快转绿能Show_小型手摇发电机之设计与制作.pdf

快轉綠能 Show_小型手搖發電機之設計與製作 廖梨君賴俊佑/ 鄭鈞鴻/ /林旻彥 朝陽科技大學資訊工程系 413台中縣霧峰鄉吉峰東路 168號 E-mail:csie@.tw 摘要 本專題自行設計並製作一小型手搖發電機。此發電機以轉動線圈切割永磁磁鐵之 磁場，於線圈產生感應電流而發電。此發電機包含線圈、永磁磁鐵、轉軸、電刷及固 定架等。其中本專題亦將手搖發電機之發電量，經由A/D轉換器及微處理機顯示於七 段顯示器；同時，亦加入 RC電路進行儲能。此系統之發電量約為 1.4W ，可使用於鬧 鐘、小型手電筒照明等應用。 關鍵字 線圈、發電機、強力磁鐵、: RC電路 1 ABSTRACT This project designs and implements a small-scale and low-power generator. The components of this generator include coils, permanent magnets, rotation bearing, contact brushes, and stand frames. By rotating the coils and cutting the magnetic field, the magnetic flux is changed and the current is induced. An RC-circuit is used to store the generated power and the power is displayed by 7-segmanet display. The power rating of this small-scale generator is about 1.4W and can be applied to alarm clocks or low-power flashlights. Keywords: coil, generator, permanent magnets, and RC-circuit. 2 1. 前言 1-1背景 大部分能源為不可再生，如石油 、天然氣等。且現在電力提供是以火力最為主 要。火力發電的來源是需要使用到石油當燃料 。但是目前新聞報導指出石油及天然氣 再過幾十年就會消耗殆盡。因此人類才會一直研發綠色能源，以尋找能夠替代不可再 生能源又可以持續提供人類日常所需要用到的電能。 1-2 前人研究 有關綠能的產品有許多種，例如:太陽能熱水器、太陽能計算機、手搖式收音機、 手搖式相機。這些綠能產品都有一個共同點，是不需要經有家中的交流電也不需要購 買電池，就可以使用這些電子產品。 1-3動機與目的 任何電器都需要電，而有些小型電子產品則是需要電池，假如這些電子產品的電 池在沒有電沒有電的時候，而身邊卻沒有電池的時候，就無法使用該產品，造成不 便；假設出 去郊遊而照相機卻沒有電的時候，因此失去照相的功能，無法拍照做美好 回憶，造成遺憾。為了不想造成這樣的遺憾 ，因此本專題利用發電機的原理技術而製 做了一台小型手搖發電機。 1-4 本專題貢獻 本專題利用發電技術製造手搖發電機，利用手轉的動能轉換成電能，而許多電子 產品需要的電力不多，手轉或是手搖可以製造電提供電子產品使用，另外一方面，本 組利用了電壓監控系統來監測此發電機的電量，讓人們能夠了解可以使用多少效能。 3 2. 手搖發電機之設計與製作 2-1.發電機原理 發電機是由引擎或者外力傳動，負責轉動磁場中的導線，或轉動固定導線中的磁 場，使導線與磁場發生相對運動，而在導線中產生電動勢電壓(