В этом видео рассказано, как сделать простейшее зарядное устройство для мобильного телефона без использования сложных частей, на элементах Пельтье.
Немного информации о модулях и их назначении
Если взять определение из Википедии, то это термоэлектрический преобразователь, в своей работе основанный на действии разницы температур. Если говорить простым языком, то при подаче электрического тока на контакты элемента на его сторонах возникает разница температур.
Модуль Пельтье может работать и в обратную сторону. То есть при нагревании одной стороны и при охлаждении другой, вырабатывается электрический ток, его можно снять с проводов. Этот эффект будет использоваться в зарядном устройстве, который рассмотрен в видео уроке.
Зарядные устройства и модули Пельтье недорогие в этом китайском магазине. Для него продается кулер охлаждения.
Используется Пельтье в кулерах, автомобильных холодильниках и других устройствах. Его положительной стороной является маленький размер при довольно высокой эффективности и маленьких размерах. В нем нет каких-либо движущихся частей, газов, жидкостей. КПД данного устройства все же ниже, чем на других компрессорных установках. Из-за этого потребляемая мощность у элемента Пельтье довольно высока.
Зарядка на Пельтье с преобразователем на 5 В
В зарядном устройстве, которое рассмотрено в статье, используется преобразователь напряжения на 5 вольт. Это напряжение является стандартом для USB выходов, к которым подключаются мобильные телефоны.
Проверка мощности
Рассмотрим, как зарядка работает. Подключим телефон, который специально приготовлен для опыта. Одной стороной элемент приклеивается на алюминиевый радиатор с помощью термопасты. Эта сторона будет охлаждаться. На другую сторону будет установлена кружка с чаем, который нагрет до 70 градусов.
Видно, что устройство вырабатывает электрический ток, началась подача питания на телефон. Если учесть, что комнатная температура приблизительно 20 градусов Цельсия, а с учетом того, что кружка нагрета до 70 градусов, разницы в 50 градусов достаточно для восстановления заряда акб смартфона. Если убрать горячую кружку, индикация восстановления батареи через некоторое время пропадет.
Мощное устройство для планшета на Пельтье тут.
Можно ли сделать зарядку для телефона из одного элемента Пельтье
Став активно изучать альтернативные источники энергии, я наткнулся на такую интересную деталь как элемент Пельтье. Сборок термогенераторов, где в основе используется именно он, можно встретить просто огромное количество. Мне стало интересно, можно ли собрать походную установку на одном элементе с возможностью зарядки телефона. Итак, давайте посмотрим, что у меня получилось.
Введение
Если вы не в курсе что такое элемент Пельтье, то вы можете узнать о нем по этой ссылке (не забудьте потом вернуться и посмотреть что получилось). Если же сказать вкратце, то данное изделие активно используется в мобильных охлаждающих установках как основной элемент генерации холода. При подаче на него питания в 12 Вольт одна сторона изделия нагревается, а другая охлаждается.
Мы же будем использовать обратный эффект, когда при нагреве одной пластины и охлаждении другой происходит генерация электрической энергии. Как говорится: поехали.
Первый эксперимент
Теоретическая часть
Так как у нас изделие планируется мобильное, то лепить на него многокилограммовый радиатор с одной стороны и мангал с другой не будем, а остановимся на очень простой (я бы сказал даже примитивной) сборке из пары медных пластин, небольшого компьютерного радиатора и моторчика с пропеллером.
Для того, чтобы совместить моторчик и радиатор проделываем следующие манипуляции:
Примечание. Моторчик был заказан на сайте Алиэкспресс. Запускается он при напряжении 0,4 Вольта, а при напряжении 3,7 – 4, 2 Вольта его потребление составляет 0,08-0,1 Ампера.
После того, как активное воздушное охлаждение будет готово, фиксируем наш элемент Пельтье между алюминиевых пластин, а сверху закрепляем радиатор с активным охлаждением. При этом, конечно, не забываем обрабатывать места соединения термопастой.
Итак, теперь нужно разобраться с нашими проводами. Так как с моторчика выходят довольно короткие два конца, то наращиваем их и изолируем с помощью термоусадочной трубки.
Так как я хочу попробовать заряжать именно сотовый телефон, то нам потребуется повышающий блок до 5 Вольт с выходом USB. У меня был в наличии вот этот модуль:
Он способен поднять напряжение только с 1,5 вольт (надеюсь у меня получится выдавить с элемента необходимое напряжение).
Итак, просто припаиваем концы проводов, выходящие из элемента Пельтье.
Примечание. Для того, чтобы определить какой конец у элемента Пельтье будет минусом, а какой плюсом просто подвергните кратковременному нагреву одну из пластин и с помощью мультиметра проверьте напряжение: черный щуп к черному проводу, красный к красному. Если на дисплее будет значение с минусом, то просто переверните сам элемент Пельтье и нагревайте другую сторону. Тогда напряжение будет соответствовать маркировке проводов (красный – плюс, черный – минус).
Практический опыт
Итак, установка готова приступаем к проверке. Для этого установку поставим на подставку, а внизу зажжем свечи для нагрева.
Скажу сразу, как я не бился, но выше чем 1,1 Вольта я не смог выжать из установки. Поэтому повышающий блок даже не запустился.
Промежуточный итог
Конечно, если использовать повышающий блок с 0,6 Вольт до 2,5 Вольт можно запитать, например, светодиодную лампочку, но вот о зарядке телефона речи вообще не идет.
А все дело (скорее всего) в крайне неэффективном воздушном охлаждении. Давайте все-таки запустим этот повышающий блок.
Эксперимент второй
Итак, я решил заменить неэффективное воздушное охлаждение на водяное.
Воду я специально охладил до почти нулевой отметки и преобразовал установку в следующий вид:
Приступаем
Налив воду и поместив установку на огонь, я получил следующий результат:
Теперь элемент на холостом ходу выдает чуть больше 3 Вольт, а подсоединенный USB тестер показал, что на выходе есть 5 Вольт, но подсоединив телефон я был разочарован.
За полчаса эксперимента индикатор зарядки не сдвинулся ни на один процент.
Выводы
Выполнив два опыта, я пришел к выводу, что зарядить телефон с помощью одного элемента Пельтье просто невозможно, даже сменив воздушное охлаждение на более эффективное водяное. Поэтому на одном элементе Пельтье можно собрать лишь скромную подсветку (ночник) и не более. В следующих статьях я будет проверен в работе термоэлектрический генератор Seebeck, так что присоединяйтесь.