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:

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Ночное освещение влияет на поведение рыб 01.10.2018 Ученые выяснили, что световое загрязнение делает некоторые виды животных более смелыми, чем это заложено природой. В Германии провели эксперимент, который доказал, что искусственное ночное освещение влияет на поведение рыб. Для 10-недельного исследования ученые отобрали 90 гуппи, разделив их на три равные группы. Первая группа жила ночью в темноте, вторая - при свете ночного фонаря, третья - при ярком освещении, имитирующем полуденное солнце. Затем специалисты наблюдали за поведением рыб в каждый день в течение трех недель. Установлено, что гуппи, жившие при дополнительном освещении, быстрее выплывали из своего укрытия и проводили больше времени на открытом пространстве. Следовательно, рыбы продемонстрировали не свойственную им склонность к риску и стали более уязвимыми для хищников. Такое поведенческое нарушение исследователи связывают со стрессом, который испытывают гуппи. Других нарушений в поведении рыб не выявлено. Исследования о влиянии дополнительного освещения на представителей фауны ученые обещают продолжить. Уже известно, что оно может сбивать с курса перелетных птиц, а деревья в городе пробуждаются от зимы раньше, чем в местности без искусственного света. Кроме того, недавно эксперты отметили, что многие ночные хищники стали искать себе добычу днем. Это связывают также со стрессом, который испытывают звери из-за деятельности человека.

Другие интересные новости:

▪ О планетах звезды раскажет ее фотосфера

▪ Солнечный шар

▪ Завершено строительство основной ступени сверхтяжелой ракеты Space Launch System

▪ Стресс мужчины вредит будущим детям

▪ Высокоскоростной цифро-аналоговый преобразователь ISL5627

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Танцевать от печки. Крылатое выражение

▪ статья Какой наркотик официально выдавался солдатам Вермахта? Подробный ответ

▪ статья Работа в колодцах, коллекторах, венткамерах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Цветомузыкальная установка с числоимпульсным управлением тринисторами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Темброблок с фиксированными настройками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025