先來個最終成果:
廢話不多說,直接上教程:
第一步:制作外殼骨架
打開AUTOCAD,設計好自己想要的尺寸和形狀,然后就可以直接輸出到激光雕刻機上了,零件的精度是成敗的關鍵,沒有雕刻機的也別自己手工刻,可以找有雕刻機的廣告店讓師傅幫加工下。加工成品如下:
第二步:準備磁鐵和電池板。
太陽能電池板選用直接影響到效率,經過長期試驗,我最終選擇了0.5V電壓的滴膠板材料為多晶,由于太陽能電池的內阻很大,所以線圈的電阻要盡量小,但是線圈的匝數又影響到效率,所以如何取舍是一個很值得研究的問題。
選多晶電池板是因為多晶板制造工藝決定它吸收的光譜比單晶板寬,弱光性能好,白天放在室內也有功率輸出,但是單晶板的轉換效率比多晶板高這個是肯定的,綜合考慮還是選了多晶板。
你需要一個2個環形強磁磁鐵,用來做偽磁懸浮承軸,磁環一個大一個小,小的要以套的進承軸為佳,我用的承軸是5MM的不銹鋼,所以用5MM內孔的小磁環。大的內徑應該是小的外徑+8MM左右,太大太小都會影響效率,距離太大會造成抖動(血的教訓,參見我最早發布的作品視頻)距離太小,阻力增加,效率會很低。
第三步:制作轉子。
這是我的多功能電動工具(電磨,電鉆,切割機,轉子平衡器)作為一個DIYER,幾件稱手的工具很重要,有時候直接影響到DIY的樂趣。。。。。
這是只做好的轉子,4個磁鐵的排列方式后面會給出,轉子的自平衡和動平衡非常重要,如果同心度不高會造成抖動,前面說過了,抖動影響效率。
插上我的萬能電動工具調試平衡。
第四步:制作線圈。
由于我采用的結構轉子是磁鐵,因此線圈可以繞很多匝,不用考慮重量問題,但是匝數越多電阻也越高。前面說過了,太陽能電池的內阻也很高,所以過高的電阻會使整個電路靈敏度降低,造成啟動困難。這里我用0.25MM直徑的漆包線繞了800圈,正好占滿一個線架。
第五步:開始組裝骨架。
所有材料清單
把3個繞好的線圈粘到做支撐作用的板子上
先立好骨架,看下線圈有沒有粘整齊。
再把轉子放進去,測試下轉動靈活度。
然后把線圈和轉子一起組裝起來,測試下轉動。這樣整個骨架就制作完成了。
第六步:安裝太陽能電池板
電池板粘上板子就行,注意相對的2個并聯接到一個線圈上。。。。。悲催的502,用多了會發白。
設計的時候沒有預留排線的位置,所以看起來很亂。
這時候線很多,看起來很亂,但是你一定要心明如鏡,千萬別接錯了線,骨架粘好了就沒有返工的機會了
第7步:完成。。。
所有線焊接完畢,就可以上膠水(氯仿),把亞克力骨架粘好了,然后裝上之前冷落很久的遮擋片,遮擋片相當于無刷電機的換向器,有了這個,轉子才能不停旋轉。
燈光下測試,轉速很快。。
下面奉上原理圖:
轉子磁鐵的排列方式如圖,大片的那個是遮擋片,通過遮擋陽光,讓光線始終只能照射到2組太陽能電池板,這樣就產生一個旋轉磁場,推動轉子不停旋轉。教程到這里就結束了,有興趣的DIYER可以聯系本人探討細節問題。
專門用透明亞克力板子雕刻的,之前一直用的黑色板子,沒考慮到排線問題,所以排線看起來很亂。
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