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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива В Европе USB Type-C стал стандартным зарядным разъемом для смартфонов 28.04.2022 Комитет ЕС, занимающийся регулированием внутреннего рынка и защитой прав потребителей, 43 голосами "за" постановил утвердить USB Type-C единым разъемом для зарядки на всей территории ЕС. Голоса "против" отдали лишь два члена комитета, информирует TechPowerUp. Указанный стандарт зарядки планируется применять к девайсам из числа "малых и средних электронных гаджетов" (в т.ч. к мобильным телефонам, планшетным ПК, цифровым камерам, гарнитурам и наушникам, портативным игровым приставкам и переносным колонкам). Исключение предусматривается для приборов, непригодных для установки USB-C из-за своих чересчур компактных размеров (примеры - смарт-часы, медицинские и спортивные трекеры, и т.д.) Директива еще должна быть одобрена парламентом ЕС (ориентировочный срок проведения посвященного тематике заседания - май сего года). Если решение Комитета одобрят, производителям "умных" девайсов будет предоставлен переходный период до I квартала 2024-го. Помимо всего перечисленного выше, депутаты ЕП хотят видеть четкую маркировку на устройствах с указанием их мощности, поскольку потребителю иногда бывает трудно разобраться в этом вопросе. Они также хотят видеть на упаковке продукта данные о наличии/отсутствии в комплекте зарядного устройства. Евродепутаты требуют от ЕК завершения разработки стратегии в отношении беспроводных "зарядок" к исходу 2026 г. Цель соответствующего запроса - обеспечить совместимость различных стандартов беспроводной зарядки друг с другом. Предполагается, что указанный шаг предотвратит фрагментацию рынка, минимизирует объем электронных отходов от ЗУ (в среднем 12 тыс. тонн на начало 2022 г.) и предотвратит "привязку" абонентов к определенным стандартам зарядки.

Другие интересные новости:

▪ Новая технология ускорит зарядку смартфонов в 2,5 раза

▪ Гибкие тонкие аккумуляторы на основе фторида никеля

▪ Два грибка на шоколаде

▪ Солнечные пятна влияют на климат

▪ Нахождение токсинов с помощью мидий

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Джами (Абдуррахман Нураддин ибн Ахмад Джами). Знаменитые афоризмы

▪ статья Различают ли животные цвета? Подробный ответ

▪ статья Преобразователь энергии волны. Личный транспорт

▪ статья Индикатор антенного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для домашней лаборатории, 0-30 вольт 4 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025