계곡물로 수력발전을 하여 LED 를 켜는 장치를 만들어 보았다.

계곡물로 수력발전을 하여 LED 를 켜는 장치를 만들어 보았다. 

버려진 프린터에서 빼낸 스테핑 모터와 CD, 병뚜껑 등을 이용한 방식이다. 

삼다X 뚜껑 8개와 CD, 스테핑 모터를 이용한 수력발전기이다. 병뚜껑 부분에 물을 흘리면 CD가 돌아가면서 스테핑 모터의 축을 돌리게 되어 전기가 발생하는 원리이다. 스테핑 모터를 돌리면 교류가 발생하게 되고, 이를 정류하여 LED 에 공급하게 되므로 휠이 돌아가는 방향은 전기가 발생하는 것과 상관이 없다. 

CD 에 병뚜껑 8개를 부착한 후, 두꺼운 빨대에 연결했다. 8개를 등간격으로 붙여주었고, 병뚜껑 바닥의 면이 CD의 중심을 통과하도록 붙여 주었다. 병뚜껑을 가능한 한 바깥쪽으로 붙여야 토크가 강해지므로 CD 끝 부분에 병뚜껑을 붙였다.  

스테핑 모터가 있는 반대편은 축을 고정해야 할 필요가 있다. 짧은 쇠막대에 테이프를 빨대 안지름만큼 감아서 끼우고, 큰 병뚜껑에 구멍을 뚫고 쇠막대를 관통하여 축을 고정했다. 

이 프로젝트에 사용된 스테핑 모터는 21Ω 의 저항을 가진 스테핑 모터이다. 저항이 클수록 코일이 여러번 감겨있다는 의미가 되므로 저항이 큰 스테핑모터를 사용하는 것이 좋다. 

스테핑모터를 돌리면 2상 교류가 발생하는데, 2개의 코일의 끝단자를 공통으로 하여 3개의 단자를 만들고 여기에 3상 전파정류회로와 같은 종류의 정류회로를 제작해서 연결했다. 위의 사진에서 가운데에 있는 2개의 다이오드는 위아래 코일이 공통으로 이용하는 다이오드이다. 왼쪽 2개와 가운데 2개는 모터의 아래쪽 코일에서 나오는 교류전압을 정류해서 직류로 만들어 주고, 오른쪽 2개와 가운데 2개는 위쪽 코일에서 나오는 교류전압을 정류해서 직류로 만든다. 따라서 이 정류회로를 통해서 위쪽 코일과 아래쪽 코일에서 만들어진 2개의 교류전압은 하나의 직류전압으로 합쳐지게 된다. 

리플전압을 없애고 싶으면 전해커패시터 등을 연결하면 된다. 

아래의 동영상은 이 발전기를 테스트해 본 영상이다. 

http://youtu.be/Dn5VHh8WaqU

수도꼭지를 이용해서 테스트를 해 본 후, 계곡으로 가져가서 테스트를 해 보았다. 

호스를 이용하여 물을 끌어와서 구동해 보니 LED 2개를 밝게 켤 수 있는 정도의 전력이 발생되었다. 

계곡 근처에서 캠핑 시, 조명으로 이용할 수 있다.