Dynamo Voor DEF Eindproject Groep 9

Wij kregen de opdracht om voor middelbare school docenten een product te maken wat een energie overgang laat zien. Deze moest te bouwen zijn met een budget van 30 euro.

Dit hebben wij gedaan en uiteindelijk hebben we een dynamo gemaakt die de energie van de wind, dus kinetische energie omzet naar elektrische energie. Alles is zelf te maken en hier is hoe:

Gereedschap:

• 3D printer
• Lasersnijder

Materialen:

• 1x Aluminium staaf met diameter 8mm en lengte 100 mm
• 1x Plexiglas plaat 3x300x400mm
• 1x PLA filament 2.85x178mm
• 12x magneten 1x20x20mm
• 6x Koperdraad gelakt 0.4mmx7.3m
• 1x lager 8x22x7mm
• 6x LEDjes

We beginnen aan de binnenkant van de dynamo, de magneten, die stapel je in 4 stapels van 3 magneetjes op elkaar. Dan pakken we de ronde schijven die we hebben lasergesneden en daar doen we in de inhammen de magneten. De magneten moeten afwisselend met noord en zuid naar buiten staan (zie de tekening voor duidelijkheid). Nu heb je een gemaakt wiel met als als doppen de houten rondjes. De magneten kunnen er nog uit en dat gaan we fixen door een klein strookje ductape eroverheen te plakken. Die maakt een rondje om het wiel heen. De aluminium staaf gaat erdoorheen en kan vast gelijmt worden aan de houten cirkels. Nu heb je je rotor al.

Je hebt nu 2 sterren waarvan eentje een grotere diameter binnencirkel heeft. In die cirkel kan precies de lager geplaatst worden. Nu kan je de rechthoekige plaatjes aan de uiteindes van de ster plaatsen en op die manier de sterren met elkaar verbinden en de rotor in je sterrenconstructie (de stator) plaatsen. Als je dit doet let er dan op dat de twee rechthoekige plaatjes met een gleuf erin 120 graden uit elkaar zitten, dit betekent dat ze niet naast elkaar zitten maar dat er nog een plaatje tussen zit. Nu komt het meest tijdrovende gedeelte en dat is het spoelen wikkelen. Hier zitten wel wat haken en ogen aan, de spoelen moeten namelijk een bepaalde richting op gewikkeld worden. Je maakt voor de spoelen 8 lagen koper en dat doe je door het gebied tussen de twee uitsteeksels op de poot van de stator vol te wikkelen met koperdraad en dan de draad recht omhoog te doen naar waar je bent begonnen en nog een laag te maken. Als je de spoel wikkelt dan 'loop' je een richting op, deze looprichting is belangrijk voor de stator want als ze verkeerd om zitten werkt hij niet. De looprichtingen zijn aangegeven in de foto hiernaast. Als je de spoelen allemaal hebt gewikkeld kan je de aluminium buis door de gaten steken en ook door de rotor. Als het goed is moet je heel wat moeite doen om de staaf door de rotor heen te krijgen maar dat is expres gedaan omdat de staaf dan niet kan draaien t.o.v. de rotor.

Nu hebben we de dynamo al bijna, we gaan nu het windrad erop doen. De kans dat hij niet op de staaf past is aanzienlijk. Dit kan je oplossen door met een schuurpapiertje de binnenkant van het windrad te schuren en zo de diameter van het gat te vergroten. Hij moet er met een beetje kracht op passen dus schuur niet te veel weg. Als hij toch los zit kan je hem vastlijmen aan de staaf.

Nu we de dynamo af hebben gaan we de gelijkrichter maken. Die zorgt ervoor dat de wisselstroom door middel van LEDjes wordt omgezet naar gelijkstroom. Op de LEDjes heb je een lang draadje en een korter draadje, de langere is de plus kant en die moeten in de tekening naar beneden bij ze allemaal. Dan krijg je dus dat de LEDjes de elektronen maar naar één kant doorlaten. De rode, groene en blauwe draden zijn draden die uit de dynamo komen (op de tekening van de stator in het kopje "stator" kan je zien welke kleur de draden hebben) deze draden verbind je zoals op de foto van het breadboard te zien is. De zwarte draden verbind je met de min-rij beneden, dit is je ground. Het rode bolletje wat links boven op het breadboard te zien is is het indicatielampje. Dit is ook een ledje en als die gaat branden betekent dat dat je dynamo werkt.

Mocht je constructie niet werken kan het zijn dat hij niet genoeg spanning levert om over de drempelspanning van de LED heen te komen. Dan kan je een arduino aansluiten aan je constructie die dan dient als versterker. Hij levert dan bijvoorbeelt 10x de input die hij krijgt en dat zal wel voldoende zijn om over de drempelspanning heen te komen. Deze moet je dan aansluiten zoals in het schema weergeven. De code voor de arduino staat als bijlage erbij.