Itse tehty ravistettava taskulamppu

Tämä taskulamppu pitää lupauksensa – täysin ilman paristoa

Kirjoittaja: Markus Protze, Cursdorf

Verkossa alkaen: 19.09.2008, Käyntien määrä: 794478

Aina silloin tällöin näkee mainoksia taskulampuista, jotka saavat energiansa pelkästään ravistamalla.

Tässä hyödynnetään sähköistä induktiota. Kun johdin on muuttuvassa magneettikentässä, varaukset siirtyvät siinä – jännite indusoituu.

Tämä on helpointa toteuttaa liikuttamalla kestomagneettia. Jos johdin ei ole pelkkä lanka vaan käämi, magneettikenttä läpäisee jokaisen käämin kierroksen ja näin käämin päihin indusoituu korkea jännite. Ravistamalla siis liikutetaan magneettia nopeasti käämin sisällä ja tuotetaan näin sähköenergiaa.

Oikeastaan taskulamppujen kohdalla tämä on erinomainen idea, sillä paristot ovat aina juuri silloin tyhjät, kun niitä tarvitsisi esimerkiksi sähkökatkon aikana, ja koska nykyään Schüttel-induktiolla (ravistamalla syntyvällä induktiolla) tuotettu pieni energiamäärä riittää hyvin nykyaikaisten valonlähteiden, kuten LEDien, käyttöön.

Myös minulla oli jokin aika sitten tällainen lamppu käsissäni. Valitettavasti jouduin kuitenkin nopeasti toteamaan, että tämä laite soveltui lähinnä huolimattomien ostajien rahastamiseen. Hyvin piilotettuna siinä oli nimittäin kelan, magneetin ja Schüttel-energian varastointiin tarkoitetun akun lisäksi myös kaksi suurta nappiparistoa.

Kyseessä olivat aivan tavalliset litiumparistot, joita ei missään nimessä saa ladata. Nämä kaksi nappiparistoa oli kytketty sarjaan akun kanssa, jota ladattiin ravistamalla. Näin ollen ravistusenergiaa kyllä hyödynnettiin, mutta heti kun piilotetut nappiparistot olivat tyhjät, saattoi kättään ravistaa vaikka kuinka, lamppu ei enää syttynyt.

Minulle ei jäänyt muuta vaihtoehtoa kuin palauttaa lamppu merkinnällä "Tuote ei miellytä". En missään nimessä halua kritisoida oikeiden ravistettavien lamppujen valmistajia – varmasti on olemassa aitojakin malleja, mutta niitä saa todennäköisesti vain hyvään hintaan erikoisliikkeistä. Tämä kokemus oli minulle kuitenkin riittävä syy tilata viimeisimmän tilaukseni yhteydessä supermagnete.fi:sta myös sauvamagneetti S-10-40-N omia ravistettavien lamppujen kokeiluja varten.

Saatuani supermagneetin aloin heti tehdä ensimmäisiä kokeita, ensin tavallisella PVC-vesiputken palalla.

Käämin kieputin "silmämääräisesti". Syntyvä virta piti vielä tasasuunnata ja varastoida. Tasasuuntausta varten löysin askartelulaatikostani muutaman SB540 Schottky-diodin. Nämä ovat tähän käyttötarkoitukseen kylläkin huomattavasti ylimitoitettuja, mutta niissä on haluttu, matala kynnysjännite verrattuna tavallisiin piidiodiin. Korkea kynnysjännite aiheuttaisi sen, että diodit kuluttaisivat liikaa jännitettä itseensä.

Jotta indusoitua jännitettä voitaisiin hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti, päädyin käyttämään tasasuuntaussiltaa, jossa on 4 diodia. Energian varastointi voisi tapahtua pieniin akkuihin tai elektrolyyttikondensaattoreihin. Muutamien kokeilujen jälkeen päädyin niin sanottuihin GoldCap-elektrolyyttikondensaattoreihin, koska niissä on erittäin suuri kapasiteetti pienessä koossa.

Koska ensimmäiset kokeet vaikuttivat erittäin lupaavilta, ryhdyin suunnittelemaan ammattimaisempaa rakennetta.

PDF-tiedosto

Ensin kaaviokuva ideastani.

PDF-tiedosto

Pyysin tuttavaani sorvaamaan paksuseinäiseen muoviputkeen uria ja sorvaamaan etuosasta palan pois.

Yksi 20 mm leveä ura toimii 0,1 mm kuparilakattua lankaa olevan kelakäämin paikkana. Kolmeen 10 mm leveään uraan aioin asentaa neljä Schottky-diodia jännitteen tasasuuntausta varten.

Putken etuosaan sorvattuun osaan aioin asentaa GoldCap-kondensaattorin (1F; 5,5V).

Vaihdemoottori ravistettavalle taskulampulle

Kelan käämityslaitteena toimii hitaasti pyörivä vaihdemoottori.

Kaikki osat ennen kokoonpanoa, kela on jo suojalakattu ja varmuuden vuoksi teipattu.

Putken sisällä sauvamagneetti S-10-40-N tulisi liikkua vapaasti.

Valmistin tätä varten pyörömessingistä kaksi päätyosaa, jotka porasin ja tapitin kiinni koteloon. Messinkiosien kiinnitykseen käytin kahta alumiininiittiä, koska terästapit vetäisivät magneettia liikaa puoleensa, jolloin sitä ei voisi enää ravistaa.

Jotta magneetti ei ravistettaessa iskisi kovaa messinkiosiin, lisäsin vielä kaksi vaahtomuovirullaa vaimentamaan iskuja.

Tässä urissa asennetut tasasuuntausdiodit ja kytkin, jolla LED-valot on tarkoitus myöhemmin kytkeä päälle.

Piirilevy, jossa on 4 LEDiä, asennetaan upotetun kondensaattorin yläpuolelle. LEDit on tarkoitus myöhemmin vaihtaa Osram PowerTopLED-valoihin, jotta saadaan enemmän valoa.

Tässä on kaikki jo valmiiksi asennettu ja toimintakunnossa.

Viimeinen testi, ja vaikka onkin aamupäivä, kamera tuntuu olevan häikäistynyt….

Kun olin saanut taskulampun valmiiksi, ei ollut enää vaikeaa käyttää sisäänrakennettua magneettia myös kiinnitykseen. Valitettavasti magneetti on lähes 10 mm muovin takia hieman liian heikko pitämään raskasta lamppua yksinään, mutta pienellä ulkoisella tuella lampun ripustaminen verstaan ovenkarmin ruuviin ei ole ongelma. Tässä käytetty Q-40-20-10-N, vasemmalla ilman lamppua ja oikealla lampun kanssa.