan sendiri ke roda gigi. Generator kami sudah siap.

Pada artikel kali ini kita akan membahas model generator bertenaga magnet yang mampu menghasilkan listrik dengan daya 300 watt. Bingkai dirakit dari pelat duralumin setebal 10 mm. Generator terdiri dari 3 bagian utama: housing, rotor, stator. Tujuan utama rumahan adalah untuk memasang rotor dan stator pada posisi yang ditentukan secara ketat. Rotor yang berputar tidak boleh menyentuh kumparan stator dengan magnet. Bodi aluminium dirakit dari 4 bagian. Tata letak sudut memberikan struktur yang sederhana dan kaku. Bodinya dibuat dengan mesin CNC. Ini merupakan keuntungan dan kerugian dari pengembangan, karena untuk pengulangan model yang berkualitas tinggi, Anda perlu mencari spesialis dan mesin CNC. Diameter cakram adalah 100 mm.

Anda juga bisa membeli genset listrik yang sudah jadi di toko online.

Rotor generator listrik I. Belitsky

Rotor adalah poros besi. Terdapat 2 piringan besi dengan magnet neodymium di atasnya. Selongsong besi ditekan di antara cakram pada poros. Panjangnya tergantung pada ketebalan stator. Tujuannya adalah untuk memastikan jarak minimum antara magnet yang berputar dan kumparan stator. Setiap disk berisi 12 magnet neodymium dengan diameter 15 dan ketebalan 5 mm. Kursi dibuat untuk mereka di disk.

Mereka perlu dilem resin epoksi atau lem lainnya. Dalam hal ini, polaritas harus diperhatikan dengan ketat. Saat dirakit, magnet harus diposisikan sedemikian rupa sehingga di seberangnya terdapat magnet lain dari piringan yang berlawanan. Dalam hal ini, kutubnya harus berbeda satu sama lain. Seperti yang ditulis oleh penulis pengembangan (Igor Beletsky): “Adalah benar jika memiliki kutub yang berbeda, sehingga saluran listrik keluar dari yang satu dan masuk ke yang lain, pasti S = N.” Anda dapat membeli magnet neodymium di toko online Cina.

Perangkat stator

Digunakan lembaran textolite setebal 12 m sebagai alasnya, pada lembaran tersebut dibuat lubang untuk kumparan dan bushing rotor. Diameter luar gulungan besi yang dipasang pada lubang tersebut adalah 25 mm. Diameter dalam sama dengan diameter magnet (15 mm). Kumparan melakukan 2 tugas: fungsi inti konduktif magnetis dan tugas mengurangi lengket ketika berpindah dari satu kumparan ke kumparan lainnya.

Kumparan terbuat dari kawat berisolasi setebal 0,5 mm. 130 lilitan dililitkan pada setiap kumparan. Arah belitannya sama untuk semua.

Saat membuat generator yang kuat dari, Anda perlu tahu bahwa semakin tinggi kecepatan yang dapat diberikan, semakin tinggi pula tegangan keluaran dan arus perangkat untuk energi bebas.

Kami terus mendaur ulang botol-botol plastik. Saya mengusulkan untuk mempertimbangkan membuat kincir angin putar vertikal dari empat botol. Unit putaran yang digunakan dapat menjadi generator arus lemah atau sensor kecepatan angin yang sangat baik untuk anemometer buatan sendiri. Foto dan video kincir angin ditampilkan. Diagram perakitan dirinci di bawah ini.

Cara membuat kincir angin dari botol PET dengan tangan Anda sendiri

1. Alat yang diperlukan: heat gun, gunting, bor, pisau dan obeng. Bahan yang digunakan: empat botol PET identik dengan tutup masing-masing volume 0,2 hingga 2 liter, mesin perangkat keras, toples plastik berisi vitamin, siphon wastafel tua, dan tiang kayu dengan panjang yang dibutuhkan.

2. Pembongkaran harddisk komputer dipertimbangkan. Untuk mengoperasikannya, Anda memerlukan motor dan pelat atas untuk memasang pelat disk dengan pengencang. Pengencang dapat digunakan dengan obeng Phillips, tetapi lebih sering dengan tanda bintang.

3. Kami memulai pekerjaan dengan unit yang paling padat karya dan penting - memasang unit rotasi di tutup toples vitamin. Untuk melakukan ini, di bawah ujung mesin, secara simetris, dengan tangan Anda sendiri, buat lubang di tutup plastik kaleng dengan pisau.

Motor Listrik Bisa Tutup Lubang

4. Kami menandai lubang pemasangan di sepanjang strip overhead dan mengebornya.

5. Pasang unit rotasi ke dalam penutup.

Lubang-lubangnya ditandai, dan unit rotasinya sudah diperbaiki.

6. Kami menandai toples menjadi empat sektor dan menggunakan pistol leleh panas yang dipanaskan dengan baik untuk merekatkan keempat tutupnya secara simetris. Lem banyak dioleskan ke tutupnya dan direkatkan ke tutupnya di tempat yang benar. Seharusnya tidak ada label pada toples, dan disarankan untuk membersihkan area yang direkatkan dengan kain ampelas.

7. Pasang botol PET ke dalam sumbatnya dan gunakan spidol permanen untuk menandai potongan di dalam stoples. Posisi potongan menentukan arah putaran kincir angin. Potongannya harus berada pada sisi yang sama seperti yang ditunjukkan pada foto, yaitu ketika kincir angin berputar, ia mencoba mengencangkan tutupnya.

8. Gunting botol satu per satu dan segera kencangkan pada tempatnya. Kami memasang toples ke dalam tutupnya - kincir angin buatan sendiri sudah siap. Berguna untuk memeriksa dan, jika perlu, menyeimbangkan roda dengan sepotong plastisin.

Tutupnya dilem

9. Masalah pemasangan turbin angin pada awalnya menimbulkan kesulitan, namun di luar dugaan dapat diselesaikan dengan mudah. Standar inci hard drive dan siphon dari wastafel ternyata sama, dan motor dipasang dengan sempurna dengan mur pengikat pada siphon, jika perlu, Anda dapat menambahkan mesin cuci karet. Sebelum pemasangan, mesin dilepas dari tutupnya, mur penutup dimasukkan dan tutup kaleng dipasang kembali. Untuk mengevaluasi kemampuan pembangkitan motor, kabel disolder ke belitan motor.

10. Ujung tiang dimasukkan dengan erat ke dalam siphon dan seluruh struktur dipasang untuk pengujian. Kincir angin ini cukup sensitif dan pada saat angin tenang ia langsung berputar perlahan.

Unit rotasi sudah diperbaiki

Generator angin sederhana dapat dibuat dari beberapa generator angin yang rusak hard drive dan pompa air dari mesin cuci. Energi alternatif lebih dekat dari yang terlihat; kini terdapat lebih dari cukup sampah untuk membuat peralatan yang diperlukan. Desain ini tentu saja tidak akan mengalirkan listrik ke seluruh rumah Anda, namun cukup cocok untuk mengisi daya semua jenis gadget USB.

Akan membutuhkan

Pompa otomatis mesin cuci. Itu berdiri di bagian paling bawah dan berfungsi untuk memompa air dari drum ke saluran pembuangan.
Empat hard drive, dari produsen berbeda.
Tiang adalah pipa panjang untuk memasang kincir angin pada ketinggian.
Baut, mur, ring.
Kabel.

Beberapa kata tentang pompa air

Pompa air akan digunakan sebagai generator yang menghasilkan listrik. Ini terdiri dari rotor bergerak dengan magnet permanen dan stator bergerak dengan inti magnet berbentuk U dan kumparan di atasnya.

Rotornya cukup mudah untuk ditarik keluar.

Berkat penggunaan magnet permanen, pompa semacam itu berfungsi sempurna sebagai generator, mampu mengalirkan hingga 250 V. Tentu saja, kincir angin kami tidak akan menghasilkan kecepatan seperti itu dan tegangan keluarannya akan beberapa kali lebih rendah.

Pembuatan generator angin

Diputuskan untuk mengamankan pompa dengan sudut baja konstruksi, membengkokkan dan memotongnya sesuai kebutuhan.

Ternyata seperti ini, semacam penjepit.

Sebuah lubang dibuat di sirkuit magnetik pompa untuk fiksasi yang lebih andal.

Satuan rakitan.

Bilah turbin angin

Bilahnya terbuat dari pipa PVC.

Kami memotong pipa menjadi tiga bagian memanjang.

Dan kemudian kami memotong bilah kami sendiri dari masing-masing bagiannya.

Kami membuat lubang di tempat pemasangan bilah ke generator.

Lampiran pisau

Untuk mengencangkan bilah generator angin, digunakan dua disk dari HDD.

Lubang yang pas dengan diameter impeler.

Mari kita tandai.

Mari kita mengebor.

Cakram dipasang ke rotor dengan baut, ring, dan mur.

Kencangkan bilahnya.

Unit putar

Sehingga kincir angin, tergantung anginnya, bisa berputar masuk sisi yang berbeda itu harus dipasang pada meja putar, yang akan menggunakan motor dari hard drive, karena terdapat bantalan yang sangat bagus di sana.