Pokusné napajácie zdroje

V rádioamatérskej praxi sa popri klasických napájacich zdrojoch, ako elektrochemické články , batérie a rôzne druhy meničov používajú sa aj iné zatiaľ iba pokusné zdroje el. energie. Najčastejšie sa používajú zdroje, v ktorých sa premieňa na el.energiu svetelná , tepelná alebo zvuková energia a iné zdroje. Pokusy s takýmito zdrojmi môžu byť iba pre vytrvalých a trpezlivých rádioamatérov. Pretože sa veľmi ťažko uvádzajú do chodu, spôsobuje to ich malý výkon a nepatrná účinnosť.

Obsah:

Svetelná energia
Elektromagnetická energia
Zvuková energia
Zemné články
Biologické články

Svetelná energia:
Snaha konštruktérov pri premene slnečnej energie na elektrickú sa zameriava predovšetkým na fotočlánky, pomocou ktorých sa slnečná energia premieňa priamo na elektrickú. Takéto fotoelektrické meniče, voláme tiež slnečné batérie, pozostávajú z radu navzájom pospájaných fotočlánkov. Na zvierky slnečnej batérie sa pripojí záťaž. Najjednoduchší fotočlánok je selénový. Malá účinnosť a veľký vnútorný odpor, ktorý nedovoľuje použiť selénové fotobatérie na napájanie obvodov s veľkým prúdovým odberom veľmi obmedzuje ich praktické využitie. Rádioamatéri ich však aj napriek tomu často používajú, najmä preto, že sú lacné a dajú sa pomerne ľahko zaobstarať (napr.: z luxmetrov, selénových usmerňovačov atď...). Všetky fotočlánky môžeme zapájať do série, paralelne alebo seriovo - paralelne ako na obr.:

Môžu pracovať aj pri osvetlení umelým svetlom - žiarovkou 200 až 300W, treba iba dať pozor, aby teplota fotočlánkov neprekročila + 70°C a dolná povolená teplota - 30°C inak by sa mohli poškodiť. V roku 1954 sa objavili nové typy polovodičových fotočlánkov zhotovených z kremíka a dodnes sú základným prvkom slnečných batérií. Fotočlánok s plochou 1cm x 1cm má napätie 0,5V a môže dodávať prúd až 24mA.

Selénové fotočlánky:
Selénová slnečná batéria pozostáva z 10 sériovo zapojených článkov sa hodí na napájanie 1 až 3 tranzistorových prístrojov, pri osvetlení slnečným svetlom alebo silnou žiarovkou dodáva prúd asi 1mA pri napätí 4,5V. Batéria zložená zo 4 až6 článkov dodáva prúd 1mA pri napätí 2 až 3V. Tá istá batéria, ale neosvetlená priamo slnečnými lúčmi, dodá asi 1,5V/1mA.
Na obr. je znázornený model kompy:

poháňaná je elektromotorčekom s prúdom menším ako 5mA, ako aj schéma zapojenia a rozmiestnenie selénových fotočlánkov. Model je zhotovený z balze a je dvojtrupový, čím sa vyhneme stratám, ktoré by spôsobilo trenie vo vodotesnom ložisku. Pri tejto konštrukcii ako ložisko hriadeľa môžeme použiť drôtové očko.

Germániové fotočlánky:
Každý z predávaných tranzistorov sa dá použiť aj ako fotočlánok. Najvhodnejšie tranzistory sú v kovovom puzdre. Slnečnú batériu zhotovíme z poškodených tranzistorov , v ktorých však nesmie byť skrat medzi bázou a kolektorom alebo medzi bázou a emitorom. Čím výkonnejší je tranzistor, tým je vhodnejší na fotočlánok. Skôr než batériu zmontujeme, každý z prvkov musíme vyskúšať. Zapojenie je na obr.:

Pri osvetlení fotočlánku priamym slnečným svetlom merací prístroj má ukazovať výchylku 0,2mA a 0,15 V . Jednotlivé prvky slnečnej batérie vyberáme tak , aby mali aspoň podobné parametre (prúd a napätie).Dajú sa použiť (z mojej vlastnej skúsenosti KC509 - KC508)ale dajú sa použiť aj iné.

Elektromagnetická energia:
Tento napájač, ktorý teraz opíšem sa dá použiť na napájanie 1 až 3-tranzistorových rádioprijímačov v miestach, kde pracuje silný miestny vysielač.

Tento zdroj el.energie je zostavený zo sústav VKV antén tak ako je to na obr. S týmto zdrojom sa dá napájať automatická rádiová boja.

Zvuková energia:
Na napájanie miniatúrnych vysielačov môžeme použiť zdroj ktorého schéma je na obr.:

Využíva sa v ňom akustická energia hovoreného slova. Meničom akustickej energie na elektrickú je magnetický mikrofón s pohyblivou cievkou. Napätie odoberané z pohyblivej cievky mikrofónu sa vhodne transformuje, usmerňuje, filtruje a napája sa ním vf tranzistorový oscilátor. Dosah takéhoto vysielača nepresahuje niekoľko 100m. Výkon napájača je asi 0,25W. Umiestnenie v blízkosti trvalého zvuku (napr.: pracujúceho motora), získame jednoduchý a trvalý zdroj napájacieho napätia.

Konštrukcia najjednoduchšieho napájača a selénového napájača:

Zemné články :
Takýto spôsob napájania tranzistorových prímačov je vhodný najmä na výletoch, v stanoch a chatách. Vlastnosti článku závisia od druhu pôdy, jej vlhkosti a od materiálu, z ktorého sa zhotovujú elektródy. Najvhodnejšia je vlhká hlinitá pôda, menej vhodná je piesková pôda. V závislosti od použitého materiálu sa môžu meniť v rozsahu od 0,8 až1,1V. Najvhodnejšie sú dvojice : zinok - uhlík, hliník - meď, zinok - meď. Keď článok zaťažíme napätie sa najskôr zmenšuje a asi za 15 až 30 min. sa ustáli. Elektródy majú byť od seba vzdialené 0,3 až 0,5m . Ako elektródy použijeme plechové dosky s rozmermi 170 x 210mm. Uhlík môžeme použiť v tvare tyčiniek zo starej 4,5V batérie. Na vývody kladných elektród použijeme holý alebo izolovaný medený drôt. Záporné vývody musia byť z izolovaného vodiča. Vývody sa musia k elektródam prispájkovať alebo privariť. Optimálny prúdový odber sa pohybuje v rozsahu 1 až 2mA. Hodí sa tak akurát na kryštálu.

Biologické články :
Batéria na obr. sa skladá z dvanástich biologických článkov.

Každý článok sa skladá z neveľkej nádobky z plastickej hmoty s priemerom 50 x 100mm, ktorá je naplnená práškom z ryžových šupiniek a vodou, v ktorej sú ponorené 2 elektródy - anóda a katóda. Neškodné baktérie, ktoré sa živia práškom z ryžových šupiniek, vytvoria medzi anódou a katódou napätie. Batéria, ktorá sa skladá z dvanástich článkov, má napätie 6V a môže dodávať prúd až 40mA. Zásoba potravy pre baktérie vystačí až pol roka neprerušovanej činnosti.

Peter Konýček
konyk@zoznam.sk