У цій публікації є ідея, в якій реалізовано практичне виконання світлодіодного ліхтарика на одному елементі Пельтьє. Як джерело теплової енергії – звичайна дюймова труба батареї опалення. Температура становить від 60 до 65 градусів. Таким чином, можна зробити настільну лампуВизначити масу застосувань. Від простого нічника у будинку до чергового освітлення у під'їзді. Такий ліхтарик складається лише з 5 частин. Теплопровід, генератор Пельтьє, холодильник, що підвищує DC перетворювач. Навантаження як світлодіодів. Дивіться відео Ігоря Бєлецького.

Придбати цей модуль TEC1-12706 і перетворювач можна в цьому китайському магазині.

Навіщо потрібен теплопровід?

Щоб ефективно передавати тепло термоелектричному перетворювачу Пельтьє, автор пристосував п-подібний алюмінієвий профіль. Зазори між трубою опалення та профілем слід щільно набити тонкою алюмінієвою фольгою. В результаті забезпечується щільний контакт між трубою та внутрішньою частиною профілю. Майстер використав найпоширеніший і найдешевший TEC1-12706. Розмір 40 x 40 мм. Дуже легко купити. Модуль, що генерує електрику, затискається між теплопровідною трубою і радіатором комп'ютера. На радіо ринку на розбиранні його можна знайти за копійки. Бажано великого розміру.

З'єднання необхідне щільну стіну. Використовуємо болти та хомути. Під пластикову стяжку не так гарно, але результат той самий.

Головна деталь, без якої не працюватиме. Це перетворювач для підвищення напруги. На такому слабкому перепаді температур 30 градусів лиття не видасть більше ніж 0,5 вольта. Перетворювач піднімає напругу до 3-5 вольт. Необхідно, щоб світлодіодний ліхтар світився. Можна зробити самому, в інтернеті багато схем. Але їхній ККД далекий від мікросхеми, тут же становить понад 90%. Є зручний USB вихід для підключення навантаження. Підійде будь-який світлодіодний ліхтарик, головне, щоб у ньому були 3 вольтові лампочки.
Майстер знайшов корисне застосуванняліхтарика вдома. Через всю квартиру довгий та вузький коридор. Нею важко піти і нікуди не врізатися. Можна включити світло, але біда: вимикач знаходиться посередині коридору і потрібно дійти і намацати. З цією проблемою покінчено. Довелося повозитися із проводкою. Найголовніше, – ви отримуєте світло з батареї опалення практично задарма. Адже все тепло, що проходить через елемент пельтьє, розсіюється у квартирі.

Ось цікавий винахід від підлітка з Вікторії в Британській Колумбії, Канада.
Енн Макосінскі, якій лише 15 років, показала всьому світу свій винахід – ліхтарик, який працює за допомогою тепла людського тіла. У її школі проходив конкурс з наукових проектів, і для нього дівчинка створила таку новацію.

Принцип роботи ліхтарика

Енн розповіла, що були застосовані елементи Пельтьє, а також використано явище різниці температур між повітрям та людською долонею. В результаті з'явився ліхтарик, який працює без жодних батарейок. Для виникнення світла потрібна лише різниця в 5 градусів між температурою повітря і тіла.

Як створювався диво ліхтарик

Спочатку, звичайно, було зібрано досвідчений екземпляр. Для створення Енн зробила необхідні обчислення, щоб з'ясувати, чи може тепло тіла (а, точніше, долоні) стати постійним джерелом електроенергії для ліхтарика. Практика підтвердила розрахунки дівчини. Виявилося, що рука людини може виробляти достатню кількість тепла, щоб перетворити його на електрику. І тоді ліхтар буде працювати без будь-яких батарейок чи інших джерел, а лише від тепла тіла людини.

Елементи з яких зібраний ліхтарик

Послідовність складання інноваційного ліхтарика була така: Енн взяла порожню алюмінієву трубку, до неї були вмонтовані елементи Пельтьє. Потім трубку з елементами дівчина помістила до іншої, тепер уже полівінілхлоридної трубки з невеликим отвором. Це дозволило повітрю циркулювати та охолоджувати пристрій. І все запрацювало: ліхтарик почав світити яскраво, коли різниця температур була лише п'ять градусів за Цельсієм.

Економічна складова винаходу

Всього було створено 2 досвідчені екземпляри, і обидва успішно працювали. Цікаво, що цей виріб коштує дуже дешево, вартість компонентів цих двох зразків склала всього 26 доларів. І в результаті творчої роботи Енн Макосінскі взяла участь і стала одним із 15 фіналістів престижного конкурсу наукових винаходів GoogleScienceFair серед підлітків віком 15-16 років.

Яку тільки енергію людини не використовують, щоб перетворити її на електричну. Ось дісталися і теплової. Я покажу вам, як зробити вічний електричний світлодіодний ліхтарик, який використовує тепло нашого організму.
Одна із західних фірм випускає подібні брелоки-ліхтарики, які використовують тепло вашого пальця. Світить там світлодіод. Я вирішив збільшити розміри ліхтаря, зробивши повноцінний вічний ліхтарик.

Електрики його цілком вистачить, щоб яскраво засвітила світлодіодна панель від старого акумуляторного ліхтаря.

Що знадобиться для того, щоб зробити цей вічний ліхтар?

• Елементи Пельтьє – 4 штуки, купимо –
• Шматок алюмінію.
• Підвищуючий перетворювач –
• Світлодіодна панель від старого ліхтаря.

Про роботу елемента я розповідав у минулій статті - на цьому ми не будемо зупинятися.

Схема ліхтаря

Схема така - всі 4 елементи Пельтьє підключені послідовно: плюс до мінусу, а потім цей ланцюг підключається до перетворювача, що підвищує.

Попередня перевірка

Дістаємо великий радіатор та перевіряємо працездатність схеми. Радіатор охолоджує елементи знизу, а я нагріваю їх рукою згори. На виході елементів утворюється напруга близько піввольта. Цього вистачить щоб запустити підвищуючий перетворювач. Світлодіод, підключений на вихід перетворювача, світитиметься яскраво – свідчу про його роботу.

Виготовлення ліхтаря на елементах Пельтьє

Тепер втілюватимемо все в життя. Візьмемо алюмінієвий лист і відріжемо смужку. Чим товщі алюміній, тим краще. 1-3 міліметри буде цілком достатньо.
Вирізаємо такі заготовки, як лопатки. У центрі будуть елементи Пельтьє, а широкі кінці будуть служити радіаторами.
Згинаємо заготовки, щоб вийшла подоба космічного корабляіз фантастичних фільмів про космос. Між ними має бути простір. У центрі проходитимуть дроти. Пластикові накладки повністю приховують радіатор усередині ручки, не дають передавати тепло рук на радіатор. Таким чином ми торкаємося лише термоелементів.
Скручуємо пластини, встановлюємо елементи, притискаємо пластиковими накладками, пропускаємо дроти. На одному з пластин кріпимо перетворювач.
Зробимо невеликі вуха для кріплення ліхтаря. Для цього можна використовувати більш тонкий алюміній. Все з'єднуємо та припаюємо.

От і все.

Саме найкращий часдля роботи цього ліхтарика, звичайно, зима. Коли на вулиці нуль або мінус руки ще не сильно мерзнуть і користуватися таким ліхтариком цілком реально. Для найкращого ефекту руки можна періодично змінювати.
Спробуйте зробити щось схоже самі. Це не так складно і дорого, наскільки видовищно і захоплююче.

Цікаво, що Енн всього 15 років, проте вона змогла створити вкрай корисний пристрій, що було відзначено спеціальним призом на науковому ярмарку Google. Канадська винахідниця спробувала використати те, чого в рукавицях надміру у будь-якої людини – тепло тіла. Вона розробила ліхтарик, який заряджається від термоелектричної пари – пристрою, що виробляє струм із різниці температур. Як основний елемент ліхтарика застосовується звичайний доступний елемент Пельте, який використовується для охолодження мікросхем у комп'ютері. Особливістю елемента Пельтьє є вироблення електрики при нагріванні однієї сторони та охолодженні іншого.

15-річна Енн Макосінскі тепер може заощаджувати на батарейках - вона зробила ліхтарик, що працює від тепла долонь

«За допомогою чотирьох елементів Пельтьє та різниці температур між долонею та навколишнім повітрям, я забезпечила живленням ліхтарик, який у результаті дає яскраве світло без батарей та рухомих частин, – розповідає Енн Макосінскі. – Ліхтарик зручний у користуванні і потрібно всього 5 градусів у різниці температур, щоб пристрій видавав потужність до 5,4 мВт і міг висвітлювати з яскравістю свічки простір у радіусі 1,5 м».

Хоч як це дивно, але ідея порахувати потужність, яку може видати рука людини, спало на думку 15-річному підлітку, а не інженеру великої компанії, яка виробляє джерела світла. Енн Макосінскі розрахувала, що при корисній площі долоні 10 см2 за допомогою елемента Пельтьє (ККД 10%) можна отримати до 57 мВт потужності. Як джерело для ліхтарика світла було обрано звичайні 12-В 5-мм світлодіоди, які, проте, споживали занадто велику напругу (2500 мВ) – ліхтарик на елементах Пельтьє не світив.

Після тривалих пошуків, Енн вирішила ускладнити конструкцію ліхтарика та додала перетворювач живлення – інтегральну мікросхему LTC31088 з ККД у 50% при 100 мВ. У результаті ліхтар складається всього з чотирьох компонентів: підвищує трансформатор, мікросхема, конденсатор 47μF і світлодіод.

Винахідниця зробила 2 ліхтарики, F1 та F2, з елементами Пельтьє різної площі: 16 кв. див. та 5,4 кв. див відповідно. Обидва ліхтарики мають діаметр 25 мм і довжину 125 мм і є найпростішою, але ефективною конструкцією. Для створення різниці температур на елементах Пельтьє, Енн використовувала алюмінієву та поліхлорвінілову труби з прорізами для чотирьох елементів Пельтьє. ПВХ створює теплоізоляцію, не дозволяючи руці нагрівати алюмінієву трубу, яка в свою чергу охолоджується повітрям, що циркулює в ній. Вся конструкція обійшлася всього в $26, що для «вічного» ліхтарика, якому не потрібні батарейки, не так вже й багато. При різниці температур 5 градусів, F1 дає світло яскравістю 32 люмени на кв. м, а F2 – 43 люмени на кв. м. Звичайно, чим вище різниця температур, тим яскравіше світло.

Енн Макосінскі дивиться далі. Вона підрахувала, що в середньому людина «марно» розсіює у вигляді тепла близько 97 Вт на годину або 5,7 мВт на 1 кв. см тіла. Це велика кількість корисної енергії, яку можна використовувати для освітлення, живлення датчиків, заряджання мобільних пристроїв і т.д.