Pilsiz El Feneri - Pilsiz El Fenerinde Üretilen Elektrik Enerjisi Depolanır Mı?

Pilsiz El Feneri - Pilsiz El Fenerinde Üretilen Elektrik Enerjisi Depolanır Mı?
Pilsiz El Feneri - Pilsiz El Fenerinde Üretilen Elektrik Enerjisi Depolanır Mı?
aşağıda pilsiz el feneri ve enerjisi hakkında istediğiniz tüm bilgiler mevcut
buyrun

Pilsiz el fenerini normal el fenerinden ayıran en önemli özelliği herhangi bir harici enerji kaynağına ihtiyaç duymaması Özel tasarımı sayesinde hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bu fener, depoladığı enerji ile belirli bir süre boyunca ışık yaymakta
Pilsiz el fenerinin çalışması ile ilgili teori, ünlü bilim adamı Michael Faraday (1791-1867) tarafından 1830’lu yıllarda ortaya atıldı Faraday indüksiyon yasası olarak da bilinen bu yasaya göre, değişken manyetik alan içinde bulunan hareketsiz iletkende bir gerilim indükleniyor İndüklenen bu gerilimin
değeri manyetik alanın birim zamandaki değişim hızına ve iletkenin sarım sayısına bağlı Faraday yasası yüzyıllardır bilindiği halde taşınabilir boyutta bir pilsiz el feneri yapabilmek günümüz teknolojisi sayesinde mümkün olabildi

Alttaki resimde piyasada satılan bir pilsiz el fenerinin şekli görülüyor İlk bakışta fenerin iç kısmında ince telden sarılmış bir bobin ve silindir şeklinde bir mıknatıs göze çarpmakta İşte bu iki eleman sayesinde, Faraday yasasında belirtildiği gibi gerilim indüklemek mümkün oluyor Bobin ve mıknatıs yardımıyla hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüştürüldükten sonra, bu enerji fener içindeki
büyük kapasiteli bir kondansatörde depolanıyor Fenerin ön tarafında bulunan bir “ışık yayan diyot” (LED) yardımıyla enerji, ışığa dönüştürülüyor

Pilsiz el fenerini çalıştırmak için feneri 30 saniye boyunca sallamak gerekli Bu sayede kondansatör şarj olmakta ve depolanan enerji ile LED’in 5 dakika boyunca (bazı modellerde ise 15-20 dakika boyunca) parlak bir ışık yayması sağlanmakta

Kısaca tanıtımı yapılan ve çalışma şekli anlatılan pilsiz el fenerini kendi imkanlarınızla yapmanız çok da zor değil Gerekli elemanları edinip aşağıda anlatılan işlemleri yaptığınız takdirde kendi pilsiz el fenerinize sahip olabilirsiniz Ancak feneri kendiniz yapmaya çalışırsanız, fenerin maliyetinin hazır satılandan daha yüksek olacağını belirtmekte yarar var
Elemanları tanıyalım
Pilsiz el fenerinin yapımını mümkün kılan en önemli eleman, kondansatör Elektronik sektöründe çok kullanılan bir eleman olan kondansatörün kapasite değeri ne kadar büyükse depoladığı enerji de (E=CV2/2) o kadar fazla olur Pilsiz el fenerinde kullanılan kondansatörün kapasitesi 1 farad’dır Aslında farad çok büyük bir birim Bu nedenle elektronik devrelerde daha çok piko farad (10-12F), nano farad (10-9F) veya mikro farad (10-6F) kapasiteli kondansatörlere rastlanılır 1F kapasiteli bir kondansatörün fiziksel boyutu ve depoladığı enerji miktarı hakkında fikir vermesi açısından şu örnek verilebilir 1F’lık kapasite elde etmek için 100 mF’lık kondansatörlerden 10000 tanesini paralel bağlamak gerekir Bu da çok fazla yer kaplayacaktır Ancak, birim hacme çok geniş yüzey alanı sığdırabilen yeni teknoloji ile çok küçük boyutlu 1 F’lık kondansatör üretmek mümkün hale gelmiş bulunuyor Şekilde 1F’lık kondansatörün boyutu görülmekte Pilsiz el fenerinde kullanılan 1F kapasiteli kondansatör, İstanbul’da Karaköy elektronikçiler pasajındaki elektronikçilerden temin edilebilir

Fenerde kullanılan önemli elemanlardan biri de neodyum mıknatıslar Bu mıknatısların manyetik alanı o derece güçlüdür ki mıknatısları birbirinden elle ayırmak son derece zordur Fenerin içinde çapı 2 cm ve kalınlığı 1 cm olan 3 adet mıknatıs bulunmakta Resimde görülen neodyum mıknatısların manyetik alanı 18 Tesla (18000 gauss) değerinde Bu mıknatısları temin etmek isteyenler TÜRKİYE'NİN İLK ve TEK MIKNATIS PORTALI - Mıknatıs İmalatı - Magnet Manufactured internet adresinden gerekli bilgiyi alabilirler

Fenerin diğer önemli elemanı da kondansatörde depolanan enerjiyi ışığa dönüştüren LED Kullanılan LED’in rengi isteğe göre seçilebilir Fenerin yayacağı ışığın parlak olması için, ışık şiddeti yüksek bir LED seçmek gerekiyor Yapımı anlatılan fenerde parlak beyaz LED kullanıldı

Kendimiz Yapalım
Fenerde kullanılan elemanları tanıttıktan sonra fenerin nasıl yapıldığından bahsedelim Fenerin dış gövdesi için mutlaka plastik bir malzeme kullanmak gerekiyor Aksi taktirde mıknatısın hareketini frenleyici bir kuvvet oluşmakta Plastik bir boru, fenerin gövdesi için uygun bir seçim olacaktır Tesisat malzemesi satan bir yerden dış çapı 32 mm, iç çapı 20 mm olan plastik borudan 16 cm uzunluğunda bir parça kestirmekle işe başlanır 2 cm çapındaki neodyum mıknatıslar, bu ölçüdeki plastik boru içinde rahatça hareket edebilirler
Borunun üzerine bakır telden bobin sarabilmek için borunun ortasındaki 3 cm genişliğindeki kısmın tornada inceltilerek dış çapının 23 mm’ye kadar düşürülmesi gerekiyor Bu işlem yapıldığında, borunun görünüşü şekildeki gibi oluyor Borunun bu şekilde hazırlanmasının nedeni, boru içinde hareket edecek mıknatısın bobine yakın olmasını sağlamak

Plastik boru hazırlandıktan sonra boru üzerine 025 mm çaplı bakır telden 1800 sarım sarmak gerekiyor Bobini sarmak için yaklaşık 160 metre bakır tel gerekli Bakır tel, bobinaj işi yapanlardan temin edilebilir

Sarım işlemi tamamlandıktan aşağıda bağlantı şeması verilen elektronik devre uygun büyüklükteki bir bakır plaket üzerine monte edilmeli Elektronik devrenin nasıl çalıştığından biraz bahsedelim Mıknatısın bobin içerisinde yukarı aşağı hareket etmesiyle, bobinde alternatif bir gerilim indüklenmekte Bu gerilim, bir köprü doğrultucu ile doğrultulduktan sonra 1F’lık kondansatöre uygulanır Böylece plastik boru sallandığı sürece bobinde indüklenen gerilim kondansatörü şarj eder Kondansatör geriliminin belirli bir değeri aşmasını önlemek için, kondansatöre paralel bir zener diyot kullanılıyor Devre şemasından da görüldüğü gibi, devrede sw1 ve sw2 adlı iki anahtar bulunmakta sw1 anahtarı feneri açıp kapatmak için, sw2 anahtarıysa, ışık şiddetini ayarlamak için kullanılır

Örneğin sw2 anahtarı “az” kademesine alındığında LED’den 5mA’lik sabit bir akım geçmekte, bu sayede kondansatör gerilimi zamanla düşse de LED’in parlaklığı dakikalarca aynı seviyede kalmakta sw2 anahtarı “çok” kademesine alındığındaysa, LED’den başlangıçta 20mA’lik akım geçmekte ve daha kısa süre boyunca daha parlak ışık yayılmakta
Elektronik devre bakır plaket üzerine monte edildikten sonra devrenin giriş uçlarına bobinin boşta kalan 2 ucu lehimlenir Ardından mıknatıs boru içine yerleştirilerek borunun alt ve üst kısmı uygun bir şekilde kapatılır Böylece, fenerin yapımı tamamlanmış olur Aşağıda pilsiz el fenerinin son hali görülüyor

Şimdi pilsiz el fenerinin nasıl çalıştığını deneyebiliriz Kondansatörün yeteri kadar şarj olması için feneri en az 30 saniye boyunca sallamak gerekiyor Sallama işlemi tamamlandığında sw1 anahtarı A konumuna alınarak fener çalıştırılır Resimden de görüldüğü gibi, fener parlak bir ışık yaymakta Fener açık kaldığı sürece LED’in yaydığı ışığın şiddeti zamanla azalacaktır Ancak, aşağıdaki test sonuçlarından da görüldüğü gibi fenerin çalıştırılmasından 10 dakika sonra bile ortamı aydınlatacak kadar ışık yaymaya devam ediyor
Fenerin aydınlatma süresi fenerin tasarımı aşamasında belirlendiğinden, 30 saniye sallama ile daha uzun süre ışık yayılmasını sağlamak mümkün değil Ancak, ışık şiddeti zamanla azaldığında feneri birkaç kez daha sallayarak kondansatörü yeniden şarj edip kesintisiz bir ışık kaynağına sahip olmak mümkün Bu nedenle, pilsiz el fenerinin kullanım alanı oldukça geniş Kampta, çadırda, dağ yürüyüşünde, kısaca karanlık olan her ortamda rahatlıkla kullanılabilir Hatta deprem çantasının içine bu fenerden bir tane konursa deprem sonrasında ihtiyaç olduğunda hemen kullanılabilir
Son bir hatırlatma da manyetik alanın olumsuz etkisiyle ilgili Fenerde kullanılan neodyum mıknatısların oluşturduğu güçlü manyetik alan nedeniyle pilsiz el fenerinin her türlü elektronik cihazdan (bilgisayar ekranı, televizyon, kredi kartı, disket, kaset vs) en az 1 metre uzakta tutulması gerekiyor Ayrıca göz ve baş bölgesine feneri çok yaklaştırmamakta fayda var