Wiederaufladbare Induktions-Taschenlampe

Ein gutes Beispiel für ein durch Induktion wiederaufladbares Produkt ist ein Produkt, bei dem die Energie durch die Bewegung eines Magnet durch eine Spule und veranschaulicht damit das Faradaysche Gesetz. Keine Batterie, weder wiederaufladbar noch nicht, daher keine Abfälle oder Chemikalien: ein schönes grünes ökologisches Produkt

Der Entwurf

Das Produkt hat ein sehr interessante KonstruktionMit Ausnahme des Objektivs und der Verschlusskappe sind alle Komponenten nicht auf dem Hauptgehäuse, sondern auf einem internen, abnehmbaren Chassis montiert, was die Montage oder Reparatur zum Kinderspiel macht.

Nach unseren Tests ist der gewählte Magnet sehr schwach. Ein preiswerter gesinterter Magnet mit einer minimalen silberähnlichen Beschichtung. Wahrscheinlich, um seine mechanische Degradation zu verzögern und schön auszusehen, da das Gehäuse der Taschenlampe transparent ist.

Zwei Gummipuffer an den Enden der Magnetbahn glätten das Ende der Momente und schützen die Kunststoffteile und den Magneten vor Zerstörung.

Der Schalter besteht aus einem kleinen verschiebbaren Kunststoffknopf, der eine auf die darunter liegende Platine geschweißte Metallplatte drückt.

Eine einzelne LED - jetzt im alten Stil = nicht SMD - erzeugt das Hauptlicht, während ein reflektierendes Metallblech an der Unterseite den Lichtverlust begrenzt.

Eine kleine Batterie - wahrscheinlich NiCd - auf der anderen Seite der Platine nimmt den erzeugten Strom auf, so dass sie vollständig entleert werden kann, ohne Schaden zu nehmen. 4 Dioden sorgen für eine korrekte Polarität der Batterie und der LED.

Die kleinen Details, die die Funktion der Magnetinduktion erleichtern:

• ein Loch an jedem Ende des Gehäuses, um zu vermeiden, dass während der Magnetbewegung Luft eingeschlossen wird
• eine gewisse Form des Kunststoffs, um einen vollständigen kreisförmigen Reibungskontakt mit dem Magneten zu vermeiden, der ihn verlangsamen würde

Hinweis: Ein durchsichtiges Gehäuse oder zumindest ein Fenster ist bei einem solchen Produkt ein Muss, um den Benutzer eindeutig anzuweisen, den Magneten zu bewegen.

Ein undurchsichtiges Gehäuse würde den Eindruck erwecken, dass etwas kaputt ist und im Inneren frei schwebt, insbesondere wenn die Taschenlampe nicht aufgeladen ist und nicht leuchtet.

Schlussfolgerung

Ein traditionelles Produkt, sehr modern im ökologischen Sinne, in seiner preisgünstigen Version, aber dennoch mit einer schönen Konstruktion - dem Gehäuse - und einer guten Leistung für einen solchen Preis.

Ein solches Produkt braucht eine robuste mechanische Konstruktion, muss aber sehr effizient arbeiten,

erfordert eine sehr fein abgestimmte Auswahl an elektronischen Bauteilen mit extrem niedrigem Stromverbrauch

(eine Diode, die zu viel Strom führt, oder eine schlechte Batterie ruinieren das System oder erfordern, dass der Benutzer seine Taschenlampe ständig schüttelt)

Beachten Sie, dass eine solche Induktion berechnet und simuliert werden kann

Unter anderem wird Software wie COMSOL Multiphysics: Spulenberechnung Projektbeispiel kann die Induktion simulieren und berechnen, die ein bewegter Magnet in einer Spule erzeugt.

Verbesserungen und Innovationen

Die kleinen Verbesserungen, die die Wahrnehmung eines Billigprodukts durch den Endverbraucher leicht verändern würden

• eine bessere Wahl der LED, um das Licht zu erhöhen UND/ODER den Stromverbrauch zu senken und damit die Autonomie zu erhöhen.
• definitiv ein besserer Schalter: nicht nur, dass der Schalter jetzt ein minderwertiges Gefühl vermittelt, sondern wenn das Gehäuse durchsichtig ist, korrodiert ein solches Metall
• ein besseres Design der Frontkappe: in dieser Preisklasse ist das Prinzip einer schraubbaren Kappe in Ordnung, aber sowohl die Kappe als auch das Gehäuse könnten besser zusammenpassen, und zwar ohne zusätzliche Kosten, außer ein paar Stunden CAD-Arbeit
• die Reibung des Magneten noch mehr zu verringern: 3 oder 5 Rippen im geformten Chassis

Ein vollständig optimiertes Produkt könnte hergestellt werden durch

• Wasserdichtigkeit: Die Induktionstechnologie würde sich dafür eignen, da eine Dichtung weniger für das Batteriefach erforderlich wäre.

Obwohl wir eine Verbesserung vorschlagen, werden solche Produkte niemals für das Tauchen bestimmt sein, da schnelle Bewegungen unter Wasser für Taucher immer schwierig und sauerstoffzehrend sind.

• den Durchgang/das Loch im Gehäuse für den Schalter unterdrücken: ein externer, vom Benutzer abnehmbarer Ring mit einem Magneten könnte den Kontakt eines Zungenschalter im Inneren, so dass ein vollständig versiegeltes Produkt entsteht, das nie geöffnet werden muss (ein Vakuum oder Helium im Inneren würde die Magnetbewegung sogar noch etwas verbessern)
• Verbesserung der Magnetqualität und der Spule für mehr Effizienz
• Bei diesem Produkt könnte eine Menge Platz/Volumen/Länge gewonnen werden, entweder um die Produktlänge zu verringern oder um mehr Batterie, Spule, Magnet ... rechts unterzubringen:
  • in rot = ein direkter Gewinn = Länge, die absolut nicht genutzt wird
  • In orange = Volumen, in das einige Funktionen oder Komponenten passen könnten (Elektronik, weitere Spule, spezielle Endform des Magneten ...) 
• ein Indikator für den Ladevorgang; um den Strom nicht nur durch die Anzeige (!) zu verbrauchen, entweder
  • die Ladung wird nur angezeigt, wenn die Taste gedrückt wird
  • oder es wird eine elektronische Tinte verwendet, die weitaus bessere Ergebnisse liefert, aber einige Partnerschaften erfordern würde, da sie derzeit patentiert und nicht als Standardprodukt erhältlich ist.

Innovativere Methoden könnten aus dem Faraday'schen Gesetz gewonnen werden: das sichtbare Feld muss irgendwie verändert werden; das kann auf verschiedene Weise erreicht werden

• Bewegen des Magneten (Beispiel der Taschenlampe oben)
• aber auch die Bewegung der Spule durch beliebige Verschiebung oder Drehung
• und auch die Änderung der Magnetfeldstärke (≈ein variabler Magnet)