Stromerzeugendes Windrad Materialien:
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Stromerzeugendes Windrad In diesem Workshop wollen wir ein Windrad aus einem alten Diskettenlaufwerk bauen und damit eine Leuchtdiode zum Blinken bringen oder einen Akku für das Handy oder Kamera aufladen. Die Rotorblätter werden wir aus gebrauchten PET Flaschen konstruieren. Materialien: elektronische Komponenten mechanische Komponenten - altes Diskettenlaufwerk - 6 Gleichrichterdioden (Schottkydioden) - 1 Glättungskondensator - 1 Meter Kupferdraht - Ferritkernröhre - 1 KΩ Widerstand - 1 NPN Transistor BC337 - 1 weiße Leuchtdiode - Lötzinn & Lötkolben - Windradstab (Holz oder Pappe) - rechteckiges Stück Holz ca. 6x7cm (zur Befestigung des Diskettenlaufwerksmotor an den Windradstab) - mindestens 1mm starkes Plastik (PET, Shampooflaschen ...) - Heissluftpistole um das Plastik für die Rotorblätter zu formen - Heissklebepistole - Bleistift, Geodreieck, Schere, Cutter, Dixoband selbstgewickelte Spule Joules Thief Schaltung 1 KΩ Widerstand 1 NPN Transistor Leuchtdiode Gleichrichter & Glättungskondensator Kondensator 6 Schottky Dioden Drehstromgenerator aus Diskettenlaufwerk Darstellung der wesentlichen Komponenten des Generators Um die LED anzusteuern, müssen wir den Strom zunächst gleichrichten, dies passiert mit 6 Schottkydioden und einem Glättungskondensator. Von diesem gleichgerichteten Strom ist die Spannung leider noch etwas zu niedrig um eine LED zu betreiben. Es gibt die Möglichkeit die Spannung mittels einer Jules Thief Schaltung zu erhöhen. Für diese Joule Thief Schaltung müssen wir eine Spule selbst wickeln. Dazu nehmen wir einen Meter Kupferdraht, falten ihn in der Mitte, ziehen ihn straff und schneiden ihn an der gefalteten Seite durch. Nun haben wir 2 1/2 Meter Kupferdrahtstücke. Wir nennen sie A und B. Wir führen beide Kupferdrähte durch den Ferritkern und wickeln sie gespannt um den Ferritkern herum, bis beide Drähte aufgebraucht sind. Drehstrom-Generator Gleichrichter & Glättungskondensator “Joule Thief“ & LED schematische Darstellung des Generators elektronische Konstruktion des Generators Wir schrauben das Diskettenlaufwerk auf und suchen nach dem Motor (große Scheibe) für den Antrieb der Diskette. Dieser wird mit einem Motorreglerchip angesteuert. Diesen Chip werden wir entfernen, weil wir den Laufwerksmotor nicht als Motor sondern als Generator verwenden wollen. Von den Kupferspulen des Motors suchen wir die Anschlüsse (meist dicke Leiterbahnen, in der Regel 3 Stück), wir können auch den Widerstand messen (alle 3 Anschlüsse müssen den gleichen Widerstand zwischen 10 - 30 Ω haben). Nun messen wir die Widerstände um zu erfahren welcher der Anschlüsse zu A und welche Anschlüsse zu B gehören. Wir verbinden den Draht A auf der linken Seite mit dem Draht B auf der rechten Seite. Dieser Verbindungspol wird an den Pluspol des Gleichrichters angeschlossen. Es bleiben jetzt noch zwei unangeschlossene Anschlüsse zurück. Wir nehmen einen davon und verbinden ihn über einen 1 KOhm Widerstand mit dem Basisanschluss eines NPN Transistors, den anderen Anschluss verbinden wir mit dem Kollektor des Transistors. Den Emitter des Transitors löten wir an den Minuspol des Gleichrichters. Nun löten wir noch die Leuchtdiode an den Transistor an. Die Kathode kommt an den Emitter und die Anode an den Kollektor. Rotorscheibe (auf der anderen Seite werden die Rotorblätter festgeklebt) Drehstromgenerator drehendes Windrad, LED leuchtet stehendes Windrad mechanische Konstruktion des Windrads Von der Größe der gebrauchten PET Flaschen hängt die Länge der Rotorblätter ab. Wichtig ist dass die Blätter zur Windseite leicht gebogen sind, so dass der Wind besser aufgefangen wird. Die Rundungen der PET Flaschen sind optimal geeignet. 2) in jedes Rotorblatt einen Halbkreis ausschneiden, so dass der Rotor mit glatter Fläche anklebbar ist 120° 3) Stabilisierungsring - in der Mitte ist ein Loch ausgeschnitten, auch aus gebrauchten PET, wird auf die mit Dixo befestigten Rotorblätter mit Heißkleber geklebt 1) Rotorblatt mit 120° Winkel, Länge je nach Größe de Materials Wir verwenden 3 Rotorblätter mit einem 120° Winkel (Abb.1 ). Am besten man konstruiert sich erstmal aus Pappe oder Papier eine Maske für ein Rotorblatt, nehmen die Maske als Vorlage und zweichnen auf der PET Flasche 3 Rotorblätter nach. Die Rotorblätter schneiden wir nun aus. (Bitte Abb. 2 & 3 beachten.) Die Rotorscheibe ist magnetisch auf dem Diskettenmotor befestigt, diese lässt sich leicht abheben. Auf diese Rotorscheibe werden die Rotorblätter mittels Heißkleber geklebt. Für eine stabile Klebefläche ist es sinnvoll in die Mitte der drei verstärkten und mit dem Stabilisierungsring (Abb. 3) zusammengeklebten Rotorblätterlätter noch ein Loch auszuschneiden (Abb. 2) Windradkonstruktion Endmontage Raum für Notizen: 5 1 2 4 3 1. Rotorblätter werden auf der 2. Rotorscheibe mittels Heißkleber festgekleben 3. Drehstromgenerator wird auf 4. Holzplatte geschraubt 5. Holzplatte wird an Windradstab befestigt DKIA ELECTRONICS, IT & LIGHT DESIGN Ein Elektronikworkshop für Jugendliche zwischen 10 - 18 Jahren Nora Dibowski and Simon Laburda, Zirkusgasse 37, 1020 Wien mail: [email protected] - http://www.dkia.at/
