Tuli pähe lihtne, ilmne, kuid geniaalne idee. Lõppude lõpuks, kui arvestada, et samm-mootor pole ainult mootor, mis tagab täiesti erinevate seadmete mehaanilise töö (printeritest, skanneritest ja muust kontoritehnikast kuni mitmesuguste tõsisemates seadmetes kasutatavate agregaatideni). Sammmootor võib olla ka suurepärane elektrigeneraator!
Ja selle peamine pluss kõiges on see, et see ei vaja üldse suuri kiirusi, see võib hästi töötada ka väikese koormuse korral. See tähendab, et isegi sellele suunatud jõu minimaalse toime korral toodab samm-mootor energiat suurepäraselt. Mis kõige tähtsam, sellest energiast piisab täiesti erinevateks vajadusteks, näiteks jalgratturi jaoks tee valgustamiseks samm-mootoriga ühendatud lambi abil.
Kahjuks vajab tavaline jalgratas tavapärase generaatoriga siiski esialgseid pöördeid, enne kui taskulamp suudab kiirata piisavalt valgusvihku, et rada selgelt valgustada. Kuid samm-mootori kasutamisel kaob see puudus iseenesest, see tähendab, et valgustus antakse kohe, kui ratas hakkab pöörlema.
Kuid tõsi on see, et sellel disainiimel on siiski mitmeid puudusi. Näiteks kõige ilmsem neist on suur magnetiline kleepumine. Aga tegelikult pole see jalgratturi jaoks nii hirmus.
Alustamiseks peame leidma mõned üksikasjad:
1) Tegelikult samm-mootor ise.
2) paar suurt kondensaatorit.
3) LED tuled
4) pinge stabilisaator 5-6 volti.
Sammmootori leidmine on üsna lihtne tänu sellele, et see on kõigis kontoriseadmetes väga levinud. Ainus asi, millest tuleb aru saada, on see, et mida suurem on samm-mootor, seda parem meile vastavalt.
Siin kirjeldatakse ja tutvustatakse mitmeid samm-mootorite mudeleid ja erinevaid võimalusi nende kinnitamiseks raudhobuse külge.
Alustuseks võtame suurima mootori, mis autoril õnnestus hankida. Ta lammutas selle printimiseks tavalisest kontoriplotterist (tegelikult on see printer, ainult mitu korda suurem).
Väliselt on mootor üsna suur.
Kuid enne stabiliseerimisahela ja toiteahela uurimise alustamist peaksite pöörama tähelepanu selle seadme ratta külge kinnitamise meetodile.
Kui vaatate pilti, saate aru, et generaator asub ratta teljele lähemal ja pöörlemine edastatakse täiendavalt ringilt.
Ja ometi, kuna igaühel on oma rattamudel ja keegi ei taha isekeermestavate kruvidega raami kahjustada, siis tuleb nii kinnitus kui ka pöördering ise välja töötada, valikuid on tõesti palju.
Kui teil pole aimugi, kuidas suurt samm-mootorit konstruktsiooni külge kruvida, on väiksem võimalus:
Peate lihtsalt valima generaatori, mis sobib teie sõiduki suurusega.
Noh, kui olete samm-mootorid välja mõelnud, võite jätkata taskulampide ja toiteahelate juurde.
Tuled peavad olema LED. alaldusahel näeb välja selline: alaldi dioodide plokk, mitu suure võimsusega kondensaatorit ja loomulikult pingeregulaator. Põhimõtteliselt on see standardne toiteskeem.
Sammmootoril on standardvarustuses neli väljundjuhet, mis vastavad kahele mähisele. just sel põhjusel on pildil ka kaks alaldiplokki. See omatehtud elektrigeneraator võib suurel kiirusel toota kuni 50 volti pinget, seega on parem võtta sobivad kondensaatorid (pinge üle 50). Noh, stabilisaator pingele 5-6 volti.
Ja mis on omatehtud olemus ja miks seda vaja oli?
See kõik on selle eelis, isegi alles alustades – teie teed valgustab juba eredalt meie samm-mootori jõul töötav latern – see on ka generaator.
Samuti tahaksin märkida, et liikumise ajal lamp ei vilgu ega kustu - valgustus on sujuv ja ühtlane.
Rattaga suvilatest mööda sõites nägin töötavat tuulegeneraatorit. Suured labad pöörlesid aeglaselt, kuid kindlalt, tuulelipp suunas seadme tuule suunas.
Tahtsin rakendada sarnast disaini, kuigi ei suuda toota piisavalt võimsust, et pakkuda "tõsiste" tarbijate jaoks, kuid töötab ja näiteks laadib akusid või toidab LED-e.
Väikese omatehtud tuuleturbiini üks tõhusamaid võimalusi on kasutada samm-mootor(SHD) (inglise) samm- (sammu-, astme-) mootor) - sellises mootoris koosneb võlli pöörlemine väikestest sammudest. Sammmootori mähised on kombineeritud faasideks. Kui ühele faasile rakendatakse voolu, liigub võll ühe sammu võrra.
Need mootorid on madal kiirus ja sellise mootoriga generaatori saab ühendada ilma käigukastita tuuliku, Stirlingi mootori või muu madalal kiirusel töötava jõuallikaga. Kasutades generaatorina tavalist (kollektor) alalisvoolumootorit, oleks samade tulemuste saavutamiseks vaja 10-15 korda suuremat kiirust.
Stepperi eripäraks on üsna kõrge käivitusmoment (isegi ilma generaatoriga ühendatud elektrikoormuseta), ulatudes 40 grammi jõuni sentimeetri kohta.
Sammmootoriga generaatori efektiivsus ulatub 40% -ni.
Sammmootori jõudluse kontrollimiseks võite ühendada näiteks punase LED-i. Mootori võlli pöörates saate jälgida LED-i sära. LED-ühenduse polaarsus ei oma tähtsust, kuna mootor tekitab vahelduvvoolu.
Viietollised disketiseadmed, aga ka vanad printerid ja skannerid on selliste piisavalt võimsate mootorite ladu.
Näiteks on mul SD-kaart vanast 5,25-tollisest draivist, mis ikka veel töötas ZX spekter– ühilduv arvuti "Byte".
Selline ajam sisaldab kahte mähist, mille otstest ja keskelt tehakse järeldused - kokku kuus juhtmed:
esimene mähis mähis 1) - sinine (inglise) sinine) ja kollane (ing. kollane);
teine mähis mähis 2) - punane (ing. punane) ja valge (ing. valge);
pruun (inglise) pruun) juhtmed - järeldused iga mähise keskpunktidest (ing. keskmised kraanid).
lahtivõetud samm-mootor
Vasakul on näha mootori rootor, millel on näha “triibulised” magnetpoolused - põhjas ja lõunas. Paremal on staatori mähis, mis koosneb kaheksast mähist.
Poole mähise takistus on
Ma kasutasin seda mootorit oma esialgses tuuleturbiini disainis.
Minu vähem võimas samm-mootor T1319635 ettevõtted Epoch Electronics Corp. skannerist HP Scanjet 2400 Sellel on viis väljundid (unipolaarne mootor):
esimene mähis mähis 1) - oranž (inglise keeles) oranž) ja must (ing. must);
teine mähis mähis 2) - pruun (ing. pruun) ja kollane (ing. kollane);
punane (inglise) punane) juhe – iga mähise keskpunktist omavahel ühendatud juhtmed (ingl. keskmised kraanid).
Poole mähise takistus on 58 oomi, mis on märgitud mootori korpusele.
Tuulegeneraatori täiustatud versioonis kasutasin samm-mootorit Robotron SPA 42/100-558, toodetud GDR-is ja mõeldud pingele 12 V:
Tuulegeneraatori tiiviku (turbiini) telje asukohaks on kaks võimalust - horisontaalne ja vertikaalne.
eelis horisontaalne(populaarseim) asukoht telg, mis asub tuule suunas, on tuuleenergia efektiivsem kasutamine, miinuseks on disaini keerukus.
ma valisin vertikaalne paigutus kirved - VAWT (vertikaalteljega tuuleturbiin), mis lihtsustab oluliselt disaini ja ei nõua tuulele orienteerumist . See valik sobib paremini katusele paigaldamiseks, see on palju tõhusam tuule suuna kiire ja sagedase muutumise tingimustes.
Kasutasin teatud tüüpi tuuleturbiini, mida nimetatakse Savoniuse tuuleturbiiniks. Savoniuse tuuleturbiin). See leiutati 1922. aastal Sigurd Johannes Savonius) Soomest.
Sigurd Johannes Savonius
Savoniuse tuuleturbiini töö põhineb asjaolul, et takistus (ingl. vedama) vastutulevale õhuvoolule - silindri (laba) nõgusa pinna tuul on suurem kui kumer.
Aerodünaamilised takistuse koefitsiendid ( Inglise takistuskoefitsiendid) $C_D$
nõgus pool silindrist (1) - 2.30
silindri kumer pool (2) - 1,20
lame ruudukujuline plaat - 1,17
nõgus õõnes poolkera (3) - 1,42
kumer õõnespoolkera (4) - 0,38
Näidatud väärtused on antud Reynoldsi numbrite jaoks (ingl. Reynoldsi numbrid) vahemikus $10^4–10^6$. Reynoldsi arv iseloomustab keha käitumist keskkonnas.
Keha takistusjõud õhuvoolule $ =<<1 \over 2>S\rho
Selline tuulik pöörleb samas suunas, olenemata tuule suunast:
Sarnast tööpõhimõtet kasutatakse ka tassi anemomeetri puhul (ing. tassi anemomeeter)– seade tuule kiiruse mõõtmiseks:
Sellise anemomeetri leiutas 1846. aastal Iiri astronoom John Thomas Romney Robinson ( John Thomas Romney Robinson):
Robinson uskus, et tema neljatassilise anemomeetri tassid liikusid kiirusega, mis võrdub ühe kolmandikuga tuule kiirusest. Tegelikkuses on see väärtus vahemikus kaks kuni veidi rohkem kui kolm.
Praegu kasutatakse tuule kiiruse mõõtmiseks kolme tassi anemomeetrit, mille on välja töötanud Kanada meteoroloog John Patterson ( John Patterson) aastal 1926:
Vertikaalse mikroturbiiniga alalisvooluharjaga mootorigeneraatoreid müüakse aadressil eBay umbes 5 dollari eest:
Selline turbiin sisaldab nelja laba, mis paiknevad piki kahte risti asetsevat telge, mille tiiviku läbimõõt on 100 mm, laba kõrgus 60 mm, kõõlu pikkus 30 mm ja segmendi kõrgus 11 mm. Tööratas on paigaldatud DC-kommutaatori mikromootori võllile koos märgistusega JQ24-125p70. Sellise mootori nimitoitepinge on 3. 12 V.
Sellise generaatori toodetud energiast piisab "valge" LED-i süttimiseks.
Savonius tuuleturbiini pöörlemiskiirus ei tohi ületada tuule kiirust , kuid seda disaini iseloomustab kõrge pöördemoment (Inglise) pöördemoment).
Tuuleturbiini efektiivsust saab hinnata, kui võrrelda tuulegeneraatori genereeritud võimsust ümber turbiini puhuvas tuules sisalduva võimsusega:
$ P =<1\over 2>\rho S
Algselt kasutas minu generaatori tiivik nelja laba silindrite segmentide (poolte) kujul. plasttorud:
segmendi pikkus - 14 cm;
segmendi kõrgus - 2 cm;
segmendi akordi pikkus - 4 cm;
Paigaldasin kokkupandud konstruktsiooni üsna kõrgele (6 m 70 cm) puitmastile latist, mis kinnitati isekeermestavate kruvidega metallraami külge:
Generaatori miinuseks oli labade keerutamiseks vajalik üsna suur tuulekiirus. Pinna suurendamiseks kasutasin lõiketerasid plastpudelid:
segmendi pikkus - 18 cm;
segmendi kõrgus - 5 cm;
segmendi akordi pikkus - 7 cm;
kaugus segmendi algusest pöördetelje keskpunktini on 3 cm.
Probleemiks osutus terahoidikute tugevus. Algul kasutasin Nõukogude lastedisaineri perforeeritud alumiiniumribasid paksusega 1 mm. Pärast mitmepäevast töötamist põhjustasid tugevad tuuleiilid liistude purunemise (1). Pärast seda ebaõnnestumist otsustasin lõigata terahoidikud 1,8 mm paksusest fooliumteksoliidist (2):
Tekstoliidi tugevus plaadiga risti painutamisel on 204 MPa ja on võrreldav alumiiniumi paindetugevusega - 275 MPa. Kuid alumiiniumi elastsusmoodul $E$ (70000 MPa) on palju suurem kui tekstoliidil (10000 MPa), s.o. Teksoliit on palju elastsem kui alumiinium. See minu arvates, arvestades tekstiliidihoidikute suuremat paksust, tagab tuuliku labade kinnitamisel palju suurema töökindluse.
Tuulegeneraator on paigaldatud mastile:
Tuulegeneraatori uue versiooni proovitöö näitas selle töökindlust isegi tugevate tuuleiilide korral.
Savoniuse turbiini puuduseks on madal efektiivsus – ainult umbes 15% tuuleenergiast muundatakse võlli pöörlemisenergiaks (see on palju vähem, kui on võimalik saavutada tuuleturbiin Darja(Inglise) Darrieuse tuuleturbiin)), kasutades tõstejõudu (ing. tõstke). Seda tüüpi tuuleturbiini leiutas Prantsuse lennukikonstruktor Georges Darier. (Georges Jean Marie Darrieus) - 1931. aasta USA patent nr 1 835 018 .
Darrieuse turbiini miinuseks on see, et sellel on väga kehv isekäivitus (tuulest pöördemomendi tekitamiseks peab turbiin juba üles pöörlema).
Sammmootori poolt toodetud elektrienergia muundamine
Sammmootori juhtmeid saab ühendada kahe Schottky sildalaldiga, et vähendada dioodide pingelangust.
Võite kasutada populaarseid Schottky dioode 1N5817 maksimaalse vastupingega 20 V, 1N5819- 40 V ja maksimaalne alaliskeskmine alalisvool 1 A. Ühendasin alaldi väljundid järjestikku, et väljundpinget tõsta.
Võite kasutada ka kahte keskpunkti alaldit. Sellise alaldi jaoks on vaja poole vähem dioode, kuid samal ajal väheneb ka väljundpinge poole võrra.
Seejärel tasandatakse pulsatsioonipinge mahtuvusliku filtri abil - 1000 uF kondensaatorit 25 V juures. Suurenenud genereeritud pinge eest kaitsmiseks ühendatakse kondensaatoriga paralleelselt 25 V zeneri diood.
minu tuuleturbiini skeem
minu tuulegeneraatori elektrooniline seade
Tuulise ilmaga ulatub tuulegeneraatori elektroonikaploki väljundis avatud vooluahela pinge 10 V-ni ja lühisvool 10 mA-ni.
ÜHENDAMINE JOULE THIEFIGA
Seejärel saab kondensaatorist tuleva tasandatud pinge rakendada Joule'i varas- madalpinge DC-DC muundur. Sellise muunduri panin kokku germaaniumi baasil pnp- transistor GT308V ( VT) ja impulsstrafo MIT-4V (mähis L1- järeldused 2-3, L2– järeldused 5–6):
Takisti takistuse väärtus R valitakse eksperimentaalselt (sõltuvalt transistori tüübist) - soovitatav on kasutada muutuvat takistit 4,7 kOhm ja selle takistust järk-järgult vähendada, saavutades muunduri stabiilse töö.
minu andur Joule'i varas
IONISTORITE (SUPERKONDENSATORI) LAADUS
Ionistor (superkondensaator, ing. superkondensaator) on kondensaatori ja keemilise vooluallika hübriid.
Ionistor - mittepolaarne element, kuid ühte järeldust saab tähistada “noolega” - et näidata jääkpinge polaarsust pärast selle tehases laadimist.
Esialgseks uurimiseks kasutasin ionistorit 5R5D11F22H võimsusega 0,22 F pingel 5,5 V (läbimõõt 11,5 mm, kõrgus 3,5 mm):
Ühendasin selle dioodi kaudu väljundisse Joule'i varas läbi germaaniumdioodi D310.
Ionistori maksimaalse laadimispinge piiramiseks võite kasutada zeneri dioodi või LED-ide ahelat - ma kasutan kaks punased LEDid:
Vältimaks juba laetud ionistori tühjenemist piirvalgusdioodide kaudu HL1 ja HL2 Lisasin veel ühe dioodi - VD2.
Minu isetehtud tuulegeneraator samm-mootoril, Minu põnevad ja ohtlikud katsed
Minu isetehtud tuulegeneraator samm-mootoril Rattaga suvilatest mööda sõites nägin töötavat tuulegeneraatorit. Suured terad pöörlevad aeglaselt, kuid kindlalt, tuulelipp
Sammmootor kui generaator?
Mul lamas samm-mootor ja ma otsustasin proovida seda generaatorina kasutada. Mootor on eemaldatud vana maatriksprinteri pealt, pealdised on järgmised: EPM-142 EPM-4260 7410. Mootor oli unipolaarne, mis tähendab, et sellel mootoril on 2 mähist keskelt kraaniga, mähise takistus oli 2x6 oomi.
Testi jaoks on vaja teist mootorit, mis astmelist pöörleb. Mootorite konstruktsioon ja paigaldus on näidatud allolevatel joonistel:
Käivitame mootori sujuvalt, et kummipael maha ei lendaks. Pean ütlema, et suurel kiirusel see ikka lendab, nii et ma ei tõstnud pinget üle 6 volti.
Ühendame voltmeetri ja hakkame testima, kõigepealt mõõdame pinget. 
Ma arvan, et midagi pole vaja selgitada ja allolevalt fotolt on kõik selge. Pinge oli 16 volti, pöörlevate mootorite pöörded pole suured, arvan, et kui tugevamalt keerutada, saab kõik 20 volti välja pigistada.
Seadsime pinge veidi alla 5 volti, nii et sillajärgne samm-mootor annab umbes 12 volti.
Särab! Samal ajal langes pinge 12 voltilt 8-le ja mootor hakkas veidi aeglasemalt pöörlema. Lühisvool ilma LED-riba oli 0,08A - tuletan teile meelde, et pöörlev mootor EI töötanud täisvõimsusel ja ärge unustage samm-mootori teist mähist, te lihtsalt ei saa neid paralleelselt , aga ma ei tahtnud vooluringi kokku panna.
Ma arvan, et samm-mootorist saab teha hea generaatori, kinnitada selle jalgratta külge või teha selle põhjal tuulegeneraatori.
Sammmootor kui generaator? Meander – meelelahutuslik elektroonika
Sammmootor kui generaator? Mul lamas samm-mootor ja ma otsustasin proovida seda generaatorina kasutada. Mootor eemaldati vana maatriksprinterilt, pealdised
Jalgrattaga suvilatest mööda sõites nägin töötavat tuulegeneraatorit:
Suured labad pöörlesid aeglaselt, kuid kindlalt, tuulelipp suunas seadme tuule suunas.
Tahtsin rakendada sarnast disaini, kuigi ei suuda toota piisavalt võimsust, et pakkuda "tõsiseid" tarbijaid, kuid siiski töötab ja näiteks laeb akusid või toidab LED-e.
Sammmootorid
Väikese omatehtud tuuleturbiini üks tõhusamaid võimalusi on kasutada samm-mootor(SHD) (inglise) samm- (sammu-, astme-) mootor) - sellises mootoris koosneb võlli pöörlemine väikestest sammudest. Sammmootori mähised on kombineeritud faasideks. Kui ühele faasile rakendatakse voolu, liigub võll ühe sammu võrra.
Need mootorid on madal kiirus ja sellise mootoriga generaatori saab ühendada ilma käigukastita tuuliku, Stirlingi mootori või muu madalal kiirusel töötava jõuallikaga. Kasutades generaatorina tavalist (kollektor) alalisvoolumootorit, oleks samade tulemuste saavutamiseks vaja 10-15 korda suuremat kiirust.
Stepperi eripäraks on üsna kõrge käivitusmoment (isegi ilma generaatoriga ühendatud elektrikoormuseta), ulatudes 40 grammi jõuni sentimeetri kohta.
Sammmootoriga generaatori efektiivsus ulatub 40% -ni.
Sammmootori jõudluse kontrollimiseks võite ühendada näiteks punase LED-i. Mootori võlli pöörates saate jälgida LED-i sära. LED-ühenduse polaarsus ei oma tähtsust, kuna mootor tekitab vahelduvvoolu.
Viietollised disketiseadmed, aga ka vanad printerid ja skannerid on selliste piisavalt võimsate mootorite ladu.
Mootor 1
Näiteks on mul SD-kaart vanast 5,25-tollisest draivist, mis ikka veel töötas ZX spekter- ühilduv arvuti "Byte".
Selline ajam sisaldab kahte mähist, mille otstest ja keskelt tehakse järeldused - kokku kuus juhtmed: 
esimene mähis mähis 1) - sinine (inglise) sinine) ja kollane (ing. kollane);
teine mähis mähis 2) - punane (ing. punane) ja valge (ing. valge);
pruun (inglise) pruun) juhtmed - järeldused iga mähise keskpunktidest (ing. keskmised kraanid).
lahtivõetud samm-mootor
Vasakul on näha mootori rootor, millel on näha "triibulised" magnetpoolused - põhja ja lõuna. Paremal on staatori mähis, mis koosneb kaheksast mähist.
Poole mähise takistus on ~ 70 oomi.
Ma kasutasin seda mootorit oma esialgses tuuleturbiini disainis.
Mootor 2
Minu vähem võimas samm-mootor T1319635 ettevõtted Epoch Electronics Corp. skannerist HP Scanjet 2400 Sellel on viis väljundid (unipolaarne mootor): 
esimene mähis mähis 1) - oranž (inglise keeles) oranž) ja must (ing. must);
teine mähis mähis 2) - pruun (ing. pruun) ja kollane (ing. kollane);
punane (inglise) punane) juhe – iga mähise keskpunktist omavahel ühendatud juhtmed (ingl. keskmised kraanid).
Poole mähise takistus on 58 oomi, mis on märgitud mootori korpusele.
Mootor 3
Tuulegeneraatori täiustatud versioonis kasutasin samm-mootorit Robotron SPA 42/100-558, toodetud GDR-is ja mõeldud pingele 12 V: 
tuule turbiin
Tuulegeneraatori tiiviku (turbiini) telje asukohaks on kaks võimalust - horisontaalne ja vertikaalne.
eelis horisontaalne(populaarseim) asukoht telg, mis asub tuule suunas, on tuuleenergia efektiivsem kasutamine, miinuseks on disaini keerukus.
ma valisin vertikaalne paigutus kirved - VAWT (vertikaalteljega tuuleturbiin), mis lihtsustab oluliselt disaini ja ei nõua tuulele orienteerumist . See valik sobib paremini katusele paigaldamiseks, see on palju tõhusam tuule suuna kiire ja sagedase muutumise tingimustes.
Kasutasin teatud tüüpi tuuleturbiini, mida nimetatakse Savoniuse tuuleturbiiniks. Savoniuse tuuleturbiin). See leiutati 1922. aastal Sigurd Johannes Savonius) Soomest. 
Sigurd Johannes Savonius
Savoniuse tuuleturbiini töö põhineb asjaolul, et takistus (ingl. vedama) vastutulevale õhuvoolule - silindri (laba) nõgusa pinna tuul on suurem kui kumer.
Aerodünaamilised takistuse koefitsiendid ( Inglise takistuskoefitsiendid) $C_D$
kahemõõtmelised kehad:
nõgus poolsilinder (1) - 2,30
silindri kumer pool (2) - 1,20
tasane ruudukujuline plaat - 1,17
3D kehad:
nõgus õõnes poolkera (3) - 1,42
kumer õõnespoolkera (4) - 0,38
kera - 0,5
Näidatud väärtused on antud Reynoldsi numbrite jaoks (ingl. Reynoldsi numbrid) vahemikus $10^4–10^6$. Reynoldsi arv iseloomustab keha käitumist keskkonnas.
Keha takistus õhuvoolule $(F_D) = ((1 \over 2) (C_D) S \rho (v^2) ) $, kus $\rho$ on õhu tihedus, $v$ on õhuvoolu kiirus, $S $ - keha läbilõikepindala.
Selline tuulik pöörleb samas suunas, olenemata tuule suunast: 
Sarnast tööpõhimõtet kasutatakse ka tassi anemomeetri puhul (ing. tassi anemomeeter)- seade tuule kiiruse mõõtmiseks: 
Sellise anemomeetri leiutas 1846. aastal Iiri astronoom John Thomas Romney Robinson ( John Thomas Romney Robinson):
Robinson uskus, et tema neljatassilise anemomeetri tassid liikusid kiirusega, mis võrdub ühe kolmandikuga tuule kiirusest. Tegelikkuses on see väärtus vahemikus kaks kuni veidi rohkem kui kolm.
Praegu kasutatakse tuule kiiruse mõõtmiseks kolme tassi anemomeetrit, mille on välja töötanud Kanada meteoroloog John Patterson ( John Patterson) aastal 1926: 
Vertikaalse mikroturbiiniga alalisvooluharjaga mootorigeneraatoreid müüakse aadressil eBay umbes 5 dollari eest: 
Selline turbiin sisaldab nelja laba, mis paiknevad piki kahte risti asetsevat telge, mille tiiviku läbimõõt on 100 mm, laba kõrgus 60 mm, kõõlu pikkus 30 mm ja segmendi kõrgus 11 mm. Tööratas on paigaldatud DC-kommutaatori mikromootori võllile koos märgistusega JQ24-125H670. Sellise mootori nimitoitepinge on 3 ... 12 V.
Sellise generaatori toodetud energiast piisab "valge" LED-i süttimiseks.
Savonius tuuleturbiini pöörlemiskiirus ei tohi ületada tuule kiirust , kuid seda disaini iseloomustab kõrge pöördemoment (Inglise) pöördemoment).
Tuuleturbiini efektiivsust saab hinnata, kui võrrelda tuulegeneraatori genereeritud võimsust ümber turbiini puhuvas tuules sisalduva võimsusega:
$P = (1\üle 2) \rho S (v^3)$ , kus $\rho$ on õhutihedus (umbes 1,225 kg/m 3 merepinnal), $S$ on õhu tihedus turbiin (ing. pühitud ala), $v$ - tuule kiirus.
Minu tuuleturbiin
valik 1
Algselt kasutas minu generaatori tiivik nelja laba silindrite segmentide (poolte) kujul. plasttorud:
Segmendi suurused -
segmendi pikkus - 14 cm;
segmendi kõrgus - 2 cm;
segmendi akordi pikkus - 4 cm;
Paigaldasin kokkupandud konstruktsiooni üsna kõrgele (6 m 70 cm) puitmastile latist, mis kinnitati isekeermestavate kruvidega metallraami külge: 
2. variant
Generaatori miinuseks oli labade keerutamiseks vajalik üsna suur tuulekiirus. Pinna suurendamiseks kasutasin lõiketerasid plastpudelid:
Segmendi suurused -
segmendi pikkus - 18 cm;
segmendi kõrgus - 5 cm;
segmendi akordi pikkus - 7 cm;
kaugus segmendi algusest pöördetelje keskpunktini on 3 cm.
3. võimalus
Probleemiks osutus terahoidikute tugevus. Algul kasutasin Nõukogude lastedisaineri perforeeritud alumiiniumribasid paksusega 1 mm. Pärast mitmepäevast töötamist põhjustasid tugevad tuuleiilid liistude purunemise (1). Pärast seda ebaõnnestumist otsustasin lõigata terahoidikud 1,8 mm paksusest fooliumteksoliidist (2): 
Plaadiga risti oleva tekstoliidi paindetugevus on 204 MPa ja on võrreldav alumiiniumi paindetugevusega - 275 MPa. Kuid alumiiniumi elastsusmoodul $E$ (70000 MPa) on palju suurem kui tekstoliidil (10000 MPa), s.o. Teksoliit on palju elastsem kui alumiinium. See minu arvates, arvestades tekstiliidihoidikute suuremat paksust, tagab tuuliku labade kinnitamisel palju suurema töökindluse.
Tuulegeneraator on paigaldatud mastile: 
Tuulegeneraatori uue versiooni proovitöö näitas selle töökindlust isegi tugevate tuuleiilide korral.
Savoniuse turbiini puuduseks on madal efektiivsus
- ainult umbes 15% tuuleenergiast muundatakse võlli pöörlemisenergiaks (see on palju vähem kui võimalik saavutada tuuleturbiin Darja(Inglise) Darrieuse tuuleturbiin)), kasutades tõstejõudu (ing. tõstke). Seda tüüpi tuuleturbiini leiutas Prantsuse lennukikonstruktor Georges Darier. (Georges Jean Marie Darrieus) - 1931. aasta USA patent nr 1 835 018 .
Georges Darier
Darrieuse turbiini miinuseks on see, et sellel on väga kehv isekäivitus (tuulest pöördemomendi tekitamiseks peab turbiin juba üles pöörlema).
Sammmootori poolt toodetud elektrienergia muundamine
Sammmootori juhtmeid saab ühendada kahe Schottky sildalaldiga, et vähendada dioodide pingelangust.
Võite kasutada populaarseid Schottky dioode 1N5817 maksimaalse vastupingega 20 V, 1N5819- 40 V ja maksimaalne alaliskeskmine alalisvool 1 A. Ühendasin alaldi väljundid järjestikku, et väljundpinget tõsta.
Võite kasutada ka kahte keskpunkti alaldit. Sellise alaldi jaoks on vaja poole vähem dioode, kuid samal ajal väheneb ka väljundpinge poole võrra.
Seejärel tasandatakse pulsatsioonipinge mahtuvusliku filtri abil - 1000 uF kondensaatorit 25 V juures. Suurenenud genereeritud pinge eest kaitsmiseks ühendatakse kondensaatoriga paralleelselt 25 V zeneri diood. 
minu tuuleturbiini skeem
minu tuulegeneraatori elektrooniline seade
Tuuleturbiini rakendus
Tuulegeneraatori tekitatav pinge sõltub tuule kiiruse suurusest ja püsivusest.
Kui tuul kõigutab puude peenikesi oksi, ulatub pinge 2 ... 3 V-ni.
Puude jämedaid oksi kõigutava tuulega ulatub pinge 4 ... 5 V-ni (tugevate puhangutega - kuni 7 V).
ÜHENDAMINE JOULE THIEFIGA
Tuulegeneraatori kondensaatori silutud pinge saab toita - madalpingele DC-DC muundur 
Takisti takistuse väärtus R valitakse eksperimentaalselt (olenevalt transistori tüübist) - soovitav on kasutada 4,7 kΩ muutuvat takistit ja selle takistust järk-järgult vähendada, saavutades muunduri stabiilse töö.
Sellise muunduri panin kokku germaaniumi baasil pnp- transistor GT308V ( VT) ja impulsstrafo MIT-4V (mähis L1- järeldused 2-3, L2- järeldused 5–6): 
IONISTORITE (SUPERKONDENSATORI) LAADUS
Ionistor (superkondensaator, ing. superkondensaator) on kondensaatori ja keemilise vooluallika hübriid.
Ionistor - mittepolaarne element, kuid üks klemmidest võib olla tähistatud "noolega" - näitamaks jääkpinge polaarsust pärast selle tehases laadimist.
Esialgseks uurimiseks kasutasin ionistorit võimsusega 0,22 F pingel 5,5 V (läbimõõt 11,5 mm, kõrgus 3,5 mm):
Ühendasin selle dioodi kaudu väljundisse läbi germaaniumdioodi D310.
Ionistori maksimaalse laadimispinge piiramiseks võite kasutada zeneri dioodi või LED-ide ahelat - ma kasutan kaks punased LEDid: 
Vältimaks juba laetud ionistori tühjenemist piirvalgusdioodide kaudu HL1 ja HL2 Lisasin veel ühe dioodi - VD2.
Jätkub
Kirjutasin juba suve alguses isetehtud tuulikust - tuulemõõtjast.
Tema eesmärgiks oli korraldada tuulestatistika kogumine ja selle põhjal suure tõsiseltvõetava tuuliku rajamise otsuse vastuvõtmine. Kahjuks polnud ei programmeerijat, kes oleks valmis kirjutama programmi anemomeetri andmete töötlemiseks, ega ka mikrokontrollerite spetsialisti, kes oleks sobiva seadme loonud. Seetõttu pidin paraku tuult visuaalselt jälgima, kuna tuulelipp oli kogu aeg silme ees. Ja kahjuks on need tähelepanekud äärmiselt masendavad ...
Fakt on see, et Venemaa Euroopa osa keskvööndis on tuule pinnakihtides äärmuslik turbulents. Sõna otseses mõttes 3-5 minuti jooksul peatub tuulik korduvalt (või aeglustub palju) ja pöörleb üles, nii et labad pole näha. Samal ajal muutub tuule suund sektoris kuni 90-120 kraadini. Äärmiselt harva tuleb ette päevi, mil puhub suhteliselt tugev ja ühtlane tuul. Terve suve minu kandis oli selliseid päevi vaid 4. Rahulikke päevi oli mitu. Ja muus osas - tuul oli nii kiiruselt kui ka suunalt väga turbulentne.
Sellistes tingimustes on täiesti mõttetu teha “globaalset” tuuleenergia generaatorit (võimsusega 1-2 kW või rohkem). See mitte ainult ei tasu end kunagi ära, vaid töötab üldiselt halvasti. Kuna võimas generaator nõuab suuri labasid ja neil on suur inerts ja seetõttu "läbivad" tugevad tuuleiilid. Need. lihtsalt ei ole aega lõõgastuda. Mõnikord kestavad sellised puhangud, mis kannavad "keskmise" tuulevoolu põhijõudu, vaid 15-30 sekundit.
Lisaks on igal pöörleval objektil pöörlemistasandis märkimisväärne inertsimoment ja see on tegelikult güroskoop. Loodan, et lugejale meenub lihtne koolikogemus jalgrattarattaga güroskoopilise efekti demonstreerimisel. Kuna see on lahti keeratud, on seda lihtne hoida sõna otseses mõttes "kahe sõrmega" selle telje ühe väljaulatuva otsa vastu. Ja seda on äärmiselt raske külili keerata ja teises tasapinnas pöörlema panna. Ligikaudu sama juhtub tuule suuna muutumisel tuuliku propelleriga. Nii telg kui ka sõukruvi labad kogevad koletuid külgmisi vahelduvaid koormusi.
Need asjaolud tegid tegelikult lõpu lootustele ühe suure tuulikuga hakkama saada. Ta töötab loomulikult. Aga harva ja rumalalt. Nõrga turbulentse tuulega annab see ikka kasinat jõudu välja ja tugeva tuulega ei tea, mida üleliigse tuulega peale hakata. Ja muidugi peaksite unustama selle tasuvuse. See on lihtsalt kallis ja ilus mänguasi, kõige rumalam raha ja töö investeering, mida võite ette kujutada.
Tuulikute paljutõotavad konstruktsioonid on väikesed väikese võimsusega tuulegeneraatorid, mille inerts on peaaegu null. Just nemad suudavad tuulest võtta peaaegu kogu energia, mida see kannab. Sellised, et neil oleks aega kiirelt keerutada ja näpunäiteid välja mõelda. Ja suure võimsuse saamiseks on vaja ehitada omamoodi tuulegeneraatorite tuulepark, mis asuvad erineva kõrgusega mastidel (et mitte üksteist tuule eest kaitsta). See, muide, suurendab märkimisväärselt tormikindlust, lahendades probleeme võimsate raskete mastide ja liinidega (mastid hoiavad üksteist) koos "elektrijaama" töökindlusega - kõik generaatorid ei saa ju töö ajal rikki minna. üks kord ning plaanilised remondi- ja hooldustööd ei too kaasa tootmisvõimsuse täielikku peatamist.
Olles jõudnud sellistele pettumust valmistavatele järeldustele, otsustasin muuta oma anemomeetri töötavaks tuuleturbiini mudeliks. Need. tuulelipu rumala mõtisklemise asemel hakake sellest praktilist kasu saama. Veelgi enam, tuulikugeneraator on samm-mootor, millel on 200 “sammu” pöörde kohta ja mis toodab elektrit üsna kiiresti ka madalatel pööretel. Generaatori võimsus umbes 7-8 vatti
Kõigepealt oli vaja terad välja vahetada vähem inertsiaalsete vastu. Ventilaatorist pärit kruusid on ikka päris rasked. Plastakendele tegin duralumiinium refluksi jääkidest uued tuuleveski labad. Propelleri läbimõõt on umbes 50 sentimeetrit, mis lubab generaatori maksimaalse võimsuse saavutamist isegi 4 m / s tuulega. Lõikasin paksust vineerist kolmnurga. Liimisin sinna sisse puksi (epoksiidvaiguga), mille siseläbimõõt langes kokku samm-mootori telje läbimõõduga. Olles hoolikalt märgistanud, tegi ta vineerist “kokpitis” lõiked ja liimis lõiketerad piludesse. Lisaks kinnitage need väikeste kruvidega. Kuni epoksiid kõvastub, püüdsin kruvi võimalikult palju tasakaalustada, et see pöörlemise ajal ei vibreeriks. Pärast epoksiidi tahkumist kontrollisin uuesti tasakaalu ja viisin selle täiuslikkuseni, lõigates terade servadest ära kõige õhemad duralumiiniumist ribad.
Üldiselt on alamõõdulistel tuulikutel hea omadus. KIEV kõige keerulisemate arvutuste, teraprofiilide ja nende valmistamisega pole praktiliselt mõtet jännata. Ka kõige lihtsamad, lamedad sobivad suurepäraselt. Ja vajaliku võimsuse saab neid lihtsalt pikendades (seega suurendades pühkimisala).
Kõik see vähendab oluliselt tuulegeneraatori maksumust, seda on mõistlik valmistada ja kasutada. Eelkõige kulutasin omale umbes 3-4 tundi (koos tuuleliibiga) ja arvestamata epoksüvaigu polümerisatsiooniaega. Kulud ulatusid "nulli", kuna kõik tehti "prügist", st. improviseeritud materjalid.
Näib, kus saab nii väikese võimsusega generaatorit kasutada? Pikemas perspektiivis kavatsen seda kasutada... vee soojendamiseks. Pigem selleks, et kompenseerida päikese poolt soojendatud vee soojakadu. Lihtsaim arvutus näitab minu lootuste absoluutset elujõulisust.
Oletame, et on mingi kindel paak - termos, 50 liitrit, kuhu õhtul 50 kraadini kuumutatud vesi päikesekollektorist välja lastakse. Paagi suurus on ligikaudu 40 x 40 x 40 cm. Sellest lähtuvalt on selle pindala 1 ruut. meeter. Paak on ümbritsetud soojusisolatsiooniga To soojusjuhtivus 0,15 W / m * kraadi ja paksus 30 cm ning soojuskadu on umbes 0,5 W / kraad. Need. selleks, et termospaagis kuuma vee ja ümbritseva õhu vahel püsiks 20-25 kraadine temperatuuride vahe, piisab vaid 10-15 W võimsusega generaatorist! See kompenseerib soojuskadu ja kuumutatud vesi ei jahtu kunagi. Ja kui on tugev tuul, siis läheb ka soojaks.
Nüüd pöörleb mu generaator veel ilma koormuseta, läbib "merekatsetusi". Aga lähiajal panen ta maakäimla valgustuses akusid laadima ja teerada sinna valgustades. Ja siis on võrgujuhtme sinna lohistamine liiga laisk ja raske, aga hiina laterna patareide vahetamine on juba väsinud.
