<<

#111 ; Potence bona nova ideo: dometo por pupoj!

>>

Kiel estro de mikronacio mi trovas ĉi tiun ideon tre bona: elektrigita kaj per komputilo gvidita dometo por malgrandaj pupoj, aŭ almenaŭ la plano. Nia nacio provizore ne havas rimedoj por pli grandaj projektoj. Eblas elektrigi pupetan dometon per malalta tensio, ekzemple 3 aŭ 5 voltoj.

Baterioj de tensio 2*1,5V = 3 voltoj eble povus oferti kurenton maksimume ĉirkaŭ 0,2 amperoj kaj bona fonto de konstanta 5 voltoj eble proksimume 1 ... 2 amperoj. LEDoj (Lumon emisiaj Diodoj) povas funkcii kiel malgrandaj lampoj. Mi kredis ke jam 5 ... 10 mA estas tre bona kurento por norma LED en pupeta dometo, klare videbla.

Ni plue pripensu pri la grando de kurento. Kiel ekzemplo mi prezentas ian malmultekostan simplan ornamaĵan LED-lumigilon kiu funkcias per du 1,5V AA-baterioj. La kurioza trajto de ĉi tiu efektivigo estas ke ĝi evidente ne utiligas (eksteran al la baterio) reostaton por limigi la kurenton. Nenia reostato estas videbla. Dekstre ni vidas la foton de tiu LED-lumigilo.

Mi devas konfesi ke mi eraris kun tiu ornamaĵo. Laŭ mia plej bona scio ĉiu diodo kaj LED konsumas eble 0,6 ... 0,7 voltoj da tensio kiam ĝi lasas kurenton traflui. Tiu estas la ŝtupa tensio de silicia (Si) diodo. Rilato inter la tensio kaj la kurento ne estas rekta por diodoj kiel LED. La kurento tra diodo kreskas tre rapide kiam la tensio tra la diodo superas la ŝtupan tension. Ĝenerale oni uzas reostaton por limigi la kurenton kiu fluas tra la diodo.

La tensio de baterioj estas nun kune ĉirkaŭ 3 voltoj. Ekzistas nenia ekstera reostato videbla. Unue mi pensis ke la skemo de tiu cirkvito devas estis kiel la maldekstra desegnaĵo.

Mi eraris, sed ni pensu pri la kurento pro ekzerco.

Kiom granda estas la kurento tra la baterio? Ĉu ne estas kurta cirkvito se la tensio de baterioj estas sufiĉe alta tiel ke la kurento fluas kaj la LEDoj brilas?

Ŝajnas kurta cirkvito je unua rigardo, sed eble ne estas tia, kvankam ne ekzistas ia videbla reostato en cirkvito.

La iom malforta baterio havas rimarkindan interan reziston. Tial mi desegnis ian fantoman reostaton ĉe la baterio. Tial la kurento ne povas kreski senlime. La intera rezisto de baterio limigas la kurenton.

La kurento tra la LEDoj multe dependas pri la tensio de baterio. Mi pensis ke kiam la baterio estas nova, povus la kurento esti eĉ 2*20 mA aŭ 0,04 A, ĉar la du serioj de 5 LEDoj estas paralelaj. Se la intera rezisto de baterio estas ekzemple 3 Ω, kauzas tia kurento en la intera rezisto perdon de tensio U = R*I = 3Ω * 0,04A = 0,12 V kiu rimarkinde malaltigas la tension kiu restas por la LEDoj kaj tiel limigas la kurenton.

Kiam la baterio estas jam malnova, kapablas la baterio prezenti nur malmulte da kurento por la LEDoj. La intera rezisto de malnova baterio kreskas kaj tio limigas la kurenton.

Oni povas akcepti tian stultan cirkviton kun malforta baterio kiel simpla ornamaĵo, sed tia debila principo tute ne taŭgas por nia fajna pupa dometo, majstroverko de inĝeniera arto. Nia bona elektrigita dometo devas baziĝi al multe pli sanaj inĝenieraj ideoj.

Sed mi eraris. Mi kalkulis la dratojn kiuj fakte estas inter LEDoj kaj baterio. Nur 2 dratoj. Laŭ la supra skemo devus ja esti 3 dratoj inter baterio kaj LEDoj.

Fakte la skemo de tiu LED-ornamaĵo devas esti kiel la dekstra desegnaĵo. Ĉiuj la LEDoj fakte estas paralelaj. Nenia reostato estis videbla sed mi tamen desegnis protektaj reostatoj por LEDoj. Mi pensis ke la LEDoj povas konsumi nur maksimume 0,7 V da tensio. Ne eblas konekti diodon sen reostato kiu limigas kurenton!

Mi tamen eraris denove. Ĉi tiuj LEDoj evidente konsumas almenaŭ 2,5 V da tensio. Mi ne komprenas kiel, sed laŭ vera mezuro tiu pravas.

Mi mezuris nur unu similan LEDon en serio kun reostato 9500Ω (nominale 10kΩ). La tensio de baterio 2,88V. Tensio tra la LED estis 2,5V. La tensio tra la reostato do estis 2,88V - 2,50V = 0,38V.

Maldekstre ni vidas foton de tia stranga LED kiu ne brilas. Ia strukturo de tavoloj estas videbla. Eble estas 4 ordinaraj LEDoj ene en la sama ujo en serio? Tiam la suma ŝtupa tensio estus proksimume 4*0,65V = 2,6V.

Dekstra foto de diodo, kiun mi taksas tute norma 0,7 V LED, ne montras la saman specialan interan strukturon, kvankam multaj enujaj detaloj estas videblaj.

La kurento tra la cirkvito de nur 1 tia 2,5 V stranga LED estis do tre malgranda I = U / R = 0,38V / 9500Ω = 0,00004 A = 0,04 mA sed la LED tamen videble iom brilis.

Nun mi devas nepre kredi ke tiuj LEDoj sen videbla ekstera reostato fakte konsumas almenaŭ 2,5 voltoj da tensio eĉ kiam la kurento estas tre malgranda.

Ni returnu al la ornamaĵo kun 10 paralelaj LEDoj. La tensio de nominale 3V baterio sen kargo estis 2,88 V. La tensio falis ĝis nivelo 2,81 V kiam mi konektis la ornamaĵon. La kurento tra la paralelaj diodoj do faligis tension de baterio per 0,07 V pro la intera rezisto. Sekve mi mezuris la kurenton tra la tuta cirkvito, la rezulto: 29,6 mA.

La LEDoj brilis brile, kaj tamen la kurento tra ĉiu LED devas esti nur 29,6 mA / 10 = 2,96 mA. Nekredeble bonaj LEDoj! Ili brilas tre bone kun nur 0,003A da kurento kaj 2,81V da tensio.

Laŭ tiu mezurado la intera rezisto de baterio estis R = U / I = 0,07V / 0,0296A = 2,36 omoj.

Mi devas konfesi ke tiuj ornamaĵaj LEDoj estas bonaj kaj profitaj por tensioj 2,5 ... 2,9 voltoj sen plia reostato. Ili ne malŝparas energion nur por varmigi reostaton, sed utililigas elektron bone por krei pli da lumo. Oni eble povus uzi du tiaj LEDoj en serio kun fonto de 5 V tensio kies intera rezisto estas tre malgranda?

Sed ni returnu al la granda ideo de pupeta dometo. Kia ĝi povus esti sen komputila gvido?

Eble la apuda skemo estus unue konvena ekira plano? La motoro konsumas multe da kurento, eble eĉ 0,3 ... 0,5 A, sed sen komputilo ĝi ne bezonas transistoron.

En komputila dometo motoroj tamen devas esti pelitaj per ekzemple MOSFET kaj ni bezonas protektan diodon. Motoro konsumas multe pli da kurento ol LED kaj tial la fonto de elektro kaj la tensio eble estas alia por motoro kaj LEDoj.

Kun komputilo oni povus uzi ankaŭ paŝaj motoroj kaj servomotoroj en la dometo. Eble interetaĝa lifto por kripulaj pupetoj aŭ por pupetoj kiuj jam atingis grandan aĝon?

En la pupeta dometo povus ja ankaŭ esti mezuriloj por temperaturo, lumo, magneta kampo kaj tiel plu. Ĉu inteligenta pupeta dometo?

La solvo por la fonto de elektra energio por la fajna elektra sistemo de pupeta dometo povus esti USB-konektilo de malnova kaj jam pensiĝita "muso" de komputilo. La plejparto de muso ne plu laboras, sed la USB-konektilo estas ankoraŭ sendifekta, uzebla kaj utiligebla.

Ĝi proponas la sekvantajn tensiojn sen ekstera kargo kontaŭ la nigra drato kiu evidente estas la minuso de fonto.

koloro de drato		tensio
---------------		------
	ruĝa		+5,13 V
	blanka		+2,71 V
	verda		+2,01 V

Principe eblas 5V & 2A tra tiu bona fonto de elektro, sed la dratoj de musa konektilo estas iom maldikaj. Muso de komputilo ja ne estas ia tre efekta aparato (kiu postulus multe da elektra energio) kaj la dratoj de muso povas esti maldikaj ĉar ĝi ne bezonas multe da kurento. Fakte mi ne scias kiom da kurento oni rajtas sekure preni el la dratoj de tensioj +2V kaj +2,7V. Kredeble ne tre multe.

Certe mi ne intencas suĉi multaj amperoj tra tiuj iom maldikaj dratoj. La pupeta dometo estu malmulte elektran kurenton postulanta.

Mi mezuris pli novan baterion de nominala tensio 3V, vera tensio sen kargo 2,95 voltoj, kurento kun la tuta LED-ornamaĵo 40,2 miliamperoj kaj la tensio estis tiam 2,90 voltoj. Unu LED do konsumis proksimume 4 miliamperoj da kurento kiam la tensio estis 2,9V.

Stranga LED 2,5 V ...
kurento & tensio elektra efekto
4 mA @ 2,9 V 11,6 mW
3 mA @ 2,8 V 8,3 mW

Mi havis grandan esperon por la linio de tensio 2,7V. La tensio 2,7V estus aparte interesa ĉar mi povus uzi ĝin por interna lumigado de dometo per tiuj 2,5V LEDoj. Jam 10 mA estus bona kurento por 3 tiaj LEDoj.

Tamen fakte la tensio 2,7V ne estas uzebla. Provo kun nur unu 2,5 V LED kaj tre malgranda 0,01 mA da kurento faligis la tension el 2,73 V ĝis 2,48 V kaj la LED estis tre malbrila.

La 5V linio ŝajnas fine la sola uzebla en tiu fajna fonto de elektro. Kiom da protekta rezisto ni bezonas en serio kun LED kaj 5,1V? Se ni pensas pri kurento 3 mA, tiam la LED perdas 2,8 V da tensio kaj restas proksimume 2,3 V por la reostato. Ni povas kalkuli la valuon de reostato R = U / I = 2,3 V / 0,003 A = 767 Ω kaj eble kun seria reostato 1 kΩ estus la kurento proksimume 2 ... 2,5 mA?

Kiom da kurento kaj elektra efekto postulas normaj 0,7 V LEDoj (kun la protekta reostato)? Ia normo estas 220 Ω kaj tiam la kurento estas proksimume 20 mA.

Oni povas esprimi la malgrandan elektran efekton de LED en miliŭatoj (mW).

Motoroj ja konsumas multe pli da elektra efekto ol LEDoj, eble kelkaj ŭatoj.

.... Estos poste daŭrigota ....

Kaj ĉu iu ankoraŭ dubas ke .......... NI VENKOS!

La Ambasadoro en Pori
de sendependa nacio
Mueleja Insulo


Menuo
Ĉefa paĝo (finna lingvo)