[Study@Practice] Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng… nước lã

Tóm tắt bài viết:

Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước hiện nay đó là việc xử lý pin đã qua sử dụng có chứa hỗn hợp kim loại nặng như chì hay thủy ngân không đúng cách. Vậy tại sao ta không thử thay thế hỗn hợp này bằng một chất an toàn hơn và luôn có sẵn ở xung quanh ta? Ý tưởng này có thể trở thành hiện thực nếu bạn biết cách tận dụng nguồn nước sẵn có để làm đèn Pin phát sáng như bài viết dưới đây.


Thử tưởng tượng xem, một đèn Pin chỉ nhờ nước mà có khả năng sáng liên tục trong gần 2 tiếng! Điều này quả thực là không tưởng nhưng nếu biết cách vận dụng những nguyên lý trong hóa học và một chút kiến thức về mạch điện thì bạn hoàn toàn có thể thành công đấy!

Nguyên lý hoạt động?

Loại pin mà ta dùng được gọi là pin Galvanic (galvanic cell), đây là loại pin tự phát được dùng phổ biến trong nghành điện hóa, cấu tạo từ 2 thanh kim loại chính là đồng và kẽm được nối với nhau thông qua một cầu muối (một ống hình chữ U chứa dung dịch bão hòa của một chất điện li). Cách hoạt động của pin Galvanic giống như các loại pin thông thường, nhưng lại sử dụng nước làm chất điện li để phục vụ cho quá trình hoạt động.

Tuy nhiên, nước là một chất điện li yếu nên nguồn điện áp đầu ra của loại pin này không cao và chưa đủ để thắp sáng một đèn LED. Mặc dù vậy, với sự trợ giúp của cấu trúc mạch Joule Thief sẽ được đề cập trong bài viết dưới đây, đèn LED sẽ có khả năng phát sáng ngay cả ở điện áp thấp.

Về nguyên lý, tùy thuộc vào bản chất của kim loại và nồng độ của ion kim loại trong dung dịch sẽ có một điện thế xác định. Khi nối hai điện cực có điện thế khác nhau bằng dây dẫn điện thì sẽ xảy ra quá trình cân bằng điện thế giữa hai điện cực, từ đó làm xuất hiện dòng điện trong mạch.

Chuẩn bị vật liệu:

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

 

(1) Ống nhựa PVC.

(2) Ống PVC Coupling có khớp nối (thường khi mua ống nhựa PVC để lắp ống nước thì sẽ đi kèm với thành phần này).

(3) Đèn LED 3 bóng (3xLED) tái sử dụng từ chiếc đèn PIN cũ.

(4) 01 cuộn dây đồng.

(5) Lõi xuyến (Toroidal Core/Bead) – lấy từ đèn compact huỳnh quang (*).

(6) Tranzitô NPN đa năng.

(7) Điện trở 1k Ohm (1/4W).

(8) Một miếng nhựa tròn.

(9) 04 khăn giấy mềm.

(10) 01 thanh đồng, hoặc lá đồng có chiều dài tương tự.

(11) 01 thanh kẽm.

(12) Giấy bóng kính hoặc bìa trong.

Đèn compact huỳnh quang.

Đèn compact huỳnh quang.

Chế thỏi Pin năng lượng:

Đây là một thành phần đóng vai trò chủ đạo cho chiếc đèn Pin của chúng ta. Tuy nhiên, nó thực sự không khó để chế tạo đâu nhé! Trong thỏi Pin này, thanh đồng sẽ đóng vai trò là cực dương và thanh kẽm là cực âm.

Đầu tiên, bạn quấn 3 tờ khăn giấy mềm xung quanh một thanh đồng. Sau đó quấn chung thanh kẽm với thanh đồng bằng 2 lớp khăn giấy nữa.

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Ta không quấn chung cả 2 thanh vào mà chừa ra một khoảng cách là vì một thanh sẽ đóng vai trò là cực dương và một thanh sẽ đóng vai trò là cực âm.

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Mục đích ta dùng khăn giấy là để nước có thể thấm qua và tiếp xúc với thanh đồng và thanh kẽm. Buộc chặt lại bằng dây đồng để trong trường hợp khăn giấy bị ướt sẽ không bị bung ra.

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Xỏ 2 thanh kim loại qua 2 lỗ đã được khoét trên một miếng nhựa tròn rồi dán cố định bằng keo nóng (hoặc keo 502).

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã
Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Chế mạch Joule Theif

1. Hướng dẫn quấn lõi biến áp xuyến.

Đầu tiên ta sử dụng 2 đoạn dây đồng, thực tế dây đồng được sử dụng ở đây có màu vàng nâu, nhưng để bạn đọc dễ hình dung cách xoắn dây, GenK đã mô phỏng lại bằng hình vẽ với một dây màu xanh, một dây màu đỏ.

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Tiếp theo quấn đoạn dây đồng ở trên vòng quanh lõi xuyến để tạo một biến áp xuyến. Do có cấu trúc hình xuyến nên hiệu quả truyền dẫn từ thông sẽ cao hơn.

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã
Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Hình mô phỏng:

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

 

2. Chế mạch Joule Thief:

Joule Theif là cấu trúc mạch giúp cho đèn LED có thể sáng ngay cả khi điện áp thấp. Đây là phần quan trọng nhất và yếu tố quyết định để đèn có thể hoạt động hay không. Vì vậy hãy chú ý đến từng móc nối và cực âm dương để hàn cho đúng nhé.

Những điểm được kí hiệu chéo là những phần bạn phải hàn chúng lại với nhau.

Những điểm được kí hiệu chéo là những phần bạn phải hàn chúng lại với nhau.

Để tiết kiệm không gian và tối ưu hóa cấu trúc mạch, bạn nên giảm tối đa lượng dây đồng thừa thải. Chẳng hạn như, thay vì “đi dây” từ Tranzitô đến cực âm dương của đèn LED, bạn nên hàn thẳng Tranzitô vào các chấm chì có cực âm dương tương ứng trên đèn LED.

Hình minh họa cho việc hàn thẳng Tranzitô lên cực âm và cực dương của đèn

Hình minh họa cho việc hàn thẳng Tranzitô lên cực âm và cực dương của đèn

Tự chế đèn Pin độc đáo hoạt động bằng... nước lã

Dán cố định biến áp xuyên lên bề mặt còn trống của đèn LED

Dán cố định biến áp xuyên lên bề mặt còn trống của đèn LED

Hàn dây tương ứng với cực âm, cực dương trên thỏi pin năng lượng

Hàn dây tương ứng với cực âm, cực dương trên thỏi pin năng lượng

Sau khi đã hàn xong mạch hoàn chỉnh, đưa từ từ vào ống PVC Coupling

Sau khi đã hàn xong mạch hoàn chỉnh, đưa từ từ vào ống PVC Coupling

Ta được phần hoàn chỉnh

Ta được phần hoàn chỉnh

Như vậy, đèn LED của chúng ta bây giờ đã có khả năng phát sáng bằng nước. Chỉ còn bước lắp đặt ống PVC cho phần đuôi nữa là xong.

Với ống PVC, ta dán một đầu để ngăn nước không chảy ra bằng một tấm bìa trong.

Với ống PVC, ta dán một đầu để ngăn nước không chảy ra bằng một tấm bìa trong.

Cho nước vào ống vào bắt đầu sử dụng!

Cho nước vào ống vào bắt đầu sử dụng!

Và đây là kết quả mà ta thu được.

Và đây là kết quả mà ta thu được.

Thời gian sáng tối đa của đèn khi sử dụng nước máy là 30 phút. Bạn có thể thay nước máy bằng giấm hoặc nước muối thì sẽ cho thời gian sáng lên đến 2 tiếng. Khi đèn hết sáng, bạn chỉ việc thay nước cũ bằng nước mới là đèn có thể sáng tiếp.

Chúc các bạn thành công!

Advertisements

[Study@Practice] Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Tóm tắt bài viết:

– Hướng dẫn bạn đọc tự chế tạo một món đồ chơi sử dụng với điện thoại thông minh để làm điều khiển từ xa cho các thiết bị sử dụng sóng hồng ngoại như TV, điều hòa, quạt, đầu kỹ thuật số v.v…

– Giá thành linh kiện để tạo được sản phẩm này chỉ mất khoảng 20 ngàn đồng.

Trong cộng đồng những người ham thích tìm tòi công nghệ thì thực hành là điều mà rất nhiều người sợ. Họ sợ phải động chạm vào những thứ nằm ngoài tầm hiểu biết của mình, họ sợ vì phải phá phách những thứ giá trị để thu được 1 thứ cảm giác vui thích khi phá lanh tanh bành 1 thứ gì đó.

Đối với nhiều nước phát triển trên thế giới, DIY (Do It Yourself) hay dịch nôm là tự làm một món đồ gì đó, đây là một hoạt động khá phổ biến và được những người có đam mê yêu thích vì nó gắn liền với thực tế. Còn ở Việt Nam những thứ này còn khá xa vời với các bạn trẻ cho dù ngày nay, điều kiện để có thể tiếp cận đến những thứ như DIY là điều rất dễ đáp ứng.

Ví dụ như món đồ chơi mà GenK sắp giới thiệu tới bạn đọc dưới đây có thể khiến nhiều bạn trẻ yêu công nghệ cảm thấy được sự phấn khích khi tự tay mình tạo ra được thứ gì đó thỏa mãn mà cái giá phải trả lại chỉ bằng 1 phần 10 so với việc cầm tiền và đi mua một món đồ chơi tương tự do người khác làm.

Trong bài viết hôm nay, GenK sẽ hướng dẫn bạn đọc một thiết bị cũng không có gì mới mẻ bởi cũng đã từng có rất nhiều bài viết tại Việt Nam nói tới đó chính là bộ điều khiển từ xa cho máy ảnh DSLR với chi phí khoảng 20 ngàn đồng cho 1 bộ.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Tác dụng của món đồ chơi

Trước tiên, chúng ta cần biết tác dụng cụ thể của món đồ chơi mà ta sắp làm dưới đây đó là điều khiển cho chiếc máy ảnh DSLR chụp ảnh mà không cần đứng bấm máy, rất phù hợp để các bạn “thể hiện” trước đám đông trong các buổi tham quan dã ngoại với cái mác “tự làm”.

Phần lớn các máy ảnh DSLR phổ thông hiện nay đều được trang bị 1 cổng nhận sóng hồng ngoại trên thân máy, cổng này có cấu tạo tương tự trên các loại thiết bị điều khiển từ xa như TV, điều hòa, đầu đĩa, quạt v.v… có thể nhận được tín hiệu hồng ngoại định trước để chụp ảnh mà không cần có người đứng bấm máy. Và món đồ chơi mà chúng ta chuẩn bị thực hành dưới đây là một thứ phụ kiện cắm thêm vào bất cứ chiếc smartphone nào (trên lý thuyết) để biến chiếc smartphone đó thành một bộ remote cho máy ảnh với giá khoảng 20 ngàn đồng thay vì một thứ phụ kiện chính hãng được bán với giá khoảng 15 USD.

Chuẩn bị đồ dùng và một số chú ý

Đối với những người thường xuyên làm DIY nói chung và làm về những món đồ điện nói riêng thì công cụ là thứ không thể thiếu, những thứ này là loại vật tư chỉ cần sắm 1 lần và có thể dùng lâu dài trong các món đồ chơi mà GenK hướng dẫn trong tương lai.

Dụng cụ cần thiết:

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

– Mỏ hàn thiếcMỏ hàn thiếc là một món đồ khá phổ biến đối với người thích tháo lắp đồ điện tử, loại mỏ hàn này hiện có 2 loại chính:

+ Mỏ hàn nung: là mỏ hàn cắm điện để nung nóng đầu mỏ hàn liên tục và duy trì nhiệt độ đủ làm chảy thiếc hàn liên tục cho đến khi chúng ta rút điện. Loại mỏ hàn này có khá nhiều ưu điểm đối với người phải hàn nhiều mối liên tục nhưng nhược điểm của nó là liên tục duy trì ở nhiệt độ cao nên nếu không kiểm soát mỏ hàn tốt thì nó khá nguy hiểm khi sử dụng. Giá thành của mỏ hàn loại này rơi vào khoảng 50 tới 90 ngàn đồng.

+ Mỏ hàn xung: là loại mỏ hàn có thể đưa đầu mỏ hàn từ nhiệt độ thường lên nhiệt độ làm chảy thiếc trong thời gian vài giây vì thế mà mỏ hàn không cần phải ở trạng thái cấp điện liên tục nên khi không sử dụng mỏ hàn này ở nhiệt độ thường và ít bị ảnh hưởng nếu có lỡ tay chảm phải đầu hàn. Bù lại mỏ hàn xung khá nặng nên không phù hợp với người phải hàn nhiều. Giá của loại mỏ hàn này rơi vào khoảng 150 tới 170 ngàn đồng.

Cả 2 loại mỏ hàn này có thể dễ dàng tìm thấy ở các khu vực chợ linh kiện điện tử như ở Hà Nội là khu Thịnh Yên thuộc khu chợ Trời khá nổi tiếng.

Trong trường hợp làm đồ chơi công nghệ như bài viết thì mỏ hàn xung là một món đồ nên trang bị nếu các bạn thực sự có hứng thú với công việc này.

– Thiếc hàn: là một loại kim loại đã được làm thành sợi sẵn dùng để dính vào các chân linh kiện bằng kim loại. Giá của 1 cuộn thiếc khoảng 10 ngàn đồng và có thể dùng trong vòng 1 tháng nếu chỉ để làm đồ chơi.

– Nhựa Thông: Là loại chất dùng để tẩy rửa các chân kim loại để dễ bám thiếc hơn. Giá của nhựa Thông cũng rất rẻ khoảng 5-10 ngàn 1 cục có thể dùng tới cả năm.

Tất cả những món đồ kể trên đều có thể tìm mua ở dãy bán đồ điện tử trên phố Thịnh Yên.

Linh kiện làm đồ chơi:

Sau khi đã chuẩn bị đủ công cụ chúng ta sẽ quay lại với những linh kiện cần thiết để làm món đồ chơi kể trên.

– 2 bóng LED hồng ngoại: LED hồng ngoại có hình dáng không khác gì so với đèn LED sáng trắng bình thường nhưng có thể nhìn vào đỉnh của bóng để phân biệt.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Để kiếm được linh kiện này các bạn có thể đến các khu đồ điện tử của chợ Trời nói trên và hỏi mua bóng LED hồng ngoại. Bóng này có giá 300 ngàn/ 100 bóng hoặc 50 ngàn/ 10 bóng. Loại bóng này thường được sử dụng trên các loại điều khiển từ xa TV, điều hòa v.v… vì vậy các bạn có thể tháo lấy 2 bóng từ đây thay vì đi mua 10 bóng mới.

Đèn LED trắng nhìn từ trên đỉnh sẽ là một chất phát quang màu vàng.

Đèn LED trắng nhìn từ trên đỉnh sẽ là một chất phát quang màu vàng.

LED hồng ngoại nhìn từ trên xuống sẽ là một chấm đen.

LED hồng ngoại nhìn từ trên xuống sẽ là một chấm đen.

– 1 Jack 3.5 mm: là loại jack cắm tai nghe 3.5 mm thông thường mà chúng ta vẫn sử dụng trong các loại tai nghe. Các bạn có thể hỏi mua Jack 3.5 mm mới ở chợ hoặc cắt từ những chiếc tai nghe không sử dụng nữa. Ở đây GenK mua 1 Jack mới với giá 10 ngàn đồng.

Bộ Jack 3.5 mm có giá 10 ngàn đồng.

Bộ Jack 3.5 mm có giá 10 ngàn đồng.

– Smartphone (android hoặc iOS) để cắm món đồ chơi vừa tạo, chọn Android hoặc iOS là vì phần mềm dễ kiếm hơn.

Bắt đầu chế tạo đồ chơi

Món đồ chơi mà chúng ta sắp làm có cấu tạo vô cùng đơn giản như sau:

Bước 1: nối 2 bóng hồng ngoại với nhau theo sơ đồ.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Bóng LED hồng ngoại cũng có cấu tạo gồm 2 cực âm dương như bóng LED trắng thường, đặc điểm nhận biết 2 cực này đó là nhìn từ mặt ngang thì chân nối với mảng kim loại to hơn là cực dương, bên còn lại là cực âm. Hoặc nếu bóng mới mua thì chân dài hơn sẽ là cực dương.

Cực bên trái là dương, bên phải là âm.

Cực bên trái là dương, bên phải là âm.

Theo như sơ đồ, chúng ta sẽ hàn cực dương của bóng thứ nhất với cực âm của bóng thứ 2 tương tự nối 2 cực còn lại với nhau.

Hàn cực dương bóng 1 với cực âm của bóng thứ 2 và ngược lại chúng ta sẽ được 1 cụm 2 bóng.

Hàn cực dương bóng 1 với cực âm của bóng thứ 2 và ngược lại chúng ta sẽ được 1 cụm 2 bóng.

Điểm cần hàn.

Điểm cần hàn.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Sau khi hàn xong hoặc các bạn có thể cắt ngắn bớt chân thừa hoặc xoắn nó vào thành chân của cụm bóng luôn.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Bước 2: Xác định đầu dây cần hàn trên Jack 3.5 mm

Vì 2 cực này nối ngược chiều nhau nên khi nối cụm đèn này vào jack 3.5 chúng ta không cần để ý tới chiều của bóng mà chỉ cần quan tâm làm sao để các chân không bị chạm nhau.

Trên jack 3.5 mm có 3 tầng trong đó tầng 1 và 2 là là 2 đầu tương ứng với tai trái và tai phải của tai nghe. Nếu dùng dây cắt từ tai nghe cũ thì các bạn cần tìm cách xác định xem dây nào là tầng 1 dây nào là tầng 2. Tầng 3 là tầng GND (nối đất) trong trường hợp này chúng ta không sử dụng vì thế cần cách điện không cho cực 3 chạm vào 2 cực này. Nếu sử dụng Jack 3.5 mua mới thì có thể dễ dàng nhận thấy đâu là tầng 1 và tầng 2.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Bước 3: Hàn Jack 3.5 với bóng hồng ngoại

Như sơ đồ, sau khi hàn được 2 bóng với nhau ta tiếp tục hàn 2 đầu của cụm bóng vào tầng 1 và 2 của Jack 3.5 mm ( không cần quan tâm chiều bóng).

Hàn chân của cụm bóng vào 2 chần 1 và 2 của jack 3.5 mm.

Hàn chân của cụm bóng vào 2 chần 1 và 2 của jack 3.5 mm. Lớp ống nhựa được lồng vào để cách điện với chân số 3.

Sau khi hàn.

Sau khi hàn.

Bước 4: Cách điện và trang trí

Dùng băng dính hoặc những loại vật liệu cách điện để tránh chạm giữa các tầng và bọc lại cho đẹp.

Bước 5: Chuẩn bị phần mềm.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

GenK sử dụng iPhone 4 để làm thí nghiệm với một app miễn phí có tên IrdslrRemote (tải tại đây) và chọn đúng loại máy ảnh mà chúng ta cần điều khiển. Ở đây chúng tôi thử trên 1 chiếc DSLR khá cũ là Canon 550D.

Bước 6: Dùng thử

Cắm món đồ chơi chúng ta vừa tạo vào cổng tai nghe 3.5 mm trên iPhone.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Chỉnh sang chế độ chụp ảnh bằng remote trên máy DSLR. Gạt về chế độ MF để máy chụp ngay không cần lấy nét (Nếu để AF chúng ta cần giữ nút chụp bên iphone lâu 1 chút để máy lấy nét rồi mới chụp).

Hướng đèn hồng ngoại vào đầu nhận hồng ngoại của DSLR thường nằm ở chỗ tay cầm của máy ảnh và bấm chụp.

Tự chế điều khiển từ xa cho máy ảnh, dùng được với TV, giá 20 ngàn đồng

Một số kinh nghiệm

Trên thực tế thử nghiệm của chúng tôi, với công suất trên cổng 3.5 của iPhone 4 thì khoảng cách có thể điều khiển chụp được từ xa bằng thiết bị này ở khoảng cách 3 mét, với những smartphone có cổng 3.5 mm công suất cao hơn (cắm tai nghe thấy âm to hơn) thì khoảng cách này cũng xa hơn.

Theo một số thủ thuật để tăng tầm phát của sóng hồng ngoại có một cách khá đơn giản đó là dùng giấy kim loại như giấy bạc nướng đồ ăn bọc phía dưới của đèn hồng ngoại để hướng tia hồng ngoại tập trung vào 1 hướng và tăng tầm phát của thiết bị.

Ngoài ra với thiết bị này các bạn có thể tải các phần mềm giả lập sóng hồng ngoại của các hãng TV hay điều hòa nổi tiếng để điều khiển các thiết bị khác trong gia đình chứ không chỉ riêng máy ảnh.

Vậy là với các bước đơn giản, các bạn có thể tự chế tạo 1 món đồ chơi công nghệ có tác dụng “khoe mẽ” rất cao đặc biệt là trong các buổi đi chơi dã ngoại tập thể.