Questions 5

நான் 5 வாட் DC மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய விரும்புகிறேன். அதற்கு நிரந்தர காந்தம் மற்றும் ஏர் கோர் காயில் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்ய விரும்புகிறேன். எப்படி வடிவமைப்பது அதற்கான கணக்கீடு முறைகள் முழு தகவலையும் கொடுக்கவும்

அருமை! நீங்கள் 5 வாட் DC மின்சாரம் பர்மனன்ட் மேக்னெட் + ஏர் கோர் காயில் கொண்டு உற்பத்தி செய்ய விரும்புகிறீர்கள். இது ஒரு சிறந்த ஆராய்ச்சி நோக்குள்ள திட்டம், மற்றும் முடிக்கக்கூடியது!

இப்போது நாம் முழுமையான வடிவமைப்பு மற்றும் கணக்கீடு முறையை படிப்படியாக பார்க்கலாம்:

---

🧩 1. Power Requirement

தயாரிக்க வேண்டியது:

• Power: 5 Watts

• Output Voltage: 5V DC (உதாரணம்: USB power)

• Current:

$$I = \frac{P}{V} = \frac{5}{5} = 1 \text{ Amp}$$

---

🧲 2. Permanent Magnet Specification

பரிந்துரைக்கப்படும்:

• Neodymium Magnet (N52 or N42 grade)

• Strength $B \approx 0.3\text{–}0.5 \, \text{Tesla}$

• Shape: Disc or Rectangular

• Size: ≥ 25mm dia × 5mm thick

• Count: 4 to 8 (alternate polarity)

---

🧪 3. Coil (Air-Core) Design

Use Faraday’s Law:

$$V = N \cdot \frac{d\Phi}{dt} \quad\text{or}\quad V = N \cdot A \cdot B \cdot 2\pi f$$

தேர்வுகளுக்கான முன்பதிவு:

• RPM = 1000

• Frequency $f = \frac{RPM \times \text{Pole Pairs}}{60}$

  • 4 Magnet poles → 2 Pairs → $f = \frac{1000 × 2}{60} \approx 33.3 \, \text{Hz}$

• Coil diameter = 5cm → Area $A = \pi r^2 = \pi (0.025)^2 \approx 0.002 \, m^2$

---

வோல்டேஜ் கணக்கீடு:

$$V = N \cdot B \cdot A \cdot 2\pi f$$

உதாரணம்:

• $B = 0.4 \, T$

• $A = 0.002 \, m^2$

• $f = 33.3 \, Hz$

$$V = N \cdot 0.4 \cdot 0.002 \cdot 2\pi \cdot 33.3 = N \cdot 0.167$$

Target: ~5V peak

$$N = \frac{5}{0.167} \approx 30 \, \text{turns per coil}$$

துணிப்பு: ஏர் கோர் coil-ஐப் பயன்படுத்துவதால் output நிறைய drop ஆகும். ஆகவே, 60–100 turns பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.

---

🧵 4. Wire Selection

For 1 Ampere, minimum:

• Copper wire: 22 SWG (0.64mm dia) or thicker

• Resistance குறைக்க: Shorter coils or parallel coils

---

🔁 5. Coil Count & Configuration

• Use multiple coils (6–9 coils), series connection to build voltage

• Rectify with full bridge diode (Schottky preferable) → AC → DC

• Smooth with capacitor filter (e.g., 1000μF / 25V)

---

🔄 6. Rotation System (Rotor + Stator)

Rotor:

• Magnet discs mounted on rotating plate (Wood or plastic)

• Alternate N/S pole pattern

• Shaft connected to hand crank / wind / motor

Stator:

• Fixed air-core coils

• Proper magnet-to-coil alignment for maximum flux cutting

---

🔋 7. DC Output Circuit

• Full wave bridge rectifier (4× 1N5819 Schottky)

• Capacitor smoothing (1000μF–4700μF)

• Optional: Buck converter for regulated 5V output

---

🧠 8. Efficiency Tips

• Magnets closer to coils (1–2 mm air gap)

• High-quality winding (tight and aligned)

• Use laminated base (non-metallic) to reduce eddy currents

• RPM möglichst constant halten

---

🎯 மொத்தத்தில் தேவையானவை (அறிக்கையுடன்):

பகுதி	விவரம்
Coil	6 to 9 coils, 60–100 turns, air-core
Wire	22 SWG copper, enamel-coated
Magnet	4–8 Neodymium N52, alternate polarity
Rotor	Wooden/plastic disc
RPM	1000 or higher
Output	~5V DC, 1A
Rectifier	4× 1N5819 diodes
Filter	1000μF–4700μF capacitor

---

📌 நீங்கள் செய்யவேண்டியது:

1. உங்கள் இடத்தில் கிடைக்கும் மேக்னெட் அளவு?

2. காயில் கம்பி எடை / அளவு?

3. RPM source (manual/wind/engine)?

4. 3D கட்டமைப்பு தேவைப்படுமா?

இதைக் கூறுங்கள் — எனது அடுத்த பதில் வடிவமைப்பு வரைபடம் (design layout),
coil winding diagram, மற்றும்
output voltage graph வரை உங்களுக்குத் தரலாம் ✅

தயார் உள்ளீர்களா அடுத்த கட்டத்திற்குப் போக? 😊