Фотобатарейка ААА. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Предлагаю выполнить технически законченное изделие из доступных материалов, даже из "радиолюбительского мусора", который скапливается в мастерских.

Можно отыскать вышедшие из строя мощные транзисторы, которые когда-то работали, например, в самодельном УНЧ, БП,... или были извлечены для замены из промышленных изделий. Среди обрезков фольгированного материала всегда найдется кусочек двустороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 40х8 мм. Среди крепежных изделий можно найти два бронзовых хромированных контактных винта: один М4х5 с крупной головкой D8 мм и второй М2,5х5 с хорошо сформованной головкой D3 мм. Еще понадобятся шайбочка из тонкого гетинакса D8х2,5, толщиной 1 мм (желательно со слоем фольги с одной стороны) и отрезок стеклянной трубки Dнар=10 мм (10,4±0,2 мм) с толстой стенкой ?1 мм длиной 42 мм и конденсатор типа К53-4 емкостью 4,7 мкФ х 6 В.

Предполагается, что вы - радиолюбитель, и необходимый набор инструментов (паяльник, пинцет и т.п.) и расходных материалов (спиртоканифольный флюс, эпоксидный клей, ацетон и химические составы для травления плат и пр.) у Вас имеется.

Изделие, которое получится в результате, представляет собой технически законченный фотоэлемент с максимальным выходным током 1,5 мА и выходным напряжением 1,5 В, причем напряжение стабилизировано и гарантируется при больших уровнях внешнего освещения - солнечный свет лампы накаливания мощностью 60...10 Вт с расстояния 150 мм. В последнем случае для подавления пульсаций выходного напряжения с частотой сети служит конденсатор.

Вся конструкция размещается в габаритах гальванического элемента стандартного типоразмера "ААА" (10,4±0,2 мм l=44,4±0,2 мм) и представляет собой стеклянную капсулу с контактами на торцах.

В предлагаемой конструкции используем кристаллы мощных биполярных низкочастотных транзисторов типов КТ802А, КТ803А или КТ808А.

Эти транзисторы выполнены по меза-планарной технологии, характерным для которой является выполнение электродов базы и эмиттера в виде взаимовходящих гребенок из напыленного на поверхности кристалла кремния металла (рис.1, под электродом эмиттера создана n-область, а электрод базы нанесен прямо на поверхность кремния р-типа).

П-область коллектора выполнена на другой стороне кристалла и контактирует (напаяна) с подложкой, которая, в свою очередь, напаяна на площадку основания корпуса транзистора. Кристаллы перечисленных типов транзисторов имеют номинальную площадь (из популярных транзисторов данной технологии) 5х5 мм и напаяны на подложку 8х8 мм, которая легко извлекается из корпуса транзистора вместе с кристаллом (в отличие от других типов транзисторов, например, КТ805, КТ903, у которых кристалл напаян на площадку основания массивного корпуса без подложки и снимается гораздо хуже, к тому же кристаллы гораздо меньше). Кристалл покрыт прозрачным теплостойким защитным лаком, сквозь который хорошо видна меза-планарная структура.

Планарный гребенчатый электрод базы используем в виде "полупрозрачного электрода", провод вывода эмиттера лучше аккуратно удалить. Можно использовать транзисторы (кристаллы) с поврежденным эмиттерным переходом. Критерием пригодности кристалла для описываемого применения является целостность коллекторного p-n перехода и величина фото-ЭДС 0,5 В (типовая), которая должна быть проверена после вскрытия корпуса прибора освещением кристалла лампой накаливания или при солнечном освещении - измерением напряжения между выводами базы и коллектора (корпусом) вольтметром с входным сопротивлением 10 кОм/В. Транзисторы, подвергавшиеся длительному воздействию перегрева или пробитые электрически, могут иметь меньшую фотоЭДС.

Отобрав, таким образом, транзисторы, снимем подложки с кристаллами. Проще всего это выполнить на кухне у газовой плиты. Крышки корпусов должны быть сняты, а выводы с кристаллов отделены от выводов корпуса (срезаны аккуратно без повреждения кристалла) перед этим! Берем транзистор за один из выводов корпуса и плоскогубцами держим корпус над горелкой выводами вниз в левой руке; в правой руке должен быть пинцет, которым после оплавления припоя и снимается подложка с кристаллом. Подложка облужена пластичным специальным припоем, поэтому из оснований транзисторов следует снять припой (тот же) для последующего использования при посадке кристалла на плату (рис.2).

Печатная плата размером 8х40 мм содержит 3 площадки для напайки кристаллов (фотоэлементов V1, V2, V3, которые раньше были транзисторами) размерами 8х9 мм. Кристаллы на подложках 8х8 мм следует посадить на эти площадки так, чтобы можно было припаять выводы баз (анодов, плюсы) соседних вентилей в последовательном согласном включении. Площадки и вырезы на торцах предназначены для крепления пайкой контактов, изготовленных из бронзовых хромированных винтов, у которых следует спилить резьбы для облегчения пайки. На обратной стороне выходные площадки удлинены и являются площадками для напайки конденсатора С1. Для вписывания конструкции в круг D8 мм (внутренний диаметр трубки корпуса) под конденсатор выполняют выборку, уменьшающую высоту его установки и габариты узла. Первым следует напаять контактный винт; под головку малого винта (М2,5, конакт "+") подложить шайбу из диэлектрика (лучше всего из тонкого фольгированного материала фольгой к плате с тем, чтобы закрепить шайбу пайкой на торце). А площадки для посадки кристаллов на плате облудить припоем, снятым при их демонтаже с корпуса, и покрыть спирто-канифольным флюсом.

Конденсатор и контакты можно напаять любым припоем, например, ПОС-61, а вот подложки с кристаллами лучше напаять тем же припоем, на котором они были напаяны на площадку основания корпуса бывшего транзистора, поэтому облудить площадки под вентили следует тем же припоем из транзистора и покрыть спирто-канифольным флюсом.

Подложки с кристаллами, облудив вывод базы и убрав эмиттерный, рекомендую напаивать следующим образом (рис.3): закрепляем плату, берем в левую руку (в х/б перчатках или через салфетку) кристаллы на подложке и накладываем на площадку на 3...4 мм, а паяльником в правой руке прогреваем площадку (облуженную и покрытую флюсом, как и основание подложки). Припой довольно быстро оплавится, и подложка будет подтянута к плате силами поверхностного натяжения. После этого аккуратно сдвигаем паяльник к краю платы, а подложку - на плату. Когда паяльник сойдет с платы, подложка еще будет на расплавленном припое несколько секунд, и ее можно точно позиционировать и придержать до застывания припоя.

После этого быстро подпаиваем выводы баз на площадки. Дальше проверяем напряжение и фототок (1,5 В х 1,5 мА), промываем в ацетоне или спирте, помещаем узел печатной платы в стеклянную трубку (корпус) и закрепляем несколькими каплями эпоксидного клея в районе контактного винта "-" и по периметру шайбы контакта "+" (заполняем зазор между винтом, шайбой и трубкой) (см. рис.2,а-в).

Такие фотобатарейки можно соединять параллельно (для увеличения фототока) или последовательно (для увеличения напряжения) в любых количествах, а также применять комбинированные варианты, составляя батарею с нужными параметрами. Изготовлять их можно по мере поступления заготовок и устанавливать в стандартные отсеки питания, вышедших из употребления часов, например.

Применение корпусов из прозрачного полимера нежелательно, ввиду потери оптической прозрачности из-за низкой устойчивости поверхности к абразивному воздействию, поэтому стекло лучше, хотя оно и менее ударопрочно. Если в вашем распоряжении есть оптически прозрачный компаунд типа эпоксидной смолы, то можно сформировать оптический элемент - линзу, залив часть высоты трубки корпуса этим материалом в процессе сборки (на рис.2 (А-А) показано пунктиром в верхней зоне над кристаллами). За счет концентрации света линзой чувствительность повысится. Хотя такой фотоэлемент и без этого имеет довольно хорошую чувствительность, это позволяет применять его и в качестве датчика освещенности.

Описанная конструкция хороша еще и тем, что нормаль кристаллов можно ориентировать на источник света вращением корпуса в вертикальной плоскости вокруг продольной оси (в упругих зажимах кассеты), и при этом в горизонтальной плоскости (параллельной продольной оси, проходящей через ось по нормали к кристаллам) обеспечивается очень широкий угол обзора и не требуется система слежения за источником света (прежде всего за Солнцем).

Автор: Ю.П.Саража

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Автомобильная навигация с дополненной реальностью 20.01.2013 На прошедшей недавно выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе был показан концепт системы, основной функционал которой включает навигацию с дополненной реальностью (на лобовое стекло автомобиля проецируется стрелка маршрута с необходимыми поворотами, выводятся предупреждения о возможном столкновении и т.д.), доступ к собственной облачной платформе компании, обеспечивающей воспроизведение потокового аудио и получение обновлений из социальных сетей, возможность интеграции системы с мобильными устройствами, интерфейс с возможностью персонализации и др. Управлять системой можно с помощью жестов. Например, включать и отключать навигацию в системе, принимать и отклонять поступающие на смартфон звонки с помощью взмахов рукой вправо и влево, проигрывать музыку и регулировать ее громкость, осуществлять навигацию по меню. Цель компании - обеспечить водителю возможность многозадачности, не отрывая его взгляда от дороги, говорит президент Harman Динеш Паливал (Dinesh Paliwal). "Когда вы в машине, вам говорят не общаться по телефону, поскольку это может быть небезопасно, не смотреть, не слушать и так далее. Мы же ищем способ позволить вам делать все, что вы обычно делаете, но безопасным образом", - говорит он. Сама по себе технология на основе жестов была разработана еще 10 лет назад в Пало Альто, и некоторые устройства умеют их распознавать, добавляет Динеш Паливал. "Однако мы разрабатываем язык, предназначенный специально для автомобилей", - уточняет он. Помимо этого компания работает и над другими технологиями, которые планируется задействовать в системе, в том числе - голосовые команды, а также распознавание лица. К примеру, она сможет определять, устал ли водитель, и на основании этого предлагать ему передохнуть. Стоит отметить, что над автомобильными системами с возможностью управления мультимедийными и другими функциями c помощью жестов работают и другие компании. Например, Microsoft. Однако Динеш Паливал уверен, что подобное решение его компания выведет на рынок первой. "Мы знаем об этом от наших клиентов-производителей автомобилей: они контактируют со всеми нашими конкурентами и говорят, что мы их значительно опережаем в области технологий на основе жестов, функций безопасности и других", - заявил он. Президент Harman добавляет, что свои разработки компания ведет в тесном сотрудничестве с инженерами компаний-производителей автомобилей, например, Audi и Porsche, и прислушивается к их идеям. Основным бизнесом компании является производство OEM-аудио и информационно-развлекательных систем для автомобилей. В числе клиентов компании - BMW, Toyota, Mersedez Benz, Volkswagen и другие. Также Harman производит потребительскую аудио/видеоэлектронику (ее крупнейшая торговая марка в этом сегменте - JBL) и аудиотехнику для профессионального использования.

Другие интересные новости:

▪ Инициативность женщины влияет на отношения в паре

▪ Бытовая техника управляется через Интернет

▪ Золотой диск 10 000 гигабайт

▪ Моржам не хватает места в море

▪ Нановолокно на основе древесины

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Фрейд Зигмунд. Биография ученого

▪ статья Каким образом достижения современной цивилизации наносят ущерб человеку как биологическому виду? Подробный ответ

▪ статья Машинист блочной системы управления (БСУ) агрегатами (котел-турбина). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Концертный стробоскоп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микропаяльник на 12 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026