Как сделать цепь из батарейки и лампочки
Обновлено: 15.05.2024
При выполнении электромонтажных и наладочных работ в электроустановках приходится разбираться в хитросплетениях проводов, анализировать их целостность, определять состояние контактов переключателей, соответствие концов жил в кабелях, заниматься их маркировкой. Часто поиск неисправностей проводится на действующем оборудовании под напряжением.
Принципиальные электрические схемы
Для облегчения работы электриков промышленность выпускает различные приборы и устройства. Вот схема, позволяющая определять наличие напряжения или целостность проводников.
Питание обеспечивают 2 батарейки типа АА, 2 светодиода зеленого цвета типа АЛ-307, 2 биполярных транзистора КТ 315, обыкновенный диод и 4 резистора, собранных на печатной плате. Герметичный корпус из изоляционного материала по габаритам чуть превышает размеры спичечного коробка. Щуп выполнен откидывающимся по принципу перочинного ножа. Из корпуса выходит провод длиной чуть больше метра, заканчивающийся штеккером для установки зажима типа “Крокодил”.
При подключении исправного сопротивления (электрического провода) между крокодилом и щупом загорается светодиод “Зелен”.
Если подать напряжение от 8 вольт до 0,4 кВ между щупом и крокодилом, то загорается светодиод “Красн”. Для переменного напряжения полярность не принципиальна.
Устройство позволяет определять фазный и нулевой проводник в сети 0,4 кВ. Для этого требуется дотронуться рукой до крокодила, а щупом прикасаться к проводам или контактам розетки. Потенциальный фазный провод зажигает светодиод “Зелен”. В данном случае прибор работает как отверточный указатель напряжения с неоновой лампочкой по принципу емкостного тока.
Однако данная схема очень хорошо вызваниевает все высокоомные сопротивления, что является серьезным недостатком при работе с токовыми цепями низкоомных сопротивлений. Поэтому схема переделана.
В работе часто приходилось определять наличие “+” и “—” в цепях 220 вольт постоянного тока, для чего требовалось менять местами подключение щупа и крокодила к схеме. Этот недостаток устранился включением в схему дополнительной цепочки из желтого светодиода, транзистора Т3 марки КТ 361, диода VD2 и резистора 25 кОм.
Итогом доработки стало загорание красного светодиода если есть “+” на крокодиле и желтого — в случае “—”. Работа стала проще, лишние операции устранились.
После создания конструкции была мысль вместо транзисторного ключа с Т3 установить обыкновенный резистор, но она не проверялась на практике.
Однако Ni-Cd аккумуляторы со временем не понравились большой длительностью заряда и быстрой потерей емкости, габаритами. Вместо них установили отработавший свой срок на мобильном телефоне Li-ion аккумулятор. Для заряда от стандартного устройства вывели клеммы на вход корпуса, спрятав под изоляцию.
Сделали еще одну доработку для оценки величины входного напряжения посредством ввода в схему 6-ти диапазонного переключателя SA2, позволяющего ограничивать ток входа в схему подключением одного из резисторов R1÷R5. У них номинал увеличивается с возрастанием порядкового номера.
При нахождении переключателя в нижнем положении прозвонка работает в обычном режиме, реагирует на напряжение от 8 вольт и выше. Коммутация каждого следующего резистора ведет к уменьшению тока на входе транзисторной схемы и снижению ее чувствительности, погашению светодиода индикации напряжения.
Выбрали интересующие нас пределы напряжений (24, 38, 70, 125, 260 вольт), при которых светодиоды не должны загораться от положения рычага переключателя SA2.
Затем экспериментальным путем в собранную налаженную схему без данной цепочки методом подбора определили номиналы резисторов для каждого случая. Собрали схему окончательно и проверили работоспособность внесением затухания для контрольных напряжений.
Фотографии отдельных моделей
Три варианта исполнения прозвонки демонстрируют процесс ее совершенствования.
Левый экземпляр со снятой крышкой выполнен не вполне удачным навесным монтажом, в нижней части место для блока питания, АКБ изъяты из гнезда, рядом видна конструкция кнопки SA1 и самодельного патрона для лампочки.
Средняя модель выполнена фонариком, а правая — на Li-ion АКБ с поворотным щупом. Рядом с моделью показаны приспособления для установки на выходной штекер провода:
• крокодил;
• щуп;
• удлинительный проводник.
Особенности конструкции
При контроле напряжения на отдельных частях может появиться потенциал. Поэтому любые металлические части, включая щуп, должны быть надежно изолированы.
Ограничение в работе
Внимание! Во время эксплуатации выявлен один характерный недостаток, приводящий к выгоранию элементов схемы. Нельзя нажимать кнопку SA1 при подключенном напряжении между щупом и крокодилом. В ходе такой операции от напряжения 220 вольт взрывается лампочка, рассчитанная всего на 4,5 вольта, выгорают контакты кнопки SA1 и транзисторы.
Данный факт проверен многочисленными не предусмотренными экспериментами на стадии освоения модели. Поэтому советуем отказаться от выполнения навесного монтажа.
Как сделать печатную плату
Для ее изготовления рекомендуется:
• подобрать детали;
• определить их габариты;
• выбрать способ компоновки, удобный для работы;
• уточнить длину, способ крепления и намотки провода между корпусом и крокодилом;
• продумать конструкцию корпуса.
Вычерчивание печатных плат в масштабе с моделированием конструкции позволяют делать многочисленные графические программы-редакторы. Созданный с дорожками чертеж распечатывается на листе бумаге лазерным принтером в реальном масштабе.
Далее, на обезжиренную заготовку, желательно с двухсторонней медной фольгой, накладывается чертеж и проглаживается горячим утюгом для переноса на фольгу. Учтите зеркальность способа!
Останется только высверлить отверстия для крепления элементов и протравить дорожки любым доступным методом.
Подбор деталей
Практика неудачного пользования и замены выгоревших деталей теми, которые оказались под рукой, подтвердила пригодность транзисторов любой серии используемых марок. Подбор диодов осуществлялся по тому же методу.
Мощность всех резисторов может составлять 0,125 Вт, за исключением сопротивления 0,5 К в цепи блока заряда Ni-Cd АКБ. Его лучше использовать номиналом 0,5 или 1 Вт мощности.
Переключатель SA1 с пружинным возвратом обязателен. В качестве его подходят кнопки управления от старой радиоэлектронной аппаратуры.
Лампочку можно припаять прямо к проводам. Но лучше использовать патрон от старой елочной гирлянды или просто сделать один контакт металлическим проводом (пару витков вокруг цоколя) для ввинчивания лампочки до упора во второй контакт-площадку.
Так была выбрана тема для моего первого настоящего исследования!
У меня часто возникали вопросы: Как электричество заставляет гореть лапочки? Откуда берется электрический ток в розетке? Как мои игрушки работают от батарейки, откуда в батарейке электричество? И в чем разница между электрическим током и электричеством?
После этого я для себя точно решила, что обязательно должна разобраться с возникающими у меня вопросами, про электричество и ток! Что и послужило основанием для выбора темы исследования.
Гипотеза: Ток в электрической цепи бывает разным.
Для того чтобы проверить свою гипотезу мной была определена цель исследований и проведен ряд опытов.
Цель: Изучить электрические цепи с разными видами тока.
Для достижения поставленной цели мной по порядку были изучены все интересовавшие меня выше вопросы.Задачи:
1. Изучить природу электричества и электрического тока.
2. Ознакомиться с принципом работы батарейки.
3. Узнать, как электричество попадает в наш дом.
Для их решения я выполнила следующую работу:
1) спросила у папы и провела с ним опыты;
2) прочитала детские энциклопедии;
4) искала информацию в Интернете;
5) просматривала познавательные мультфильмы про электричество.
Методы и приемы исследования: наблюдение, эксперимент.
Оборудование: Электрический конструктор, мультиметр.
Практическая значимость: результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире, помогут в повседневной жизни.
Результат работы представлен в виде презентации.
1. Природа электричества и электрического тока
Рис. 1. Протон и электрон
Протон – это положительно, а электрон отрицательно заряженная частица (рис. 1,2).
Рис. 2. Протон и электрон
Электроны и протоны притягиваются друг к другу и образуют конструкцию под названием атом. Протоны находятся в ядре атома, вокруг протонов вращаются электроны (рис. 3).
При трении янтаря о шерсть частицы с атомов шерсти перескакивают на атомы янтаря (рис. 4).
Рис. 4. Что происходит при трении
В результате чего шерсть потеряв часть своих электронов становиться заряжена положительно, а янтарь отрицательно. Отрицательно и положительно заряженные атомы начинают притягиваться друг к другу (рис. 5). Такой вид электричества называется статическим.
Рис. 5. Статическое электричество
Если у одних атомов электронов переизбыток, то под действием электрических сил они устремляются туда, где электронов не хватает. Такой поток электронов и называется электрический ток (рис. 6).
Рис. 6. Электрический ток
Я попробовала повторить рассказанный в мультфильме пример (рис. 7).
Рис. 7. Опыт с янтарем
Потом я провела такой же опыт с линейкой: потерла линейку о шерсть, и кусочки бумаги притянулась к ней (рис. 8).
Рис. 8. Опыт с линейкой
Я сделала вывод, что янтарь и линейка наэлектризовались, в результате чего возникло статическое электричество.
1) Одинаковые заряды отталкиваются, разные – притягиваются. Одинаково заряженные тела отталкиваются, противоположно заряженные – притягиваются.
2) Электричество получаемое в результате потери баланса положительно и отрицательно заряженных частиц называется статическим.
4) Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.
2. Ознакомиться с принципом работы батарейки
Электричество может возникнуть не только при трении. Причиной возникновения тока может быть химическая реакция. Так устроены привычные нам батарейки.
Первая электрическая батарейка появилась в 1799 году. Её изобрел Алессандро Вольта (рис. 9). Он же изобретатель источника постоянного электрического тока.
Рис. 9. Алессандро Вольта (1745 – 1827)
Батарейки бывают круглые, квадратные (рис. 10).
Рис. 10. Разновидности батареек
Рис. 11. Пальчиковая батарейка
Внутри современной батарейки два цилиндрика (анод +; катод -, вставленные один в другой. Между цилиндриками (плюсом и минусом) - специальный барьер (сепаратор, раствор или паста (рис. 12).
Рис. 12. Строение обычной батарейки
От одного цилиндрика к другому и течет электрический ток (рис. 13).
Рис. 13. Принцип работы батарейки
Например, от одного цилиндрика по проводу ток идет в лампочку и дальше по проводу подходит к другому цилиндрику (рис. 14).
Рис. 14. Электро-схема
Для наглядности я с папой собрала, показанную выше, электрическую цепь. На рисунке 15 представлен результат проведенного опыта.
Рис. 15. Электрическая цепь в действии
Мы с папой попытались в домашних условиях сделать свою батарейку (рис. 16).
Рис. 16. Батарейка своими руками
Для этого нам понадобились (рис. 17):
• прочное бумажное полотенце;
• два изолированных медных провода.
Рис. 17. Что нужно
Как проводился опыт:
1. Растворили в воде немного соли.
2. Нарезали бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет.
3. Намочили бумажные квадратики в соленой воде.
4.Положили друг на друга стопкой: медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета.
5. Зачищенный конец одного провода подсунули под стопку, второй конец присоединил к лампочке. Один конец второго провода положили на стопку сверху, второй тоже присоединили к лампочке.
Лампочка не загорелась, зато загорелся диод (рис. 18).
Рис. 18. Опыт с монетами
Диод горел еле-еле, и мы решили провести еще один опыт при помощи уксуса.
Для него нам потребовались (рис. 19):
Рис. 19. Что нужно
Как проводился опыт:
1. Соединили саморезы с медной проволокой (рис. 20).
4. Подсоединили один провод к саморезу, а второй к медной проволке (рис. 23).
5. Подсоединили провода к лампочке (рис. 24).
Лампочка не загорелась, а диод горел хорошо (рис. 25).
Так же ток возникает во фруктах и овощах. Я провела опыты с лимоном и картошкой.
В лимон и картошку воткнула медную и цинковую пластины и измерила напряжение вольтметром (рис. 26 и 27).
Рис. 26. Опыт с лимоном
Рис. 27. Опыт с картошкой
Вольтметр показал, что и в лимоне и в картошке возник электрический ток с примерно одинаковым напряжением.
Трех лимонов мне оказалось достаточно, чтобы светодиод потихоньку загорелся без дополнительных источников тока. Добавив еще один лимон диод начал гореть в полную силу, но лампочка как и в предыдущих опытах не загорелась (рис. 28).
Рис. 28. Опыт с лимоном
В опыте с картошкой, мы взяли 12 картофелин, но лампочка все равно не загорелась (рис. 29).
Рис. 29. Опыт с картошкой
По проделанным опытам с лимоном и картошкой я сделала вывод, что электрический ток в овощах и фруктах появляется в результате химической реакции между металлом и содержащейся в овощах и фруктах кислотой.
Еще я узнала, как работает световой источник тока – солнечные батареи.
Солнечная батарея состоит из множества солнечных элементов, в каждом из которых энергия света непосредственно превращается в электрическую энергию. Это совсем несложно, только для изготовления солнечного элемента нужно найти вещество с подходящими свойствами.
Рис. 30. Солнечная батарея
Солнечная батарея есть у нас на даче, днем она накапливает электричество, а ночью начинает его отдавать (рис. 31).
Рис. 31. Пример солнечной батареи
Пока на батарею попадают лучи солнца, бабочка не горит, а как только мы ее закрыли телефоном, она зажглась.
Еще солнечные батареи можно встретить дома в калькуляторах (рис. 32).
Рис. 32. Калькуляторы с солнечной батареей
Вывод: Солнечные батареи не только производят электричество, но и накапливают его при помощи аккумулятора.
Таким образом, я пришла к выводу, что батарейки – это устройства, производящие электрическую энергию. Но одной батарейки недостаточно для того, чтобы лампочка или диод горели.
Для этого необходимо составить замкнутую электрическую цепь из электрических приборов. Папа научил меня собирать простейшую электрическую цепь.
Элементы электрической цепи соединяются проводами и подключаются к источнику питания.
Самая простая электрическая цепь состоит из:
1) источника тока;
2) потребителя электроэнергии (лампа, электробытовые приборы);
3) замыкающего и размыкающего устройства (выключатель, кнопка);
4) соединительных проводов;
Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами.
На электрических схемах все элементы электрической цепи имеют условное обозначение.
Вывод: если батарейка является частью электрической цепи, то поток электронов течет от отрицательного полюса батарейки к положительному через все элементы цепи.
Вот как работают мои игрушки!
3. Как электричество попадает в наш дом
Современному человеку электричество необходимо, чтобы работали станки на заводах, чтобы ездили поезда, трамваи. А дома - чтобы работали различные приборы, которые помогают быстро выполнить домашнюю работу. Но откуда и как к нам в дом приходит электричество?
И вот что я узнала (рис. 33):
1. Электричество для нашего дома производится на электростанции (ТЭЦ-17).
2. Дальше электричество движется по линии электропередач под сильным напряжением.
3. Потом электричество попадает в трансформатор, что бы стать пригодным
для домашних электроприборов. попадает в наши дома
4. С трансформатора электричество по проводам приходит к нам в дом.
Рис. 33. Как электричество
Я попросила родителей показать мне, откуда и как электричество приходит в наш дом (рис. 34).
Рис. 34. Как электричество приходит в наш дом
Для получения такого большого количества электроэнергии строят электростанции.
Ток на электростанции получают с помощью особого устройства – генератора (рис. 35).
Рис. 35. Генератор
Чтобы привести в действие генератор тока, используют разные виды энергии.
Тепловые получают энергию от сгорания топлива (газа, дизельного топлива или угля). Такая станция есть у нас в городе Ступино (например, ТЭЦ-17) (рис. 36).
Рис. 36. ТЭЦ-17 г. Ступино
На гидроэлектростанции для вращения турбины генератора используют энергию воды. Такую можно увидеть в городе Шатура (рис. 37).
Рис. 37. Шатурская гидроэлектростанция
На атомной электростанции используют энергию тепла, выделяемой при ядерной реакции (рис. 38).
Рис. 38. Ростовская атомная электростанция
А ещё есть ветровые электростанции (рис. 39, солнечные (рис. 40) и многие другие.
Рис. 39. Ветровая электростанция
Рис. 40. Солнечная электростанция
Когда вы нажимаете на выключатель лампы или какого-нибудь прибора, то электрический ток, пришедший от генератора, начинает течь по проводам, и прибор начинает действовать, а лампочка — светиться. Точно так же, как в моей электро-схеме (рис. 41).
Рис. 41. Электрическая цепь работы лампочки
Производство электроэнергии требует больших затрат, поэтому очень важно беречь ее, не тратить зря.
Почему же электричество опасно? И почему батарейка для меня безвредна, а ток в розетке так опасен.Вот что я узнала:
Рис. 42. Электрический ток
Рис. 43. Электрический ток в батарейке
Рис. 44. Электрический ток в розетке
В розетке – 220 вольт, удар током приводит к травмам, ожогам и смерти.
Вот почему ток в розетке так опасен!
В результате всех проделанных исследований я сделала выводы:
1. Электричество - это общее название ВСЕХ явлений, так или иначе связанных со свойствами электрических зарядов.
2. Ток - это направленное движение электрических зарядов под действием сил электрической природы. То есть просто частный случай электричества.
3. Электричество в наш дом попадает по электрической цепи с электростанций.
4. Чем выше колебание частиц при движении, тем выше напряжение тока в цепи и опаснее его удар.
Будем бережно относиться к электричеству, будем помнить о той опасности, которую оно несёт в себе.
1. Леенсон И. А. Загадочные заряды и магниты. Занимательное электричество.Изд-во: ОлмаМедиаГрупп, 2014 г;
Прикреплённые файлы:
В мире сказок! В нашей группе дети;как и впрочем во всем мире очень любят сказки. Каждый день мы с детьми читаем одну сказку. Ведь сказка-это волшебный.
Физика электричества: как работает электрический ток
Если вы когда-нибудь смотрели на некое электронное устройство и задавались вопросом "Как оно работает?" и "Могу ли я сделать это сам?" — или если ваш ребенок уже вырос из электронного конструктора "Знаток" и готов двигаться дальше, книга "Электроника для детей" — то, что вам нужно, особенно таким дождливым летом, как нынешнее. Если вы в детстве с упоением разбирали радиоприемник, а сейчас ваш сын спрашивает, как устроен компьютер, эта книга для вас. Отрывок, который мы публикуем сегодня, даст детям первое представление об электричестве и поможет собрать первое собственное устройство — охранную сигнализацию.
Прежде чем мы приступим к опытам с электричеством — немного физики. Как электричество заставляет лампочку гореть? Здесь действует сочетание четырех понятий. Это:
- Электроны
- Ток
- Напряжение
- Сопротивление
Что такое электрон
Все, что нас окружает, состоит из атомов — частиц настолько малых, что разглядеть их можно только с помощью особого типа микроскопа. Но сами атомы состоят из еще меньших частиц — протонов, нейтронов и электронов.
Протоны и нейтроны образуют ядро атома (его центр), а электроны вращаются вокруг этого ядра, как планеты вокруг Солнца. Протоны и электроны несут электрические заряды, протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный.
Именно поэтому электроны удерживаются в атоме: положительный и отрицательный заряды притягивают друг друга подобно разноименным полюсам магнитов.
Некоторые вещества обладают проводимостью: если воздействовать на них энергией (например, запасенной в батарейке), то электроны в них начинают перемещаться от атома к атому!
Напряжение заставляет электроны двигаться
Присоединив к лампочке батарейку, вы подали на нить лампочки напряжение. Это напряжение, измеряемое в вольтах (В или V), толкает электроны в одном направлении, заставляет их двигаться по нити. Чем оно выше, тем больше электронов будет передвигаться по нити.
Представьте себе нить в виде трубы, целиком заполненной шариками. Если с одного конца трубы втолкнуть шарик, с ее противоположного конца тут же без всякой задержки выпадет другой шарик.
Чем больше шариков вы будете заталкивать в один конец трубы, тем больше их будет выпадать из другого. Именно так ведут себя электроны в нити накаливания лампочки, когда на нее подается напряжение.
Электрический ток
Электрический ток — это течение потока электронов по нити лампочки. Вы могли слышать слово течение применительно к реке: "У этой реки сильное течение". Это значит, что по реке протекает много воды. Электрический ток подобен этому течению: если говорят "сильный ток", это значит, что по проволоке протекает много электронов.
Сила тока измеряется в амперах (А). При увеличении напряжения в цепи увеличивается и сила тока. Как вода течет по склону под действием силы тяготения, так ток течет от положительного вывода батарейки (+) к отрицательному (—). При этом сами электроны движутся в противоположном направлении — от отрицательного вывода к положительному. Однако применительно к току всегда говорят, что он течет от плюса к минусу.
Сопротивление уменьшает силу тока
Напряжение заставляет электроны двигаться и тем самым создавать электрический ток, а сопротивление препятствует этому току. Это подобно игре с садовым шлангом: если сжать его, сопротивление потоку воды увеличится и поток ослабнет, т. е. воды станет протекать меньше. Но если открыть кран еще больше, увеличится давление (это будет подобно повышению напряжения), и поток воды увеличится, даже если шланг останется сжатым в той же степени. Сопротивление в электричестве действует подобно сжатию шланга, а измеряется оно в омах (Ом или Ω).
Теперь я объясню вам, как электроны, ток, напряжение и сопротивление действуют вместе, заставляя светиться лампочку.
Зажигаем лампочку
Концы нити накаливания лампочки соединены с деталями ее цоколя: один — с боковой поверхностью его корпуса, другой — с центральным контактом. Когда вы присоединяете лампочку к батарейке, вы создаете то, что называется электрической цепью. Цепь — это путь, по которому ток может течь от плюса батарейки к минусу.
Создаваемое батарейкой напряжение заставляет электроны двигаться по цепи, частью которой является нить накаливания лампочки. Нить обладает сопротивлением, ограничивающим силу тока в цепи. Когда электроны преодолевают сопротивление нити, она становится такой горячей, что начинает светиться, т.е. испускать свет.
Чтобы батарейка могла заставить электроны двигаться, цепь между ее выводами не должна иметь разрывов, т. е. должна быть замкнутой.
Чтобы электричество могло работать, всегда необходимы замкнутые цепи. Достаточно разомкнуть цепь — создать в ней хоть один разрыв в каком-либо месте, и лампочка сразу погаснет! Давайте рассмотрим электрические цепи более подробно.
В чем электрическая цепь подобна системе труб
Давайте продолжим рассматривать электричество, сравнивая его с течением воды в трубах. Представьте себе систему труб в виде замкнутой петли с насосом, которая целиком заполнена водой. В одном месте эта система имеет сужение.
Насос играет роль батарейки, которая питает цепь энергией. Сужение в трубе уменьшает поток воды. Так же действует сопротивление в электрической цепи.
Теперь вообразите, что вы можете ввести в эту систему труб некое измерительное устройство, которое позволит определять количество воды, протекающей через него за одну секунду. Обратите внимание, что здесь я говорю лишь о том, сколько воды протекает через одно случайно выбранное место в трубе, а не об общем количестве воды в трубах. Точно так же мы будем говорить о силе тока в цепи: сила тока — это количество электронов, протекающих через определенную точку цепи в секунду.
Знакомьтесь: выключатель
Вы пользуетесь выключателями каждый раз, когда зажигаете или гасите свет. Когда свет в комнате горит, выключатель составляет часть замкнутой цепи, раз по лампе проходит ток. Но что происходит, когда выключатель размыкают? Происходит то же самое, что при разъединении провода в цепи: ток через лампу прерывается, и лампа гаснет, так же как в разомкнутой цепи, показанной выше.
Вокруг себя вы можете найти самые разные выключатели, и это очень простые устройства. Они соединяют два провода, чтобы замкнуть цепь, и разъединяют их, чтобы разомкнуть ее. Даже зная лишь это, можно создавать неплохие схемы, чем мы и собираемся заняться.
Проект: охранная сигнализация
Выключатель можно сделать из самых разных вещей — даже из двери. В этом проекте вы превратите дверь в огромный выключатель, чтобы создать охранную сигнализацию, которая будет издавать предупредительный сигнал каждый раз, когда кто-нибудь попытается войти в комнату.
Чтобы создать такую сигнализацию, нужно прикрепить к двери несколько проводов и полоску алюминиевой фольги таким образом, чтобы при закрытой двери цепь была разомкнутой и ничего не происходило, а при открывании двери цепь замыкалась, включая зуммер.
Над дверью мы повесим оголенный (неизолированный) провод, а на верхний край двери наклеим полоску фольги и соединим эти элементы с разными концами электрической цепи, в состав которой входит зуммер. При открывании двери свисающий оголенный провод коснется фольги и тем самым замкнет цепь, заставив зуммер звучать.
Материалы и инструменты:
- Зуммер. Зуммеры бывают пассивными и активными. Пассивным нужен входной сигнал звуковой частоты, а активным — только напряжение. Для этого проекта вам понадобится активный зуммер, который работает от напряжения 9–12 В (например, KPIG2330E от KEPO. Подойдет также зуммер, который продается в магазинах автозапчастей под названием "Индикатор звуковой (повторитель)" или "Звуковой повторитель поворотов", рассчитанный на напряжение 12 В).
- Стандартная батарейка 9 В для питания цепи.
- Разъем для подключения батарейки к цепи (колодка или клемма для "Кроны" с проводами).
- Алюминиевая фольга.
- Неизолированный провод. Подойдут гибкая медная проволока без изоляции (не перепутайте с обмоточным эмалированным проводом, такой не годится), старая гитарная струна или что-нибудь подобное.
- Лента для крепления всех элементов. Это может быть изолента, скотч и т.п.
- Кусачки (бокорезы) для обрезания проволоки и удаления изоляции с проводов.
- Ножницы (не обязательны). Ими удобно резать фольгу.
Шаг 1. Проверка зуммера. Прежде всего проверьте, работает ли зуммер. Прижмите его красный провод к положительному (+) выводу батарейки, а его черным проводом коснитесь ее отрицательного (—) вывода. Зуммер должен издать громкий звук. Если отсоединить любой из его проводов от батарейки, звук должен прекратиться, поскольку цепь будет разомкнута.
Шаг 2. Подготовка фольги. Отрежьте ножницами полоску фольги шириной около 2,5 см и длиной во всю ширину рулона.
Шаг 3. Закрепление фольги на двери. Закрепите оба конца полоски фольги на верхнем крае двери двумя кусочками клейкой ленты. Эта полоска будет служить контактом для проводов от батарейки и зуммера.
Шаг 4. Подготовка контактного провода. Возьмите кусок неизолированного провода длиной около 25 см.
Шаг 5. Соединение зуммера с контактным проводом. Соедините один конец контактного провода с оголенным концом черного провода разъема для подключения батарейки. Сделать это просто: скрутите вместе неизолированные концы этих проводов и обмотайте скрутку куском изоленты.
После этого тем же способом соедините красный провод разъема для подключения батарейки с красным проводом зуммера.
Шаг 6. Установка зуммера и контактного провода. Теперь установите зуммер и контактный провод над дверным проемом. Сначала клейкой лентой прикрепите контактный провод к притолоке двери таким образом, чтобы, когда дверь закрыта, он свисал перед дверью, а при ее открывании ложился на полоску фольги.
Теперь клейкой лентой закрепите над притолокой зуммер так, чтобы его черный провод мог касаться полоски фольги на двери. Неизолированный конец этого провода прикрепите клейкой лентой к фольге.
Шаг 7. Подключение источника питания. Закрепите над дверью батарейку и подключите к ней разъем. Теперь ваша сигнализация должна выглядеть примерно так:
Шаг 8. Проверка сигнализации. Проверьте работу сигнализации. При открывании двери оголенный контактный провод должен коснуться фольги на двери, включив тем самым зуммер, который издаст громкий звук. Чтобы проверка была более достоверной, попросите кого-нибудь другого открыть дверь.
Шаг 9. Если сигнализация не работает. Если при открывании двери зуммер не включается, надо попытаться отрегулировать положение контактного провода так, чтобы при открывании двери он точно касался фольги. Если касание происходит правильно, попробуйте заменить батарейку. Если и это не поможет, проверьте соединения проводов разъема батарейки с проводами схемы и, если понадобится, выполните их заново.
Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.
К каким батарейкам можно подключать светодиод?
Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:
В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.
При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.
Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В
К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для сверхьярких светодиодов эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.
Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.
Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.
В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.
Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.
Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.
Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.
Как подключить от 3В батарейки
Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.
От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод
Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.
Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:
- входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
- максимальный выходной ток до 2.4 А.
- количество подключаемых LED от 1 до 5.
- частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.
Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет регулировать яркость свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.
Как подключить от 9В батарейки Крона
Схема питания от батарейки крона
В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.
Читайте также: