Hemmagjord skaklampa

Denna ficklampa håller vad den lovar – helt utan batteri

Bidrag från: Markus Protze, Cursdorf, Tyskland

Online sedan: 2008-09-19

Man ser ofta reklam för ficklampor som påstås få sin energi enbart genom att skakas.

Här utnyttjas den elektriska induktionen. Om en ledare befinner sig i ett varierande magnetfält, förskjuts laddningsbärarna i ledaren – en spänning induceras.

Detta kan enklast åstadkommas genom att röra en permanentmagnet. Om ledaren inte bara är en enkel tråd utan en spole, genombryts varje varv av spolen av magnetfältet och därmed induceras en hög spänning i spolens anslutningar. Genom att "skaka" flyttar man alltså snabbt en magnet inuti en spole och alstrar på så sätt elektrisk energi.

Egentligen är det en utmärkt idé för ficklampor, eftersom batterier alltid tycks ta slut just när man behöver dem, till exempel vid ett strömavbrott, och eftersom den lilla mängd energi som genereras genom skakinduktion numera räcker för att driva moderna ljuskällor som LED-lampor.

För en tid sedan hade även jag en sådan lampa i min hand. Tyvärr upptäckte jag snabbt att denna apparat endast var till för att lura oförsiktiga köpare på pengar. Väl gömt innehöll den nämligen, förutom spolen och magneten samt ett batteri för att lagra skakenergin, även två stora knappcellsbatterier.

Det rörde sig om helt vanliga litiumceller, som absolut inte får laddas. De båda knappcellerna var seriekopplade med batteriet som laddades genom skakning. Skakenergin utnyttjas alltså, men så snart de dolda knappcellerna är urladdade kan man skaka sig trött i armen utan att få lampan att lysa igen.

Jag hade därför inget annat val än att returnera lampan med kommentaren "Artikeln uppskattas inte". Jag vill på intet sätt kritisera tillverkarna av riktiga skaklampor – det finns säkert äkta exemplar, men då troligen bara till ett högre pris hos fackhandeln. Denna erfarenhet var i alla fall skäl nog för mig att vid min senaste beställning hos supermagnete.se även lägga till en stavmagneten S-10-40-N för egna experiment med skaklampor.

Efter att jag hade fått supermagneten började jag genast med de första experimenten, först på ett stycke vanligt PVC-vattenrör.

Spolen lindade jag "på ett ungefär". Den ström som uppstod behövde nu likriktas och lagras. För likriktningen hittade jag några SB540 Schottky-dioder i min pyssellåda. Dessa är visserligen kraftigt överdimensionerade för detta ändamål, men de har den önskade, låga framspänningsfallet jämfört med vanliga kisel-dioder. Vid ett högt framspänningsfall skulle dioderna själva förbruka för mycket spänning.

För att utnyttja den inducerade spänningen på bästa sätt valde jag en brygglikriktare med fyra dioder. Energin kunde lagras i små batterier eller elektrolytkondensatorer. Efter några försök bestämde jag mig för så kallade GoldCap-elektrolytkondensatorer, eftersom dessa har mycket hög kapacitet i ett litet format.

När de första försöken visade sig mycket lovande för min del, började jag fundera på en mer professionell uppbyggnad.

PDF-fil

Först en schematisk ritning av min idé.

PDF-fil

I ett tjockväggigt plaströr lät jag en bekant svarva in spår på en svarv och svarva ur ett stycke framtill.

Ett 20 mm brett spår tjänar till att rymma spolelindningen av 0,1 mm kopparlackerad tråd. I de tre vardera 10 mm breda spåren ville jag montera de 4 Schottky-dioderna för likriktning av spänningen.

I den framtill ursvarvade delen av röret ville jag montera GoldCap-kondensatorn (1F; 5,5V).

En långsamtgående växelmotor används som lindningsanordning för spolen.

Alla enskilda delar före montering, spolen är redan skyddslackerad och för säkerhets skull tejpad.

Inuti röret bör stavmagnet S-10-40-N vara fritt rörlig.

För detta tillverkade jag två ändstycken av rund mässing, som jag borrade och nitade fast i höljet. För att nita fast mässingsdelarna använde jag två aluminiumnitar, eftersom stålstift skulle dra till sig magneten för mycket och man då inte längre kan skaka.

För att magneten inte ska slå hårt mot mässingsdelarna vid skakning lade jag till två små rullar av skumgummi.

Här är likriktardioderna monterade i spåren samt strömbrytaren som senare ska slå på och av lysdioderna.

Kretskortet med de 4 lysdioderna, som monteras ovanför den infällda kondensatorn. Lysdioderna ska senare bytas ut mot Osram PowerTopLEDS för att få mer ljus.

Här är allt redan färdigmonterat och fullt fungerande.

Ett sista test, och även om det är förmiddag känns det som om kameran är bländad….

När jag väl hade gjort klart ficklampan var det inte längre svårt att använda den inbyggda magneten även som hållare. Tyvärr är den, på grund av nästan 10 mm plast, något för svag för att hålla den tunga lampan på egen hand, men med lite stöd utifrån är det inget problem att hänga lampan på en dörrkarmsskruv i verkstaden. Här är den Q-40-20-10-N som användes till detta, till vänster utan och till höger med lampa.