超級電容模型車網上工作坊 2013

首次上載日期:2013年10月22日

(資料由香港電子科技教育學會潘老師提供,歡迎參考及引用作非牟利教育用途,引用時請註明出處)

A) 詳讀比賽規格和賽規

在製作比賽用的超級電容模型車之前首先要詳細閱讀比賽規格和規則,才可設計及製作出表現最佳的模型車,及避免因為不符合比賽規則而被取消資格。

B) 超級電容使用安全要點

因為超級電容器儲存電能的能力高,使用時要注意安全,請詳讀網上工作坊另一篇文章 -
使用大容量及超級電容器安全須知。

C) 超級電容模型車結構基本認識

1) 模型車基本組件 2) 模型車設計參考例子


超級電容模型車參考例子 - 以瓦通膠板作車架,一定要在車身兩側前後加上導輪, 以適合在模型四驅車賽道上行駛,
若果車輪轉動方向與要求相反,可將電動機正負極調轉連接去解決。


測試時可用有限流功能的直流電源供應器向電容器充電,
注意設定限流 2A或以下,先將開關制關閉,
電源正極連接電容器正極(電線較長),電源負極連接電容器負極(電線較短),
將電壓由 0V向上調向電容器充電,最高電壓不可超過 5.5V,
當充電電流降至 0時,充電完成,將車放於路上,接合開關放車前進,
電容充電至5V,以採用大會供應的電動機為例,可行駛的距離達數十米。


超級電容模型車電路圖


賽道採用日本雙星牌四驅模型車環型賽道,在起跑點會貼上起跑線,立交橋的斜度約15度,
參賽者將電容模型車放於起跑線前,開動模型車及同時放手讓模型車沿指定方向繞圈跑,
直至電容器放電完畢模型車完全停止,裁判會記錄模型車能完成的完整圈數。

超級電容器充電電路圖,發電健身單車/手搖發電機一般發出 12V 左右的電壓,最高可達 17V,視乎踏車/手搖速度而定,
圖中電阻器用作限制充電的電流,穩壓二極管用作限壓器,防止充電電壓高過 5.6V,
二極管用作防止當充電電壓下降時,已充電的電容器向充電電源反向放電,
二極管有大約 0.6V 的順向電壓降,因此這個電路可向超級電容器充電至 5V 左右,
電子零件可在電子零件店(例如鴨寮街華輝無線電零件行)購買得到,
測試時可用 0-15V 1A 左右的直流電源供應器代替發電機,模擬充電過程以測試超級電容模型車的表現。

中學組使用的超級電容器充電電路圖, 在輸入端加入四枚二極管接成橋式整流線路,無論手搖發電機向順時針或反時針方向轉動,電容都能正確充電。

中學組使用的手搖發電機(購自南豐機械工具有限公司 ,型號:RG-200)

中學組使用的手搖發電機(型號:RG-200)

為方便比賽順利進行,中學組使用的手搖發電機會加入橋式整流線路,使得無論參賽者以順時針方向或反時針方向轉動手柄,都能正確充電。

紅色鱷魚夾為正極,黑色為負極。注意:照片所示並未連接前述之充電保護電路,在比賽時會加入充電保護電路。

3) 最佳設計

比賽除了比拼速度外,在小學組也設有最佳設計獎,以獎勵一些具有創意、美觀和採用環保材料裝飾的模型車設計,
小學同學們可在這方面下點心機和心思。

D) 利用直流電源供應器向超級電容模型車充電短片

http://www.youtube.com/watch?v=Y1nx4a_zgb4

E) 超級電容模型車試車短片

http://www.youtube.com/watch?v=mG1qGEOgMNo