Web
	Analytics
مازن يحيى العقلة http://www.isnaha.com Mon, 22 Oct 2018 12:32:33 +0000 Joomla! - Open Source Content Management ar-aa الكرسي الكهربائي المتوازن http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/1166-الكرسي-الكهربائي-المتوازن http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/1166-الكرسي-الكهربائي-المتوازن

الكرسي الكهربائي المتوازن

سنتكلم في هذا المقال عن كيفية بناء الكرسي الكهربائي المتوازن.

تقديم

ربما يعرف الكثيرون منكم الدراجة الكهربائية ذات العجلتين والتوازن الذاتي Segway والتي تظهر بالشكل المجاور، وهي وسيلة تنقل فردية أصبح لديها شعبية كبيرة، وفي هذا المقال سنقوم بتحويل كرسي مدولب كهربائي عادي إلى كرسي يعمل بنفس المبدأ (التوازن الذاتي) وسأسميه Sitway.

الخطوة 1: المواد

كرسي مدولب (Electric wheelchair):

وأيضا تحتاج لـ:

حشوة للمقعد.

علبة دهان بخاخ (صباغة).

ملاحظة: في حالة إذا استعصى عليك إيجادة فيمكنك أن تستعمل بديلا له ونفذ عليه نفس المشروع.

حساس إلكتروني من النوع:

5 degrees of freedom IMU

وظيفته هي حفظ التوازن في مختلف الاتجاهات وهو من إنتاج شركة Spark Fun.

ملاحظة: إذا كنت تريد أن تصنعه بنفسك وبطريقة أفضل منه فاضغط على المقال التالي:

بطاقة FreeIMU المتطورة

متحكم أوردينو من النوع Arduino Uno

ملاحظة: إذا كنت تريد صنعها بنفسك فعليك بالمقال التالي:

بطاقة أردوينو أونو

غطاء للأوردينو من النوع Arduino Uno Proto-shield من إنتاج شركة SparkFun

ملاحظة: ليس ضروريا وقد تستغني عنه.

كنترولور المحرك Sabertooth 2x25

وظيفته هي التحكم بالمحركين وهو من إنتاج شركة Dimension Engineering

ملاحظة: يمكنك صنعها بنفسك أيضا، وعليك إذن بالمقالات في:

قسم المحركات

مفتاحين للقيادة من النوع micro switches ومفتوحين Normally Open.

مفتاح تشغيل من النوع SPST
(Single pole single throw power switch)

(مفتاح تشغيل وإيقاف ON-Off عادي)

مفتاحي تشغيل لضبط التوازن من النوع اللحظي Momentary contact switch's ومفتوحين Normally open

مفتاح تشغيل لعصا القيادة من النوع dead man Switch وهو نوع من مفاتيح الطوارئ، وكما هو واضح من اسمه (مفتاح الرجل الميت) فهو يقوم بالتوصيل طالما يكون المشغل ضاغطاً عليه، أما إن زال الضغط عن المفتاح لأي سبب كان (وفاة المشغل مثلاً) فإن التوصيل يتوقف.

مصباحين LED's:

صفيحة معدنية للقاعدة بقياس

12 × 20 × 1/4 إنش

أنبوب مفرغ ذو مقطع مستطيل قياس 1/2 إنش لإطار المقعد.

الخطوة 2: فك الكرسي المدولب للحصول على القطع

سوف نحتفظ بالمحركين مع دولابي القيادة (غالباً ما يكون الدولاب مع المحرك قطعة واحدة)، كما يمكن الاستفادة من الأسلاك والموصلات والدلائل بين المحرك والبطارية، أما الأجزاء الالكترونية فيمكن الاحتفاظ بها لمشروع آخر إن كانت صالحة.

للكرسي المدولب دولابان كبيران للقيادة ودولابان صغيران للثبات عند القيام من المقعد، يمكن الاستفادة من الدولابين الصغيرين للتدرب على قيادة الكرسي المتوازن.

احتفظ أيضاً بصندوق البطارية مع الغطاء أما بقية الأجزاء فلن نحتاجها في مشروعنا.

الخطوة 3: صنع الهيكل وتثبيت المحركين والدولابين

يمكنك صنع الهيكل من الخشب المعاكس ولكنني صنعته من الفولاذ بسبب قوته وبسبب المتعة التي أجدها في عملية اللحام، أما القاعدة فهي عبارة عن صفيحة بقياس 12x20" وبسماكة 0.25"، قوائم المقعد مع المسندين مصنوعة من أنبوب فولاذي ذو مقطع مستطيل بقياس 1"، ولا تنسى الدعامات عند الزوايا بدرجة 45.

الثقوب الأربعة في المسندين هي لتثبيت القاعدة الخشبية للمقعد، أما الثقوب الخاصة بتثبيت المحركين فهي عبارة عن شقوق بطول 6" وذلك لتسهيل ضبط المحرك عند ربطه مع المسنن الاسطواني والدولابين.

العجلات الصغيرة تستخدم للتدريب ولمنع الكرسي من السقوط عند عدم الاستعمال.

بعد الانتهاء من التركيب يمكن دهن الاطار وتركيب المقعد المنجد.

الخطوة4: جهاز القيادة والتحكم

غالباً ما كنت أستخدم الذراع الجانبية للقيادة والتحكم، ولكنها غير مناسبة لمشروعنا هذا لأننا نحتاج إلى شيء صلب كفاية للتمسك به أثناء القيادة، فالكرسي يقوم بعمل توازن جيد بدون المحاولة للقيام بعملية التوازن بنفسك، لذلك سوف أستخدم عصا القيادة بدلاً من الذراع.

عصا القيادة صلبة أثناء التحريك في الاتجاه الأمامي الخلفي، ويمكنها التحرك جانبياً للقيادة لليمين واليسار، أما النوابض فتؤمن الضغط لبقاء العصا في المركز.

استخدمت برغيي ضبط (set screws) لتأمين التوقفات وبرغيين آخرين يعملان كحساسي نهاية شوط لمفتاحي (micro switches) واللذان يتحكمان بالقيادة.

كان بإمكاني وضع هذه المفاتيح على عصا القيادة من الخارج ولكنني فضلت وضعها مخفية داخل العصا.

عجلة التدريب الأمامية القابلة للضبط تخدم أمرين: الأول منع الوقوع إلى الأمام أثناء أي وقوف مفاجئ، والثاني أنها تحد من السرعة باتجاه الأمام عن طريق تقليل زاوية الانحدار وذلك أثناء الإقلاع ريثما تصبح مرتاحاً بالقيادة.

أما العجلة الخلفية فتخفض السرعة أثناء الرجوع إلى الخلف إلى السرعة الآمنة.

الخطوة5: وصل الأسلاك

الالكترونيات: تتألف من:

  • متحكم أوردينو من النوع Arduino Uno

  • غطاء للأوردينو من النوع Arduino Uno Proto-shield

  • لوح إلكتروني من النوع 5 degrees of freedom IMU

  • لوح الكتروني Sabertooth 2x25

  • مصابيح LEDs ومفاتيح مساعدة

  • مقاومة تخفيض أومية 10K pull down عدد (5).

  • أسلاك وصل

لا أفضل وصل الأسلاك مباشرة إلى الأوردينو، بدلاً من ذلك استعملت غطاء الأوردينو (Arduino Uno Proto-shield) مما يسمح لي بوصل الأسلاك عن طريق اللحام عوضاً عن المآخذ أو المقابس plugs والتي قد لا تكون متينة تماماً أثناء الحركة. يمكن البدء باللحام بالمقاومات الخمسة إلى غطاء الأوردينو، وهي مقاومات تخفيض أومية موصولة إلى دارة التوازن (balance trim circuit) ودارة القيادة (steering circuit) ودارة مفتاح الطوارئ (dead man circuit).

طريقة وصل الأسلاك:

  1. أرجل الأوردينو الرقمية Arduino digital pins:

  • الرجل 4 إلى دارة القيادة يميناً.

  • الرجل 5 إلى دارة القيادة يساراً.

  • الرجل 6 إلى دارة ضبط الارتفاع.

  • الرجل 7 إلى دارة ضبط الانخفاض.

  • الرجل 9 إلى دارة مفتاح الطوارئ.

أما النهايات الأخرى للمقاومات فتذهب إلى تأريض دارة الأوردينو.

  • الرجل رقم 13 إلى المدخل S1 في دارة التحكم بالمحركين Sabertooth Motor Controller

  1. أرجل الأردينو التماثلية Arduino Analog pins

  • الرجل 0 إلى Y Rate 4.5 في دارة التوازن IMU

  • الرجل 2 إلى X Rate في دارة التوازن IMU

  • الرجل 3 إلى Y Rate في دارة التوازن IMU

  • الرجل 4 إلى ZACC في دارة التوازن IMU

  • +5 volts إلى دارة القيادة

  • +3.3 volts إلى دارة التوازن IMU (كن حذراً من ألا تصل +5 volts إلى IMU)

  • GND إلى دارة التوازن IMU

يمكن وصل الأسلاك إلى الأرجل التماثلية في الأوردينو باللحام مباشرة، أما الرقمية فيمكن وصلها عن طريق المقابس.

تثبت الـ IMU على كتلة خشبية او بلاستيكية صغيرة وتوضع على القاعدة في المنتصف تماماً عند نقطة التقاء المحاور، وثقوب التثبيت في الدارة يجب أن توجه باتجاه الأرض، أما الجانب الذي يحوي المكونات الالكترونية فيجب أن توجه نحو الأعلى (وضع الدارة بشكل معاكس يؤدي إلى حدوث العديد من المشاكل).

مفتاح التشغيل power switch ومفاتيح ضبط التوازن trim switches توضع على صفيحة من الألمنيوم تثبت على الكرسي بحيث يمكن الوصل إليها بشكل سهل أثناء الجلوس.

كما وضعت مصباحاً LED للتأشير على التشغيل (مع مقاومة تخفيض) لتحقيق الجهد الكهربائي اللازم للأوردينو (12 فولط).

الخطوة 6: التوصيل النهائي

تعمل الكراسي الكهربائية عادة على جهد كهربائي 24 فولط، يتم ذلك عن طريق بطاريتين من النوع U1 الحامضية وهي نفس البطاريات المستخدمة في جزازات العشب، وهي بطاريات رخيصة (حوالي 40 دولار أمريكي) ويمكن الحصول عليها بسهولة.

هناك أربع قيم للجهد مستعملة في هذا المشروع:

  • 24 فولط للمحركين: ويتم وصلها للمحركين عن طريق دارة الـ Sabertooth حيث يتم وصل البطاريتين على التسلسل للحصول على الجهد المطلوب، كما يتم وصل مفتاح التشغيل مع القطب السالب للدارة، مع ملاحظة أن التوصيل الخاطئ قد يسبب تعطل الدار نهائياً.

  • 12 فولط للأوردينو: ويمكن الحصول على هذا الجهد عبر وصلة من بطارية واحدة فقط، (لا تستخدم مأخذ الأوردينو من النوع USB للحصول على الطاقة لأن ذلك قد يسبب بعض المشاكل).

  • 5 فولط لدارة القيادة والتوازن: يتم الحصول عليها من دارة الأوردينو.

  • 3.3 فولط لدارة الـ IMU: يتم الحصول عليها من دارة الأوردينو.

ثبت القطع الإلكترونية (Sabertooth، IMU مع الكتلة الخشبية، الأوردينو مع غطاءه) بالبراغي إلى أرضية القاعدة، بعد ذلك قم بتوصيل المحركين مع الـ Sabertooth، المحرك اليساري مع M1A و M1B، والمحرك اليميني مع M2A و M2B.

أما المأخذ S1 من الـ Sabertooth فيتم توصيلها بالرجل 13 من الأوردينو.

والأرضي من الـ Sabertooth أو 0V إلى الأرضي (Ground) في الأوردينو.

بهذا نكون قد انتهينا من توصيل دارة التحكم بالمحركين Sabertooth، وسنقوم بالتحقق من هذا التوصيل أثناء إجراء الاختبار على المحركين.

أما مفاتيح DIP الخاصة بالـ Sabertooth وهي المفاتيح التي تضبط نوع البطارية المربوط بالدارة فيتم وضعها على الشكل التالي:

المفاتيح 1 و 3 و 5 و 6 على وضعية التشغيل On.

المفتاحين 2 و 4 على وضعية الإيقاف Off.

قم بتوجيه الأسلاك القادمة من الأرجل 4 و 5 و 9 للأوردينو و السلك الموصول بمخرج 5 فولط إلى مقبض القيادة.

قم بتوصيل سلك الـ 5 فولط إلى طرف واحد لكل من مفتاحي القيادة steering switches وأحد أطراف مفتاح الطوارئ dead man switch..

أما الأطراف الأخرى فتوصل كما يلي

  • مفتاح القيادة يميناً إلى الرجل 4 للأوردينو.

  • مفتاح القيادة يساراً إلى الرجل 5 للأوردينو.

  • مفتاح الطوارئ إلى الرجل 9 للأوردينو.

اما الأسلاك القادمة من الأرجل 6 و 7 للأوردينو فيتم توجيهها إلى صفيحة الألمنيوم التي تحوي مفتاحي ضبط التوازن trim switches بحيث يتم وصل طرف واحد لكل من المفتاحين بمخرج 5 فولط للأوردينو والطرفين الأخريين بالرجلين 6 و 7.

وجه السلك القادم من مفتاح التشغيل الرئيسي إلى هذه الصفيحة وقم بتوصيله إلى مفتاح SPST قياس 40 أمبير.

ثبت مؤشراً ضوئياً صغيراً surface mounted LED indicator على الصفيحة وقم بتغذيته بجهد 5 فولط والطرف الآخر إلى الأرضي عبر مقاومة تخفيض 10K

لم يتبق تقريباً إلا وضع البطاريتين ضمن العلبة الخاصة بهما وتثبيت المقعد والمسندين.

الخطوة 7: اختبار المحركين

بعد الانتهاء من التوصيلات لا بد من اختبار الاتصال بين الأوردينو والـ Sabertooth.

ارفع الكرسي على بحيث تدور العجلات بحرية بدون أن تلامس الأرض.

افتح برنامج الأوردينو وانسخ الكود من الملف المرفق new_motot_test.txt والصقه داخل البرنامج ثم حمل الكود إلى الأوردينو.

هذا الكود لا يستعمل إلا مداخل الأوردينو الرقمية رقم 9 و13 (مفتاح الطوارئ Dead man و والمدخل التسلسلي للـ Sabertooth)

شغل مفتاح الطاقة الرئيسي واضغط مفتاح الطوارئ Dead man switch، هذا سيجعل العجلتين تدوران بالاتجاه المعاكس لدوران عقارب الساعة، إذا لم يحدث هذا فبدل السلكين الذاهبين إلى M1 و M2 في Sabertooth.

ستزداد سرعة المحركين بالتدريج بنسبة 10 % من التوقف وحتى 50%، ثم تتباطئ من 50% وحتى التوقف

{youtube}VydSNfSTVB8{/youtube}

الخطوة 8: اختبار القيادة لأول مرة

بعد التأكد من صحة الاتصال وجهة الدوران يمكن تحميل الكود الكامل (من الملف:

full_balance_rocker_test.txt

(، هذا الكود يسمح بالإقلاع التدريجي أي أن الكرسي سيقلع بلطف في البدء وبعد 5 ثواني سينتقل إلى الطاقة الكاملة، يمكن عمل ذلك بعد الجلوس بشكل جيد على الكرسي وتشغيل المفتاح الرئيسي والعد إلى 5 ببطئ مما يسمح للـ IMU بالمعايرة الذاتية، بعد ذلك نضغط على زر الطوارئ dead man switch (هذا سيجعل المؤشر الضوئي يضيء(، ثم نرفع الكرسي إلى وضعية السير) بشكل تقريبي لأن الكرسي سيقوم بالتوازن بنفسه)، وفي أي لحظة تشعر فيها بأي مشكلة ارفع الضغط عن مفتاح الطوارئ وسيتوقف الكرسي فوراً، للسير مجدداً سيتوجب عليك البدء بالخطوات السابقة مرة أخرى. حاول أن تجرب السير باتجاه الأمام والخلف قليلاً، كما جرب الانعطاف لليمين واليسار، إذا سار كل شيء كما يجب ستكون جاهزاً للقيادة لأول مرة.

{youtube}dp4kVmWPi0I{/youtube}

{youtube}9pMVM5Jrn_s{/youtube}

عند القيادة لأول مرة اتخذ كافة وسائل الحماية (استعن بأحد الأصدقاء ليساعدك على البدء والبس خوذة للحماية).

عند التجربة الأولى استخدمت الذراع الجانبية ولكن بعد ذلك عدلت عنها واستخدمت عصا القيادة المشروحة سابقاً.

{youtube}takYzamYmVk{/youtube}

{youtube}LgyGoDB3wtg{/youtube}

الخطوة 9: إضافة بعض القطع المطبوعة بالطابعة ثلاثية الأبعاد

لتجميل الكرسي قدمت بإضافة بعض القطع التي صممتها ببرنامح 123D وطبعتها بالطابعة ثلاثية الأبعاد، هذه القطع غير ضرورية ولكنها تجميلية كما أن بعضها سيسهل عملية تركيب المفاتيح في مواضعها.

{youtube}LP4G290VYpA{/youtube}

تأليف

تأليف: Roland MacDonald

ترجمة بتصرف: المهندس مازن العقلة

البريد الإلكتروني: mazenalokla@gmail.com

المراجع

http://www.instructables.com/id/SITWAY/?ALLSTEPS

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) وسائل النقل Tue, 26 May 2015 00:00:00 +0000
تصاميم متقدمة لبطاريات الحامض - الجزء 1 http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/641-تصاميم-متقدمة-لبطاريات-الحامض-الجزء-1 http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/641-تصاميم-متقدمة-لبطاريات-الحامض-الجزء-1

تصاميم متقدمة لبطاريات الحامض (الجزء 1)

 image001

نقدم لك في هذا المقال تصاميم متطورة لبطارية الليمون الحامض ونكشف عن مدى كفائتها عند توليد الطاقة الكهربائية.


تقديم

ربما سمعتَ مسبقاً عن بطارية الحامض أو البطارية الحيوية، والتي تستخدم عادة لأغراض تعليمية، وتولد جهداً كهربائياً منخفضاً عن طريق تفاعل كهروكيميائي، حيث يمكن الاستفادة من هذا الجهد الكهربائي بإنارة مصباح صغير أو صمام ضوئي (LED).

 

تَستخدم هذه البطارية عادة من ثلاث إلى أربع حبات من الحامض لتضيء صماما ضوئيا (LED) بشكل خفيف. التصاميم الجيدة منها تستخدم ليمونة واحدة، ولكنها تبقى مع ذلك محدودة جداً ولم أرى أي اختراق أو ابتكار في تصاميم هذه البطاريات.

 image002

لقد أحببت أن أشارككم ببعض تصاميمي والتي سترون أنها مختلفة، حيث أنها تستعمل بضع قطرات فقط من عصير الحامض، والصغيرة منها لا تحتاج إلا إلى قطرة واحدة، وهي صغيرة إلى درجة أنك يجب أن تنظر بعناية لتراها بالعين المجردة ولا يزيد وزنها عن نصف غرام، ومع ذلك فإنك تستطيع صنعها بوقت قصير جداً (دقائق) وبمواد من الخردة.

 

هذه البطارية تولد جهداً كهربائياً مقداره 3.5فولط وتياراً شدته 35مليأمبير يضيء صماما ضوئيا (LED) لمدة ساعة على الأقل، وعندما تنتهي هذه المدة (أكثر أو أقل من ساعة وذلك بحسب الطقس) فإن عصير الحامض يتبخر، ويمكن إعادة شحن البطارية بإضافة قطرة أخرى من الحامض.

 

يمكن استخدام هذه الخلايا مرات عديدة قبل أن تتأكسد وتصبح غير قابلة للاستخدام. سأعلمكم كيف يمكن صنع بعض بطاريات الحامض في أقل من 10دقائق ومن مواد من الخردة متوفرة في أغلب المنازل وبدون أي تكلفة.

 

سنبدأ أولاً بصنع بطارية صغيرة جداً، ثم سننتقل إلى بطارية على شكل وردة والتي تضيء عند سقايتها (بقطرات من عصير الحامض)، وأخيراً سنرى بعض التصميمات الأخرى لصنع البطاريات من مواد عادية.

 

أتمنى أن تجدوا هذا التصاميم ممتعة وأن تكون خطوة للحفاظ على البيئة وأحد نقاط انطلاق لاستكشاف مصادر الطاقة الأخرى.

 


التصميم 1 – كيف تصنع البطارية

 

تقديم

 image003

ملاحظات حول تصميم هذه البطارية:

 

1- للحصول على نتيجة أفضل احرص أن تكون الأسلاك النحاسية متقاربة ما أمكن.

2- يمكن زيادة زمن الإضاءة بتغليف الخلايا لتقليل التبخير.

والآن سأريكم بعض التصاميم الأخرى التي لكل منها مساوئه ومحاسنه.

 

مبدأ عمل البطارية

هذه البطارية هي كأي بطارية تتألف من الزنك والنحاس، ويمكنك البحث عبر الانترنت عن التفاعلات الكيميائية الكهربائية التي تحدث في هذا النوع من البطاريات، ولكن ما يهمنا هنا هو كيفية صنعها.

 

البطارية مؤلفة من 4خلايا صغيرة تنتج الواحدة منها 0.9فولط تقريباً، وتوصل على التوالي فيصبح الجهد الكلي تقريباً 3.5فولط، وهو الجهد اللازم لإنارة الـصمام الضوئي (LED). كل خلية مكونة بشكل أساسي مما يلي:

 image004

·        سلك حديدي مطلي بالزنك بطول 1سم ومقطع 0.8مم، وهذا هو القطب الموجب للبطارية.

·        طبقة من الورق الماص مع قطرات من الحامض وملفوفة على السلك الحديدي، وتعمل هذه الطبقة عمل المحلول الملحي الموصل في بطارية زنك-نحاس العادية.

·        سلك نحاسي ملفوف بدقة حول الورق الماص بدون أن يلمس السلك الحديدي.

 

المواد

ستجد الكثير من المواد الأساسية التي تحتاجها لعمل هذه البطارية في أرجاء المنزل من القطع التي كان من الممكن أن تهدر، كنصف ليمونة مقسومة منذ أيام أو نفايات أسلاك معدنية أو أجزاء من سلك نحاسي غير مستعمل.

 image005

سوف نحتاج المواد التالية:

·        سلك حديدي مطلي بالزنك، استخدمت سلكاً بمقطع  0.8مم، ولكن هذا ليس مهماً.

·        بعض أجزاء من سلك نحاسي.

·        ليمون.

·        منديل ورقي، أو صفحة من ورق ماص.

·        صمام ضوئي (LED).

 

ويمكنك استعمال الأدوات التالية للإنجاز:

·        معدن للحام.

·        مقص قادر على قص سلك معدني بمقطع 0.8مم.

 

طريقة الصنع

 

 image006

1- اقطع 1.5سم تقريباً من السلك الحديدي.

 

2- خذ ورقة واحدة من مناديل الوجه الورقية (طبقة واحدة إذا كانت مؤلفة من عدة طبقات). وكلما كان أرقا كلما كان أفضل. اقطع الورقة على شكل مستطيلات بطول 2سم وعرض 1سم، ثم غلف السلك الحديدي بواحد من هذه المستطيلات وذلك بلفها على السلك على شكل طبقات تاركاً مسافة 5مم بدون تغليف. أصبح السلك الحديدي المطلي بالزنك ملفوفاً بطبقة الورق الماص الآن.

3- السلك النحاسي.

 

4و5- استخلص خصل السلك النحاسي بإزالة العازل البلاستيكي عنه، ثم لفها حول الورق مع التأكد من عدم تلامسها مع السلك الحديدي.

 

6- وهكذا نكون قد أتممنا خلية واحدة، وعندما تنتهي من صنع أربع خلايا أوصلها مع بعضها على التوالي وذلك بلحم طرف السلك النحاسي لأحد الخلايا مع الجزء المكشوف من السلك الحديدي للخلية الثانية وهكذا... ولتصغير الحجم الكلي وضعت الخلايا بشكل متعاكس كما توضح الصورة جانبه.

7- بعد ذلك أوصل الخلايا مع المصباح صمام ضوئي (LED)بواسطة اللحام مع الانتباه للأقطاب حسب الشكل.

 

8- للحصول على ساعة مجانية من الضوء ضع قطرة واحدة من الحامض على كل خلية.

image007

image008

     

التصميم 2 – بطارية الحامض على شكل زهرة

هذا التصميم يصلح أن يكون هدية فريدة، يمكنك إعطائها لشخص ما عندما تكون الإضاءة منخفضة وتطلب منه أن يسقيها بعصير الحامض فتضيء بشكل جميل جداً.

 

أما عن طريقة الصنع فهي بسيطة وما عليك إلا أن تتبع الصورة التالية التي تشرح طريقة تركيبها بما فيها التصميم العام لها:

image009

image010

image011

image012

 image013

image014

image015

image016

image017

image018

     

{youtube}tvBjWGiDvxw{/youtube}

 


التصميم 3 – البطارية على شكل وردة

هذا التصميم شبيه جداً بالتصميم السابق ولكن قمنا بإضافة بعض التحسينات فيه.

 

استخدمت فيه 18خلية و3مصابيح عبارة عن صمامات ضوئية للوردة وواحد للوريقة.

 

أما الأدوات التي استعنت بها فهي: مقص وغراء وورق وأسلاك من الزنك والنحاس.

 

بالنسبة للدارة الكهربائية وتصميم هذه الوردة فهو على الشكل التالي:

image019

 image020

أما عن طريقة الصنع فهي بسيطة وما عليك إلا أن تتبع الصورة التالية التي تشرح طريقة تركيبها بما فيها التصميم العام لها:

image021

image022

 image023

image024

image025

 image026

image027

image028

 image029

 image030

     

التصميم 4 – البطارية على شكل سرطان

الجميل في هذا التصميم أن الأرجل والمخالب هي البطاريات، أما العينان فهما المصباحان ، أي أنك تستطيع أن تجعل العينان تتوهجان بمجرد أن تعصر بضع قطرات من الحامض على الأرجل والمخالب.

image031

طريقة صنع الخلايا:

كل خلية مؤلفة من سلك من الزنك بطول 1سم مع شريط من الورق الملفوف عليه وشريط أصغر من رقاقة نحاس ملفوفة على الورق، فتصبح بذلك خلية كهروكيميائية بسيطة تنشط عندما نرطب الورق ببضع قطرات من الحامض الذي يصبح بذلك المحلول الشاردي الناقل للتيار الكهربائي.

image032

لدينا في هذا التصميم 8خلايا حيث أن كل خلية تولد من 0.7فولط، وتوصل على التوالي، كل 4مع أحد المصابيح صمام ضوئي.

image033

 image034

 image035

     

التصميم 5 – بطارية الحامض بالغة الصغر

إلى حد الآن هذه البطارية هي الأصغر على الإطلاق.

 

توصلت إلى هذا التصميم وأنا أريد تخفيض حجم البطارية مع الحفاظ على قدرتها على إضاءة المصباح وباستخدام مواد متوفرة في المنزل أو من الخردة.

 

هذه البطارية مؤلفة من 4خلايا بالغة الصغر، كل منها مؤلفة من سلك زنك بطول 0.44مم وقطعة من من منديل ورقي ملفوف عليه وقطعة صغيرة من النحاس ملفوفة على الورق.

image036

توصل هذه الخلية على التوالي وتوصل مباشرة مع رجلي المصباح صمام ضوئي (LED). قطرة من الحامض كافية لتنشيط البطارية لساعة على الأقل، مع مراعاة ألا يتلامس الورق في أحد الخلايا مع الورق في الخلية التالية وخصوصاً مع حجم صغير كهذا. والصور التالية توضح وصل الخلايا وطريقة لحامها مع بعضها ومع المصباح.

image037

image038

     

تأليف

 

تأليف: madaeon  الصفحة الشخصية

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

  

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/The-micro-Lemon-Battery-reusable-1-hour-of-led-l/?ALLSTEPS

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الطاقة العضوية Mon, 28 Jan 2013 00:00:00 +0000
تصاميم متقدمة لبطاريات الحامض - الجزء 2 http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/640-تصاميم-متقدمة-لبطاريات-الحامض-الجزء-2 http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/640-تصاميم-متقدمة-لبطاريات-الحامض-الجزء-2

تصاميم متقدمة لبطاريات الحامض (الجزء 2)

image022

نقدم لك في هذا المقال تصاميم متطورة لبطارية الليمون الحامض ونكشف عن مدى كفائتها عند توليد الطاقة الكهربائية.


التصميم 6 – بطارية الحامض على شكل حوامة

يمكنك عمل أي شكل تريده فقط بطريقة وصل الخلايا والمصابيح، ويمكنك أن تكون أكثر إبداعاً بوضع محرك صغير ووصله مع البطاريات بحيث أنه يدور عند عصر بضع قطرات من الحامض على الخلايا.

image002

 


التصميم 7 – بطارية الحامض ذات الديمومة الطويلة

في هذا التصميم سنحاول زيادة الفترة التي تعمل فيها البطارية ومقدار الحمل الذي تحمله، وهذه البطارية صلبة وذات مظهر أخضر جميل.

 

نحتاج إلى:

* سلك نحاسي

* سلك من الزنك: يمكن الحصول علي الزنك من محلات الفنون، فهو يستخدم في عمليات نحت الجص.

* علبة فارغة

* جل (سائل) جلي الصحون أو جل غسل اليدين من أي ماركة، والجل يدوم أكثر من السائل، أما اللون فالأخضر هو خياري الشخصي.

image003

كل علبة تحتوي خلية واحدة، والعلبة الموضحة بالشكل وجدتها مناسبة جداً، وجميلة المنظر أيضاً.

اصنع حلزوناً من سلك نحاسي بطول من 10إلى15سنتمترا، ثم قم بفتله.

 

اقطع قطعة من الزنك بقياس 2×0.5ثم الحمها من طرفها الأقصر بالسلك. والرسوم التالية توضح طريقة الصنع.

image004

image005

image006

image007

image008

image009

     

التصميم 8 – بطارية قشة العصير

* صمغ

* قشة عصير بطول 2 سم

* سلك نحاسي مشكل كحلزون

* سلك من الزنك مشكل كحلزون لا يتلامس مع السلك النحاسي.

 

طريقة صنع الخلايا:

كل خلية مؤلفة بشكل أساسي من حلزون من سلك نحاسي وآخر من سلك حديدي مطلي بالزنك، والسلكان موضوعان ضمن قشة عصير شفافة مملوءة بسائل جلي الصحون أو اليدين ومغلقة بصمغ ساخن.

image010

كل خلية تولد من 0.81فولط لمدة أسبوع على الأقل  مع الحمل، وشهر أو أكثر بدون حمل، وبوضع كل 4خلايا مع بعضها على التوالي ووصلها مع مصباح صمام ضوئي (LED) نحصل على ضوء مجاني لمدة أسبوع.

image011

image012

image013

image014

قم بملئها بقطرات من عصير الليمون الحامض.

 

بعد ذلك ضع السلك الآخر ثم أغلق الخلية.

 

كرر العملية مع العديد منها.

image015

image016

image017

 

استعمال آخر لقشة العصير

يمكن استخدام هذه الخلايا في عدة تصاميم أخرى كما هو الشأن في تصميم الوردة والزهرة مثلا:

image018

image019

     

التصميم 9 – بطارية المستقبل

قد تجد بعض القطع البلاستيكية المهملة كالتي في الشكل، يمكنك استخدامها في تصميم بطارية الحامض.

 

يظهر هذا التصميم خلايا متوضعة في تجاويف القطعة البلاستيكية، كل خلية مؤلفة من سلك صغير من النحاس، وسلك صغير من الزنك، والتجويف مملوء بالحامض ومختوم بالصمغ، ثم توصل الخلايا على التوالي وتوصل مع المصباح.

image020

 


التصميم 10 – بطارية RCA

هذه البطارية شبيهة بالسابقة ولكن بدلاً من استخدام النحاس نستخدم المنفذ المعروف باسمRCAالمطلي بالذهب.

 

نوصل 5منها على التوالي فنحصل على بطارية قوية  قادرة جدا على إضاءة صمام ضوئي لمدة شهرين كاملين أو تشغيل ساعة لشهر كامل على سبيل المثال.

image021

المنفذ RCA

image022

 


تأليف

 

تأليف: madaeon  الصفحة الشخصية

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

  

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/The-micro-Lemon-Battery-reusable-1-hour-of-led-l/?ALLSTEPS

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الطاقة العضوية Tue, 29 Jan 2013 00:00:00 +0000
تصاميم متقدمة لبطاريات الحامض - الجزء 3 http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/639-تصاميم-متقدمة-لبطاريات-الحامض-الجزء-3 http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/639-تصاميم-متقدمة-لبطاريات-الحامض-الجزء-3

تصاميم متقدمة لبطاريات الحامض (الجزء 3)

 image002

نقدم لك في هذا المقال تصاميم متطورة لبطارية الليمون الحامض ونكشف عن مدى كفائتها عند توليد الطاقة الكهربائية.


التصميم 11 – البطارية الشبيهة ببطارية AA

هذه هي محاولتي الأولى لصنع بطارية بقياس AAمستخدماً أسلاك النحاس وأسلاك الحديد المطلية بالزنك فقط، ومع أنها لا تطابق مواصفات البطارية AAإلا أنها تعمل بشكل جيد.

 

هذه البطارية بإمكانها تشغيل حتى محرك صغير.

image002

طريقة الصنع

 

قم بلف السلك النحاسي بإحكام حول جسم اسطواني قطره أقل بقليل من بطارية AAوبطول يقارب طول بطارية AA.

image003

image004

ضع طبقة من الصمغ الساخن حول السلك النحاسي بواسطة مسدس الصمغ أو بيدك، وذلك لعزل السلك وجعله صلباً،لكي يصبح لدينا اسطوانة نحاسية معزولة.

 

اصنع حلزوناً من السلك النحاسي- لفااته مشدودة قدر الإمكان- وبقطر يساوي قطر بطارية AA.

 

قم بلحام  الحلزون مع الاسطوانة التي صنعتها في الخطوة السابقة.

image005

image006

image007

لف سلك الزنك حول اسطوانة أخرى أقصر من بطارية AA  بــ 1سم  وبقطر أقل بــ 0.5سم من الاسطوانة الأولى. اصنع حلزوناً من الزنك والحمه مع اسطوانة الزنك السابقة.

image008

image009

قم بلف نسيج ورقي حول اسطوانة الزنك ورطبه بسائل الجلي. ثم ضع اسطوانة الزنك داخل اسطوانة النحاس مراعياً عدم تلامس النحاس مع الزنك. وبذلك تكون البطارية جاهزة.

image010

image011

     

التصميم 12 – البطارية الشبيهة ببطارية AA (تصميم محسن)

هذا تصميم محسن عن التصميم السابق، فعن طريق وصل بطاريتين على التوالي نحصل على جهد 1.5فولط الذي ههو جهد بطارية AA. لكن، شدة التيار تبقى أقل ويمكن وصل 3بطاريات من هذا التصميم على التفرع للحصول على الأمبير المناسب.

image012

اقطع مستطيلاً من رقاقة نحاسية بأبعاد 4.8×4.3، ثم اقطعها إلى نصفين. اقطع أربع دوائر بنفس قطر البطارية.

image013

image014

image015

لف المستطيل حول بطارية من قياس AAوالحم طرفي المستطيل ليصبح عندك قطعة اسطوانية نحاسية، ثم الحم الدوائر على طرف الاسطوانة.

image016

image017

اصنع اسطوانتين صغيرتين بنفس قطر بطارية AAوبعرض 0.5سم

 

قم بلحام أحد هذه الاسطوانتين بالقطعة السابقة كما في الشكل، وحك القطعة لتجهيزها للحام.

 

اصنع غطاءً من الاسطوانة الأخرى (ذات العرض 0.5) ودائرة نحاس.

image018

image019

image020

قم بلحام قطع من الزنك بقياس 1.5×0.5سم كما في الشكل.

 

لف الزنك بالورق كما في الشكل.

 

اجمع القطع لتصبح كما في الشكل.

image021

image022

image023

     

التصميم 13 – البطارية متعددة الأقطاب (بطارية الورق والأمنيوم والغرافيت)

هذه البطارية من أبسط البطاريات التي يمكن صنعها في أقل من دقيقة، ومن مواد متوفرة في المنزل، وهي خفيفة ورقيقة جداً، كما يمكن أن تكون وسيلة شرح جيدة باستخدام مقياس الفولط، ولكنها تعمل فقط لبضع ساعات وليست قوية جداً.

 

المواصفات

الجهد الأقصى: 0.6فولط.

مدة العمل: 1-3ساعات.

الوزن: 0.42غرام.

معدل الجهد بالنسبة للوزن: 1.4فولط لكل غرام.

السماكة : 0.15مم.

image024

المواد:

ورقة بقياس 3سم × 3سم

قلم رصاص طري: (6B - 8B)

سائل الجلي أو عصير ليمون.

 

طريقة الصنع:

ارسم مربعاً (أو أي شكل) على الورق وعبأ مساحتة عدة مرات باستخدام قلم الرصاص وذلك حتى تصبح المقاومة المقاسة بواسطة مقياس الأوم (بين نقطتين من المربع لا يقل البعد بينهما عن 1سم) أقل من 500أوم.

ضع رقاقة من الأمنيوم تحت الورقة وثبتهما بقطعتين من شريط لاصق لتقليل الفراغ بينهما.

وأخيراً ضع بعضاً من سائل جلي الصحون على المربع المرسوم، وبذلك تكون البطارية جاهزة.

فرق الجهد بين المربع المرسوم ورقاقة الألمنيوم حوالي 0.6فولط وستستمر من 1-3ساعات حتى يجف سائل الجلي (أو الحامض).

 image025

 image026

     

التصميم 14 – بطارية الورق والأمنيوم والغرافيت (تصميم 2)

تصميمها بسيط جداً: طبقات متعددة من رقائق النحاس والورق ورقائق الألمنيوم بالترتيب مع قطرات من سائل جلي الصحون.

image027

image028

image029

     

التصميم 15 – بطارية الحامض بالغة الرقة

صناعتها سهلة للغاية: اقطع مستطيلاً بأبعاد 2 ×1سم من رقاقة ألمنيوم وغطه بنسيج ورقي واطوه من الأطراف، ثم غلفها بمستطيل أصغر من رقاقة نحاس.

 

حاول أن تصنع سواراً مؤلفاً من 5-6من هذه الخلايا وأوصلها بمصباح صمام ضوئي.

image030

 image031

 


وفي النهاية

 

وأخيراً، لقد رأيت العديد من التصاميم لصنع بطاريات من مواد عادية، بعضها مشروح بشكل أفضل من الآخر، ولقد صنعتها كلها، وبرغم كل الأبحاث التي قمت بها فإن بطارية نحاس- زنك وبعض قطرات الحامض هي الأفضل لشرح كيف تعمل هذه البطارية. دعنا نرى ما عندك أنت!

 


تأليف

 

تأليف: madaeon  الصفحة الشخصية

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

 

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/The-micro-Lemon-Battery-reusable-1-hour-of-led-l/?ALLSTEPS

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الطاقة العضوية Wed, 30 Jan 2013 00:00:00 +0000
صنع الديزل الحيوي من زيت المائدة http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/638-صنع-الديزل-الحيوي-من-زيت-المائدة http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/638-صنع-الديزل-الحيوي-من-زيت-المائدة

صنع الديزل الحيوي من زيت المائدة

 image001

نقدم لك في هذا المقال طريقة صنع الديزل الحيوي عن طريق تدوير وإعادة استعمال الزيت المحروق.


تقديم

 

بسبب عدم استدامة مصادر الوقود المستخرجة من النفط وضررها على البيئة وغلائها المتزايد مع تناقص مواردها، ومع تزايد التحذيرات من خطر استخراج الوقود الحيوي من النباتات التي تشكل بالأساس مصدر الغذاء، وعدم قدرة مصادر الطاقة المتجددة (الشمس والرياح والأمواج و...) على التعويض عن الوقود الأحفوري (بسبب وجود المحركات التي تعمل على هذا النوع من الوقود)، بدأ البحث عن مصادر أخرى أكثر دواماً وأقل ضرراً للبيئة وأقل تكلفة.

image002

 

image003

بعد أن تقرأ هذا المقال ستجد أنه من السهل أن تحول كمية قليلة من الزيت إلى ديزل حيوي قابل لتشغيل أي محرك ديزل، وذلك بمعدات بسيطة كزجاجة العصير التي يمكن أن تعمل كوعاء تفاعل مثلا، وبهذه الكميات البسيطة يمكنك صقل أسلوبك الخاص وإجراء تجارب عديدة على أنواع من الزيوت، وبعد أن تكتسب الخبرة يمكنك الانتقال إلى كميات أكبر وأنواع متعددة من الزيت.

 


مصطلحات المقال

 

العربية

الإنجليزية

الفرنسية

الديزل الحيوي

Biodiesel

Biodiesel

الغليسرين

Glycerin

Glycérine

جليسيريدات أحادية

Mono-glycerides

Mono-glycérides

جليسيريدات ثنائية

Di-glycerides

Di-glycérides

جليسيريدات ثلاثية

Triglycerides

Tri-glycérides

القطرونة (هيدروكسيد الصوديوم)

Lye (Sodium hydroxide)

Soude (hydroxyde de sodium)

الميثانول

Methanol

Méthanol

الكحول الآيزوبروبيلي

Isopropyl alcohol

alcool isopropylique

محلول الفينول

Phenolphthalein solution

Phénolphtaléine

المعايرة

Titration

Titrage

الميثوكسيد

 Methoxide solution

Methoxide

متعدد ايثيلين عالي الكثافة

High-density polyethylene (HDPE)

Polyéthylène haute densité

 


المبدأ وفكرة لإنشاء شركتك

 

المبدأ هو معالجة الزيت النباتي (سواء كان جديداً أو مستعملاً) كيميائياً ليتحول إلى وقود ديزل حيوي رقيق (قليل اللزوجة) بشكل كاف ليعمل ضمن نظام حقن الوقود في محركات الديزل العادية. هذه المعالجة تحول الزيت إلى نوعين من المركبات:

·        الديزل الحيوي والذي يشارك الزيت في قابليته للاحتراق،

·        الغليسرين الذي يعطي للزيت سماكته ولزوجته.

 

بعد فصل الغليسرين عن الديزل الحيوي يمكنك استخدام هذا الوقود في أي محرك ديزل بدون أي تعديل.

 

عندما تصنع عدة دفعات من الديزل الحيوي وتكتسب الخبرة في عمله فيمكنك الانتقال إلى عمل منشأة صغيرة ثم إلى كبيرة من أجل معالجة كميات أكبر من الزيت، ومبدأ عمل هذه المنشآت لا يختلف عن صنع كمية قليلة كما في مقالنا هذا.

image004

 


لمحة عن كيمياء الزيت والديزل الحيوي

 

الزيوت النباتية عبارة عن جليسيريدات ثلاثية، بمعنى أن جزيء الزيت مؤلف من الغليسرين بشكل أساسي مع  ثلاث أحماض دهنية متصلة معه مشكلة ما يشبه حرف E.

 

لصنع الديزل الحيوي نضيف القطرونة (هيدروكسيد الصوديوم) والميثانول. تحطم القطرونة الكاوية الروابط بين الأحماض الدهنية والغليسرين، بعد ذلك تتحد هذه الأحماض الدهنية مع الميثانول مشكلة استرات حمضية دهنية أو ما يسمى بـالديزل الحيوي، أما الغليسرين الحر فهو أثقل لذلك يستقر في الأسفل تاركاً الديزل الحيوي مع القطرونة في الأعلى.

image005

 

بعد غسل الطبقة العلوية للتخلص من القطرونة نحصل على الديزل الحيوي الصافي. بيد أن الأمر ليس بهذه السهولة دائماً، فبعض جزيئات الجلسريدات الثلاثية قد لا تتفكك بشكل كامل، ويتشكل عندئذ جلسيريدات أحادية أو ثنائية عوضاً عن الغليسرين الحر، بالإضافة إلى أن القطرونة قد تتحد مع الماء والزيت مشكلة الصابون. قد تمنع كل هذه المركبات تشكل الديزل الحيوي الصافي، وبالتالي عدم إمكانية استخدامه في المحركات. تحدث هذه المشكلة بشكل أوضح عند معالجة الزيت المستخدم الذي قد يضم أيضاً الدهون الحرة وفتات الطعام وغيرها...

 

يمكن حل هذه المشكلة بإعادة معالجة الكمية مرة أخرى بنفس الخطوات، وفي بعض الحالات قد تفسد الخلطة تماماً (هذا لا يعني أن نرمي الخلطة ولكن يمكن تحويلها إلى صابون)، ولكن مع اكتساب الخبرة بطريقة الإعداد وبأنواع الزيوت فإن هذه الحالات سوف تختفي.

 


الأدوات والمواد

 

image006

 

المواد

المادة

الكمية

الدور

 

زيت نباتي

لتر واحد او أكثر ويمكنك مضاعفة الكمية ولكن باستخدام وعاء أكبر

(جديد أو مستعمل)، وإذا اخترت المستعمل فحاول أن تحصل على كميات من أنواع زيوت مختلفة من مصادر مختلفة.

 
 
 
 
 

ميثانول

زجاجة واحدة

 يمكنك الحصول عليه من متجر المواد الكيميائية أو من محطات وقود السيارات.

 
 
 

قماش قطني

 

للتصفية

 

كحول ايزوبروبيلي

10 مليلتر

لعمل محلول معايرة.

 
 
 

هيدروكسيد الصوديوم

Lye

5 إلى 10غرام

أو هيدروكسيد البوتاسيوم وهو أسهل في الاستخدام.

 
 
 

ورق عباد الشمس الخاص بمعايرة درجة الحموضة pH أو مقياس الكتروني لدرجة الحموضة.

 

 

 

محلول الـفينول

 

وهو متوفر في متاجر الكيميائيات أو في مواد المخابر المدرسية

 

شريط ورق لاصق

 

لوضع التسميات

 

ماء مقطر

4 إلى 8 لتر

 

 

خل

 

 

 

 

الأدوات

الأداة

العدد

الدور

زجاجة 2 لتر

2

بلاستيكية أو زجاجية ذات فتحة كافية للصب ولإدخال المواد.

سطل

1

 

مقياس درجة حرارة

1

 

سخان كهربائي

1

 

قمع

1

 

جرة زجاجية

3 أو أكثر

قطرميز أو مرطبان

قفازات

1

 

قلم للتعليم

1

 

وعاء قياس حجمي مرقم

1

(قادر على قياس 220 مليلتر) و1 لتر من الزيت

ميزان غرامي

1

 

قِدر

1

 

خِرق قماشية

 

 

نظارات حماية

1

 

ملعقة

1

 

محاقن

Syringes

2

أو قطارة عين ذات مقياس 10 مليلتر وبتقاسيم لا تتجاوز 0.2 مليلتر

 


تعليمات السلامة والأمان

 

بالرغم من أن التعامل مع الديزل الحيوي وتخزينه آمن، لكن المشكلة ومصدر الخطر يكمن في عملية التخمير المنزلي لهذا الوقود التي تتضمن مواداً كيميائية سامة وحارقة وقابلة للاشتعال، بالإضافة إلى استخدام الكحول والصودا الكاوية أو القطرونة (هيدروكسيد الصوديوم NaOH) وغيرها... يجب التعامل مع هذه المواد بحذر شديد ومن أجل الحماية تتبع النصائح التالية:

 

·       لا تستخدم الموقد الغازي في مراحل هذا المشروع. استخدم موقد كهربائي فقط.

·       ضع لصاقات بأسماء المركبات الكيميائية على العبوات التي تحتويها وأغلقها بشكل جيد، وأبقها بعيداً عن متناول الأطفال. وعند التعامل مع الميثانول والقطرونة استخدم القفازات المصنوعة من النتريل أو الـ PVC  ونظارات السلامة والبس أكماما طويلة.

·       اغسل القفازات بعد كل استعمال، وحاذر أن تلامس المواد الكيميائية الجلد أو العينين، وأبق خرطوم مياه قريباً منك لتغسل به نفسك عند حدوث ذلك.

·       الميثانول قد يمتص من طرف الجلد، لذلك اغسله بالماء فوراً وبشكل جيد في حال حدوث أي تلامس مع الجلد.

·       في حال حدوث تلامس القطرونة مع العين فاغسلها فوراً وبغزارة بالماء أو بالخل.

·       أبخرة الميثانول سامة لذلك ارتدي قناعاً أو احبس أنفاسك أثناء التعامل معها، واعمل خارج المنزل أو في مكان مهوى.

 


المرحلة 1: تصفية وإزالة الرطوبة من الزيت

 

الخطوة 1: لماذا؟

 

إذا كنت تستخدم زيتاً جديداً فتجاهل هذه المرحلة وانتقل مباشرة إلى المرحلة رقم 2. أما إن كنت تستخدم زيتاً مستعملاً من مطعم مثلاً فقد يحتوي على فتات طعام وماءاً وأحماضاً دهنية حرة وملوثات بحاجة إلى إزالة وضبط، كما أن الأحماض الدهنية تجعل الزيت حمضياً (أو زنخاً) مما يخفض التأثير القلوي للقطرونة.

يمكن تعويض ذلك عن طريق إضافة المزيد من القطرونة أثناء التفاعل لاحقاً، ولكن هذا يحتاج إلى إجراء اختبار معايرة للزيت مسبقاً لمعرفة مقدار القطرونة الواجب إضافتها.

image007

 

الخطوة 2: إزالة الشوائب من الزيت

 

* نبدأ بلتر واحد من الزيت أو أكثر (الخطوات التالية ستقلل حجم الزيت المطلوب).

* سخن الزيت للدرجة 35 مئوية (95 فهرنهايت) بواسطة لوح سخان كهربائي (لا تستخدم الموقد الغازي هنا أو في أي مكان آخر في هذا المشروع).

image008

* بعد ذلك قم بتصفية الزيت عن طريق عدة طبقات من قماش قطني موضوعة في قمع (ويمكنك استخدام مصفاة القهوة أيضا).

image009

 

الخطوة 3: إزالة الماء من الزيت

 

·       سخن الزيت للدرجة 60 مئوية (140 فهرنهايت) وحافظ على هذه الدرجة لمدة 15 دقيقة.

·       بسبب اختلاف نسبة الكثافة بين الماء والزيت فإن الماء سيكون في أسفل الوعاء والزيت في أعلاه، هذا سيسبب خطر انفجار بخار الماء في حال زادت درجة الحرارة بشكل كبير.

image010

·       صب الزيت في وعاء آخر واتركه ليستقر لمدة 24 ساعة. هذا سيزيل الماء من الزيت الذي قد يؤدي إلى إنتاج الصابون.

·       الماء في الأسفل سيكون وسخاً وغير صاف، لذلك عند صب الزيت في وعاء آخر كن حذراً أن لا تصب الماء معه.

image011

 


المرحلة 2: عملية الصنع

 

الخطوة أ: فحص الزيت لتحديد مقدار الحموضة

 

نصنع محلول اختبار عياري وهو محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 0.1%، وذلك بخلط غرام واحد من القطرونة بلتر واحد من الماء المقطر أو بأي نسب مماثلة.

 

ملاحظة: يمكن استخدام هذا المحلول في الاختبار لكميات أخرى أيضا.

image012

 

الخطوة ب: تحضير محلول الزيت والكحول

في وعاء صغير حل 1 مليلتر من الزيت الدافئ في 10 مليلتر من الكحول الآيزوبروبيلي .

image013

حرك المزيج حتى يصبح صافياً، ثم ضع قطرتين من محلول الفينول.

image014

 

الخطوة ج: عملية المعايرة

·       باستخدام حقنة مرقمة أو قطارة ضع محلول الاختبار العياري قطرة قطرة في محلول الزيت والكحول مع مراقبة الكمية المضافة، وكلما كان الزيت حامضياً كلما زاد مقدار القطرات الواجب إضافتها.

·       حرك بثبات مع الاستمرار في إضافة محلول الاختبار (المعايرة) حتى يصبح لون المزيج زهرياً ويبقى زهرياً لعشر ثوان.

 

ملاحظة: هذه العملية تسمى المعايرة وهي العملية القياسية لتحديد مقدار الحموضة في محلول.

image015

image016

image017

 

الخطوة د: التفاعل الأساسي المنتج للديزل الحيوي

قم أولاً بحساب مقدار القطرونة الذي ستحتاجه:

·        إذا كنت تستعمل زيتاً جديداً فإنك ستحتاج 5 مليغرام من القطرونة (أي هيدروكسيد الصوديوم) أو 7 ميلغرام من هيدروكسيد البوتاسيوم لكل لتر من الزيت.

·        أما إن كنت تستعمل زيتاً مستعملاً فأضف للكمية السابقة غراماً واحداً لكل مليلتر من المحلول الذي استخدمته في المعايرة في الخطوة ج.

كمثال على ذلك:

 

إذا احتجت 1.5 مليلتر من محلول المعايرة ليصبح المزيج زهرياً فـاستخدم 6.5 غرام من القطرونة (هيدروكسيد الصوديوم) أو 8.5 غرام من هيدروكسيد البوتاسيوم.

image018

 

الخطوة هـ: تحضير محلول الميثوكسيد

·       ضع القطرونة بعد حساب الكمية اللازمة في وعاء زجاجي (مرطبان) نظيف وشفاف.

·       أضف 220 مليلتر من الميثانول وغط الوعاء بإحكام لمنع أي تسرب.

·       رج الوعاء بلطف ليتم حل القطرونة بشكل كامل، هذه العملية قد تحتاج عدة دقائق وقد يصبح الوعاء أثناء ذلك دافئاً قليلاً.

image019

ملاحظة 1: هذا الخليط يسمى ميثوكسيد وهو مركب خطر لذلك يجب غسل غطاء الوعاء بشكل جيد بعد الانتهاء من العمل لأن الميثوكسيد قد يخرب ختم الغطاء.

 

ملاحظة 2: بعض الأشخاص يقومون بتحضير الميثوكسيد مسبقاً ويخزنونه في أوعية بلاستيكية من النوع #2HDPE (متعدد ايثيلين عالي الكثافة القابل لإعادة التدوير).

 

الخطوة ز: الخلط

·       سخن الزيت إلى الدرجة 55 مئوية (130 فهرنهايت تقريباً) واتركه ليبرد قليلاً إذا ارتفعت درجة الحرارة أكثر من ذلك.

·       صب الزيت في وعاء أكبر وأضف محلول الميثوكسيد عليه.

image020

·       قم بتغطية الوعاء بإحكام وقم برجه بقوة لخمس دقائق تقريباً.

·       قد يتغير لون المزيج عدة مرات أثناء ذلك.

image021

·       ضع المزيج جانباً وانتظر.

·       خلال نصف ساعة تقريباً سوف تلاحظ تكون طبقة داكنة ووسخة من الغليسرين قد بدأت تترسب أسفل الوعاء، وطبقة أكبر وأخف هي طبقة  الديزل الحيوي ارتفعت إلى أعلى.

·       ضع الوعاء بوضعية تسهل عليك فصل الديزل عن الغليسرين أثناء صبه فيما بعد.

·       اترك المزيج ليستقر طوال الليل.

image022

 

 


المرحلة 3: التصفية النهائية

 

فصل وغسل وتجفيف الديزل الحيوي

يحوي الوعاء الآن: الديزل الحيوي، والغليسرين، وجليسريدات أحادية وثنائية، وصابون، وميثانول، وقطرونة، ويحتمل وجود بعض الجليسريدات الثلاثية المتبقية أيضا.

image023

image024

·       الجليسريدات كلها قابلة للذوبان في الزيت لذلك ستكون غالباً أعلى طبقة الديزل الحيوي، أما الغليسرين فقابل للذوبان في الماء وسوف يترسب أسفل الوعاء.

·       اعتماداً على نوع الزيت الذي تستخدمه والمادة المحفزة (القطرونة أو هيدروكسيد البوتاسيوم) والتي قد تكون سائلة أو صلبة فإن الصابون والميثانول والقطرونة والتي هي أيضاً قابلة للذوبان في الماء سوف تختلط عبر كافة الطبقات، كما أن الصابون قد يشكل طبقة خاصة بين الديزل الحيوي والغليسرين.

·       إذا نتج لديك أكثر من طبقتين أو طبقة واحدة فقط فإن هناك خطأ ما، ربما بسبب الصابون الزائد أو تشكل الجليسريدات الأحادية، وكلاهما من المستحلبات، وقد يؤديان إلى منع انفصال الديزل الحيوي. وفي حال حدوث ذلك قم بمراجعة مقاييسك وحساباتك ودرجة الحرارة، ويمكنك إعادة العملية بإضافة المزيد من الميثوكسيد، أو قم بتغير الزيت ورج العبوة بقوة أكبر هذه المرة.

·       قطرات الغليسرين في الديزل الحيوي قد تسبب انسداد مصافي الوقود في المحرك، كما أن وجود الصابون يمكن أن يشكل الرماد الذي من شأنه أن يلحق الضرر بالحاقن، كما يمكن أن تخرش القطرونة معدن الحاقن أيضا. وفي الوقت نفسه، فإن أبخرة الميثانول السامة والقابلة للاشتعال تجعل تخزين وقود الديزل الحيوي خطيراً. لذلك يجب إزالة هذه الملوثات من الديزل الحيوي قبل استخدامه.

·       إذا تركت الديزل الحيوي ليستقر دون عوائق لعدة أسابيع فإن هذه الشوائب القابلة للذوبان في الماء سوف تنفصل ببطء عن الديزل الحيوي (باستثناء الميثانول). غسل الديزل الحيوي بالماء يزيل الشوائب الضارة، بما في ذلك الميثانول بسرعة أكبر بكثير.

·       للأسف فإن الغسيل لا يزيل المواد المنحلة بالزيت. تحدث هذه المشكلة في حالات نادرة عندما تتبلور أنواع محددة من الجليسريدات الأحادية، وعند استخدامها في المحركات قد تسبب انسداداً في مصافي الوقود والمحاقن وتؤدي إلى صعوبة إقلاع المحرك خصوصاً في الطقس البارد.

·       يحوي الديزل الحيوي التجاري العالي النوعية على نسب منخفضة من الجليسريدات الأحادية والمركبة، وكلما زادت خبرتك في صناعة هذا الوقود استطعت الاقتراب من مواصفات الديزل الحيوي التجاري.

·       يمكنك اختبار وقودك بإعادة المرحلة رقم 1 مرة ثانية، فإذا ترسب الغليسرين فإن عملك يحتاج إلى المزيد من الإتقان.

 

غسل الديزل الحيوي

صب طبقة الوقود الحيوي من الأعلى في وعاء آخر مع الحذر من صب أي كمية من الغليسرين التي قد تؤدي إلى صعوبات في الغسيل حتى لو تركت بعض الديزل في الوعاء مع الغليسرين.

image025

أضف كمية قليلة من الماء المقطر الدافئ بلطف إلى الديزل الحيوي.

image026

اقلب الوعاء رأساً على عقب مرات عدة حتى يبدأ الماء بسحب القليل من الصابون الأبيض، وهذه العملية تستغرق عدة دقائق.

 

لا تهز الوعاء بقوة فنحن نريد أن يتلامس الماء مع الوقود بدون أن يختلطا، فالمبالغة بالهز قد تشكل مستحلباً مستقراً غير قابل للفصل.

image027

·       اقلب الوعاء رأساً على عقب وافتح الغطاء قليلاً فاتحاً المجال أمام الماء والصابون للخروج من الوعاء.

·       أضف قليلا من الماء الدافئ مرة أخرى وكرر عملية الخض والتفريغ، في كل مرة سيكون الصابون أقل وبإمكانك الخض بقوة أكبر.

·       إذا ظهرت طبقة شاحبة اللون من المستحلب فلا تهدرها لأنها غالباً تحوي الديزل واستمر بعملية الغسيل والتفريغ حتى يصبح الماء صافياً وينفصل بسهولة.

·       هذه العملية تستهلك الكثير من الماء، ولكن إذا لم تحصل على نتيجة جيدة فحاول زيادة درجة الحرارة قليلاً ثم أضف الملح والخل بالترتيب.

·       عندما تنتهي من عملية الغسيل اترك الديزل ليجف في الهواء حتى يصبح صافياً تماماً، تستغرق هذه العملية يومين تقريباً، وكلما كانت عملية الغسيل متقنة كلما كان الديزل صافياً.

·       أما إن كنت مستعجلاً فيمكنك تسريع العملية بتسخين الديزل قليلاً ليتبخر الماء الذي فيه وتستمر بالتسخين حتى يصبح صافياً.

·       عندما يصبح الديزل صافياً بحيث يمكنك قراءة الجريدة من خلال الوعاء فهو بذلك أصبح جاهزاً للاستخدام.

image028

 


للمزيد من المعلومات

 

سأضع لكم بعض روابط الفيديو لكيفية صناعة الديزل الحيوي، ستكون مفيدة إن شاء الله.

الفيديو التالي لنفس المقال المترجم:

 

{youtube}TC9h78b2RM4{/youtube} 

 

وهذه سلسلة مجزأة ومرتبة ومفيدة جداً (تتبعها خطوة خطوة):


{youtube}1EMtdKJPZv8{/youtube} 


{youtube}O7AMRKfosmA{/youtube} 


{youtube}EoW40HWeAX4{/youtube} 


{youtube}E5eZEdGlC0Y{/youtube} 


{youtube}CXTmZECsKBU{/youtube} 


{youtube}XolFY8wFWMA{/youtube}


تأليف

 

تأليفRob Elam

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: azenalokla@gmail.com

 

 


المراجع

 

http://makeprojects.com/Project/Backyard-Biodiesel/187/1

http://makeprojects.com/Project/Backyard-Biodiesel/187/2

http://makeprojects.com/Project/Backyard-Biodiesel/187/3

http://www.oilpresses.net/oil-presses-biodiesel-for-your-oil-pressing-needs/

http://www.springboardbiodiesel.com/biobasics/basic-biodiesel-safety-information

http://www.futurity.org/earth-environment/kinder-faster-biodiesel-conversion/

http://www.heatingoil.com/blog/boston-university-turning-waste-cooking-oil-biofuel-heating-oil105/

http://www.findpulse.com/category/triglycerides/

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الطاقة العضوية Sun, 03 Feb 2013 00:00:00 +0000
محرك لينفورد ثنائي الشوط بمكبسين متعاكسين http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/572-محرك-لينفورد-ثنائي-الشوط-بمكبسين-متعاكسين http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/572-محرك-لينفورد-ثنائي-الشوط-بمكبسين-متعاكسين

المحركات – محرك لينفورد ثنائي الشوط بمكبسين متعاكسين

image001

نقدم لك في هذا المقال تصميما يصف طريقة صنع المحرك لينفورد ثنائي الشوط بمكبسين متعاكسين.


نبذة

تم إلقاط صور لأول تصميم لمحرك لينفورد ثنائي الشوط في مجلة IC Enginesونشر من طرف Lundsay Pulications.

 

براءة الإختراع 1880للينفورد تظهر بمحرك ثنائي الشوط، حيث تأتي المكابس معا لتشكل غرفة احتراق واحدة وتمت إضافة دولابين عوض دولاب واحد.

image002

image003

image004

 


الفكرة

لقد أوحى لي أحد الأصدقاء والذي يصنع نماذج المحركات بهذه الفكرة بدون أن أعي ذلك. صديقي هذا كان يصنع محرك لينفورد رباعي الشوط مع مكبسين متعاكسين في أسطوانة واحدة، حجرة الاحتراق في وسط الاسطوانة وبالإضافة إلى شمعة الاحتراق فإن صمام الدخول وصمام العادم موجودان أيضاً في المنتصف، وهذا يقلل إلى حد ما المساحة المخصصة من أجل الصمامات ونظام القيادة المعقد نسبياً مع الهزازات وقضبان الدفع وعمود الكامات وآليات التوزيع 1:2. لتفادي ذلك خطرت لي هذه الفكرة أن أصنع محركاً ثنائي الشوط بمكبسين متعاكسين بدلأ من محرك رباعي الشوط. فالمحرك ثنائي الشوط لا يحوي صمامات على الإطلاق لذلك فلا داعي لنظام قيادة أو آليات توزيع.

 image005

قبل البدء بالمحرك كنت قد صنعت جهازاً للتحكم بالضغط بشوطين بصماماته الكروية الفريدة واللطيفة مع المكربن البخاري للبنزين، ومن هذا المنطلق سأصنع اسطوانة بضعف الطول وأضع مكبسين فيها. ولكن يجب أن أجد حلاً لوصل المكبسين بالدولاب المعدل، وهذا أصابني ببعض المخاوف لأن عمودَي المكبسين يخرجان من جانبين متعاكسين من الاسطوانة، ولقد حللت هذه المشكلة بوضع حزام ناقل لنقل الحركة.

 


استعراض

{youtube}ODmBn0i9ltQ{/youtube}   

 


الأجزاء الرئيسية

ملاحظة 1: إذ لم تستطع الحصول على الأجزاء فيجب في الغالب أن تصنعها بنفسك.

ملاحظة 2: عند فتحك لملفات التصميم ستجد الأسماء باللغة الإنجليزية والألمانية فقط، استعن بالجدول التالي من أجل التعرف عليها بالعربية وبالفرنسية أيضا.

ملاحظة 3: لا تنتبه للأسماء الغريبة بأي لغة، إنما تم إعطاء أسماء لقطع معينة للمحرك، ويمكنك أن ترى في صور التصميم عند تحميله فتفهم عما ندندن عنه.

 

العربية

المادة

الكمية

ألمانية

إنجليزية

فرنسية

الأسطوانة

الحديد الزهر الرمادي

 

Cilinder

Cylinder

Cylindre

المكبس

الحديد الزهر الرمادي

2

Zuiger

Piston

Piston

الناقل

 

2

 Bush

Bus

Bus

صمولة

 

 

Moer

Nut

Écrou

الحلمة

النحاس الأصفر

2

Nippel

Nipple

Mamelon

الشوكة

النحاس الأصفر

2

Gaffel

Fork

Fourchette

صحن الأسطوانة

 

2

Cilinderplaat (Alu)

Cylinder plate

Plaque de cylindre

العمود المرفقي

الصلب

2

Krukas

Crankshaft

Vilebrequin

الذراع المشغل

النحاس الأصفر

2

Drijfstang

Driving rod

Bielle

محور الدوران

الصلب

2

Asje

Pivot

Pivot

دولاب مسنن

 

3

Tandwiel (ALU)

Cog wheel

Roue dentée

الدوار

الصلب

2

Rol

Roller

Rouleau

القلاب

الصلب

 

Tuimelaar

Tumbler

Gobelet

داعمة القلاب

 

2

Tuimelaar steun (Alu)

Tumbler support

Support de Gobelet

محور القلاب

الصلب

2

Tuimelaar as

Tumbler axis

Axe de Gobelet

محور

الصلب

2

As

Axis

Axe

دوار الحزام المسنن

الصلب

2

Tandriem rol

Tooth belt roller

Rouleau de courroie crantée

محور عجلة الجر

الصلب

 

Spanrol as

Stretching wheel axis

Axe de roue d'étirage

عجلة الجر

 

 

Spanrol (Alu)

Stretching wheel

Roue d'étirage

حامل عجلة الجر

 

 

Houder voor spanrol (Alu)

Stretching wheel holder

Porteur de roue d'étirage

جانب صحن تركيب الأسطوانة

 

 

Montageplaat cilinderzijde (Alu)

Mounting plate cylinder side

Côté de plaque de montage de cylindre

محمل الكرة

 

 

Kogellagersteun  (Alu)

Ball bearing support

L'appui à roulement à billes

محور الحذافة

الصلب

 

Vliegwiel as

Flywheel axis

Axe de volant

جانب صحن تركيب الحذافة

 

 

Montageplaat vliegwielzijde (Alu)

Mounting plate flywheel side

Côté de plaque de montage de volant

اللاحم

 

 

Solderen

Solder

Soudure

وعاء التوسيع

النحاس الأصفر

 

Expansie vat

Expansion vessel

Vase d'expansion

صمام الكرة

النحاس الأصفر

 

Kogelklep

Ball valve

Robinet à boisseau

الممهد

 

 

Glad

Smooth

Lissage

الحذافة (دولاب الموازنة)

النحاس الأصفر

 

Vliegwiel

Flywheel

Volant

قرص محدب للإشتعال

النحاس الأصفر

 

Nokschijf voor ontsteking

Ignition cam disc

Disque à came d'ignition

المجوف

النحاس الأصفر

 

Afstand bus

Spacer

Bague

شمعة الإشتعال

 

 

Bougie

Spark plug

Bougie

صحن التركيب

 

 

Montageplaat (Alu)

Mounting plate

Plaque de montage

قطعة خشبية (حائط)

الخشب

2

Houten wand

Wooden wall

Contre-plaque

عمود

 

4

Pilaar (Alu)

Pillar

Pilier

بكرة

النحاس الأصفر

 

Poelie

Pulley

Poulie

 


التصميم

قم بتحميل التصميم من خلال الضغط على الرابطين التاليين:

تصميم 1-2

تصميم 2-2

 

ملاحظة: هذا التصميم ينتسب إلى مصممه Ridders ويمكنك الإتصال به عبر بريده الإليكتروني الذي تجده في الأسفل. تم إنجاز هذا التصميم سنة 2008ميلادية على يد Jan Riddersوتحديثه سنة 2009.

image006

image007

الحزام المسنن

 

من الواضح أن محوري العمودين المرفقيين متوضعين على نفس المستوى وفي مستوى المقطع العرضي المار بمركز الاسطوانة. طريقة تعشيق العمودين المرفقيين يجب أن تحقق تناظر موقعي المكبسين أثناء العمل، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق العجلات المسننة، ولكنني اخترت الحزام المسنن للأسباب التالية:

·        ضبط المسافة بين العمود المرفقي والدولاب المعدل سهل ومرن عند استخدام الحزام المسنن، ولك الحرية المطلقة عند اختيار الأبعاد الأخرى، هذا مهم جداً في هذه الحالة لأن المسافة بين العمودين المرفقيين كبيرة نسبياً، لذلك نحتاج عجلات مسننة بأقطار كبيرة، أما عند استخدام الحزام المسنن فإن الهيكل سيكون أخف وألطف.

·        الحزام المسنن يعمل بهدوء مع احتكاك خفيف ولا حاجة للتشحيم.

·        التروس الخاصة بالحزام المسنن متوفرة بسهولة بعدة قياسات، وحتى صناعتها - عند الحاجة - سهلة خلافاً للعجلات المسننة والتي قد نحتاج منها قياسات خاصة وخبرة وحرفية في التصنيع.

يجب أن يكون الحزام المسنن تحت قوى شد خفيفة، وهذا يمكن تحقيقه بسهولة بضبط دولاب الشد والذي له حواف جانبية تمنع انزلاق الحزام.

تروس

دولاب الشد

الدولابين الموجهين

 

وفي الشكل جانبه يمكن رؤية دولاب الشد والدولابين الموجهين واللذين يحافظان على وضعية الحزام بشكل محيطي على التروس.

 image008

والشكل جانبه يظهر طريقة وصل عمودي المكبسين المتعاكسين مع العمودين المرفقيين عن طريق الهزازات وقضبان التوصيل.

* المحمل الكروي للهزازات

* المحمل الإنزلاقي لعمود المكبس

* الهزازات Rockers

* قضبان التوصيل

 image009

وبما أن نهاية الهزاز تتحرك على جزء من دائرة كان من الضروري عمل شقوق فيها مع محمل كروي لوصلها مع عمود المكبس الذي يتحرك بشكل شاقولي تماماً.

image010

image011

المحامل الانزلاقية لعمودي المكبسين

 

استخدمت أولاً المحامل الانزلاقية البرونزية، ولكنها اهترأت مع الزمن، ربما بسبب القوى العرضية المطبقة على العمود هذا بالرغم من وجود المحمل الكروي في الهزازات. ونتيجة لذلك فإن عمود المكبس يبدأ بالميلان والانزلاق بشكل كبير، وأيضاً تحصل بعض التسربات الغير مرغوب بها للهواء بين العمود والمحمل لأن خليط الوقود الجديد ينضغط بين المكبس وصفائح الاسطوانة.

الحل كان بسيطاً وعملياً: استبدلت المحامل البرونزية بمحامل مصنوعة محلياً من التفلون والتي تقلل الاحتكاك بشكل كبير وتزيد من إحكام العمود.

 

الاسطوانة والمكبسين

 

استعملت الحديد الصب لصنع الاسطوانة والمكبسين، واخترت معدل الضغط المنخفض بحدود 1:4، وهذا يجعل الإقلاع أسهل ويسمح بتخفيض سرعة الدوران، هذه طبعاً مسألة ترجع للمصمم ولكنني أفضل إقلاعاً موثوقاً وعملاً منخفض الضجيج بدلاً من الارتجاجات التي تكون صاخبة وغالباً ما تحتاج إلى مقلع يدوي للبدء. النتيجة أن مستوى القوى سيكون منخفضاً إلى حد ما خصوصاً مع حجم الاسطوانة الصغير هذا.

تجربتي مع هذا النوع من المحركات علمتني ألا أستخدم الحلقات المكبسية هنا لأن الاحتكاك الناتج عنها يصعب التغلب عليه، ولكن لا مانع من عدم استخدامها إذا كان قياس المكبس دقيقاً وهذا ليس صعباً عند استخدام الحديد الصب، وقد نجحتُ بجعل تجويف الاسطوانة بدقة 0.0.1mmوبنعومة كبيرة وذلك باستخدام مخرطة ضبط يدوية.

أثناء الخراطة وباستخدام العديد من زيوت القطع أدرت الاسطوانة مراراً وتكراراً باستخدام الضبط الخاص بالمخرطة.

وبعد ذلك باستخدام مخرطة أكبر نسبياً أعدت العملية السابقة حتى لم أعد أجد أي اختلافات في الأقطار في أي مكان.

هذه العملية تشبه إلى حد بعيد الجلخ وبقليل من الصبر فإن النتائج تصبح شبيهة جداً بالجلخ.

بما أن الخلوص بين المكبس والأسطوانة صغير جداَ 0.03مم، فتركيب المكبس داخل الأسطوانة يحتاج إلى بعض الطرق كيف يستقر في مكانه بدون احتكاك تقريبا ً. وهذا يجعل المحرك وكأنه يدار بواسطة الهواء رغم أن الانضغاط أكثر من كافٍ.

وبسبب التمدد الحراري المنخفض والمتساوي للحديد الصب لا يحدث كبح للمكبس في الاسطوانة حتى بدون نظام للتزييت.

 

نظام الوقود مع الصمامات الكروية والمكربن البخاري للبنزين

 

يوضح الشكل التالي مخطط نظام الوقود. الأجزاء الفرعية من هذا النظام مصنوعة من النحاس ويمكن صنعها بعمل بسيط على مخرطة. كراسي الكرات الفولاذية ذات 45درجة يجب ان تصنع بدقة ويجب أن تكون ناعمة.

صنعتُ محاور للصمامات الكروية بحيث كل واحد منها يمكنه ضبط المساحة الحرة لتحرك الكرة عندما يعمل المحرك، وهناك أفضلية معينة لهذه المساحة الحرة في الاتجاه العمودي (حوالي 0.5). تتحرك الكرة في مساحة صغيرة فيما يشبه القناة على المحور، وبدون هذه الترتيبات فإن الكرة تميل إلى الطفو في الصمام وكنتيجة لذلك فإن المحرك قد لا يعمل أو يعمل بدون انتظام.

من المستحسن جعل كل براغي الإحكام محكمة الشد، وبالإمكان استخدام السليكون المانع للتسرب  لهذا الغرض، مما يمكّن من انتزاع الصمامات عند الحاجة، ولكن يجب الانتباه إلى أن كراسي الكرات يجب أن لا تسمح بالتسرب.

كما يبدو أنه لا مفر من وعاء التمدد، وفي الحقيقة فإن حجم هذا الوعاء هو تعويض عن حجم صندوق المرفق في أي محرك ثنائي الشوط، هذا الحجم يلعب دوراً مهما في عمليتي الانضغاط والانفجار في أي محرك ثنائي الشوط، والمكربن كجزء من نظام الوقود أيضاً بسيط وخال من المشاكل.

image012

شمعة الاحتراق

 

استخدمت لشمعة الاحتراق دارة كلاسيكية مع ملف اشعال والذي اشتريته كعينة من محل لكهرباء السيارات.

لم استخدم شمعة الإحتراق الكريستالية، لأن طاقة الشرارة الناتجة عنها تبدو غير كافية لعمل إشتعال موثوق في المحرك ثنائي الشوط، ولا زلت لا أفهم لماذا عملت بشكل ممتاز مع المحرك رباعي الشوط على عكس ثنائي الشوط.

على كل حال، وجدتُ حلا ً للمشكلة، وذلك بصنع ملف اشعال في قاعدة المحرك الخشبية، ومن أجل طاقة الـ 12فولط استخدمت البطارية من آلة الثقب اليدوية التي أملكها، ووضعتها على حامل صنعته شخصياً ووصلتها بمأخذ في القاعدة الخشبية، قد لا يكون هذا الحل الأكثر إبداعاً ولكنه عملي وموثوق جداً.

يجب أن تقدح الشرارة عندما يصل المكبس تماماً إلى النقطة الميتة العليا TDC، أي عند النقطة التي يصبح المكبسان في أقرب مسافة بينهما.

الهامش المسموح به هو 5+/- درجة، والنصيحة التي غالباً ما نسمعها حول الإشتعال المبكر غير صحيحة هنا لأن هذه المحركات تعمل عند سرعات منخفضة وبالتالي فإن الاشتعال المبكر قد يؤدي إلى احتراق خلفي.

و لأن هندسة ملف الاشعال وعناصر الدارة الأخرى تعتمد على مدى توفرها فإنها غير متضمنة في الرسوم التوضيحية، وفي الواقع إن إنشاء الدارة إلى حد ما ارتجالي عند العمل، ومن الصعب رسمها على الورق، ولكن هذا على ما اعتقد ليس مشكلة لمن يريدون صنع هذا المحرك.

image013

image014

             

تشغيل المحرك

 

o      وقود هذا المحرك هو البنزين العادي المستخدم للسيارات ويفضل وقود Coleman Latern

o      الحديد الصب هو المسؤول عن عدم كربجة المكبس بدون إضافة أي زيوت للوقود.

o      الخزان يجب أن يملئ حتى المنتصف وهذا كاف للعمل حوالي 20دقيقة، وعموماً فإن النموذج لن يعمل لهذه المدة لأن 5دقائق كافية للتجريب الناجح.

هذا المحرك يحتاج القليل فقط من الخليط الغازي لذلك فإن البوابة الحاصرة لخلط الهواء الإضافي عند مخرج المكربن يجب أن تكون تقريباً مفتوحة عند بدء التشغيل، وبعد ذلك أغلق البوابة بالتدريج حتى تسمع إقلاع المحرك (انظر إلى تفصيل المكربن في الأشكال).

عندما يعمل المحرك يمكن ضبط السرعة بسهولة بين 150و15000دورة بالدقيقة عن طريق حاصر الهواء.

ولاحظ ان السرعة على ما يبدو تقل كلما كان مزيج الوقود غنياً.

ولأن مشغل المحرك يجب أن يتعود على ضبط المكربن فإنه من المفيد والضروري أن يشغل المحرك بإرخاء الحزام المطاطي حول بكرة محور الدولاب المعدل بنفس الطريقة التي تفعلها عند تشغيل آلة الثقب اليدوية. وعند الإلمام بطريقة الضبط سيصبح بإمكانك تشغيل المحرك بدفعة بسيطة للدولاب المعدل.

 


ملاحظات ونقاط عامة

 

من المفيد من وقت لآخر وضع نقطة من الزيت على سطح المكبس عن طريق فوهة العادم ليس لتجنب الكبح ولكن للحفاظ على سطح المكبس والاسطوانة بحالة جيدة، وهذا مفيد بشكل خاص عند تخزين المحرك لفترة  طوية.

هذا المحرك لا يحوي أي كاتم للصوت (اشطمان) وخبرتي عند العمل مع النماذج أنه لا يوجد لها وظيفة عملية، إنها تبدو جيدة بالطبع ولكن لحد الآن لم أجد حلاً لوضعها ضمن المساحة الضيقة عند فوهات العادم.

 أدعو الجميع لتصميم شيئ جيد وأروني إياه في أي وقت.

 


تأليف

 

تأليف: Jan Ridders (ألمانيا)

البريد الإليكتروني:jan.ridders@gmail.com

الموقع الإليكتروني:http://ridders.nu

تاريخ التصميم الأصلي:10أكتوبر 2004

تاريخ التصميم المجدد:10يوليو 2010

 

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

 

  


مراجع

 

http://modelengineeringwebsite.com/Linford_I_C_engine.html

http://modelengineeringwebsite.com/Linford_drgs.html

http://www.lindsaybks.com/dgjp/jlv/lewis2.html

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) المحركات البخارية Thu, 31 Jan 2013 00:00:00 +0000
المحرك التخلخلي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/571-المحرك-التخلخلي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/571-المحرك-التخلخلي

المحركات – المحرك التخلخلي

 image001

نقدم لك في هذا المقال وصف صنع المحرك البخاري التخلخلي وشرح مبدأه ومدى بساطة صنعه.


مبدأ المحرك التخلخلي

عندما يصل المكبس العامل إلى رأس الأسطوانة، يقوم بدفع الصمام الرئيسي الداخلي بواسطة الدافع الصغير، والذي يتحرك أفقياً داخل الجدار الخارجي للأسطوانة. في تلك اللحظة تكون الغازات الملتهبة محصورة داخل الأسطوانة وتبدأ بالتبريد، وهذا يسبب تخلخل جزئي داخل الأسطوانة، مما يسبب قوة تجعل المكبس يعود إلى الخلف، وفي نفس الوقت يبقي الصمام الرئيسي الداخلي في موقعه، وبذلك يبقى الثقب مغلقاً.

 image002

عندما يتحرك المكبس العامل إلى الخلف تكون الغازات مضغوطة في تلك اللحظة، ثم تبدأ بالتناقص، وفي اللحظة التي يصبح فيه الضغط مساوياً للضغط في حالة فتح الثقب، فإن الصمام الرئيسي الداخلي يفتح تلقائيا. والحدبة الصغيرة الموجودة على المكبس تقوم بدفع الصمام ميكانيكياً إلى نهاية شوطه حيث يكون المكبس وقتها مقاداً بالحذافة (الحذّافة). وتنظف داخل الأسطوانة كي تدخل الغازات الملتهبة مرة أخرى إليه. وتتكرر هذه العملية كل مرة.

 

ملاحظة: الحذافة هي ببساطة كتلة اسطوانية ثقيلة وظيفتها الاحتفاظ بالطاقة لإعطائها فيما بعد

 


استعراض

{youtube}s_WyzBy3RC8{/youtube}

 


الأجزاء الرئيسية

ملاحظة 1: إذ لم تستطع الحصول على الأجزاء فيجب في الغالب أن تصنعها بنفسك بالإعتماد على ملفات التصميم.

ملاحظة 2: عند فتحك لملفات التصميم ستجد الأسماء باللغة الإنجليزية والألمانية فقط، لذلك يمكنك الاستعانة بالجدول التالي من أجل التعرف عليها بالعربية والفرنسية أيضا.

ملاحظة 3: لا تنتبه للأسماء الغريبة بأي لغة، إنما تم إعطاء أسماء لقطع معينة للمحرك، ويمكنك أن تراها في صور التصميم عند تحميله فتفهم عما ندندن عنه.

 

العربية

المادة

الكمية

ألمانية

إنجليزية

فرنسية

الأسطوانة

الفولاذ المقاوم للصدأ

1

Cilinder

Cylinder

Cylindre

سند الأسطوانة

النحاس الأصفر

2

Cilinder steun

Cylinder support

Support de cylindre

ذراع دفع الصمام

الصلب

1

Schuifstoter

Valve push rod

Poussoir de soupape

المضبط

النحاس الأصفر

1

Aanslag

Adjuster

Ajusteur

عشيق محوري

النحاس الأصفر

1

Schuif pen

Pivot stud

Goujon pivot

الصمام  الداخلي

النحاس الأصفر

1

Inwendige schuif

Internal valve

Soupape interne

المكبس

الغرافيت

1

Zuiger

Piston

Piston

الشوكة

النحاس الأصفر

1

Gaffel

Fork

Fourchette

وتد المكبس

الصلب

1

Piston pen

Piston pin

Axe de piston

ذراع التوصيل

النحاس الأصفر

1

Drijfstang

Connecting rod

Bielle

الحذافة

النحاس الأصفر

1

Vliegwiel

Flywheel

Volant

المجوف

 

1

Afstandbus

Spacer

Bague

العمود المرفقي

الصلب

1

Krukas

Crankshaft

Vilebrequin

سند المحمل

النحاس الأصفر

2

Lagersteun

Bearing support

Support de palier

قاعدة خشبية

الخشب

1

Houten voet

Wooden base

Base en bois

حراق كحولي

النحاس الأصفر

1

Spiritus brander

Spirit burner

Réchaud à alcool

غطاء قنينة

النحاس الأصفر

1

Dop

Filler cap

Bouchon de remplissage

فتيل من القطن

القطن

1

katoenen lont

Cotton wick

Mèche en coton

 


التصميم

قم بتحميل صورتي التصميم من خلال الضغط على الرابطين التاليين:

تصميم 1-2

تصميم 2-2

 image003

في الحقيقة يمكنك التوقف هنا والإعتماد على التصميم لصنع جميع أجزاء المحرك. لكن، إذا كنت تريد تفاصيل وملاحظات حوله فيمكنك متابعة المقال.

 


نبذة

لقد قمت بتصميم هذا المحرك التخلخلي قبل عدة سنوات، لكني وجدتُ فيما بعد أنه يحتاج إلى بعض التحسينات، فقد وجدتُ أن التصميم الأصلي يحدث فيه ترسب للصدأ داخل الأسطوانة، أما التصميم الجديد ففيه الكثير من التحسينات أستطيع أن اختصرها في ما يلي:

1.    الاسطوانة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

2.    المكبس والصمام الداخلي مصنوعان من مادة الغرافيت.

3.    زيادة قطر الأسطوانة، والمكبس، والصمام.

4.    تبسيط البناء الميكانيكي للمحرك.

 image004

 

كما أن تكبير قطر الأسطوانة بنسبة 50% جعل مقدار الطاقة المنتجة تزداد بشكل ملحوظ، كما ساهمت في نوع من الاستقرار للمحرك، وتقليل السلوك الحرج للمحرك، والشكل التالي يوضح أبعاد الأسطوانة.

image005

 image006

 image007

كما تم تخفيض عدد الأجزاء المكونة للمحرك، وتم فصل بعض الأجزاء مثل ماسك الصمام، ودبوس الصدمة أو المربط المسنن الواقع خلف المكبس.

 image008

 image009

الآن بات من الضروري فقط أن نقوم بتثبيت دبوس الصدمة علىقضيب الدفع في المكان الصحيح، لإعطاء تفاوت  صغير جداً عندما يكون المكبس في الموقع الخلفي الأقصى.

 image010

     

المبدأ

في الواقع إن مبدأ عمل المحرك التخلخلي بسيط جداً، ولكن البناء الكلاسيكي الذي يحوي الصمام الرئسي الخارجي المنزلق والذي بدوره يقوم بفتح وإغلاق الثقب الموجود في الأسطوانة في كل دورة معقد نسبياً. لكن، وقبل كل شيء، فإن ضبط هذا الصمام وميكانيكية القيادة الخاصة به مسألة دقيقة جداً، فأي انحراف صغير قد يمنع المحرك من العمل أو قد لا يعمل أبداً، وهذا يتضمن ما يلي:

1.    أي ضغط عالي للنوابض على قرص الحدبات في التصميم السابق، يسبب كبحاً للمحرك، ومن ناحية أخرى إذا كان هذا الضغط منخفضاً فقد يسبب حالة العومان (الطفو للنظام)، وكذلك يصبح توقيت الصمام الرئيسي خاطئاً، لذا فإن ضبط الزنبرك اليميني على قرص الحدبات يعتبر عملية حساسة جدا.

2.    عملية تقاطع ضغط الزنبرك مع حركة الصمام الرئيسي أيضاً عملية حساسة، فإن كان الضغط عالياً فهذا يعني احتكاكاً ضاراً، وإن كان منخفضاً فسيسبب تسرباً بين سطح الصمام والأسطوانة.

3.    عندما ينتقل المكبس العامل (المكبس العامل: هو المكبس نفسه عندما يكون في حالة حركة) تحت الضغط إلى رأس الأسطوانة، تكون الغازات الملتهبة مضغوطة في نفس الوقت.

4.    أحياناً قبل أن يصل المكبس إلى رأس الأسطوانة يصبح الضغط مساوياً للضغط في حالة فتح الثقب، وهذا ما يسبب زيادة في إعاقة الضغط الزائد عندما يتأخر فتح ثقب الأسطوانة عن طريق الصمام الرئيسي، من ناحية أخرى، فتح هذا الثقب مبكراً يؤدي إلى فقدان في طاقة المحرك، لذا يجب علينا أن نحدد عرض الحدبة تجريبياً، لأن هذا يحدد نمط حركة الصمام الرئيسي. إضافة إلى ذلك فإن لحظة تساوي الضغط التي ذكرتها تعتمد أيضاً على درجة حرارة الأسطوانة. ودرجة الحرارة هذه تكون متغيرة لكن حركة الصمام الرئيسي تبقى ثابتة. وللأسباب الثلاثة السابقة قمت باستخدام صمام رئيسي داخلي بدلا من الصمام الرئيسي الخارجي. والمكبس بهذه الحالة اصبح أقل ضجيجاً، بالإضافة إلى إنه يقوم بفتح ثقب الأسطوانة من الداخل وليس من الخارج. هذه التركيبة جعلت المكبس نفسه يقوم بقيادة الصمام الداخلي خلال حركته وبطريقة سهلة.

 image011

مقطع  أفقي للمحرك

 


فوائد الصمام الرئيسي الداخلي

لهذا التصميم فوائد عدة، مقارنة بالتصميم الأول والذي استعملت فيه الصمام الرئيسي الخارجي:

1.    الآلية غير الثابتة لعمود الحدبات، والكأس والزنبركات أزيلت بالكامل. وبالتالي تخلصت من التعديلات الحرجة للحذّافة، وضغط الزنبرك على الحدبة وعلى الصمام الرئيسي وحتى تزامن الآلية.

2.    المانعة المستخدمة مع الصمام الرئيسي الداخلي، بسيطة ولها تفاوت جيد مع الأسطوانة لمنع الهواء من الدخول، تماماً كما في المكبس.

3.    لن تحدث أي إعاقة للضغط الزائد داخل الأسطوانة، لأن الصمام الرئيسي الداخلي يقوم بفتح الثقب في اللحظة التي يتساوى فيها الضغط داخل الأسطوانة مع الضغط عند فتح الثقب.

4.    احتكاك الصمام الداخلي بسطح الأسطوانة الداخلي أقل بكثير من الآلية التي استعملت فيها الصمام الخارجي، ولا حاجة لأي ضغط للزنبرك في هذه الحالة.

5.    إن درجة حرارة الصمام الداخلي أخفض من درجة حرارة الصمام الخارجي، لأن الأخير معرض مباشرة للهب، بالإضافة إلى الزنبرك الذي يقوم بإبقاء الصمام الخارجي مثبتاً بسطح الأسطوانة.

6.    ضبط بارامترات تشغيل المحرك ملازمة للتصميم، فلم أترك شيئاً، كل شيء مدروس.

7.    بسبب التناظر، فإن هذا المحرك يعمل باتجاه اليمين وباتجاه اليسار، وقد لا يكون هناك فائدة من هذه العملية، لكنها رائعة على كل حال.

8.    هذا التصميم بسيط ومتين جدا مع حد أدنى من الملحقات، وهو نموذج جيد للمصممين المبتدئين.

 


بعض المواصفات

 

مادة الغرافيت

الغرافيت هو مادة سوداء ناعمة، وهو نوع من الكربون، يستعمل في أقلام الرصاص وبعض التجهيزات الإلكترونية. كما أن خواص الغرافيت غير القابل للصدأ والذاتي الانزلاق تضمن أداءً موثوقاً بنسبة 100%، مع تقليل الحاجة إلى الصيانة أو عدمها في بعض الأحيان.

 

الصمام والمكبس مصنوعان من الغرافيت، والسبب الرئيسي في استخدام هذه المادة هو أنها مادة ذاتية الانزلاق ولا تحتاج إلى تزييت ولها معامل تمدد منخفض. وهذا يمنع انحصار المكبس و/أو الصمام داخل الأسطوانة. وبالنسبة للأسطوانة فقد استعملتُ الفولاذ المقاوم للصدأ، لمنع أي ترسبات من الصدأ. والفجوة الداخلية في الاسطوانة يجب أن تكون اسطوانية الشكل تماماً وناعمة، بالإضافة إلى أن قطر المكبس يجب أن يكون له تفاوت أقل ما يمكن (0.03ملم أو أقل) وبذلك يستطيع أن يتحرك داخل الأسطوانة بأقل احتكاك وأكثر ممانعة لدخول الهواء الخارجي إلى داخل الأسطوانة.

 

الدافع

الدافع المستعمل في دفع الصمام الرئيسي الداخلي هو عبارة عن قضيب من الفولاذ بقطر 2ملم ينزلق بسهولة داخل فجوة موجودة على جدار الأسطوانة. على احدى الجوانب هناك ما يسمى الماسك الذي يقود الصمام الداخلي في مسافة حرة مما سيمنع أي التواء محتمل. وعلى الجانب المعاكس تماماً للماسك هناك قطعة صغيرة تسمى الصادم، يلامسها المكبس عندما يصل إلى رأس الأسطوانة (على اليمين) محركاً بذلك القضيب الفولاذي والذي يقوم بتحريك الصمام كي يغلق ثقب اللهب.

يثبت هذا الصادم بالقضيب بواسطة برغي قطره 2ملم. وعند فك الصادم تستطيع أن تقوم بفك القضيب والمكبس والصمام الرئيسي كما هو موضح في الشكل. ونقوم بهذا عندما يتطلب الأمر تنظيف هذه الأجزاء والسطح الداخلي للأسطوانة.

 image012

 


ضبط المحرك

كما قلتُ سابقاً، فإن أي ضبط في هذا المحرك يجب أن يكون دقيقاً، والضبط الوحيد الذي يتطلب دقة كبيرة هو تثبيت الصادم على الجانب اليميني من الأسطوانة على قضيب الدفع. وعندما يتم ذلك بشكل صحيح، ستلاحظ ما يلي عند تدويرك للحذافة (الحذافة) ببطيء عن طريق اليد:

·       عندما يكون المكبس في الطرف اليميني الصحيح: يكون الصمام الداخلي مدفوعاً للداخل بالكامل ومغلقاً لثقب اللهب داخل الأسطوانة، بتداخل حوالي 1ملم.

·       عندما يكون المكبس في الطرف اليساري الصحيح: يدفع الصمام الداخلي بواسطة الحدبة الموجودة على المكبس، وبذلك يفتح ثقب اللهب بالكامل ما عدا ميليمتر واحد، ولو زدت ضغط الحدبة على الصمام ولو بمقدار بسيط جداً فذلك سيقوم بفتح الثقب بالكامل، لذا فإن هذا الضبط مهم جداً للحفاظ على المليمتر الواحد.

 


ضبط فتيلة اللهب

كل المحركات التخلخلية حساسة جداً تجاه حجم اللهب وموقعه أمام ثقب الأسطوانة. ومن المهم تفادي دخول الهواء البارد إلى داخل الأسطوانة مع الغازات الملتهبة، وهذا يحدث بسهولة مع الأمواج القوية للهب والداخلة للأسطوانة، وبشكل عام فإن المحرك يتوقف في هذه الحالة. يمكن لهذا أن يحدث أيضاً إذا كان اللهب صغيراً جداً، وحسب تجاربي وجدت أن عرض وارتفاع اللهب يجب أن يكون أكبر بمرتين من ثقب اللهب.

 

إن موقع اللهب أمام ثقب الأسطوانة مهم، ومن الضروري أن يكون موقع اللهب على بعد مليمترات من مركز الثقب ويكون موازياً لمحور الثقب أي عمودياً على المقطع العرضي للثقب، والزاوية المائلة تسبب فقداناً لطاقة اللهب.

 

وأخيراً، فإن المسافة بين اللهب وثقب الأسطوانة أيضاً مهمة. لذا، قبل تثبيت المشعل على المحرك يجب أن تجد المكان المثالي للمشعل وذلك بتحريكه باليد أمام ثقب الأسطوانة وتثبيته عندما يكون أداء المحرك أفضل.

 

يستعمل الإيثانول الصناعي (89% منه عبارة عن كحول) من أجل توليد اللهب، إذا كان متوفراً، حيث يكون درجة حرارة اللهب أعلى ويسبب ترسبات أقل على المكبس، وعلى الصمام الداخلي وعلى السطح الداخلي للأسطوانة.

 


أداء المحرك

يبدأ المحرك بالعمل بموثوقية تصل إلى 100%، فوراً أو ضمن الدقيقة الأولى من تشغيل المشعل. في هذه الدقيقة الأولى، يتكون هناك بخار ماء مكثف مرافق للعملية، لكن هذا البخار يختفي بعد أن ترتفع درجة حرارة الأسطوانة. وكما قلتُ سابقاً فإن المحرك التخلخلي ليس مهماً فيه اتجاه الدوران. وسرعة الدوران القصوى تتراوح من 400إلى 500دورة في الدقيقة إذا كانت كل القطع تعمل بشكل جيد.

 


أخيراً

بسبب بساطة تصميم هذا المحرك، قد يبدو غير مهماً بنظر البعض، لكنني متأكد بأن هذا التصميم الفريد، سيكون مهماً من قبل خبراء المحركات التخلخلية.

 


قائمة حل المشاكل

أحياناً أسأل نفسي ماذا سأفعل إذا حدثت أي مشكلة عند تشغيل المحرك. لتحديد سبب المشكلة، ووضع حل ممكن لها، فقد وضعت القائمة التالية لحل المشاكل ليتم اتباعها. والقيم الموجودة فيه متعلقة بالمحركات التي تعمل بأداة جيد وسرعة قصوى تصل من 400إلى 500دورة في الدقيقة:

 

1.    يجب أن يعمل المحرك بخفة: يجب أن ندرك أن الطاقة الناتجة عن اللهب منخفضة نسبياً. الديناميكية الحاصلة تحت الضغط والتي تحدث داخل الأسطوانة خلال تبريد غازات اللهب لا تزيد عن عُشر الضغط الجوي. وهذا يعني أن الاحتكاك الميكانيكي يجب أن يكون أقل ما يمكن داخل الأسطوانة حتى يتم التغلب عليها، بالإضافة إلى ذلك ولكي نزيد من قوة سحب المكبس أثناء التخلخل تم تركيب الحذافة الذي يقوم بتخزين الطاقة أثناء حركة المكبس لليمين ثم اعطائها للمكبس خلال شوط التخلخل، كي يبقى المحرك في حالة عمل. وبعض اختبارات الاحتكاك التي يمكن أن تجرى للمحرك في الحالة الباردة بدون لهب هي:

·       دفع الحذافة باليد بقوة.

·       إذا تم فصل الحذافة عن المكبس، يجب أن يبقى المكبس في حالة عمل لمدة من 1.5إلى 2دقيقة.

·       بوجود المكبس والصمام الداخلي والدافع، يجب أن يبقى المحرك في عمله لمدة 5إلى 8ثوان.

وإذا لم تتحقق الاختبارات السابقة، فسيكون هناك احتكاك غير مقبول، وفي هذه الحالة نستطيع أن نتبع الاسباب والحلول التالية:

·       هناك بقايا للمواد المحترقة على المكبس أو الصمام الداخلي أو السطح الداخلي للأسطوانة، وهذا يحدث بعد بعض عمليات التشغيل للمحرك بالحالة الطبيعية مع اللهب. والحل أن تقوم بتنظيف المكبس والصمام الداخلي والسطح الداخلي للأسطوانة بقطعة قماشية مناسبة (نسيج كتاني)، ثم العودة إلى اختبارات الاحتكاك المذكورة في الأعلى.

·       الازدواج صغير بين المكبس و/أو الصمام الداخلي مع السطح الداخلي للأسطوانة. والحل أن تقوم بتلميع (صقل أو جلخ) سطح المكبس والصمام الداخلي بورق الجلخ، أو السطح الداخلي للأسطوانة بمعجون التصقيل الناعم جداً، وعند عمل ذلك، قم باختبارات الاحتكاك مرة أخرى.

·       التواء في قضيب الدفع: يجب معرفة أن هناك فراغ بين ماسك الصمام والشق الموجود على المربط المسنن المثبت بالصمام الداخلي، لذا فإن حركة الصمام يجب أن تكون إلتقاطية من ماسك الصمام بسبب الفراغ الموجود.

ملاحظة:  الازدواج هو المسافة بين السطح الخارجي للمكبس والسطح الداخلي للأسطوانة، وتختار بحيث يكون الاحتكاك أقل ما يمكن بين السطحين، ومعروف لدى المهندسين الميكانيكيين أن هناك ثلاثة أنواع للإزدواجات، الازدواج التداخلي والخلوصي والانتقالي.

 image013

2.    قوة المكبس والصمام الداخلي على منع دخول وخروج الهواء إلى/من الاسطوانة: يجب أن تكون حركة المكبس والصمام الداخلي سلسة داخل الأسطوانة. ومن ناحية أخرى يجب أن يمنعا دخول أو خروج أي هواء لداخل الأسطوانة وبدون أي تزييت. ولذا، يجب أن يكون السطح الداخلي للأسطوانة ناعماً وأسطوانياً تماماً. واختلافات القطر الداخلي للأسطوانة على كامل طولها يجب أن لا يزيد عن 0.02ملم. وتستطيع أن تحقق ذلك بسهولة عن طريق توسيع الفجوة الداخلية للأسطوانة يدوياً بواسطة أداة التوسيع (الموسّع) القابلة للتعديل والكثير من مادة التزييت، قم بإمرار الموسّع داخل فجوة الأسطوانة عدة مرات مع الزيت حتى يصبح مروره سهلاً داخل الفجوة. ثم قم بتعديل عرض الموسع مرة أخرى وأعد العملية مرة أخرى حتى تصل إلى مرحلة يصبح بالكاد هناك اختلاف في القطر على طول الاسطوانة، بما لا يتجاوز 0.02ملم. هذا الطريقة مناسبة عند عدم امتلاكك لآلة شحذ (تجليخ). التفاوت بين الأسطوانة والمكبس والصمام الداخلي يجب أن لا يتجاوز 0.03ملم زيادة أو نقصاناً. بعد أن تضبط السطح الداخلي للأسطوانة كما ذكرت سابقاً، ستكون حركة المكبس والصمام الداخلي سلسة بشكل تام داخل الأسطوانة، والآن لفحص حصر الهواء عن طريق المكبس والصمام مع المحرك البارد بدون لهب قم بما يلي:

·       ضع المكبس في الموقع المتطرف الأقصى الصحيح (على اليمين).

·       ضع الصمام الداخلي في الموقع الصحيح أيضاً (على اليسار)، بحيث تغلق فجوة الأسطوانة.

·       قم بتحريك المكبس عن طريق تدوير الحذافة، وكنتيجة للضغط الزائد الحاصل داخل فجوة الاسطوانة فإن المكبس سيقوم بدفع الصمام الداخلي لليسار حتى يُفتح ثقب الاسطوانة، وفي هذه الحالة سيخرج الهواء المحصور داخل فجوة الاسطوانة من الشق الصغير الحاصل في ثقب الأسطوانة نتيجة حركة الصمام لليسار، وإذا تابعت حركة المكبس فإن الصمام الداخلي لن يتحرك لأن الضغط الزائد اختفى بعد فتح شق صغير في ثقب الاسطوانة. وإذا لم يتحرك الصمام في المرحلة الأولى لتحريك المكبس، فهذا يعني أن هناك تسريب كبير للهواء إما من خلال المكبس أو الصمام والحل الوحيد في هذه الحالة هو صنع مكبس أو صمام جديد.

3.    المواد المستخدمة في صناعة الأسطوانة والمكبس والصمام: في هذا التصميم الجديد قمت بصنع الاسطوانة من الفولاذ المقاوم للصدأ، والصمام والمكبس من مادة الغرافيت لمنع أي ترسبات بالإضافة إلى خاصية التزييت الذاتي لهذه المادة. ولا أستطيع أن أحدد فيما إذا كان صنع الصمام والصمام من الفولاذ المقاوم للصدأ سيأتي بنتائج جيدة ومماثلة، لكن الغرافيت مفضل إذا استطعت الحصول عليه. حيث لن تقوم أبداً بتزييت المكبس أو الصمام، لأنه حتى لو استعملت طبقة رقيقة جداً من الزيت داخل الأسطوانة فإن هذه الطبقة ستحترق وتتحلل نتيجة الحرارة العالية للهب، تاركةً طبقة من الزيت المحروق على السطوح الداخلية.

ملاحظة: التفاوت هو القيمة الدنيا أو العليا المسموح بها لقطر أو بعد معين، وتسمى بالسماحية أحياناً.

 image014

4.    ضبط اللهب: أي مشعل للهب يمكن أن يعمل بشكل صحيح، إذا تم الاحتراق الجيد لغازات اللهب. وجميع المشاعل حساسة من هذه الناحية، لذا من المهم تفادي دخول أي هواء غير مخصص أو بارد مع الغازات الملتهبة. يجب أن يطابق اللهب ثقب الأسطوانة بشكل واضح.

·       يوضح الشكل فتيلة اللهب بالنسبة إلى ثقب الاسطوانة:

·       من المهم جدا أن يوضع مركز اللهب على بعد 5إلى 6ملم على اليسار من مركز الأسطوانة.

·       أي ذبذبة أو ارتجاف للهب قد يكون معطلاً لوظيفته، وفي هذه الحالة يتوقف المشعل عن العمل تماماً بسبب دخول هواء بارد مع الغازات الملتهبة.

·       تموضع موقع اللهب أمام ثقب الأسطوانة له تأثيرات مختلفة، وهذا ما جعلني أقوم بالكثير من التجارب لإيجاد الموقع المثالي في هذه الحالة، وكانت النتيجة كما في الشكل السابق، وفي هذه الحالة عمل المحرك بأداء جيد وبسرعة تتراواح من 400إلى 500دورة في الدقيقة.

والحقيقة المفاجئة هي أن فتيلة الاشتعال يجب أن تكون ملتصقة بالأسطوانة حيث المسافة بينهما تساوي الصفر، في حين أن مركز اللهب يجب أن يوضع على بعد
5ملم من مركز الثقب، وبهذه الأبعاد تم امتصاص اللهب بشكل رائع داخل الأسطوانة بدون دخول أي هواء بارد غير مرغوب به. وهذا ما جعل المحرك يدور بسرعة من 400إلى 500دورة في الدقيقة. لذا فأن الحراق يجب أن يتم ضبطه في الاتجاهين الأفقي والعامودي حتى يتم تحقيق المواقع السابقة.أحياناً عند عمل المحرك تستطيع أن تحدد الموقع المثالي لفتيلة القطن، عن طريق ليّها بملقط معين.

5.    الوقود المستعمل مع الحراق: يتحسن أداء المحرك بشكل ملحوظ عند استعمال الإيثانول الصافي، بدلاً من المحاليل الكحولية. إن درجة الحرارة الناتجة عن الإيثانول أعلى بكثير من المحاليل الكحولية، وأقل تلوثاً، بالإضافة إلى أن الإيثانول يحتوي على حوالي 10% من الماء، و2% من الميثانول، ولا تجب أن تكون كمية الميثانول مساوية 100% لأنه سام جدا.

 

6.    صيانة المحرك: على الرغم من استعمال الفولاذ المقاوم للصدأ والغرافيت، فإن المحرك قد يعاني من بعض الترسبات لسبب أو لآخر. في هذه الحالة قم بإزالة المكبس والصمام الداخلي ثم نظفهما بشكل كامل بواسطة قطعة قماشية أو ورقة مشبعة ببعض المواد المذيبة مثل مادة WD40. ثم قم بتجفيف كل شيء بعد ذلك.

 

القائمة المذكورة في الأعلى يمكن تحقيقها بسهولة ويسر، وعند تحقيقها سترى أن المحرك يعمل بشكل ممتاز.

     

تطوير

 

تقديم

كما جرت العادة أنه عند انطلاق أي فكرة في البداية مهما كانت بسيطة تبدأ بالتبلور والتطور لتمر من نسخة إلى أخرى مطورة من التي سبقتها وهكذا...

 

المحرك التخلخلي AFCF1

هذا الإصدار أحادي الأسطوانة، وهو شبيه بالذي قدمنا شرحه في هذا المقال. إليك تصميم المحرك التخلخلي AFCF1:

 

{youtube}Sqb-zVcaCaE{/youtube}

 

المحرك التخلخلي الثنائي (الملاكم)

يمكنك تطوير هذا العمل عن طريق زيادة عدد الأسطوانات ومضاعفة الأجزاء الأخرى أيضا، والمثال التالي يعطيك نبذة عن المحرك التخلخلي الثنائي (ويسمى الملاكم أيضا):

 

{youtube}NyljhoCdr80{/youtube}

 

 

{youtube}t0CY-kbwSzE{/youtube}

 

المحرك التخلخلي الرباعي (V4)

نسخة أخرى مطورة أكثر بأربعة أسطوانات مركبة على شكل الرقم العربي المشرقي ۷ حيث زاوية انفراجه تساوي 60درجة.

 

{youtube}21xyKBRO_A8{/youtube} 

 


استعمال

إليك مثالا يظهر لك كيف يمكن دمج محرك تخلخلي أحادي الأسطوانة في شكل سيارة صغيرة:

 image015

 image016

 

{youtube}b5m1kba38YM{/youtube}

 


مصطلحات المقال

 

العربية

إنجليزية

الفرنسية

محرك تخلخلي

(محرك فراغي، محرك الشعلة)

Vacuum Engine

Flame-licker engine

  Avaleur de flame

الحراق

Burner

 

مشعل للهب

Flame-Eater

 

التفاوت

Clearance

 

الموسّع

Reamer

 

الازدواج

Fit

 

الماسك

Catcher

 

ماسك الصمام

Valve catcher

 

الصادم

Striker

 

المانعة

Airtight sealing

 

الكأس

Tumbler

 

الزنبرك

Spring

 

الدافع الصغير

Pusher

 

الصمام الرئيسي

Head valve

 

الصمام الرئسي الخارجي

 External Head Valve

 

قضيب الدفع

 Pusher rod

 

المربط المسنن

 Stroke pin

 

 


تأليف

 

تأليف: Jan Ridders (ألمانيا)

البريد الإليكتروني:jan.ridders@gmail.com

الموقع الإليكتروني:http://ridders.nu

تاريخ التصميم الأصلي:14دجنبر 2005

تاريخ التصميم المجدد:17مارس 2011

 

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

 

  


مراجع

 

http://modelengineeringwebsite.com/vacuum_engine.html

http://modelengineeringwebsite.com/vacuum_pt_2.html

http://modelengineeringwebsite.com/Vacuum_pt_3.html

http://www.japantrendshop.com/gakken-vacuum-engine-car-kit-p-238.html

http://www.projectsinmetal.com/free-metalworking-project-plans-the-flame-eater-vacuum-engine-by-jan-ridders/

http://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_engine

 
]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) المحركات البخارية Fri, 01 Feb 2013 00:00:00 +0000
مروحة تعمل بالطاقة الشمسية http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/540-مروحة-تعمل-بالطاقة-الشمسية http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/540-مروحة-تعمل-بالطاقة-الشمسية

مروحة تعمل بالطاقة الشمسية

image001

الفكرة هي تزويد مروحة صغيرة بالطاقة الشمسية للتقليل من استخدام مكيف الهواء. لنرى كيف يكون ذلك.


تقديم

قمت بهذا المشروع للمنافسة في مسابقة في أحد المعارض المتخصصة بالبيئة، وبما أنها تعمل بالطاقة الشمسية فهذا يعني أنه لا يوجد اي انبعاثات للغازات المضرة بالبيئة.

image002

 


المبدأ

عند تفكيك حاسب قديم ستجد بعض القطع المفيدة والتي يمكنك استخدامها في صنع الأشياء، من هذه القطع المروحة الصغيرة الخاصة بتبريد المعالج والتي تعمل بجهد كهربائي 12فولط، لذلك سنستخدم هذه المروحة لعمل مشروعنا الذي سنقدمه للمنافسة في المعرض.

 

نستخدم حامل بطاريات من قياس AA (بطارية AA: هي البطارية ذات أحد الأحجام القياسية (51 ملم طولاً، وقطر 14 ملم تقريباً)) ووصله مع دارة محول جهد (من 1.5 فولط إلى 12 فولط)، وبذلك يمكننا الوصل مع المروحة 12 فولط، بعد ذلك نصل خلية شمسية مع الدارة لتشحن البطاريات، وبهذا نحصل على مروحة تعمل بالطاقة الشمسية.

 


الأجزاء الرئيسية

image003

العربية

الإنجليزية

الفرنسية

الكمية

القيمة أو الصيغة

صمام شوتكي

Schottky Diode

1

 

مكثف الكتروليتي

Elecrtolytic Capacitor

Condensateur Eletrolitique

1

47 uF

شريحة تحويلDC/DCبتكنلوجيا خطية

Linear Technology DC/DC Converter Chip

1

 

حامل بطاريتين

Batteries Holder

1

قياس AA

بطارية قابلة للشحن

Recheargeable Battery

Batterie Recheargeable

2

قياس AA

جهد 1.2 فولط

مقبس

Socket

1

8 دبابيس (او أرجل)

وشيعة تحريضية

Inductor

Bobine

1

120 uH

مقاومة

Resistor

Resistance

1

10 أوم

مروحة

Fan

Ventulateur

1

 12 فولط،

15 أمبير

خلية شمسية

Solar Cell

1

أحضرتها من مصباح مرج يعمل بالطاقة الشمسية (انظر الخطوة التالية)

لوح دارة الكترونية

Perfboard

1

لتثبيت العناصر عليه.

صندوق مناسب

Box

1

لثبيت المروحة والخلية الشمسية عليه والدارة بداخله.

بعض الأسلاك

Wires

Cables

عدة

 

 


الأدوات

ليس مهما أن يكون عندك جميع هذه الأدوات ويمكنك أن تتدبر أمرك.

image004

·       كاوي أو قلم لحام (مع ملحقاته).

·       أداة تعرية الأسلاك (Wire Strippers).

·       قطاعة أسلاك.

·      زرادية (كماشة)، وكلما كانت ذات رأس رفيع كان ذلك أفضل لتسهيل التقاط الأشياء ووضعها على اللوح بدون تخريبها.

·       ملزمة لتثبيت الأجزاء أثناء العمل.

·       أداة فك وتثبيت البراغي (Dremel)

·       مثقاب (Drill) مع ريش (أو يمكنك استخدام أداة تثبيت البراغي أو أي طريقة للثقب).

image005

image006

 


الخلية الضوئية

image007

الخطوة الأصعب قد تكون إيجاد الخلية الضوئية، لذلك اشتريت مصباح مرج يعمل بالطاقة الشمسية وفككته (يفضل الفك اليدوي لتفادي الإضرار بالأجزاء، أما أنا فاستخدمت أداة فك البراغي الكهربائية للسرعة)، واستخرجت الخلية الشمسية من المصباح، وذلك بفك اللحام أو بقص الأسلاك، وكذلك استخرجت البطاريات القابلة للشحن.

 

والصورة المجاورة توضح الخلية الشمسية بعد إخراجها من غلاف المصباح.

image008

 


الدارة الكهربائية

قبل البدء بالتلحيم اطبع المخطط وضعه أمامك أثناء التلحيم، ويفضل طباعة المخططين التاليين فأحدهما يظهر شريحة التحويل DC/DC مع طريقة وصلها مع العناصر الإلكترونية، والثاني يظهر تسميات الشريحة التي تساعد على فهم نقاط التوصيل.

image009

image010

وهذا هو الشكل النهائي الذي ستظهر عليه الدارة بعد توصيل كافة القطع.

image011

 


المقاومة

سنستخدم بطاريتين من النوع القابل للشحن (أي بجهد كهربائي 1.2 فولط وليس 1.5 فولط)، وبوصلهما على التوالي يصبح الجهد الناتج هو 2.4 فولط، وهذا يعني أننا سنضطر لاستخدام محول أقل من (3 فولط إلى 12 فولط)، أو تعديل الدارة قليلاً ليصبح بإمكاننا استخدامه، وهذا الحل هو ما سنبينه لك.

 

قم بوضع مقاومة 10 أوم عند مخرج البطاريات التي ستؤدي بدورها إلى تخفيض الجهد الداخل إلى الدارة الكهربائية، وهذا سيحل المشكلة بسهولة. أما كيفية حساب قيمة المقاومة فتمت عن طريق قانون أوم والعلاقة كالتالي:

 

الجهد الكهربائي (فولط) = المقاومة (أوم) × شدة التيار الكهربائي (أمبير)

 


البدء بالتركيب

بعد أن جهزنا كل شيء سنبدأ بالتركيب، وهذه هي الخطوات:

 

ضع اللوح على الملزمة.

 

ضع المكونات في مكانها على اللوح مع ملاحظة عدم وضع الشريحة في المقبس حتى يكتمل المشروع نهائياً.

 

إبدأ بتلحيم العناصر الالكترونية مع اللوح (وللسهولة اثني أرجلها لتثبيتها في مكانها)

 

بعد ذلك قم بالتوصيل حسب المخطط باي ترتيب تريده (الخطوة اللاحقة تشرح ذلك).

 

image012

image013

 


كيف قمنا بالتوصيل

يمكنك التوصيل بأي ترتيب تريده، وإذا لم يكن لديك خبرة بالتوصيل فهذا مقترح لكيفية فعل ذلك، وإذا كانت لديك الخبرة فتجاوز هذه الخطوة.

 

اقطع الأسلاك بعدة أطوال وأزل العازل من أطرافها (يمكنك تجهيز الأسلاك كلها أولاً أو يمكنك تجهيز سلكاً كلما احتجت له).

image014

بالاستعانة بالمخطط الحم سلكاً بكل رجل من أرجل الشريحة الواجب وصلها واترك الطرف الآخر للسلك حراً.

image015

الآن يمكنك وصل الأطراف الحرة للأسلاك كلٌ إلى مكانه في الدارة.

 

بعد الانتهاء من توصيلات الشريحة قم بالتوصيلات الأخرى.

 

بعد ذلك يتم توصيل لخلية الشمسية والبطاريات والمروحة ووضعها في الصندوق ليصبح المشروع جاهزاً.

image016

 


باقي التوصيلات

قبل البدء بهذه الخطوة تذكر أنك ستقوم بتوصيل اللوح داخل الصندوق إلى الأجزاء خارجه ( المروحة والخلية)، لذلك قم بعمل ثقوب في الصندوق وأدخل الأسلاك ثم قم بالتوصيل.

image017

image018

سيتم توصيل الخلية الشمسية إلى البطاريات بسلكين عبر الثقوب التي أحدثناها في الصندوق (في الصورة التالية لم ندخل السلك ضمن الثقوب للإيضاح)، الموجب (للخلية) مع الموجب (للبطاريات) والسالب مع السالب ( في الصورة الأحمر هو الموجب والأسود هو السالب).

image019

يمكن إضافة مفتاح تشغيل وذلك بإضافة سلك ثالث كما في الشكل السابق، هذا السلك يذهب إلى المفتاح ثم إلى اللوح داخل الصندوق من الجهة الموجبة.

 

بعد ذلك قم بوصل السلك الثالث إلى المفتاح ، ثم من المفتاح إلى اللوح.

image020

image021

لم يتبق إلا وصل المروحة باللوح عبر الثقوب وإتمام الدارة بسلك رابع من جهة اللوح السالبة إلى البطاريات.

 

ثم تثبيت المكونات في الصندوق ونكون بذلك قد انتهينا.

image022

 image023

     

اللمسات النهائية

هناك بعض اللمسات الإضافية قبل الانتهاء:

1.    جرب المشروع بتشغيل المفتاح وإطفائه عدة مرات.

2.    ثبت المروحة على الصندوق بالغراء الساخن.

3.    يمكنك ترك الخلية الشمسية بدون تثبيت لتتمكن من تدويرها باتجاه الشمس لتحصل على طاقة أفضل.

 


تأليف

 

تأليف:Gjdj3

ترجمة بتصرف: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

 

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/The-Amazing-Solar-Powered-Fan-A-Green-Gadget/?ALLSTEPS

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الطاقة الشمسية Tue, 12 Mar 2013 00:00:00 +0000
صنع نظام شمسي للتكييف والتبريد المنزلي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/535-صنع-نظام-شمسي-للتكييف-والتبريد-المنزلي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/535-صنع-نظام-شمسي-للتكييف-والتبريد-المنزلي

صنع نظام شمسي للتكييف والتبريد المنزلي

 image001

في هذا المقال سوف تتعلم كيف يمكن بناء منظومة شمسية بـ 12فولط لتشغيل مبردة بالهواء خلال فصل الصيف الحار وثلاجة 120لتر بـ 12فولط خلال الأشهر الأبرد.


تنبيه

قد لا يكون هذا المقال مكتملا ووافيا لصنع نظام الطاقة الشمسية المنزلي. لكن، ستجد مقالات متنوعة في موقع اصنعها تصف لك طرق متنوعة لصنع هذا النظام وكذلك معلومات عن بناء مقتفي مسار الشمس.

 image002

 


التجربة والخطأ

يتضمن هذا المقال بعض الأمور التي فعلتها بشكل خاطئ وتلك التي فعلتها بشكل صائب أيضا أثناء بنائي للاقط الشمسي.

 

مع العلم أنه ليس لدي خبرة سابقة في هذا المجال وطريقتي تلك معتمدة على نظام (البحث ثم التجربة والخطأ)، فالأفكار المقدمة في هذا المقال هي دليل توجيه لا أكثر.

 image003

لن أغطي بناء اللوحة بحد ذاته بالتفصيل ولكني سأذكر أشياء مفيدة (مكتشفة غالباً بالطريقة المذكورة سابقاً: التجربة والخطأ) والتي لم تُغط في كثير من التعليمات والمقالات التي قرأتها أثناء تحضيري لبحثي.

 image004

 


الخطوة 1: البحث

قد تصاب بالإرباك في البدء عند البحث عن المعلومات في الشبكة المعلوماتية (الانترنت). فهناك الكثير من المعلومات المفيدة  ولكن في نفس الوقت هناك الكثير أيضاً من المعلومات التي لا قيمة لها، وبحكم الخبرة فإنه كلما زاد عدد الناس الذي يرددون معلومة ما كلما زادت نسبة صحتها (عادة وليس دائما).

هناك مسبقاً بعض التعليمات عن بناء اللوحات في هذا الموقع والمواقع الأخرى تحوي معلومات موثوقة ومفيدة جداً، ولكن قليل من المقالات التي قرأتُها تشير إلى العمر المتوقع للوحة الشمسية بحسب المواد التي تستخدم في اللوحات المصنعة يدوياً.

 

إنّ أول الخلايا الشمسية صنعاً لا زالت تعمل منذ سنوات عدة، ومن المتوقع أن تعمل لسنوات أخرى قادمة. غالباً ما تستخدم قطعة من الخشب المعاكس المدهون لتثبيت الخلايا الشمسية عليها بالرغم من عمرها القصير تحت الظروف الجوية الحارة، وفي أغلب المقالات التي قرأتها والتي تعتمد على (التكلفة المنخفضة) فإن المادة المستخدمة هي الخشب المعاكس، وهذا ما أستخدمه في صناعة الألواح الشمسية، فلقد صنعت أكثر من 300واط من اللوحات معتمداً على الخشب المعاكس. ولكنني سأضطر في آخر المطاف لإزالة الخشب المعاكس بطريقة ما واستبداله بمادة متينة أكثر، لست واثقاً بعد ما هي أو كيف ؟ ربما الألمنيوم أو Tedlar.

 

والتدلر Tedlarأو Polyvinyl fluorideاختصارا هو (PVF): مادة مصنوعة من البوليمترات  مقاومتها عالية للعوامل الجوية والتلوث والمواد الكيماوية، تستخدم عادة في الطبقة المقاومة للحريق المغلفة للأجزاء الداخلية في الطائرات- المترجم

 

للتفكير خارج المربع اجعل أحد محركات البحث صديقك، وبعملية بحث عن solar panel backing" ستجد الكثير من المواقع المفيدة، ونصيحتي أن تبحث جدياً ثم تصنعها لمرة واحدة وتصنعها بشكل جيد.

 


الخطوة 2: اختر موادك بحكمة

هذه هي الخطوة الأكثر حساسية. وكما ذكرنا سابقاً فإن اختيارك للمواد سوف يحدد عمر اللوحة، لذلك بعد إتمام البحث والتعرف على المواد التي ستحتاجها في بناء هذه المنظومة، احصل عن المواد ذات النوعية الجيدة لتضمن أن لوحتك ستعمل بشكل جيد ولفترة طويلة.

 

استخدم اللوح ذو 32أو 36خلية ضوئية (32هو الحد الأدنى للوحة 12فولط) لمستوى أمبير الخلايا الذي تستطيع تحمل تكلفته، وحتى مع استخدام المواد ذات النوعية الأعلى فإن لوحتك ستكلف بالكاد نصف سعر اللوحات التجارية.

image005

 


الخطوة 3: حسابات


 

الاستطاعة

تحسب بضرب الجهد الكهربائي للخلية بشدة التيار الخاص بها. وحدتها هي الواط (Watt).

 

مثال: لوحة مبنية بــ 35خلية جهد الخلية 0.55فولت وشدة التيار 3.6أمبير فإن:

استطاعة اللوحة = توتر الخلية الواحدة × شدة التيار للخلية الواحدة × عدد الخلايا

أي:

الاستطاعة =  0.55× 3.6 × 35 = 69.3  واط

وهذا حجم مناسب ويستحق الجهد المبذول على صناعة اللوحة.

 

الخلايا ذات الأمبير الأقل هي بالتأكيد الأقل تكلفة، ولكنها تستهلك نفس المقدار من التحضير والإنشاء والمواد ومعدن اللحام مقارنة بالخلايا ذات الخرج الأكبر. لذلك، من الأفضل شراء أكبر خلايا تستطيع تحمل تكلفتها.

 

الخلايا المزودة بأشرطة أم غير المزودة بها

الخلايا غير المزودة بأشرطة (Tabbed Cells)التزويد بألسنة هي عملية التوصيل الكهربائي للخلايا عن طريق وصل وجه كل خلية بشريطين من سلك منبسط أو مسطح، وظيفة هذه الأشرطة هي جمع الكهرباء المتولدة من الخلايا- المترجم

 image006

الخلايا المزودة بأشرطة (Untabbed Cells): الخلايا غير المزودة بأشرطة أرخص ثمناً ولكنها تتطلب عملاً أكبر في تلحيم الأشرطة وخبرة في عملية التلحيم، ومن جهة أخرى فإن الخلايا المزودة مسبقاً بأشرطة قد لا تكون مثبتة بشكل جيد وستحتاج جهداً إضافياً في إعادة عملية اللحام، لذلك قد يكون من الأفضل استخدام الخلايا غير المزودة بأشرطة للتأكد من التوصيل بشكل جيد. ولكن حتى لو لم تكن لديك الخبرة في اللحام فإن استخدام اللوحة المزودة بأشرطة وتركيب المنظومة الشمسية يدوياً سيكون أرخص من شراءها. مع ملاحظة أنك إذا قررت استخدام مواد التغليف من التدلار، فإنك يجب أن تستخدم الخلايا المزودة مسبقاً بأشرطة إذا كانت الخلايا مثبتة مقابل الزجاج. ضع في اعتبارك أن لوحتك ستكون جيدة كلما كان اللحام جيداً، لذلك حاول أن تتأنى في عملية اللحام واستخدم موادا وقلم لحام جيداً. لذلك، اختر قلم لحام أو كاوية (Soldering Iron) جيدة، وتدرب على عملية اللحام ببعض الخردة وبمواد لحام كأسلاك النيكل أو المعادن المطلية بالكروم قبل البدء بالعمل واقرأ التعليمات المرافقة للقلم بشكل جيد.

 image007

 


الخطوة 4: قبل اللحام

الخلايا يجب أن تلحم مع بعضها كسلسلة، الطرف الموجب من كل خلية متصل مع الطرف السالب للخلية التالية بواسطة سلك مسطح (أشرطة) كما في المخطط. لتحقيق ذلك يجب تزويد الخلايا بأشرطة إن كانت غير مزودة بها، وذلك بلحام شريط من سلك منبسط على الوجه الأمامي للخلية (السالب) ثم على الوجه الخلفي (الموجب).

 image008

الأدوات التي سنحتاجها في اللحام

 

1.     سلك اللحام: اشتر بكرة من سلك لحام (Resin Cored Solder) بأقل قطر ممكن.

2.     الأشرطة أو السلك المنبسط: هو سلك منبسط من النحاس المطلي بالقصدير، وقد تجده بعدة سماكات، ولكنني وجدت الأقل سماكة أسهل في عملية اللحام. تقطع هذه الأشرطة بطول يساوي ضعف عرض الخلية (أو أكبر قليلاً كعامل أمان) لتمكينها من تغطية الناقل الأمامي ثم عبر النواقل الخلفية (سيكون هناك ناقلان على الأقل مباشرة خلف كل ناقل أمامي).

3.     قلم الصمغ المساعد على صهر المعدن Resin Flux Pen: وهو ضروري جداً في عملية اللحام.

4.     قلم اللحام: سخنه إلى درجة 270° مئوية وأعطه مسحة صغيرة على الإسفنجة الرطبة التي تأتي معه (قطعة صغيرة من الإسفنج الطبيعي ترطب بماء الحنفية).

5.     مروحة صغيرة: قد لا يكون البخار الناتج عن عملية اللحام مؤذياً ولكن لتفادي المخاطرة وضعت مروحة صغيرة لإبعاد الأبخرة، استخدمت مروحة بـ 12فولت من الحاسب، ووضعت مفتاح تشغيلها عند قدمي، ويمكن فصلها من المحول.

6.     حافظة لمواد اللحام: لمنع التماس المتكرر مع أسلاك اللحام التي تحوي الرصاص وضعتها في أنبوب بلاستيكي يحافظ على سهولة الاستخدام.

 image009

 image010

 image011

 image012

 


الخطوة 5: تلحيم الأشرطة مع الخلية

 

اعتماداً على نوع الخلايا التي ستستخدمها، ونوع اللوحة التي ستبنيها، فإنك إما ستلحم الأشرطة مع الخلية من الأمام أو من الخلف أو من كلا الجهتين.

 image013

النواقل الأمامية: توصيل الأشرطة مع الوجه الأمامي للخلية يتطلب العمل الأكبر، وللأسف لا يوجد صورة لهذه الخطوة. ولتلحيم هذه النواقل سخن الكاوية، وضع كمية من الفلكس (من Resin Flux Pen) على طول كل ناقل، ثم سخن الناقل بواسطة الكاوية عن طريق وضع كمية من معدن اللحام على طول الناقل وبشكل مسطح قدر الإمكان.

 image014

ضع السلك المنبسط على معدن اللحام وثبته من طرفه بإحكام بواسطة الكاوية. ضع قليلاً من اللحام على السلك المنبسط عند نقطة تلامسه مع الكاوية، وبينما يذوب ما تحت اللحام حرك الكاوية على طول الناقل واضعاً قليلاً من اللحام عليه. وكلما كان الاتصال بين السلك والناقل جيداً كانت النتيجة أفضل.

 image015

النواقل الخلفية: نفس الطريقة السابقة:

·        ضع كمية من الفلكس على طول النواقل، ثم سخنها بواسطة الكاوية لثانية أو ثانيتين.

·        ضع كمية من اللحام وابسطه على الناقل بواسطة الكاوية وهو شغال.

·        ضع السلك وثبته على الناقل تماماً كما في النواقل الأمامية.

 


الخطوة 6: اختيار مواد الصنع

 

استخدم المنتجات المصنوعة من التدلار إذا كنت تستطيع تحمل تكلفتها واتبع التعليمات التي تأتي معها، واستخدم أفضل أنواع الزجاج غير العاكس، والمنتج النهائي يمكن أن يثبت على إطار خشبي أو معدني.

 

إذا قررت استخدام منتجات التدلار فإنه فقط سوف يلزمك أن تبني للوحتك غلافاً أو إطاراً واقياً للماء، بينما توضع الخلايا على اللوح الزجاجي كصفائح (وذلك كما فهمت العملية). وعلى كل حال، فإن هذه المنتجات يأتي معها تعليمات حول استخدامها، فلا تتردد بالاتصال بالبائع إذا كانت التعليمات غير وافية.

 

إن استخدام التدلار سيرفع درجة لوحتك إلى الاحترافية. إذا كانت ميزانيتك لا تسمح باستخدام التدلار يمكنك البحث في موقع اصنعها أو في موقع www.Instructables.comعن اللوحات الشمسية (solar panel) وسوف يعطيك الكثير من الخيارات الأرخص.

 

بعض الأمور التي يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار:

·       الإخفاق في الاستعداد هو الاستعداد للإخفاق: قد تبدو عبارة مبتذلة ولكنها صحيحة، خصوصاً إذا كنت تستخدم الخشب المدهون أو الخشب المعاكس. الخطأ الكبير الذي ارتكبته أثناء عملي في أولى لوحاتي هو استخدامي للدهان بدون استخدام طبقة الأساس المانعة للتسرب. ليس هذا فقط، بل استخدمت طبقة دهان سفلية سيئة وطبقة علوية أسوأ، وبعد ثلاثة أشهر تلف الدهان وتشقق الخشب. لذلك استخدم أفضل دهان لامع يمكنك تحمل تكلفته وبعدة طبقات، فكل جزء من الحماية تعطيها للوحتك ستطيل من عمرها.

·       إذا قررت استخدام البرسبكس (Perspex)  بدلاً من الزجاج من الأمام، فاجعله قابلاً للفك، فهو يغير لونه مع الزمن وستحتاج لاستبداله، لتثبيت البرسبكس استخدمت الألمنيوم اللامع ذاتي الالتصاق بعرض 75مم، فهو يلتصق بشكل جيد وعرضه مناسب لغلق حواف وأطراف اللوح مانعاً أي تسرب للماء أو الهواء.

 image016

يتمدد البرسبكس عن تعرضه للحرارة لذلك وضعت سدادات أو فلين على اللوح لحماية الخلايا من التلامس مع البرسبكس عند تمدده (انظر للصورة التالية).

 

ملاحظة: البرسبكسPerspex الاسم التجاري لمادة بوليمرية شبيهة بالزجاج، عديمة اللون ذات شفافية عالية جداً، ولها مقاومة عالية للعوامل الجوية والصدمات والخدش، تستخدم كبديل عن الزجاج في كثير من التطبيقات كنوافذ الطائرات.

 image017

كما أن البرسبكس يتأثر بشكل سيء بالأبخرة الناتجة عن السليكون لذلك تأكد من أن يكون السيلكون الذي تستخدمه داخل اللوحة جافاً قبل وضع البرسبكس، ففي لوحتي الأولى 70وات كنت مستعجلاً ولم أنتبه لهذا الأمر مما أدى إلى تضرر السطح الداخلي للبرسبكس وانخفاض جودة اللوحة.

 

في درجات الحرارة العالية تحتاج اللوحة للتهوية، لذلك من المفضل صنع فتحات تهوية كما في الصورة التالية. كما يمكن وضع مروحة صغيرة 12فولت لسحب الهواء الساخن من داخل اللوحة، الكهرباء اللازمة لهذه المروحة تؤخذ من الطاقة المنتجة من اللوحة نفسها. تغطى الفتحة بشبكة،  كلما كانت فتحاتها أكبر كان ذلك أفضل، وتصنع بثقوب بقطر 0.5سم ثم تثبيت عدة طبقات من شبكة بعوض فوقها.

 image018

 


الخطوة 7: بناء اللوحة

 

هذه بعض الصور تبين كيفية بنائي للوحة، ولكن يمكن اختيار الطريقة التي تناسبك أكثر حسب المواد التي اخترتها والأدوات التي تملكها.

 image019

بعد القيام بلحام الأشرطة مع الخلية قمت بثني الأشرطة بواسطة مسطرة بلاستيكية لتسهيل وصلها مع الخلية اللاحقة ولإدخالها إلى اللوح.

 image020

 image021

بعد ذلك قم بتحديد مكان الثقوب بحسب قياس الخلايا ثم قم بالتثقيب.

 image022

 image023

عند إدخال الأشرطة في الثقوب وتوصيل الخلايا مع بعضها كسلسة كما تم الشرح في الخطوة 5تأكد من تحديد أي الأقطاب هو الموجب وأيها هو السالب.

 image024

 image025

 image026

 image027

أثناء العمل قد يصبح التوصيل معقداً لذلك استخدم المشابك لتسهيله.

 image028

 image029

استخدمت أسلاك النحاس في التوصيل بسبب خصائصها الجيدة في التوصيل وسهولة الهمل بها. هكذا يبدو شكل اللوحة بعد تثبيت الخلايا وتوصيلها، يتم بعد ذلك تثبيت البرسبكس بالبراغي ووضع إطار الألمنيوم.

 image030

 image031

 image032

 image033

وفي هذه الصورة يظهر الغطاء الخلفي للوحة.

 image034

 image035

 


الخطوة 8: ما بعد بناء اللوحة

 

الآن وبعد أن تم بناء اللوحة واختبارها يجب علينا أن نجمع الطاقة الكهربائية التي تنتجها هذه اللوحات.

 

المتحكم الشمسي: المتحكم هو عقل النظام، فاللوحة تشحن البطاريات عن طريقه، وهو يتحكم بمقدار الطاقة الكهربائية التي تذهب إلى البطاريات منعاً لتعطلها، كما يزود تجهيزاتك بالكهرباء.

 

في لوحتي استخدمت متحكماً وتجهيزات بـ 12فولت، ومع ذلك فإن لوحة الـ 12فولت يمكنها تشغيل أنظمة 12، 24، 36، 48فولت، لذلك اختر الجهد الكهربائي الذي يتوافق مع تجهيزاتك. يجب أن يكون المتحكم قادراً على التعامل مع خرج التيار (الأمبير) من اللوحة مع الأخذ بعين الاعتبار إمكانية إضافة لوحات أخرى مع الزمن.

 image036

بطاريات التخزين: بدأت ببطارية 12فولت 85أمبير ساعة ذات دورة عميقة، وأضفت خمسة أخرى حسب ما سمحت الميزانية، ووصلتها على التفرع (الموجب مع الموجب، والسالب مع السالب) مما أمن لي نظام تخزين كهربائي بـ510أمبير ساعي يتم شحنه بـ 210واط من اللوحة.

 

ثم اشتريت 6بطاريات 2فولت 225أمبير ساعي ووصلتها على التسلسل (الموجب مع السالب) ليصبح عندي 12فولت، هذه البطاريات هي بالأساس لوحدة عدم انقطاع الكهرباء UPSخاصة بمنظومة اتصالات، وهي بطاريات لديها نقطة إقلاع جيدة ورخيصة (أو يجب أن تكون كذلك)، وما زال لديها بضعة سنوات من العمل إذا تم الاعتناء بها بشكل جيد. إلا أن البطاريات التي اشتريتها كان لديها بعض الكبرتة على شفراتها زالت بعد عدة أيام من الشحن من اللوحة الشمسية. لشحن مجموعة البطاريات هذه صنعت لوحة أخرى 90واط واشتريت متحكماً آخر لها، وأصبح لدي الآن وحدة احتياطية للتزويد بالطاقة لتجهيزاتي ذات الـ 12فولت.

 

ملاحظة: تنتج الكبرتة عادة عندما تترك البطاريات لفترة طويلة بدون شحن وهذه المشكلة يمكن عكسها (عادة وليس دائماً).

 image037

أسلاك التوصيل: لا تستخدم أسلاكاً رفيعة في التوصيل (بالرغم من الجهد الكهربائي 12فولت فقط)، وذلك لأن الضياعات في الأسلاك ذوات طول أكبر من 1متر قد تسبب ازدياد درجة الحرارة وبالتالي قد تؤدي إلى حرائق.

 

استخدمت في توصيل اللوحة مع النظام سلكاً بقطر 2.5مم من حاسب قديم. ولوصل التجهيزات مع خرج المتحكم استخدمت سلكاً ثخيناً خاصاً بمكبر الصوت (subwoofer) في السيارة (وصلت السلك من آخره بقطعة صغيرة من سلك 2.5مم باللحام وذلك لوصله مع المتحكم).

 image038

 


الخطوة 9: الحساس الضوئي المقتفي للشمس

 

عندما تتوجه لوحتك دائماً مباشرة نحو الشمس فإنها سوف تقدم (من 3060 %) كهرباءً  أكثر مما لو وجهت باتجاه ثابت، لتحقيق ذلك يجب أن تشتري أو تصنع (مقتفي للشمس) وتركب لوحتك عليه، ولديك خياران لذلك:

 

1- يمكن استخدام مقتف ذو محور ثنائي وسوف يقوم باللحاق بالشمس من الشرق إلى الغرب، وعند الغياب فإنه يعود ليواجه الشرق بانتظار بزوغ الشمس، كما أنه يضبط زاوية الشمال والجنوب (في نصف الكرة الأرضية الجنوبي) ليوافق التغيرات الفصلية. تجد في موقع اصنعها كيف يمكنك صنع مقتفي مسار الشمس.

 

2- الاختيار الثاني (وهذا اختياري) أن تبني مقتفي للشمس بمحور واحد يمكنك من تعديل زاوية الشمال والجنوب يدوياً. وحدة الحساس الضوئي مؤلفة من صمامين ضوئيين حمراوين لتحديد موضع الشمس، ولقد اشتريته من أحد المواقع على الانترنت :

http://campatracka.com/index.html.

 

لاختبار المحرك والحساس قبل التورط في لوح مكلف شغلتهما على لوحي المصنوع يدويا ذي الـ 90وات، وعند نجاح التجربة صنعت وحدة تقفي أكبر للألواح 2×70وات و الـ 90وات.

 image039

 image040

 


الخطوة 10:بناء المقتفي القابل للفك

 

جعلت المقتفي قابلاً للفك لتسهيل نقله، ولكن إذا كنت تفضله ثابتاً يمكنك التغيير قليلاً في التصميم. وعلى كل حال، فإن طريقة بناء المقتفي يعتمد على المواد التي تتوفر لديك، أما الطريقة التي سأشرحها فهي ليست إلا مثالا عن ما يمكنك فعله.

المواد

1.     بوابة مزرعة (يمكن صناعتها محلياً- انظر الشكل)  بطول 10قدم (حوالي 3متر).

2.     أنبوب مغلفن قطر 1إنش وطول 12قدم (حوالي 3.6متر).

3.     أنبوب مغلفن قطر 2إنش وطول 10قدم (حوالي 3متر).

4.     وتدي سياج بشكل نجمي وطول 6قدم (1.8متر)، ويمكن استبدالهما بأنبوبين مغلفنين ثقيلين 2إنش.

5.     زاوية رف كتب معدنية مقوسة لتثبيت ذراع المشغل.

6.     مجموعة من البراغي والصواميل والعزقات اختر قياسها وعددها بعد أن تضع التصميم حسب المواد التي تستخدمها وبعد اختيار المشغل ومعرفة قياس مكبسه.

 

ملاحظة: اختيار القياسات والأطوال خاضع لقياس اللوح الشمسي الذي صنعته ولحامل المقتفي الشمسي (بوابة المزرعة في حالة مؤلف المقال) الذي تجده.

 image041

 image042

الطريقة:

·       إلحم الأنبوب 2إنش مع البوابة (ليس من جهة الشبك).

·       إذا كنت تريد أن تبني المقتفي بدون ضبط حسب الفصل، فقم بتثبيت الوتدين في الأرض شاقولياً بمسافة كافية، ثم ضع الأنبوب 1إنش ضمن الأنبوب 2إنش (عند الحاجة ضع قطعة من أنبوب 2إنش Spacer  لمنع البوابة من لمس الوتد)، ثم ثبت الأنبوب 1إنش مع الوتدين بالتثقيب والبراغي (كما يظهر بالشكل السابق).

·       أما إذا كنت تريد ضبط المقتفي حسب الفصل فيجب أن يدخل أحد الوتدين بشكل مائل ضمن الأرض كما في الشكل، بحيث يمكن تثبيت الأنبوب 1إنش بالبراغي بثلاث وضعيات مختلفة حسب الفصل.

يمكنك ضبط زاوية الميل للوتد عن طريق تثبيت طرف الأنبوب 1إنش بالوتد الشاقولي بشكل فضفاض وترك الطرف الآخر على الأرض (وضعية الشتاء)، ثم وضع علامة على الأنبوب والوتد المائل في مكان التقائهما، بعد ذلك ارفع الأنبوب 1إنش لمنتصف المسافة (وضعية الربيع والخريف) وضع علامة، وأخيراً ارفع الأنبوب 1إنش ليصبح أفقياً ووضع علامة.

 

بعد ذلك قم بتثقيب الوتد والأنبوب في مكان العلامات ليصبح بإمكانك تثبيت الأنبوب مع الوتد في الوضعيات المختلفة بواسطة براغي وعزقات.

 

عند ذلك يمكن تثبيت الوتد المائل في الأرض بنفس الميل، مع ملاحظة أنه يجب وضع ضابط مسافة (Spacer) كما في الشكل لمنع البوابة من التلامس مع الوتد المائل عند دورانها، كما يجب صنع حفرة للسماح للبوابة بالدوران عند أخفض وضعية (الشتاء).

 

يوضع الأنبوب 1إنش ضمن الأنبوب 2إنش والذي ثبتنا عليه البوابة وبذلك يمكن للمشغل تدوير البوابة حول محور الأنبوبين.

 

وصل المشغل مع البوابة يتم عن طريق الزاوية الموضحة في الصورة الثانية لهذا القسم من المقال. تثنى الزاوية عند مكان التقائها بذراع المشغل لتسمح بالاتصال الصحيح.

 

المسافات Xو Yالتي تظهر في المخطط خاضعة للتجريب والخطأ، ويجب ضبطها بحيث تسمح للمشغل بتدوير البوابة لتواجه الشمس من الشروق إلى الغروب.

 image043

 image044

 image045

 image046

أما وحدة الحساس الضوئي فقد وضعتها في علبة بلاستيكية شفافة لحمايتها من العوامل الجوية وثبتّها بالبوابة في مكانها الصحيح، مع الأخذ بعين الاعتبار وجود فتحات في أسفل العلبة لخروج الأسلاك.

 

الطاقة اللازمة للحساس يمكن الحصول عليها من بطارية سيارة 12فولت تشحن من لوحة شمسية خاصة بها أو من اللوح الشمسي نفسه.

 

أو يمكنك الاستفادة من الكهرباء التي تولدها اللوحة في تغذية الحساس بشكل مباشر.

 

عند الانتهاء قمت بتدعيم اللوح بأسلاك وأوتاد إضافية كما في المخطط.

 image047

 image048

       

 


الخطوة 11: التحديث

 

يمكنك دائماً إضافة بعض اللمسات أو تغيير ما تراه مناسباً، فمع مرور الوقت واكتساب الخبرة تستطيع التعديل على اللوح، ففي الصورة مثال على ما يمكنك فعله، يمكنك استبدال البراغي لتثبيت الوتد مع الأنبوب بحبل وبرغي وإنشاء ثقوب متعددة لضبط اللوح حسب الفصل، وبذلك يمكن زيادة احتمالات الضبط.

 image049

 image050

 


الخطوة 12: بعض الفوائد

 

أن تنتج ولو جزءاً بسيطاً من الطاقة الكهربائية التي تستهلكها في بيتك عن طريق الألواح الشمسية المصنوعة بيدك له بعض الفوائد:

·       زيادة الوعي في العائلة حول استهلاك الطاقة الكهربائية، فأشياء بسيطة كاستبدال المصابيح الكهربائية العادية بمصابيح التوفير ذات الكفاءة العالية، وإطفاء الأنوار عند مغادرة الغرف، إطفاء الأجهزة الكهربائية كالتلفزيون والكمبيوتر عند عدم الحاجة إليها، بالإضافة إلى تشغيل مكيف الهواء بالطاقة الشمسية، كل هذا سيشكل فارقاً.

·       تخفيض فاتورة الكهرباء: فعلى مدى السنتين السابقتين انخفضت فاتورة الكهرباء الخاصة بي بأكثر من 25 %  مقارنة بالسنة التي تسبقهما.

·       التوفير في استهلاك الطاقة الكهربائية يؤدي إلى تخفيض انبعاثات الكربون الناتجة عن عمليات توليد الطاقة الكهربائية التقليدية وبالتالي المحافظة على البيئة.

لا تُخدع بالإعلانات التي تقول أنه بإمكانك توفير 95 % من الطاقة التي تلزمك في منزلك بواسطة لوح شمسي أو اثنين، فهذا ببساطة غير صحيح.

لوح شمسي 1000واط مربوط مع الشبكة سيوفر 25 % من الطاقة التي ستحتاجها ويمكن تحسين هذه النسبة (وحتى مضاعفتها) باستخدام مقتفي شمسي، واعتماداً على ذلك فالإمكان تأمين احتياجاتك من الكهرباء بصنع لوح شمسي 2000واط مع مقتفي شمسي وربط مع الشبكة العامة.

 


الخطوة 13: الربط مع الشبكة أو استخدام البطاريات

 image051

لكل من الطريقتين محاسن ومساوئ:

·        الربط مع الشبكة يعني وصل النظام الشمسي مع الشبكة العامة للكهرباء وبذلك أعطي الفائض من اللوح إلى الشبكة أثناء النهار واسترده خلال الليل حين يكون إنتاج الطاقة من اللوح متوقفاً، يتم ذلك باستخدام العاكس (inverter). باستخدام هذه الطريقة يتم الاستغناء عن وحدات التخزين (البطاريات) وتوفير ثمنها. إلا أن هذه الطريقة تحتاج إلى ترخيص وإلى فني مرخص لوصل اللوح مع الشبكة، كما أن الكهرباء ستنقطع عند انقطاع المصدر (شركة الكهرباء).

·        الحل في هذه الحالة هو النظام المختلط (الوصل مع الشبكة مع استخدام البطاريات)، أي أن البطاريات ستزود الشبكة بالطاقة عندما يكون شحنها كاملاً وسيتم شحنها من الشبكة عندما يكون اللوح غير قادراً على شحنها ليلاً، إلا أن هذا يحتاج أيضاً إلى خبرة في التوصيل وسيزيد التكلفة.

 


تأليف

 

المؤلف: Rob Patterson

ترجمة بتصرف: المهندس مازن العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

 

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/DIY-Solar-Setup/?ALLSTEPS

http://www.nanoandme.org/nano-products/energy/energy-production

http://serbagunamarine.com/refrigerators-that-run-on-solar-power.html

http://www.solarenergysystemsllc.com/SES/Solar_Energy_Systems-How_Solar_Works.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الطاقة الشمسية Mon, 01 Apr 2013 00:00:00 +0000
صناعة شامبو إكليل الجبل والخزامى http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/483-صناعة-شامبو-إكليل-الجبل-والخزامى http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/483-صناعة-شامبو-إكليل-الجبل-والخزامى

صناعة شامبو إكليل الجبل والخزامى

image001

في هذا المقال سوف تكتشف طريقة لتوفير المال عن طريق بعض الوصفات لصناعة منتجات الحمام (شامبو الشعر والجسم) بنفسك وبطريقة سهلة وميسرة ومن مكونات طبيعية صحية ومفيدة. لنرى كيف يمكن صناعة شامبو نبات إكليل الجبل والخزامى.


تقديم

إذا قرأت اللصاقة على عبوات الشامبو التجارية فسوف تتفاجأ بكمية المركبات الكيميائية الموجودة في الشامبو، وبالرغم من ادعاء الشركات المنتجة بأن هذه المنتجات جيدة ومفيدة لصحة الشعر فإن المركبات الكيميائية يبقى لها من الأضرار الجانبية ما يؤثر على صحة الشعر وحتى البشرة والجلد، هذه المركبات الكيميائية موجودة حتى في المنتجات التجارية التي تقول عنها الشركات المصنعة أنها طبيعية. بالإضافة إلى ذلك فإن هذه المنتجات تكلف الكثير من المال.

image002

image006

 


المكونات

·       4 أونصات (حوالي 113 غرام) من صابون مصنع من زيت الزيتون (كالصابون الحلبي أو صابون الغار الطبيعي).

 

·       حوالي نصف أونصة (15غرام) من نبتة إكليل الجبل.

 

·       حوالي نصف أونصة (15غرام) من نبتة الخزامى.

 

·       حوالي نصف أونصة (15غرام) من نبتة الميرمية.

 

·       حوالي نصف أونصة (15غرام) من نبتة القراص.

 

     ·      200 ميليغرام من الكبريت العضوي.

 


طريقة الصنع

1.     اخلط الأعشاب وضعها في وعاء مغلق.
 

2.     صب حوالي كوبين من الماء المقطر على سخان، واتركه حتى يصل لدرجة الغليان.
 

3.     ضع 3معالق ممتلئة من خليط الأعشاب في الماء المغلي، واتركه ليستقر لنصف ساعة أو أكثر.
 

4.     اترك المزيج ليبرد ثم أضف الكبريت العضوي.
 

5.     عندما يذوب الكبريت (تستغرق عملية الذوبان ما بين 30و 40 دقيقة)، استخدام مصفاة لتصفية مزيج الأعشاب وضع السائل في وعاء بلاستيكي.
 

6.     أضف الصابون وأغلق الوعاء ثم رج الوعاء بشكل جيد لتحصل على خليط متجانس، وبذلك تكون قد حصلت على شامبو طبيعي لإكليل الجبل والخزامى.

image005

 


معلومات إضافية

 

الخزامى

زيت الخزامى معروف بخصائصه الطبية المضادة للجراثيم والفطريات، كما أنه له خواص مسكنة للآلام ومضادة للتشنج. وبسبب رائحته الزكية واحتوائه على مضادات الأكسدة يستخدم في صناعة مساحيق التجميل والعطور أيضا.

image003

 

إكليل الجبل

إكليل الجبل من النباتات العطرية دائمة الخضرة التي تنمو في منطقة البحر المتوسط، والتسمية اليونانية لها هي روزماري التي تعني ندى البحر باللغة العربية، ذلك لأنها يمكن أن تنمو بوجود الرطوبة بدلاً من الماء. أوراقها تشبه الإبر، وزهورها يمكن أن تكون وردية أو بنفسجة أو زرقاء.

 

لإكليل الجبل العديد من الفوائد للصحة انطلاقا من استخدامها في الطبخ أو استنشاق رائحتها إلى استخدامها موضعياً: الوقاية من السرطان، تحسين الذاكرة، تحسين المزاج، تحسين رائحة الفم إدرار البول، دعم المناعة، معالجة الالتهابات، محاربة الجراثيم، معالجة اضرابات الجهاز الهضمي، معالجة تليف الكبد، معالجة الصداع النصفي والغثيان، معالجة التهاب المفاصل والعضلات والمفاصل.

image007

فوائدها للبشرة

محاربة مظاهر الشيخوخة لأن إكليل الجبل يساعد على تقليل الانتفاخ، ويحفز على تجديد الخلايا، ويحسن لون البشرة، كما أنه يحوي مضادات أكسدة.

 

فوائدها للشعر

تحسن نمو الشعر وتمنع تساقطه وتعالج بعض الأمراض الجلدية المتعلقة بالشعر (كالثعلبة)، كما أن لها فوائد في تحسين الدورة الدموية وتدفق الدم إلى الجلد.

image008

مرض الثعلبة

image009

     

 

الميرمية

منشطة للدورة الدموية، ينصح بها أيام الامتحانات وللمصابين بفقر الدم وضعف الذاكرة، ورجفة اليدين، مقويه، مانعة للعرق، موقفه لإدرار الحليب، طارد رياح، مضاد للإسهال، خافض لنسبة السكر في الدم، مطمث، مضاد لربو، مطهر، مضاد للعفونة، مضاد لتشنجات، خافض للحرارة، هاضم، مدر للبول، قابض، يوصف للإسهال، يوصف للهستيريا، وللانحطاط العصبي، لتبديد الكأبة، للأرق، للآلام الروماتزم والمفاصل، لربو وضيق التنفس، للقصور الجنسي، لتقوية الذاكرة، للوهن لنقاهة، وللتعب الفكر والجسد .

 

فوائدها للشعر

استخدمت المرمية في الأغراض التجميلية لسنوات طويلة، فقد استخدمت لعلاج الصلع ومشكلة الشعر الأبيض، بجانب هذا فإن الميرمية تعمل على التخلص من الشعر الأبيض، كما أنه يستخدم أيضا للقضاء على الالتهابات الجلدية بفروة الرأس.

 

تسميات

عيزقان، مريمية، مرامية، قويسة، ناعمة، شيالة، اسفاقس ،الفاقس، لسان الأيل.

 

 

القراص

أهم استعمالات القراص (أو الحريق) أنه يستخدم كمدر ومقوٍ عام، وقابض، وضد النزيف، ومضاد للحساسية، مدر للحليب عند المرأة المرضع، كما أن الجذور تستخدم ضد تضخم البروستاتا عند الرجال، كما يستخدم لعلاج أزمات الربو والتهاب الشعب الهوائية، ويعالج مرضى الغدة الدرقية، وينقص الوزن، ويعتبر مفيداً في حالات حروق الجلد، أو التحسس الزائد لبعض المواد.

كما ثبت أنها في العشبة الجافة مجددة لشباب الجسم كله، كما أنها تشفي فقر الدم وضعف القلب، وتقلل من زيادة ضغط الدم في تصلب الشرايين، وتهدئ الاعصاب وتنظم الهضم، وعملية تماثل الغذاء.

image010

وفي القراص أيضا هرمون كالهرمون الجنسي الموجود في مبايض انثى الإنسان والحيوان. وفوق هذا كله فالقراص أغنى النباتات بالفيتامين Aوفيه الكثير من الأملاح اللازمة لجسم الإنسان كأملاح الصوديوم، و والبوتاس، والكلس.

 

فوائده للشعر

يعتبر القراص منمقا جيدا للشعر، فهو نبات حمضي يعزز اللمعان الصحي لشعر الرأس، كما أن له سمعة طيبة في الحد من فقدان الشعر.

 

تسميات

أنجرة، قريص، قراص، حريق، حريقة، حراق، زقطوف.

 

الكبريت العضوي

الكبريت العضوي مادة طبيعية توجد في أنسجة الكائنات الحية عموما وتتكون في أنسجة جسم الانسان خلال التمثيل الغذائي.

لهذه المادة الكثير من الاستخدامات العلاجية منها:

1.    مرض السكر.

2.    أمراض الحساسية المختلفة.

3.    العناية بالجلد والشعر والأظافر.

4.    آلام العضلات والأنسجة الضامة.

5.    الأمراض الروماتيزمية كآلام المفاصل وغيرها.تساعد في سرعة التئام التقرحات المختلفة مثل قرح المعدة.

image011

تتكون هذه المادة في منطقة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي أيضا. ولعل أكبر وجود لهذه المادة في العيون الكبريتية التي تخرج من باطن الأرض التي يأتي الكثير اليها للاستشفاء من الأمراض الروماتيزمية وغيرها بغمر أنفسهم في هذه المياه بل وشربها أيضا. وكمثال على هذه العيون نجد عين مولاي يعقوب بمدينة فاس بالمغرب والعديد من العيون الحمئة في اليابان وعدة بلدان مختلفة أيضا.

 

تعد هذه المادة كمكمل غذائي ولذلك فليس لها أي آثار جانبية، وبسبب فوائدها العديدة يسميها البعض بعصى موسى لأن تأثيرها يشبه السحر.

image012

     

وفي النهاية

عندما تصنع الشامبو الطبيعي الخاص بك أو للمتاجرة به، وبالاستفادة من هذا النوع من الوصفات يمكنك أن تكون أكثر إبداعاً، أو أن تصنع الشامبو المناسب لشعرك ولبشرتك، وذلك بالبحث قليلاً في الشبكة العنكبوتية (الانترنت)عن خصائص الأعشاب والنباتات الطبية واختيار المناسب والأكثر ملائمة لشعرك ومزاجك أو حتى لانتاج أصناف عدة من الشامبو حسب أصناف شعر الإنسان.

 


التاريخ

كان المصريون القدماء ينظفون شعورهم بالماء وعصير الليمون مع بعض قطرات العطر، واستعمل في أوروبا في أواخر العصور الوسطي محلول ساخن من الصابون في الماء مع قليل من الصودا. وقد ظهرت كلمة شامبو في إنجلترا في أول الأمر، وهي كلمة هندية تعني التدليك.

image013

وقد ظهر أول شامبو حديث من نوع المنظفات الصناعية عام 1890 ميلادية، وتم بيعه في الأسواق بعد الحرب العالمية الأولى، ثم ازدهرت صناعة الشامبو بعد ذلك ازدهارا كبيرا في كثير من الدول، وصنعت منه أنواع أخرى بها كثير من الإضافات، مثل الفيتامينات والعطور وغيرها.

 

يحوي الشامبو عادة على مواد صابونية منظفة ومطهرة مع أضافات من فيتامينات ومطيبات عطرية وبلاسم ذات فوائد جمة للشعر وللبشرة، هذه المواد المضافة قد تكون ذات أساس قلوي أو حامضي أو متعادل مما يستدعي الحذر والحرص والانتباه عند اختيار الشامبو ووجوب معرفة مكوناته والغرض من استخدامه له كي لا يعطي نتيجة غير مرغوب فيها.

 


مصطلحات المقال

العربية

الإنجليزية

الفرنسية

نبتة إكليل الجبل

Rosemary

Romarin 

نبتة الخزامى

Lavender

Les lavandes

نبتة الميرمية

Sage

Sauge officinale

نبتة القراص

Nettles

Les orties

الكبريت العضوي

Organic sulphur

Soufre Organique

شامبو (مدلك الشعر)

Shampoo

Shampooing 

 


تأليف

 

تحرير: المهندس مازن يحيى العقلة (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: mazenalokla@gmail.com

 

 


المراجع

 

http://www.methodsofhealing.com/how-do-you-make-your-own-shampoo/

http://www.plant-encyclopedia.net/

http://hawaj.khayma.com/

http://www.marefa.org/

 

http://www.bbcgoodfood.com/content/knowhow/glossary/rosemary/

http://www.alyaqza.com/fahd-albanai-khazami/

http://gratefulprayerthankfulheart.blogspot.jp/2010/06/chamomile-lavender-mint-iced-tea.html

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Chamomile@original_size.jpg

http://ar.wikipedia.org/wiki/شامبو

]]>
mazenalokla@gmail.com (مازن يحيى العقلة) الكيمياء الساحرة Sat, 09 Mar 2013 00:00:00 +0000