隨著盛夏的來(lái)臨,市場(chǎng)上有一種電風(fēng)扇式旅游涼帽,深受青少年鐘愛。
這種涼帽的外觀如圖1所示,它由一節(jié)5號(hào)干電池、一個(gè)電源小開關(guān)和一個(gè)帶有塑料風(fēng)扇葉片的小電動(dòng)機(jī)串聯(lián)組成。閉合電源開關(guān),電動(dòng)機(jī)通電工作,風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng),即向戴帽者面部吹去陣陣涼風(fēng)。
這種電風(fēng)扇式旅游涼帽既能遮陽(yáng),又能使人的面部享受到清涼的微風(fēng),廣泛適應(yīng)于旅游、觀賞體育比賽和各種野外活動(dòng)。
如果自己動(dòng)手將這種電風(fēng)扇涼帽改造成由太陽(yáng)能電池供電的風(fēng)扇涼帽,不僅時(shí)尚新潮,而且綠色環(huán)保。
一、工作原理
太陽(yáng)能風(fēng)扇涼帽的電路如圖2所示,它由太陽(yáng)能電池板BP和帶有小風(fēng)扇葉片的玩具電動(dòng)機(jī)M組成。其最大的特點(diǎn)是:線路簡(jiǎn)單,只要有太陽(yáng)光照射便能工作,省去了普通微風(fēng)涼帽開關(guān)電源、更換干電池的麻煩。
當(dāng)有太陽(yáng)強(qiáng)光照射到太陽(yáng)能電池板BP上時(shí),BP表面即發(fā)生光伏效應(yīng),其兩端輸出一定功率的電能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn),由小扇葉片產(chǎn)生一定的風(fēng)力;當(dāng)BP接收的太陽(yáng)光微弱(天空多云)時(shí),其兩端輸出功率減小,電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)速下降,小扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)力隨之減?。划?dāng)無(wú)太陽(yáng)光照射(天陰、天黑或戴帽者進(jìn)入樹蔭、房?jī)?nèi))時(shí),BP兩端基本無(wú)功率輸出,電動(dòng)機(jī)M就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
二、元器件選擇
BP選用開路電壓≥3V、短路電流≥100mA、外形尺寸是100mm×65mm×6mm的單晶硅太陽(yáng)能電池板。這種太陽(yáng)能電池板已裝有塑料保護(hù)框架,并從背面焊引出兩根塑料電源軟電線,其中紅色為正極(+)引線,黑色為負(fù)極(一)引線。
一般來(lái)講,其他尺寸或規(guī)格的太陽(yáng)能電池板,只要開路電壓達(dá)到3v、短路電流達(dá)到100mA,也能夠在本制作中使用。
太陽(yáng)能電池板的優(yōu)劣主要由開路電壓和短路電流這兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量。測(cè)試方法是:將太陽(yáng)能電池板放在太陽(yáng)光直射的環(huán)境下,按圖3(a)所示,用萬(wàn)用表測(cè)出兩端輸出電壓,即可認(rèn)為是開路電壓;再按圖3(b)所示,將萬(wàn)用表直接跨接在太陽(yáng)能電池板兩端測(cè)出輸出電流,即認(rèn)為是短路電流。
如果買不到太陽(yáng)能電池板,可用三塊尺寸為20mm×20mm、開路電壓0.45V~0.60V、短路電流120mA左右的2CR71型硅光電池串聯(lián)后代替。這種硅光電池的外形如圖4所示。
三、制作與使用
按圖5所示,將欲改造的涼帽上的電池盒蓋及開關(guān)拆掉,原開關(guān)兩端的接線直接接通。將太陽(yáng)能電池板上的紅色引線(正極)焊接在涼帽上原有電池架的正極端,黑色引線(負(fù)極)焊接在電池架的負(fù)極端,并將太陽(yáng)能電池板固定在電池盒頂上。
太陽(yáng)能電池板可通過電熱熔膠槍用熱熔膠粘固。如無(wú)膠槍,可買一根熱熔膠膠條,用電烙鐵加熱熔化后粘牢。若采用2CR71型硅光電池組供電,則安裝方法與太陽(yáng)能電池板類似。
制成的太陽(yáng)能風(fēng)扇涼帽無(wú)需任何調(diào)試,即可投人正常使用。
如果使用的太陽(yáng)能電池板符合要求,電路接線也沒有錯(cuò)誤,但小電動(dòng)機(jī)還是不轉(zhuǎn)動(dòng),說(shuō)明小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流大、效率低,應(yīng)該換用高效率的直流小電動(dòng)機(jī),如24ZY01型(額定電壓2.3V、額定轉(zhuǎn)速1600r/min)等,用“隨聲聽”收錄機(jī)上專用的小電機(jī)也行。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2008年7期