Ogrodzenie elektryczne z ogniwami słonecznymi. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ogrodzenie elektryczne z ogniwami słonecznymi. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Ponad sto lat temu odkryto, że nieszkodliwe porażenie prądem może zatrzymać zwierzęta w kojcu. Rolnicy i pasterze dobrze wykorzystują to odkrycie. Dzięki drutowi wysokiego napięcia ułożonemu wzdłuż obwodu wybiegu możliwe stało się, bez uciekania się do drogiego, solidnego ogrodzenia, ograniczenie swobody poruszania się zwierząt.

Niestety bardzo często nie ma scentralizowanego zaopatrzenia w energię elektryczną potrzebną do zasilania elektrycznego ogrodzenia w miejscach hodowli zwierząt. Ostatnio do rozwiązania tego problemu zastosowano baterie. Jednak akumulatory wymagają okresowej konserwacji i ładowania, przez co całe urządzenie jest dość nieporęczne.

Jednak nie martw się. Z pomocą przyszła energia słoneczna. Po zainstalowaniu małego zestawu fotowoltaicznego nie ma potrzeby wymiany ani ładowania akumulatorów.

Schemat ideowy urządzenia

Ogrodzenie elektryczne wymaga jedynie źródła zasilania o małej mocy, co czyni użytkowanie takiego ogrodzenia bardziej praktycznym. Ładowarka działa w oparciu o samochodową cewkę zapłonową.

Cewka działa w zasadzie na tej samej zasadzie, co w układzie zapłonowym samochodu. Gdy styki wyłącznika (w naszym przypadku styki przekaźnika RL1) zamkną się, przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej zaczyna płynąć prąd, powodując wzrost pola magnetycznego w rdzeniu cewki.

Kiedy styki się otwierają, prąd zatrzymuje się, a pole magnetyczne zaczyna się zmniejszać. Zmieniające się pole magnetyczne powoduje pojawienie się napięcia w uzwojeniu wtórnym cewki. Ponieważ stosunek liczby zwojów uzwojenia wtórnego do liczby zwojów uzwojenia pierwotnego jest bardzo duży, indukowane napięcie jest również bardzo wysokie, dokładniej 25 kV. Ten potencjał wystarczy, aby odstraszyć każde, nawet agresywne zwierzę.

Przekaźnik jest włączany przez tranzystor Q1 na krótki okres czasu (około 15 ms). Podczas tej krótkiej przerwy prąd przepływa przez cewkę, tworząc pole magnetyczne w rdzeniu. Czas trwania stanu włączenia przekaźnika jest ustawiany przez multiwibrator rezerwowy montowany na elementach logicznych struktury CMOS, stałą czasową stanu zamkniętego określają wartości C2 i R3. Wystrzelenie odbywa się za pomocą samooscylującego multiwibratora zmontowanego na pozostałych dwóch elementach IC1A i IC1B struktury CMOS. W rzeczywistości ten generator określa liczbę impulsów na minutę, podobnie jak młot samochodowy. Okres powtarzania impulsów jest regulowany przez rezystor VR1 w zakresie 80-64 imp/min.

Ostatni multiwibrator określa również czas trwania cyklu pracy ładowarki. Przy najwyższej częstotliwości (64 imp/min) współczynnik wypełnienia wynosi 1,6% całego okresu pracy urządzenia, przy niskiej częstotliwości (30 imp/min) - 0,75%. Dzięki takiemu połączeniu krótkiego cyklu pracy i zastosowaniu elementów CMOS ogrodzenie elektryczne zużywa bardzo mało energii.

projekt

Schemat ogrodzenia elektrycznego dla uproszczenia wykonano za pomocą drukowanego okablowania. Chociaż obwód generalnie nie ma żadnych szczególnych cech w okablowaniu, należy zachować ostrożność podczas pracy z elementami CMOS.

Komórki CMOS są bardzo wrażliwe na elektryczność statyczną i należy obchodzić się z nimi ostrożnie. Najlepiej najpierw zamocować wszystkie elementy na płytce, a następnie ostrożnie włożyć układ scalony i przylutować go lutownicą z uziemionym grotem.

Mikroukład, nawet po zainstalowaniu na płytce, jest bardzo wrażliwy na zakłócenia elektryczne i zakłócenia. Dlatego cewka zapłonowa musi być umieszczona jak najdalej od płytki. Przewód wysokiego napięcia nigdy nie może przebiegać w pobliżu płytki!

Wybierając cewkę zapłonową do obwodu, pamiętaj, że wystarczy zwykła cewka samochodowa. Nowoczesne cewki do elektronicznych obwodów zapłonowych tranzystorów w wymienionych warunkach będą silnie iskrzyć w naszym obwodzie. Możesz wziąć dowolną cewkę ze starego modelu samochodu, jednak musisz znać pewne różnice między różnymi rodzajami cewek.

Niektóre cewki (na przykład z samochodu Volkswagen) po włączeniu dają silny impuls prądu. Takie impulsy skracają żywotność styków przekaźnika. Możesz wybrać siłę prądu za pomocą styków, która odpowiada wartości paszportowej za pomocą rezystora R4, który ogranicza prąd przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej.

Aby przedłużyć żywotność przekaźnika, należy użyć kondensatora dołączonego do cewki zapłonowej. Jeśli masz taki, umieść go w obwodzie zamiast kondensatora C3. Kondensator ten zmniejsza iskrę między stykami przekaźnika w momencie przerwania obwodu elektrycznego.

Słoneczne ogrodzenie elektryczne
Ris.1

Tłumienie impulsu wysokiego napięcia generowanego w uzwojeniu pierwotnym przedłuża żywotność styków. Na dodatek kondensator i cewka tworzą rodzaj obwodu oscylacyjnego, którego drgania tłumione powodują wzrost wysokiego napięcia na uzwojeniu wtórnym cewki.

Możesz szukać wysokiej jakości cewek, które wytwarzają wyższe napięcie na uzwojeniu wtórnym w porównaniu do standardowej cewki. Jednak doświadczenie pokazało, że dobre wyniki można osiągnąć za pomocą konwencjonalnej cewki.

Słoneczne ogrodzenie elektryczne
Ris.2

Słoneczne ogrodzenie elektryczne
Ris.3

Źródło energii elektrycznej

Teraz doszliśmy do części projektu, która dotyczy baterii słonecznej. Jak widzieliście, podjęto pewne wysiłki, aby zminimalizować energię zużywaną przez obwód. Zmniejsza to wymagania dotyczące wymaganej mocy panelu słonecznego.

Podstawowym źródłem zasilania urządzenia zasilanego ogrodzeniem z drutu jest szczelny akumulator kwasowo-ołowiowy zwany ogniwem żelowym. Jest identyczny pod względem wydajności z konwencjonalnym mokrym akumulatorem kwasowo-ołowiowym stosowanym w samochodach. W przeciwieństwie do konwencjonalnych ogniw kwasowo-ołowiowych, ogniwa żelowe są bezobsługowe i mogą być instalowane w dowolnej pozycji.

Bateria Powersonic PS-1260 lub podobna ma niewielkie wymiary (15x6x10 cm) i mieści się w jednej obudowie z układem elektronicznym.

Do ładowania akumulatorów wymagana jest bateria słoneczna, która powinna wytworzyć napięcie 12 V przy prądzie 250 mA. Na rynku dostępnych jest kilka typów akumulatorów spełniających te warunki.

Przy samodzielnym wykonaniu baterii słonecznej można użyć elementów podzielonych na cztery części o średnicy 7,5 cm.

Tablica słoneczna tej wielkości wygeneruje około 3,6 wata. Odpowiada to średnio 22 W dziennie lub 1,6 Ah. W normalnych warunkach ogniwo żelowe 6Ah jest w stanie zasilać obwód bez ładowania z baterii słonecznej przez około 10 dni, w zależności od częstotliwości generowania impulsów wysokiego napięcia, temperatury baterii itp.

Instalacja urządzenia wysokiego napięcia

Instalacja urządzenia ogrodzeniowego wysokiego napięcia jest bardzo prosta. Rozciągnij drut wokół całego obwodu ogrodzenia, który będzie następnie zasilany wysokim napięciem. Przewód ten musi być oczywiście odizolowany od uziemienia. Do tego celu nadają się izolatory ceramiczne, które są dostępne w handlu w większości sklepów ze sprzętem. Zamiast tego możesz użyć szyjek szklanych butelek.

Słoneczne ogrodzenie elektryczne
Ris.4

Wysokość zawieszenia drutu zależy od rodzaju zwierząt trzymanych w zagrodzie. W przypadku krów i koni doświadczenie pokazuje, że konieczne jest zainstalowanie drutu na wysokości klatki piersiowej. Częstotliwość tętna zależy również od rodzaju zwierzęcia. W wielu przypadkach zwierzęta umieszczane w nowym kojcu muszą korzystać z wysokiej częstotliwości. Po okresie „przyzwyczajania” zwierząt do niewoli częstotliwość można zmniejszyć.

Aby chronić akumulator przed przeładowaniem, wymagany jest regulator ładowania. Nadaje się do tego celu ten regulator. Użyj opcji tranzystora małej mocy.

Przewód jest podłączony do wyjścia wysokiego napięcia cewki zapłonowej. Niezawodne uziemienie zapewnia metalowy kołek wbity w wilgotną glebę lub ułożone w ziemi rury wodociągowe. Surowo zabrania się używania do tego celu rur gazowych.

Teraz podłącz baterie, ustaw częstotliwość pulsowania, skieruj panel słoneczny na południe - i masz elektryczne ogrodzenie!

Autor: Byers T.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Energia z zimna 14.09.2019

Zespół naukowców z Los Angeles i Uniwersytetu Stanford stworzył urządzenie, które generuje prąd, kierując ciepło resztkowe dnia do schłodzonego powietrza. Tym samym, jak twierdzą sami autorzy projektu, ich urządzenie może również wykorzystywać kosmiczny chłód do tworzenia odnawialnego źródła energii.

„Wierzymy, że ta technologia skutecznie uzupełni panele słoneczne i pozwoli na produkcję energii nawet w tych godzinach, w których dostęp do światła słonecznego jest zamknięty” – mówi Aaswat Raman, jeden z autorów projektu.

Ze wszystkimi swoimi zaletami energia słoneczna nie jest niestety rozwiązaniem wszystkich problemów energetycznych ludzkości. Nawet na Ziemi ludzie wracają do domu i zaczynają aktywnie korzystać z urządzeń elektrycznych już w godzinach wieczornych. Oczywiście energię skumulowaną w ciągu dnia można magazynować - ale o wiele bardziej ekonomiczne i łatwiejsze jest uzupełnianie jej „nocnymi” systemami produkcyjnymi.

W przeciwieństwie do wielu analogów, nowe urządzenie działa dzięki efektowi termoelektrycznemu. Używając materiału zwanego termoparą, inżynierowie mogą przekształcać zmiany temperatury w różnice napięcia. Do tego potrzebne jest z jednej strony potencjalne źródło ciepła, a z drugiej miejsce na gada energii cieplnej. Problem polega na tym, jak prawidłowo ułożyć materiały, aby generowały napięcie z chłodzonego medium.

Co więcej, większość systemów termoelektrycznych opiera się na materiałach, które są zbyt drogie do masowego użytku, więc zespół wykazał się kreatywnością i zaprojektował swoje produkty z najprostszych i najtańszych możliwych części. Naukowcy złożyli tani generator termoelektryczny i usztywnili go czarnym aluminiowym dyskiem, aby emitować ciepło do nocnego powietrza, gdy jest zwrócone ku niebu. Generator został umieszczony w styropianowej obudowie, zakrytej okienkiem przepuszczającym podczerwień i podłączony do jednej maleńkiej diody LED.

W wyniku testów terenowych okazało się, że w zimną noc, gdy temperatura spada poniżej zera, urządzenie generuje około 0,8 miliwata mocy, co odpowiada 25 miliwatom na metr kwadratowy. To wystarczy do zasilania np. aparatu słuchowego lub wskaźnika laserowego.

Brzmi skromnie, prawda? Jednak jak na prototyp montowany dosłownie „na kolanie”, są to liczby spore. Zespół sugeruje, że przy odpowiednich ustawieniach i warunkach mogą osiągnąć 500 miliwatów na metr kwadratowy. Poza oświetleniem wieczornym i nocnym, nasze urządzenie idealnie nadaje się do generowania prądu wszędzie tam, gdzie jest to potrzebne.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Orbitalne połączenie kubitów usprawnia obliczenia kwantowe

▪ Nanotechnologia do wzmacniania betonu

▪ Rozpuszczalna elektronika

▪ Inteligentny bandaż na rany przewlekłe

▪ Wzajemna transformacja różnych typów neutrin

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Narzędzia i mechanizmy dla rolnictwa. Wybór artykułu

▪ artykuł Jesteś kobietą i masz w tym rację. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego mówi się o szczęśliwcu, że urodził się w koszuli? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pisty front. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Odbarwianie i dezodoryzacja nafty. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Cechy obwodów 16-bitowych dekoderów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn