Почему этот двигатель постоянного тока с питанием от солнечной панели не вращается?

Я полный новичок в электронике и столкнулся с этой проблемой при подключении солнечной панели к двигателю постоянного тока:

введите описание изображения здесь

Согласно некоторым демонстрационным видеороликам, двигатель постоянного тока начинает вращаться сразу после подключения проводов. Может ли кто-нибудь помочь устранить неполадки, что я делаю неправильно, и почему двигатель постоянного тока вообще не вращается ни в помещении с комнатным светом, ни на улице в частично облачном небе, пожалуйста?

Заранее спасибо!

РЕДАКТИРОВАТЬ: наконец-то он заработал, но в конце концов я использовал батарею и защелкнул солнечную батарею только для визуальных эффектов.

введите описание изображения здесь

Учитывая тот факт, что оба компонента находятся в рабочем состоянии, основной причиной могут быть номинальное напряжение и ток двигателя. Вы пробовали измерять напряжение от солнечной панели? а какой номинал самого мотора?
@Noman Я только начинаю, поэтому не делал никаких расчетов. Они оба входят в один и тот же комплект, поэтому я предположил, что они предварительно протестированы на совместимость... (?) Напряжение, генерируемое фотогальваническим элементом, является ли оно постоянным или зависит от света? Могут ли двигатели постоянного тока работать при любом напряжении
Нет, двигатели постоянного тока не работают при произвольном напряжении. Необходимо соблюдать спецификацию напряжения и подавать на клеммы двигателя очень низкое напряжение, чем номинальное напряжение, двигатель вообще не будет вращаться и может повредить обмотки из-за нагрева (скажем, когда вы подаете 1 В на двигатель с номинальным напряжением 5 В) или если вы при очень высоком напряжении (например, от 15 В до 5 В двигателя постоянного тока) это может дать вам дым.
Напряжение, генерируемое фотоэлементом, вовсе не является константой, оно переменное и сильно зависит от интенсивности света, падающего на поверхность фотоэлемента.
что мешает вам поставить солнечную батарею на очень яркий свет?
@jsotola просто облачно ... но я подключил его к батарее AA 1,5 В, и он вращается, так что, вероятно, проблема в получении достаточного количества света.
"Они оба из одного комплекта" - Какой комплект? Были ли предоставлены какие-либо спецификации для двигателя или солнечной панели?
@BruceAbbott, это дешевый комплект под названием «Образовательный солнечный комплект 6 в 1», инструкции представлены на одной крошечной странице 10-в-1 очень мелким шрифтом. Даже схемы плохо читаются :)
держите солнечный элемент рядом с яркой лампочкой
@jsotola спасибо, да, оказывается, я могу заставить двигатель вращаться, держа его очень близко (почти касаясь) яркой лампочки
@jsotola спасибо, я наконец-то собрал чертова робота, но в конце концов использовал батарею, так как это намного проще.
Включите мультиметр и измерьте напряжение холостого хода и ток короткого замыкания вашей солнечной панели и отчитайтесь.

Ответы (3)

«Переменная облачность» и особенно «Внутренний свет» — не лучший вариант для тестирования фотоэлектрического модуля.

Это может показаться несколько удивительным, но человеческий глаз не очень хорошо оценивает общее количество света даже на порядок. В солнечный день можно получить до 1 кВт света на квадратный метр. Облака могут снизить его до 10 Вт на квадратный метр в полдень. В помещении ваша комната может быть освещена общим светом ~1 Вт, и вам все равно будет комфортно читать.

Ожидается, что ваш фотоэлектрический модуль улавливает доступный свет на своей поверхности, преобразует его в электричество (в лучшем случае он имеет эффективность 20%, а ваш, вероятно, 10%), а затем вы можете что-то делать с этой электрической мощностью.

На вашей картинке нет размеров, но я осмеливаюсь представить, что мотор — это телефонный вибромотор, которому требуется несколько милливатт только для того, чтобы едва вращаться.

Чтобы это произошло, ваш источник электроэнергии должен быть рассчитан на эту мощность и в какой-то степени соответствовать двигателю по напряжению и току. Ваша установка, вероятно, терпит неудачу в обоих.

ps если вы действительно хотите заняться электроникой, заведите привычку смотреть на спецификации ваших деталей. Обычно это состоит из поиска номера детали, написанного где-то с вашей стороны, а затем поиска в Интернете таблицы данных. В некоторых случаях сложнее.

Обоснованного предположения о параметрах схемы может быть недостаточно, и в первую очередь необходимо обосновать это предположение.

@ fraxinus, спасибо, я пробовал на батарейке AA 1,5 В, и она крутилась... Так что, вероятно, это как-то связано с количеством света, падающего на солнечную панель...
ОК, мотор работает. Что делать дальше: возьмите самый дешевый мультиметр (например, 5 долларов) и попробуйте измерить напряжение, которое генерирует панель.
@ fraxinus спасибо, я наконец-то собрал чертова робота, но в конце концов использовал батарею, так как это намного проще.
Если вы собираетесь продолжить работу с электроникой, вам обязательно понадобится мультиметр. Хотя бы просто проверить, правильно ли подключены 2 провода (для этого есть функция). Но если вам действительно нужна солнечная энергия для вашего маленького робота, просто используйте большую солнечную батарею, и в конце концов он начнет двигаться.

И фотоэлектрические элементы, и двигатели имеют импеданс.

  1. Z(PV) = Voc/Isc

Двигатель Z(об/мин) = 2)DCR + L * об/мин* 2pi * 3600 // механическая нагрузка. намного ниже.

Что вы вычислили? энергия? Или отношение мощности или импеданса?

Мера 1) и 2)

Что вы измерили? Где ваши характеристики!!

Попробуйте близкое солнечное освещение или яркий светодиод мощностью 4 Вт

@ Тони, я только начинаю, поэтому еще не делал никаких расчетов. Они оба входят в один и тот же комплект, поэтому я предположил, что они предварительно протестированы на совместимость... (?) Напряжение, генерируемое фотогальваническим элементом, является ли оно постоянным или зависит от света? Могут ли двигатели постоянного тока работать при любом напряжении?
Voc — разомкнутая цепь, а Isc — короткое замыкание, зависящее от света. Оптимум при ярком солнечном свете составляет около 82 % Voc или 70 % при 10 % полной яркости. Максимальная передача мощности или MPT возникает, когда источник V/I соответствует нагрузке. Таким образом, вам нужно полное солнце, вероятно, чтобы получить достаточно солнечной энергии для привода энергии, необходимой двигателю. Выполните некоторые измерения, стараясь не превышать номинал предохранителя цифрового мультиметра, поэтому используйте вход шкалы 10 А. Для импеданса или просто сопротивления Voc/Isc= Vmpt/Impt при нагрузке в согласованной точке между 70 и 82%.
Это точно так же, как согласование крутящего момента и оборотов 10-скоростного велосипеда. При низком крутящем моменте (солнечная энергия) вы начинаете движение на 10-й передаче, поэтому измерьте Voc, Isc, затем измерьте сопротивление обмотки двигателя и сравните.

Как правило, всегда есть переход между «включено» и «выключено».

Для вашего солнечного элемента это означает: нет света -> нет напряжения, много света -> максимальное напряжение, максимальный ток.

Вы можете попробовать это сами, если вооружитесь дешевым мультиметром и будете использовать его вместо двигателя как в режиме тока, так и в режиме напряжения.

Вы увидите изменения в своих показаниях, если измените условия освещения.

Когда вы думаете о своем двигателе, применяется то же правило: нет напряжения (= нет энергии) нет движения. Номинальное напряжение -> номинальное движение.

Замените солнечную батарею стандартной батареей (1,5 В). Он должен двигаться.

Добавьте свой мультиметр между ними в текущем режиме. Вы заметите, что ток зависит от трения, которое вы прикладываете к двигателю.

Приобретите себе «регулируемую батарею» (регулируемый источник питания), чтобы поиграть с напряжением, подаваемым на двигатель. Вы заметите, что вам нужно минимальное напряжение, чтобы двигатель вращался. Это в основном всегда имеет место в физических системах и называется трением. Вы должны приложить достаточную силу, чтобы преодолеть трение. В случае двигателя: вам нужно будет подавать достаточное напряжение, и ваш источник энергии должен быть в состоянии обеспечить достаточный ток, чтобы запустить двигатель.

Если вы хотите начать играть с мотором, не дожидаясь регулируемого источника питания: попробуйте запустить его от аккумуляторной батареи, а затем добавьте несколько тонких проводов между ними. Вы заметите, что скорость двигателя меняется, и вы заметите некоторую зависимость от диаметра, длины и химического состава выбранной проволоки.

@toka спасибо за идеи! Я попытался прикоснуться проводами к батарее AA 1,5 В, и двигатель закрутился ... Так что, я думаю, проблема в получении достаточного напряжения от солнечной панели ... Не понимал, что солнечные элементы могут быть довольно привередливыми в работе. ...
При летнем свете у вас будет больше успеха, играя с солнечной батареей ...