Исследовательская работа "Аналог портативного зарядного устройства"

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………………………………………………………….3
2.  План исследования……………………………………………………………………………………………….4
3. Теоретическая часть

1.  Эволюция портативных зарядок……………………………………………………………………….……5
2. Виды зарядных устройств.……………………………………………………………………………………...6-8

4. Практическая часть

1. Сборка зарядных  устройств №1, №2………………………………………………..9-10
2. Отслеживание время зарядки телефонов различных видов…………………………………….11
3.  Сравнительная таблица положительных и отрицательных качеств зарядных     устройств …………………………………………………………………………………………………………………….12

5. Заключение……………………………………………………………………………………………………………….13
6. Литература…………………………………………………………………………………….............................14

Приложение IПервые зарядные устройства ……………………………………..………………………..15

Приложение II  Основные виды зарядных устройств ……………….…………………………………16

Приложение IIIСборка зарядного устройства №1….. …………………………………………………17

Приложение IVСборка зарядного устройства №1 ………………………………………………………18

Приложение VСборка зарядного устройства №2……………………………………………………...19

Приложение  VIИнструкция по эксплуатации зарядного устройства.……………..…20

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

1. Введение

Многие из нас не раз сталкивались с проблемой зарядки батареи мобильного телефона во время каких-либо поездок. Зачастую, отправляясь в дорогу, мы попросту забываем взглянуть на дисплей телефона и убедиться, что его батарея заряжена. И только в пути выясняется, что принять важный вызов невозможно, потому как телефон вот-вот выключится. У кого-то из нас бывают и просто столь длительные поездки, что даже полностью заряженная батарея телефона успевает разрядиться, а доступа к сети переменного тока, по стечению обстоятельств, нет.

Соответственно и возможности воспользоваться штатным зарядным устройством, из комплекта телефона также нет. Да мало ли какие еще ситуации могут быть в жизни.

Но что же делать, если необходимо подзарядить батарею мобильного телефона в иных условиях, например, в туристическом походе, где нет привычных и при этом доступных источников энергии, подходящих для питания телефона?

Наша работа поможет вам найти выход из этой трудной жизненной ситуации.

Цель нашей работы: создать паурбанк своими руками из подручных материалов.

Объект исследования: портативное зарядное устройство;

Предмет исследования:энергия, получаемая от зарядного устройства.

Практическая значимость: Мыпривыкли к постоянному наличию телефонной связи, большинство из нас настолько привыкли, что без нее чувствуют себя очень дискомфортно. Материалы нашей работы помогут смастерить портативное зарядное , которое способно выручить нас и в таких экстремальных ситуациях.

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

2. План исследования

Актуальность работы:

Когда мы находимся рядом с электрической розеткой, то зарядить телефон, фотоаппарат, навигатор, фонарь проблем не возникает. Но в местах, где нет электричества, появляются вопросы: где взять электричество, как зарядить свои устройства? Решением этой проблемы является портативное зарядное устройство. Развитие " интеллектуальной" техники ни на минуту не останавливается. Люди постоянно находятся в поисках новых технических "открытий". Очень часто на новые открытия человека вдохновляют самые привычные и обычные вещи. Это навело меня на мысль, что многие современные приборы можно сделать своими руками  из простых подручных материалов.

Гипотеза:Мы предполагаем, что можно создать портативное зарядное устройство для мобильного телефона без особых затрат.

Для проверки гипотезы и достижения цели мы поставили следующие задачи:

• Изучить информацию о выбранном приборе;
• Подобрать необходимые материалы для воплощения проекта;
• Создатьпауэрбанк

        Методы исследования:Эксперимент, наблюдение, сравнение        

План работы:

• Поиск информации: изучение литературы по данной теме, интернет ресурсов;

• Моделирование и конструирование;
• Описание изученного опыта, выводы;
• Анализ проделанной работы

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

3. Теоретическая часть

3.1 Эволюция портативных зарядок

Официальная история создания гаджета началась в 18 веке, когда Аллесандро Вольта, повторивший опыты Гальвани над лягушками, и обосновавший их, создал первое подобие аккумулятора. Оно было довольно громоздким: пластины цинка и меди, разделенные картоном, смоченным в растворе соли с высокой концентрацией. На это изобретение ученый потратил более 8 лет, и в 1800 году рукопись изобретения достигла стола президента Лондонского королевского общества (Приложение 1)

Но не все так просто: как оказалось, аккумуляторы начали свое распространение на 55 лет раньше. В то время они назывались лейденскими банками и не привлекали особого внимания ученых. В дальнейшем они были переименованы в батареи, поскольку своей формой ряд банок напоминал артиллерийскую позицию с аналогичным названием.

До 1870 года аккумуляторы были недоступны простым людям, поскольку их производство было очень дорогим, а до тех пор, пока технологии Вольта не были усовершенствованы, металл часто подвергался коррозии, что усложняло эксплуатацию изобретения. Однако многим изобретателям были необходимы запасы энергии, что привело к постепенному внедрению аккумуляторов в квартиры и дома. Одним из главных приверженцев этого новшества был Эдисон, поглощенный загадкой передачи постоянного тока на большие расстояния.Время шло, технологии совершенствовались, и в начале 1900-х годов ученые начали использовать электрохимию для внедрения атомов одного вещества в кристаллические решетки других. Таким образом не только экономился металл, но и уменьшалась вероятность коррозии. Одной из первых фирм, поставивших производство на поток, стала Sony. В аккумуляторах этой компании ионы переходили от положительного электрода к отрицательному и обратно, что дало им прозвище кресла-качалки.Затем произошел коренной технологический переворот: появились полимерные аккумуляторы, в которых использовались твердые либо сгущенные электролиты. Их преимущество состоит в том, что при поломке данный аккумулятор не доставит владельцу проблем (https://minterese.ru/portativnaya-zaryadka-vsegda-v-seti/#evolyutsiya-portativnyh-zaryadok)

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

3.2Виды зарядных устройств.

Каждый когда то сталкивался с таким моментом в жизни, когда ждешь очень важный телефонный звонок, и в самый ответственный момент телефон отключается. И чтобы этого не произошло нужно чаще заряжать свой телефон.

Зарядное устройство служит для зарядки, какого либо аккумулятора, будь то аккумуляторная батарея мобильного телефона, или аккумулятор автомобиля. Существует несколько видов зарядных устройств  для сотовых телефонов. Все зарядные устройства разделяют на три основных вида. Самые простые из них считаются не автоматические, в них обычно применяется блок сетевого питания типа трансформатора. Отличаются они от других тем, что имеют довольно большие размеры и вес. Такие зарядки надежные, долго служат, но опасны для аккумуляторов за счет большой емкости по сравнению с ними. Хотя такие устройства постепенно вышли из употребления человеком.

Самым популярным на сегодняшний день является зарядное устройство для телефона импульсивное и автоматическое, в которое встроен электронный таймер. Работа его заключается в следующем: сначала таймер в режиме максимального тока его, собственно, и накапливает. Это продолжается в среднем часа четыре, затем он переводит накопившийся ток в режим подзарядки уже устройства.

Рассмотрим основные виды зарядных устройств, существующих на сегодняшний день.

Сетевое зарядное устройство.

СЗУ (сетевое зарядное устройство) служит для зарядки сотового телефона от электросети. Все мобильные телефоны комплектуются СЗУ. Сетевые зарядные устройства бывают двух видов: СЗУ - это зарядное устройство, которое идет в комплекте с телефоном. Обычные СЗУ делятся на 2 вида: трансформаторные и импульсные. Импульсные ЗУ боятся скачков напряжения, что обычно бывает при подключении других устройств в электросеть или при плохом контакте. Транформаторное ЗУ сделаны с защитой и имеют запас по току. Не вдаваясь в подробности электрической схемы этих зарядок, однозначно можно сказать, что зарядное устройство трансформаторного типа предпочтительней импульсного.

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

Автомобильное зарядное устройство.

АЗУ (автомобильное зарядное устройство) применяется исключительно в автомобиле. Автомобильная зарядка - это преобразователь напряжения автомобильных 12 вольт в требуемое напряжение для зарядки мобильного телефона. У каждого автомобилиста АЗУ обязательный аксессуар для мобильного телефона. Способ подключения АЗУ осуществляется в гнездо прикуривателя. Проблемой таких  зарядок является то, что они не выдают нужного тока на выходе, которого не хватает для питания Вашего телефона.

Универсальное зарядное устройство.

Универсальных зарядных устройств довольно много разновидностей. Одним из универсальных устройств является всем известное зарядное устройство называемое в народе «лягушка». Зарядное устройство «лягушка» это устройство, которое подходит для зарядки практически всех моделей аккумуляторов мобильных телефонов. У «лягушки» есть два контакта + и - которые соединяются с одноименными клеймами на аккумуляторе. Универсальность этой зарядки заключается в том, что эти контакты могут перемещаться до нужной клеймы аккумулятора. Вставив аккумулятор в зарядку «лягушка» и подключив контакты к нужным клеймам зарядка подключается в электросеть. К универсальным зарядным устройствам можно отнести и портативную динамо-зарядку. Вспомните фонарик - динамо у которого при нажатии на ручку начинала светиться лампочка вот по этому принципу и работают зарядки. Зарядка аккумулятора осуществляется за счет вращения ручки или нажатия рычага динамо-зарядки. Такие зарядки тоже снабжены кабелем с различными переходниками для популярных моделей сотовых телефонов.

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

Зарядные устройства работающие от солнечной батареи.

Зарядные устройства на солнечных батареях предназначено для зарядки аккумуляторов сотовых телефонов. Принцип работы данного зарядного устройства. Зарядное устройство преобразует солнечный свет в электричество, которое заряжает встроенный аккумулятор зарядки. От встроенного аккумулятора зарядного устройства можно зарядить аккумулятор мобильного телефона, mp3 – плеера, Ipod, КПК.

Беспроводное зарядное устройство.

Беспроводное зарядное устройство представляет из себя платформу на которой заряжается телефон. Достаточно просто положить телефон на платформу без использования, каких либо соединительных проводов. Беспроводные зарядные устройства работают по индукционному принципу. Для использования беспроводной зарядки WildCharge требуется использовать специальный адаптер подключаемый в телефон (Приложение 2)

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

4. Практическая часть

Сборка зарядного устройства №1

Подготовительный этап:

Прежде чем преступить к сборке зарядного устройства, нужно подобрать необходимые материалы.

Мы использовали:

1. Неисправный модем
2. Неисправный модулятор
3. 12солевых батареек типа АА на 1,5 вольта.
4. Медная проволока
5. Переключатель

Инструменты: паяльник, кусачки, мультиметр

Основной этап:

Перед началом работы мы вытащили из модема схему, которая нам не пригодится. Далее вырезали  из нее вход для подключения блока питания.  Далее вырезанный из платы модема вход, для подключения блока питания, мы закрепили на корпусе модема с помощью термического пистолета (Приложение 1), (Приложение 2)

После этого выбрали смешанную схему соединения батареек (последовательную и параллельную)  для получения максимально возможной емкости зарядного устройства.

 Приступили к пайке. В этом мне помогал папа, так как я не умею пользоваться паяльником. Далее мы прикрепили печатную плату автомобильного модулятора к корпусу модема и припаяли USB выход двумя  проводами к батарейкам соблюдая полярность, получилось напряжение на выходе 4.9 вольт и емкость аккумулятора 1600 мАч. Мы посчитали, что этого недостаточно и добавили ещё четыре пальчиковые батарейки по 1.5 вольт. После этого выходное напряжениеполучилось 5.7в. и емкость увеличилась до 2400 мАч. Так как напряжение блока питания 12 вольт мы соединили проводами входы модулятора и зарядного устройства, т.е. модулятор мы использовали для понижения напряжение и USB вход кабеля телефона. Таким образом, у нас появилась возможность заряжать наш пауэрбанк и использовать его неоднократно. Ёмкость аккумулятора зависит

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

от материала, из которого он изготовлен и составляет от 800 до 2700  мАч у одной пальчиковой батарейки. Лучше использовать алкалиновые. Емкость одной батарейки мы взяли самую минимальную 800мАч, исходя из данных интернета, такой параметр указывается только для аккумуляторов (Приложение 4)

Используя, блок питания от модема мы можем зарядить данное портативное устройство и использовать его повторно.

Сборка зарядного устройства №2

Сборка первого устройства –это сложный для меня процесс и без помощи взрослых я бы не справилась.

Я задумалась над тем, можно ли сделать зарядное устройство более легким способом, без помощи взрослых.

Подготовительный этап:

 В сети интернет я долго просматривала ролики «народных умельцев» и нашла  способ сборки портативного зарядного устройства, с которым справится любой ребенок.

Мы использовали:

1. Батарейка солевая  на 4,5 В
2. Мини USB  шнур

Основной этап:

У USB шнура мы отрезали большой разъём и сняли изоляцию с красного и чёрного провода. Затем подсоединили к батарейке (красный провод +, черный минус)

Нашпаурбанкдля экстренных случаев готов (Приложение 5)

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5. – «Г» класс

4.2 Отслеживание время зарядки телефонов различных видов.

Чтобы убедится в том, что предложенное устройство рентабельно, мы проделали опыты по зарядке этим устройством различных видов телефонов.

Вывод: чем меньше емкость батареи телефона, тем быстрее он заряжается

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5 – «Г» класс

4.3 Сравнительная таблица положительных и отрицательных качеств зарядныхустройств.

Вывод:Портативное зарядное устройство легкое в эксплуатации, но зарядки хватает ненадолго

Аналог портативного зарядного устройства

Шимбулина Ангелина Артёмовна

Россия, Забайкальский край, село Дульдурга

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Дульдургинская средняя общеобразовательная школа»

5– «Г» класс

        Заключение

По результатам анализа нашей работы можно сделать следующие  выводы:

Сконструировать собственное зарядное устройство - это познавательно. В собственное зарядное устройство можно внести те конструктивные особенности, которые требуются лично вам.

Зарядное устройство визуально напоминает небольшую коробочку, шкатулку, компактного размера и маленького веса.  

 Проведя испытание, можно утверждать, что зарядное устройство, изготовленное самостоятельно можно считать пригодным по назначению. В эксплуатации оно простое и неприхотливое.

Зарядки хватает на ограниченное количество устройств, после чего нужно поменять батарейки или подзарядить аккумуляторы.Новое зарядное устройство можно изготовить самому из подручных материалов. Оно очень просто устроено. Легко чинится при поломке.

Данное устройство можно применять, если необходимо подзарядить батарею мобильного телефона в условиях отсутствия сети переменного и постоянного тока, например, в походе, где нет привычных и при этом доступных источников энергии, подходящих для питания телефона.

Это устройство значительно обходится дешевле всех аналогичных устройств имеющихся в продаже.

Необходимо продолжить работу над устройством, чтобы добиться стандартной величины силы тока на выходе.

Литература:

1. Ю.И. Дик «Большой справочник по физике», «Дрофа» 2004г
2. https://minterese.ru/portativnaya-zaryadka-vsegda-v-seti/#evolyutsiya-portativnyh-zaryadok
3. http://mob-mobile.ru/statya/846.