Телефон, который заряжается от котелка на костре

Обновлено: 06.06.2023

До сих пор туристы делили оборудование для приготовления пищи и решения для электропитания на две совершенно разные категории оборудования, но два новых устройства, дебютировавших этим летом, блестяще объединяют эти разрозненные потребности в оборудовании в одном продукте.

И в BioLite CampStove, и в PowerPot V используется термоэлектрическая технология для преобразования тепла в 5-вольтовую энергию, необходимую для зарядки большинства USB-совместимых электронных устройств. Хотя они оба основаны на одном и том же термоэлектрическом принципе, каждая конструкция использует уникальный подход по форме и функциям.

Первый продукт представляет собой полноценную автономную плиту, а второй интегрирует термодинамический элемент в 1,9-литровую кастрюлю для приготовления пищи, которая весит меньше и компактнее, но все же требует отдельного источника тепла.

Плита BioLite CampStove стоимостью 129 долл. США (см. выше) в сложенном виде имеет размер примерно с бутылку Nalgene (8,25 дюйма в высоту и 5 дюймов в ширину) и содержит дополнительный генераторный модуль с вентилятором и небольшой батареей. Аккумулятор питает вентилятор так же, как стартер запускает автомобиль, и когда CampStove набирает рабочую скорость, как и генератор вашего автомобиля, он полностью заряжает аккумулятор.

Просто накормите маленький BioLite небольшими палочками или сосновыми шишками, и компания утверждает, что плита вскипятит литр воды менее чем за пять минут и будет заряжать небольшие электронные устройства до тех пор, пока вы поддерживаете огонь. Двадцать минут работы/зарядки приравниваются к часу разговора. При весе 2,1 фунта он почти в два раза тяжелее PowerPot (показан ниже), но включает в себя плиту.

PowerPot за 149 долл. США использует несколько иной подход: термоэлектрический модуль встраивается непосредственно в легкий алюминиевый кастрюлю объемом 1,9 л. Сам горшок имеет размеры 4,5 дюйма в диаметре и 5 дюймов в глубину, и его можно заполнить другим снаряжением, чтобы сэкономить место в вашем рюкзаке. Сам горшок весит 12 унций, а весь комплект (огнестойкий USB-кабель, регулятор напряжения и крышка) весит всего 19 унций или около 1,2 фунта. Не самая легкая кастрюля, но далеко не мертвый груз. Для справки: стандартная походная печь MSR Whisperlite весит 14,5 унций, стоит 80 долларов, и единственное, за что она платит, — это ваш кошелек, когда вы покупаете больше топлива. Тем не менее, он будет гореть на чем угодно и имеет проверенный послужной список в полевых условиях.

Действительно, эти устройства настолько новы, что нам придется подождать, пока не начнут появляться обзоры реальных продуктов, но технология, несомненно, захватывающая, и устройства предлагают явную альтернативу портативным солнечным зарядным устройствам, которые могут быть непостоянными, или необходимость упаковки внешнего источника питания.

Помимо продажи печей на рынке оборудования для активного отдыха, обе компании проявляют интерес к применению своих технологий на благо 3 миллиардов людей во всем мире, которые регулярно готовят пищу на открытом огне, у многих из которых есть сотовые телефоны, но не хватает надежного источника питания. чтобы обвинить их. BioLite производит более крупный продукт под названием HomeStove, который предлагает решение для всей семьи, горит чище и эффективнее, чем открытый огонь, и может одновременно заряжать несколько USB-устройств. Тем временем ребята из PowerPot предлагают программу «купи один/отдай один», которая дает альтруистичным покупателям возможность пожертвовать PowerPot за 149 долларов получателю в развивающейся стране всего на 100 долларов дороже.

Собираетесь в поход и хотите зарядить мобильное устройство? солнечная батарея не работает ночью, а внешние батареи довольно быстро разряжаются. В состав FlameStower входит инновационное маленькое и компактное USB-зарядное устройство, которое использует тепло открытого огня для зарядки мобильных устройств.

Испытывая сильное желание создать революционно новый источник энергии, основатели FlameStower Энди и Адам разработали инновационное зарядное устройство в своем гараже во время учебы в аспирантуре. FlameStower эффективно улавливает избыточное тепло от портативной газовой горелки или костра для зарядки устройств с питанием от USB: мобильных телефонов, устройств GPS и многого другого. Его конструкция позволяет легко устанавливать, заряжать и хранить.
–

Самое большое преимущество FlameStower заключается в том, что его можно заряжать практически в любой ситуации — днем или ночью, на улице или в помещении и даже в палатке — пока у вас есть небольшой костер, вы можете заряжать свое мобильное устройство. FlameStower хорош не только для кемпинга, но и является практичным решением для штормов и перебоев в подаче электроэнергии, и пока ваш газ все еще работает, вы можете легко заряжать свое мобильное устройство и оставаться на связи.
–

Способ работы FlameStower довольно прост. Открываешь агрегат и в него бедная вода (чем холоднее тесто). Затем вы кладете длинную металлическую часть в огонь (точно так же, как вы кладете сковороду на огонь). Устройство использует разницу температур между водой и огнем для выработки электроэнергии для зарядки вашего устройства с помощью USB.Единственное, что вам нужно проверить, это то, что у вас не заканчивается вода (примерно через час или около того). По словам разработчика, на каждую минуту зарядки вы должны получить около трех минут разговора по мобильному телефону — вполне прилично, особенно если вам это нужно для экстренного вызова.
–

В настоящее время проект FlameStower находится на кикстартере и ищет поддержку (он уже достиг цели в 15 000 долларов США, а сейчас почти 24 000 долларов США и продолжает расти). Если вы хотите один, вы можете сделать резервную копию примерно за 80 долларов.
–

В прошлом TFOT обеспечивал множество различных типов зарядки, в том числе Solar Socket-Green Power, PowerDock 5 – зарядное устройство для нескольких устройств и зарядное устройство Pedal-Power.
–
Видео с сайта Kickstarter, показывающее FlameStower в действии

Хотите верьте, хотите нет, но огонь не только сжигает энергию, но и создает ее. Эта мини-походная печь позволяет заряжать телефон от энергии, которую он использует от огня внутри него. Просто положите немного дров/трута в контейнер и подожгите его с помощью бортового вентилятора. Как только он загорится, огонь начнет заряжать аккумулятор внутри оранжевого контейнера, к которому он подключен. Затем вы можете подключить телефон к открытому USB-порту и при необходимости заряжать устройства.

Дровяная печь отлично подходит не только для зарядки телефонов, планшетов и других устройств на природе, но и для кипячения воды или приготовления пищи. В верхней части устройства имеется встроенный держатель, который позволяет ставить на него кастрюли или сковородки для приготовления пищи или кипячения воды. Таким образом, вы сможете пить чистую воду, готовить вкусную еду и одновременно заряжать телефон.

Самое замечательное в походной плите Biolite то, что вам не обязательно заряжать телефон, пока горит огонь. Вы можете просто заряжать аккумулятор Biolites каждым огнем, который у вас есть, а затем заряжать телефон, когда это необходимо. За 20 минут зарядки телефона от походной печки вы получите 60 минут разговора на большинстве смартфонов.

В походной плите Biolite также есть вентилятор, который поможет вам разжечь огонь. Включите вентилятор на низкую мощность, когда пытаетесь разжечь огонь, и включите его на полную мощность, когда вы уже зажгли огонь и хотите, чтобы он стал больше. Индикатор на Biolite также сообщит вам, когда вы сможете подключить устройство для зарядки. Когда индикатор горит оранжевым, ему нужно немного времени, чтобы прогреться, а когда индикатор становится зеленым, вы можете подключить устройство к сети, чтобы начать зарядку.

При полном сжигании вы сможете вскипятить 1 литр воды всего за 4 минуты 30 секунд. Походная печь для зарядки телефона весит около 2 фунтов, легко помещается в рюкзак или сумку и имеет размеры 8,3 дюйма в высоту, 5 дюймов в ширину и 5 дюймов в глубину.

Посмотрите видео, как работает походная плита Biolite для зарядки телефона.

Портативный, компактный и регулируемый термоэлектрический аварийный генератор.

Предыстория:
Причина этого проекта заключалась в том, чтобы решить мою проблему. Иногда я провожу несколько дней в походах по дикой природе и всегда беру с собой смартфон с GPS и, возможно, другую электронику. Им нужно электричество, и я использовал запасные батареи и солнечные зарядные устройства, чтобы они работали. Солнце в Швеции не очень надежно. Когда вам это нужно больше всего, это либо дождь, либо другие обстоятельства, которые делают невозможным зарядку солнечными панелями. Даже в ясную погоду зарядка занимает слишком много времени. Батарейки хорошие, но тяжелые. Я искал альтернативы, но они либо очень дорогие, либо слишком большие.

Одна вещь, которую я всегда беру с собой в поход, — это огонь в той или иной форме, обычно это спиртовая или газовая горелка.Если не это, то хотя бы огнестрельное оружие, чтобы разводить собственный огонь. Имея это в виду, я застрял на идее производства электричества из тепла. Я знаю, эффективность очень низкая, но это, по крайней мере, возможно! Итак, вдохновившись моим предыдущим проектом (Thermoelectric-Fan-Driven-by-a-Candle), я решил создать собственное термоэлектрическое зарядное устройство. Есть похожие проекты, но они не соответствуют моим требованиям (что я смог найти).

Мои требования:

Как можно меньше, легче и портативнее
Надежный
Регулируемое напряжение (можно использовать с широким спектром продуктов)
Не менее 5 В/0,2 А (1 Вт) для зарядки iPhone 4s, по возможности 2 Вт.
Совместим со спиртовой/газовой горелкой, костром и свечами.

Решение:
Проведя множество тестов и экспериментов, я пришел к выводу, что мне нужен мощный TEG-модуль. Ранее я использовал дешевый TEC-модуль (8 евро), но он выдает всего около 0,5 Вт и имеет слишком низкое напряжение и максимальную температуру. Я мог бы использовать несколько из них, но это будет более сложная и ограниченная по теплу конструкция. Я нашел ТЭГ размером 40x40 мм, который выдает 5,9 Вт (4,2 В / 1,4 А) при разнице температур 180 °C. Его максимальная рабочая температура составляет 350ºC (180ºC на холодной стороне), этого должно быть достаточно. Хотя это довольно дорого, около 50 евро, но это все же дешевле, чем большинство солнечных зарядных устройств, и намного дешевле, чем другие коммерческие термоэлектрические зарядные устройства, которые я нашел.

Чтобы отводить все тепло и охлаждать его воздухом, обычно требуется большой радиатор. Поскольку моя конструкция должна быть компактной и легкой, я был ограничен очень маленькими радиаторами. Затем я решил «закалить» небольшое количество электричества и охладить конструкцию с помощью мотора/вентилятора. Это привело бы к уменьшению энергии зарядки, но это было единственное, что я мог придумать, чтобы уменьшить размер (и не использовать водяное охлаждение). По мере того, как становится теплее, он производит больше электроэнергии, а также больше мощности охлаждения от вентилятора. Для предотвращения передачи тепла на холодную сторону я использовал две теплоизолирующие шайбы для фиксации, а также слой изоляции между металлическими блоками.

Первой задачей было получить стабильный источник 5 В для питания различных USB-устройств. Сам модуль выдает менее 5В. Я решил это, создав регулируемый повышающий стабилизатор напряжения. Подробные спецификации можно найти позже в этом проекте.

Результат:
Когда я начинал этот проект, я понятия не имел, что он действительно сработает. Оказалось, что это даже превзошло все мои ожидания! Я могу зарядить свой iPhone, что было главной целью, и он полностью самоохлаждается даже при экстремальных источниках тепла.
Охлаждение не оптимальное из-за небольшого размера, но я вполне доволен, потому что могу взять его с собой. Я был бы счастлив увидеть, как вы создаете еще лучшие решения, я абсолютно уверен, что их можно сделать еще дешевле и эффективнее. В этой конструкции много отработанного тепла!

Чтобы сделать это самостоятельно, продолжайте читать! Больше тестов и результатов в конце.

Возможности:

Регулируемое выходное напряжение
Регулируемая скорость вращения вентилятора.
Регулируемый датчик температуры
Регулируемый ограничитель напряжения
Регулируемая высота конструкции
Дополнительный разъем USB
Легко собрать/разобрать
400 г
90 x 90 x 80 мм

Применения:
Может использоваться с широким спектром источников тепла и питать широкий спектр продуктов.

Свечи (низкая выходная мощность)
Спиртовка/плита (сложно управлять)
Газовая горелка/плита (на данный момент лучшая)
Дровяная печь (еще не проверено)
Костёр (еще не тестировалось)
Металлическая банка с огнем (еще не проверено)
Барбекю (еще не тестировалось)

Свет в темноте (светодиоды)
Зарядное устройство USB (для телефонов, аккумуляторов и т. д.)
Внешний вентилятор (охлаждающий эффект, усилитель огня и т. д.)
USB-гаджеты (музыкальный плеер, холодильник для напитков и т. д.)
Заряжайте суперконденсатор и подавайте сигналы SOS высокой интенсивности.

Шаг 1. Материалы

Я еще не доработал эту конструкцию с точки зрения материалов. Я просто взял то, что смог найти, но, надеюсь, это может стать хорошим источником вдохновения.

Инструменты:
Сверло и метчик для резьбы M3 и M4
Напильник и наждачная бумага
Отвертка
Плоскогубцы
Клей Loctite Power (Repair Extreme)

Цена:
Все обошлось мне примерно в 80€, но самым дорогим оказался ТЭГ-модуль (45€).

Следующий шаг: изготовление опорной плиты

Шаг 2. Конструкция (опорная плита)

Как вы это сделаете, зависит от того, какой радиатор вы используете и как вы хотите его зафиксировать.
Я начал сверлить два отверстия диаметром 2,5 мм, чтобы они соответствовали моей фиксирующей планке. 68 мм между ними и положение соответствует тому, где я хочу поставить радиатор. Затем отверстия имеют резьбу M3.
Просверлите четыре отверстия диаметром 3,3 мм по углам (5x5 мм от внешнего края).Используйте метчик M4 для нарезания резьбы.
Выполните красивую отделку. Я использовал грубый напильник, тонкий напильник и два типа наждачной бумаги, чтобы постепенно придать ему блеск! Вы также можете отполировать его, но он будет слишком чувствительным, чтобы держать его снаружи.
Вверните болты M4 в угловые отверстия и зафиксируйте их двумя гайками и одной шайбой на каждый болт, а также шайбой 1 мм на верхней стороне. В качестве альтернативы достаточно одной гайки на болт, если отверстия имеют резьбу. Вы также можете использовать короткие 20-миллиметровые болты, в зависимости от того, что вы будете использовать в качестве источника тепла.

Шаг 3. Конструкция (радиатор)

Радиатор и конструкция крепления:
Наиболее важно закрепить радиатор на верхней части базовой пластины, но в то же время изолировать тепло. Вы хотите, чтобы радиатор был как можно более охлажденным. Лучшее решение, которое я смог придумать, это два слоя теплоизолирующих шайб. Это заблокирует попадание тепла на радиатор через крепежные болты. Это нужно отрегулировать около 200-300ºC. Я сделал свой собственный, но было бы лучше с такой пластиковой втулкой. Я не мог найти ни одного с высоким пределом температуры. Радиатор должен находиться под высоким давлением, чтобы максимизировать передачу тепла через модуль. Может быть, болты M4 лучше выдерживают большее усилие.

Модифицированный (напиленный) алюминиевый стержень для установки в радиатор.
Просверлены два отверстия диаметром 5 мм (не должны соприкасаться с болтами, чтобы изолировать тепло).
Вырежьте две шайбы (8 x 8 x 2 мм) из старого приспособления для переворачивания пищевых продуктов (пластик с максимальной температурой 220 ºC).
Вырежьте две шайбы (8 x 8 x 0,5 мм) из твердого картона.
Просверлено отверстие диаметром 3,3 мм в пластиковых шайбах.
Просверлено отверстие диаметром 4,5 мм в картонных шайбах.
Склеенные между собой картонные и пластиковые шайбы (концентрические отверстия).
Приклеенные пластиковые шайбы поверх алюминиевого стержня (концентрические отверстия).
Вставьте в отверстия болты М3 с металлическими шайбами (позже будут прикручены поверх алюминиевой пластины)

Основная плита будет очень горячей, а также воздух над ней. Чтобы он не нагревал радиатор кроме как через модуль ТЭГ, я использовал гофрокартон толщиной 2 мм. Поскольку модуль имеет толщину 3 мм, он не будет находиться в прямом контакте с горячей стороной. Думаю, с жарой справится. Лучшего материала пока не нашел. Идеи приветствуются!

Обновление: оказалось, что при использовании газовой плиты температура была слишком высокой. Картон становится в основном черным через некоторое время. Я убрал его, и он, кажется, работает так же хорошо, как и раньше. Сравнивать очень сложно, но большей деградации я не видел. Я все еще ищу материал на замену для тестирования.

Вырежьте его размером 80 x 80 мм и разметьте место, где должен быть размещен модуль (40 x 40 мм).
Вырежьте квадратное отверстие 40 x 40.
Разметьте и вырежьте два отверстия для болтов M3.
При необходимости создайте два слота для ТЭГ-кабелей.
Вырежьте квадраты 5 x 5 мм по углам, чтобы освободить место для болтов M4.

Шаг 4. Сборка (механические детали)

Как я уже упоминал в предыдущем шаге, картон не выдерживает высоких температур. Пропустите его или найдите лучший материал. Генератор будет работать и без него, но, возможно, не так хорошо.

Установите ТЭГ-модуль на радиатор.
Поместите картон на радиатор, и теперь ТЭГ-модуль временно зафиксирован.
Два болта M3 проходят через алюминиевый стержень, а затем через картон с гайками сверху.
Установите радиатор с ТЭГ и картоном на опорную плиту с двумя шайбами толщиной 1 мм между ними, чтобы отделить картон от «горячей» опорной плиты.
Порядок сборки сверху: болт, шайба, пластиковая шайба, картонная шайба, алюминиевый стержень, гайка, картон 2 мм, металлическая шайба 1 мм и опорная плита.
Добавьте 4 шайбы по 1 мм на верхнюю часть опорной плиты, чтобы изолировать картон от контакта.

Затем прикрутите вентилятор 40x40 мм поверх радиатора с помощью 4 шурупов для гипсокартона. Я также добавил немного ленты, чтобы изолировать винты от электроники.

Следующий шаг: электроника

Шаг 5. Электроника

Основная идея заключалась в том, чтобы иметь регулируемое выходное напряжение для зарядки или питания различных гаджетов. Поскольку ТЭГ-модуль выдает очень низкое напряжение (0-5 В в зависимости от источника тепла), мне понадобился хороший усилитель напряжения и регулятор. Я хотел построить все сам и поэтому создал для этого совершенно другой проект, так как он оказался очень полезным. Повышение напряжения недостаточно мощное, поэтому я построил два из них. Один будет питать вентилятор 3–5 В, а другой — другую электронику.

ТЭГ-модуль нуждается в защите от перегрева
iPhone должен быть защищен от высокого напряжения

При сильном нагреве напряжение превысит 5 В, что может привести к повреждению некоторых электронных устройств. Поднимающийся может только подняться, а не спуститься. Я не смог найти решение, которое бы выполняло обе функции, и поэтому разработал собственный регулируемый ограничитель напряжения.Он сочетает в себе операционный усилитель и стабилитрон для определения определенного напряжения, а затем подает выходной сигнал на MOSFET-транзистор. Транзистор отключит весь источник питания, но только если напряжение выше предельного (5 В). Это приведет к быстрому увеличению тока и, поскольку ТЭГ-модуль имеет ограниченный выходной эффект, он, следовательно, понизит выходное напряжение. Это означает, что он сожжет всю энергию в виде тепла, но в то же время сохранит очень стабильное напряжение, оно просто не может превышать 5 В. Он также включает светодиод, чтобы пользователь мог выключить источник тепла, пока светодиод снова не погаснет. Более простым решением было бы использовать только стабилитрон для подачи выходного напряжения на землю, если оно превышает 4,7 В. Но это не так отчетливо и, вероятно, сгорит. Я смог найти только стабилитрон на 5 Вт, и этого недостаточно.

ИС: MCP6002
8-контактный разъем для микросхемы
R3,R4,R5: 1 кОм
R6: 22 кОм
R7, R8: 470 Ом
R9: 100 кОм
R10: 10 кОм
R11: датчик температуры PT1000
R12, R13: 68 кОм
R14, R15: 47 кОм
P2, P3: 1 кОм (возможно, 10 кОм работает, не проверялось)
D3, D4: красный индикатор
D5: стабилитрон 4,7 В, низкий эффект
T1: Мощный МОП-транзистор, BUZ12 или аналогичный

Посмотрите на схему моей схемы и постарайтесь понять ее как можно лучше.
Измерьте точное значение R3, оно понадобится позже для калибровки.
Разместите компоненты на макетной плате в соответствии с моими рисунками.
Убедитесь, что все диоды имеют правильную поляризацию!
Припаяйте и обрежьте все ножки.
Вырежьте медные дорожки на макетной плате по моим рисункам
Добавьте необходимые провода и припаяйте их тоже.
Разрежьте макетную плату до размеров 43 x 22 мм.

Для расчета значений калибровки вам потребуется точное значение R3. У меня было, например, 986 Ом. Согласно таблице PT1000 будет иметь сопротивление 1461 Ом при 120ºC. R3 и R11 образуют делитель напряжения, а выходное напряжение рассчитывается по следующей формуле:
Vout=(R3*Vin)/(R3+R11)

Самый простой способ откалибровать это — подать на схему 5 В, а затем измерить напряжение на выводе 3 микросхемы. Затем отрегулируйте P2, пока не будет достигнуто правильное напряжение (Vout). Я рассчитал напряжение следующим образом:
(986*5)/(1461+986)=2,01 В

Это означает, что я настраиваю P2 так, чтобы на PIN3 было 2,01 В. Когда R11 достигнет 120ºC, напряжение на PIN2 будет ниже, чем на PIN3, что приведет к срабатыванию светодиода. R6 работает как триггер Шмитта. Его значение определяет, насколько «медленным» будет триггер. Без него светодиод гас бы на том же значении, что и горит. Теперь он будет выключаться при понижении температуры примерно на 10%. Если вы увеличите значение R6, вы получите более быстрый триггер, а меньшее значение создаст более медленный триггер.

Калибровка ограничителя напряжения:
Это намного проще. Просто подайте на схему желаемое ограничение напряжения и поворачивайте P3, пока не загорится светодиод. Убедитесь, что ток не слишком велик на T1, иначе он сгорит! Возможно, использовать другой небольшой радиатор. Он работает так же, как датчик температуры. Когда напряжение на стабилитроне превысит 4,7 В, оно упадет до PIN6. Напряжение на PIN5 будет определять, когда сработает PIN7.

USB-разъем:
Последнее, что я добавил, это USB-разъем. Многие современные смартфоны не будут заряжаться, если они не подключены к соответствующему зарядному устройству. Телефон решает это, глядя на две линии передачи данных в кабеле USB. Если линии данных питаются от источника 2 В, телефон «думает», что он подключен к компьютеру, и начинает заряжаться при малой мощности, например, около 500 мА для iPhone 4s. Если их кормить 2,8 соотв. 2,0 В он начнет заряжаться при 1 А, но это слишком много для этой схемы. Чтобы получить 2 В, я использовал несколько резисторов для формирования делителя напряжения:
Vout=(R12*Vin)/(R12+R14)=(47*5)/(47+68)=2,04 что хорошо, потому что обычно у меня чуть меньше 5В.

Посмотрите на мою схему и фотографии, как ее паять.

Следующий шаг:
Сборка (электроника)

Шаг 6. Сборка (электроника)

Платы будут размещены вокруг двигателя и над радиатором. Надеюсь, они не станут слишком теплыми.

Обмотайте мотор лентой, чтобы избежать сокращений и улучшить сцепление.
Склейте карточки так, чтобы они подходили к мотору.
Поместите их вокруг двигателя и добавьте две пружины, чтобы скрепить его вместе.
Приклейте куда-нибудь разъем USB (не нашел подходящего места, пришлось импровизировать с расплавленным пластиком)
Соедините все карточки вместе в соответствии с моим макетом
Подключайте термодатчик PT1000 как можно ближе к модулю ТЭГ (холодная сторона). Я разместил его под верхним радиатором между радиатором и картоном, очень близко к модулю. Убедитесь, что у него хороший контакт! Я использовал суперклей, который выдерживает 180ºC.
Советую перед подключением к ТЭГ-модулю протестировать все схемы и начать его прогрев

Следующий шаг:
Проверка и результаты

Шаг 7. Тесты и результаты

Чтобы начать, нужно немного потрудиться. Одной свечи, например, недостаточно для питания вентилятора, и достаточно скоро радиатор нагреется до такой же температуры, как и нижняя пластина. Когда это произойдет, это ничего не произведет. Его нужно быстро запустить, например, с помощью четырех свечей. Затем он вырабатывает достаточную мощность для запуска вентилятора и охлаждения радиатора. Пока вентилятор продолжает работать, потока воздуха будет достаточно, чтобы получить еще более высокую выходную мощность, еще более высокую скорость вращения вентилятора и еще более высокий выходной сигнал на USB.

Минимальная скорость вентилятора охлаждения: 2,7 В при 80 мА => 0,2 Вт
Максимальная скорость вентилятора охлаждения: 5,2 В при 136 мА => 0,7 Вт
Источник тепла: 4 чайных свечи.
Использование: аварийные лампы/лампы для чтения.
Потребляемая мощность (выход ТЭГ): 0,5 Вт.
Выходная мощность (без вентилятора охлаждения, 0,2 Вт): 41 белый светодиод. 2,7 В при 35 мА => 0,1 Вт
КПД: 0,3/0,5 = 60%
Комментарий: Возможно, можно было бы получить немного больше, может быть, 0,2 Вт
Источник тепла: 6 чайных свечей.
Использование: светодиод питания.
Источник тепла: газовая горелка/плита.
Использование: зарядка iPhone 4s.
Потребляемая мощность (выход ТЭГ): 3,2 Вт.
Выходная мощность (без вентилятора охлаждения, 0,7 Вт): 4,5 В@. 400 мА => 1,8 Вт
КПД: 2,5/3,2 = 78%
Температура (приблизительно): 270ºC на горячей стороне и 120ºC на холодной стороне (разница в 150ºC)
Примечание: используйте только более короткие периоды
Источник тепла: газовая горелка/плита.
Использование: зарядка iPhone 4s.
Выходная мощность (без вентилятора охлаждения при 75%): 4,25 В при 300 мА => 1,3 Вт.
Комментарий: это было длительный стабильный тест. Зарядка при 300 мА кажется очень стабильной в отношении скорости вращения вентилятора и температуры. Я также использовал газовую плиту на очень низкой мощности. Более высокая мощность не сильно помогла, просто повысилась температура с обеих сторон для небольшого увеличения выходной мощности.
Источник тепла: дополнительный теплообмен + спиртовая горелка.
Использование: светодиод питания.
Выходная мощность (без вентилятора охлаждения): 0,14 Вт. слишком низкий для зарядки iPhone.

Прототип 1:
Это первый прототип. Я создал его одновременно с написанием этой инструкции и, вероятно, улучшу его в будущем. Я измерил выходную мощность 4,8 В при 500 мА (2,4 Вт), но не смог работать с такой мощностью в течение более длительного времени. Оптимальная скорость зарядки для iPhone оказалась 4,25 В/300 мА = 1,3 Вт. Я тестировал в течение длительного периода со стабильным результатом. Однако настроить электронику для оптимального выхода немного сложно. Если я увеличиваю ток более 300 мА (при низкой мощности газа), то повышающий начинает ограничивать ток (напряжение) из-за низкого входного напряжения от ТЭГ (см. графические изображения моего проекта «повышение напряжения»). Когда это происходит, мощность зарядки резко падает примерно до 0,2 Вт. Мне пришлось отрегулировать напряжение/ток USB так, чтобы оно было чуть ниже этого предела: 4,35 В без нагрузки и 4,25 В во время зарядки iPhone 4s. Выяснилось, что в этом тесте оптимальной была скорость вращения вентилятора 60–80 %.

Читайте также: