Прочно вошли в жизнь современных людей, при этом iPhone покупают не только офисные работники, но и люди, которые любят экстрим и туризм. Как здорово пойти в поход, но часто бывает так, что смартфон быстро разряжается. Чтобы этого не происходило, и ваш смартфон работал стабильно определённое время, для этого был создан FlameStower.
Что это такое и чем это устройство может помочь в походе? Суть работы этого устройства очень проста, FlameStower способен преобразовать энергию от походного огня, в электричество. Внешне - это небольшое устройство, термоэлектрическое, которое складывается, благодаря чему оно удобно ложится в рюкзак и не занимает много места. Оно очень быстро и легко раскладывается и даёт возможность зарядить всю ту электрику, которую берёте с собой в поход. Часто в походе может разрядится фонарик, или камера, и такое зарядное устройство легко восполнит баланс батареи. Процесс зарядки производится через разъём USB. Всё что потребуется для работы такого зарядного устройства, это огонь и стакан с простой водой.
Главное предназначение этого устройства - выполнять зарядку там, где нет постоянного источника тока. Это конечно: различные походы, и кемпинги, но использовать такой способ зарядки можно и дома. Иногда бывают такие ситуации, когда отключают электричество, толи из-за грозы, толи из-за поломки, и необходимо подзарядить портативную технику, здесь и приходит на помощь FlameStower. Зарядить можно всё, что имеет необходимый разъём usb. Так, можно не беспокоится, что при ожидании важного звонка сядет батарея телефона.
Создатели изначально создавали это устройство для его использования в отдаленном от цивилизации месте. Именно поэтому его создали компактным, и очень удобным при использовании. Вес FlameStower по заявлениям значительно меньше, в сравнении с другими подобными устройствами. Главной особенностью является то, что работает оно совершенно в любых условиях. Главное, только соблюдать необходимые требования.
Конечно весь процесс зарядки зависит от источника, то есть, от огня. Чем больше температура огня, тем быстрее будет выполнена зарядка. Конечно, iPhone будет заряжаться дольше, чем от источника тока, раза в два. Следовательно, если телефон обычно заряжается часа за два, то во время зарядки этим устройством, может потребоваться 4 часа. Зарядка в течении 30 минут, может обеспечить стабильную работу продолжительностью в час.
В тоже время создатели этого устройства уверяют, что для небольшого по длительности звонка, необходимо заряжать телефон в течении минуты. Мощность этого зарядного устройства, стандартно составляет 2 вата, максимально может достигать 3 вата, это тоже самое, что и зарядка от usb любого ноутбука.
Устройство FlameStower имеет очень простой принцип работы. В основе устройства, лежит термоэлектрический элемент. Также есть ёмкость для воды, которая также нужна для работы устройства. Электроэнергия вырабатывается за счёт разницы температуры. Плюсом является то, что нет значения, какой источник огня будет применяться.
Приспособление весит практически триста грамм. Габариты устройства составляют 197х57х25мм, что как видно не очень много. Для работы, потребуется вода в объёме равному 140 миллилитров. Не смотря на то, что устройство маленькое, тем не менее, оно очень функциональное. Стоимость его составляет 100 долларов.
Это устройство будет всегда с вами, будь-то это велосипедная прогулка, поход в горы, или же просто отдых на даче.
Компактная печь легко собирается. Конструкция устроена так, что для горения не нужно много дров или угля - достаточно шишек, веток и других мелких горючих материалов, которых достаточно в любом лесу. Печь обеспечивает стабильную мощность и при этом выполняет свое прямое предназначение: нагревает чайники, кастрюли и котелки - литр воды, например, закипает за 7 минут, гаджет к этому времени также начнет заряжаться.
«Сегодня есть очень много гаджетов, которые нуждаются в подзарядке. В походы мы ходим на 3-4 дня, за это время аккумуляторы садятся, и гаджеты становятся бесполезными. Обидно таскать на себе камеру или другое оборудование, которое в результате никакой пользы не несет», - объясняет свою мотивацию Айдар Хайруллин. Четыре года назад он придумал, как справиться с проблемой севшей батарейки в походе, однако к оригинальному решению этой задачи пришел не сразу. Сначала он пробовал использовать существующие технологии - купил дешевый китайский внешний аккумулятор с солнечной панелью, но быстро разочаровался в нем: устройство сильно зависело от погоды и за целый день заряжало телефон всего на 5%.
Tengu
Более дорогие аккумуляторы с крупной солнечной панелью оказались эффективнее, но также работали только в ясную погоду, требовали постоянной корректировки угла наклона по отношению к солнцу, а процесс полной зарядки по-прежнему оставался очень длительным. Кроме того, эти панели были слишком громоздкими и хрупкими для того, чтобы брать их в поход.
В поисках способа эффективной зарядки гаджетов в полевых условиях Хайруллин перерыл интернет и наткнулся на информацию о радиоизотопном термоэлектрическом генераторе. Такой установлен на марсоходе Curiosity. Этот генератор использует тепловую энергию, которая выделяется в результате распада радиоактивных изотопов и преобразует ее в электрическую. Айдар решил, что преобразовывать тепло в электричество можно и на Земле и начал тесты.
В качестве источника энергии он решил использовать не радиоактивные изотопы, а более привычный огонь костра. Так пришла идея создать небольшую походную складную печку, оснащенную термоэлектрогенератором. Заказав необходимые детали, в августе 2014 года инженер собрал первый прототип. Самоделка выглядела не очень, но, тем не менее, была вполне пригодна для первых полевых тестов. «Никто не верил, что эта штука может заряжать телефон, да еще и от костра, - вспоминает реакцию товарищей Хайруллин. - Но все сработало. Печка всем понравилась и друзья просили сделать для них тоже».
Tengu
Через пару месяцев разработкой инженера заинтересовались в одном из крупных туристических сообществ во «ВКонтакте», насчитывающем 400 тыс. подписчиков. К Хайруллину обратились с просьбой написать обзор на изобретение, он согласился. Статья возглавила ТОП-10 лучших материалов, которые были опубликованы в группе в течение года, и набрала 10 тыс. лайков, что окончательно подтолкнуло изобретателя делать коммерческую версию.
На практике все оказалось сложнее, чем ожидалось. Одно дело удивить друзей, другое - создать рабочую версию продукта для продажи. Первый прототип, например, выдавал всего лишь 0,5 Вт мощности, что позволяло за час зарядить телефон примерно на 10%. Путем экспериментов мощность удалось повысить, а для корпуса был найден лучший сплав материалов - титан и нержавеющая сталь - он оказался оптимальным с точки зрения соотношения прочности и веса. Кроме того, он не ржавеет, не прогорает, его трудно согнуть. На видео-презентации Хайруллин встает на печку ногами - она легко выдерживает его вес.
Tengu
Наконец, в мае 2016 года была создана первая промышленная версия печки-генератора, которая получила название Tengu. Для ее выпуска Хайруллин решил собирать деньги краудфандингом. Разработка понравилась сообществу и на Бумстартере были собраны необходимые 700 000 рублей. Свои экземпляры необычной печки получили все, кто жертвовал, отзывы пришли положительные.
Массовое тестирование, тем не менее, выявило некоторые эксплуатационные проблемы гаджета: контроллер не всегда заряжал некоторые айфоны, а мощность гуляла, падая с пиковой до минимальной при долгом нагреве. Год был потрачен на поиск решений. Так был полностью переработан теплосъемник. Печь в итоге получила водяное охлаждение. Дело в том, что выработка электричества зависит от разности температур между разными поверхностями полупроводникового слоя в теплоэлектрогенераторе. Было два выхода, чтобы увеличивать эту разность. Но при повышении температуры, начинали гореть контроллеры, поэтому было решено охлаждать внешнюю часть. Вода делает охлаждение намного эффективнее воздуха, поэтому остановились на ней.
Tengu
Изобретатель полностью переработал и конструкцию печки. Версия 2017 года сделана из сплава титана и нержавейки и весит 1,2 кг. Высота конструкции составляет 16 см, ширина - 12 см, толщина стенок - 1 мм. Длина вместе с радиатором - 18,5 см. Теперь с ней поставляется чехол для переноски. Мощность печки-зарядки составляет стабильные 5 Вт, выход USB - 5В/1А. Длина негорючего кабеля с металлической оплеткой, который, по словам Хайруллина, «не рвется и не плавится», составляет 30 см. На конце провода - USB-порт с индикатором - он загорится зеленым цветом, когда электричества в генераторе будет достаточно для того, чтобы начать зарядку телефона. Испытания новой версии запечатлели на видео .
Комплектующие Tengu изготавливаются на восьми заводах в России и одном в США. Договориться о сотрудничестве было несложно, говорит инженер. На одном заводе создается сплав, на втором - с помощью лазера из готового сплава вырезаются детали. Третий завод поставляет канистры из алюминия, четвертый (ОАО «Уфимкабель») - делает провода. Лишь один завод в стране, название которого Хайруллин предпочел не называть, согласился делать термоэлектрические генераторы. «Технология очень сложная, изначально она применялась только в космических целях», - объясняет Хайруллин.
Tengu
Единственный иностранный поставщик - компания из Кремниевой долины - делает для печи Хайруллина контроллеры. Российские и китайские аналоги имели низкий КПД и перегревались при больших токах. С новыми контроллерами мощность печки вышла на стабильные 5 Вт, и устройство теперь гарантированно поддерживает все модели гаджетов.
Айдар Хайруллин утверждает, что аналогичных Tengu устройств с таким же уровнем эффективности в мире просто нет. Есть похожие, но это всего лишь игрушки. Они, в отличии от нашего генератора, используют элемент Пельтье. В другом известном генераторе встроен повербанк, который собственно и заряжает гаджеты, а генерация электричества только немного добавляет мощности.
В месяц команда Айдара может собирать порядка 100 печек Tengu, поскольку именно такое число термоэлектрических генераторов может производить поставщик. Окончательная сборка Tengu производится в Уфе.
Мы задали Айдару короткий блиц из наиболее типичных вопросов, которые чаще всего интересуют потенциальных заказчиков его разработки.
- Какой срок службы Tengu?
- Большинство элементов сделано из стали не подверженной коррозии. Самое хрупкое это электроника, ее производитель заявляет средний срок службы 50 лет.
- Сколько дров требуется чтобы зарядить телефон?
- За час в среднем уходит 600 грамм щепок.
- Как быстро вскипает вода в бачке?
- Вода используемая для охлаждения закипает примерно за час. Но генератор продолжает заряжать с небольшой потерей мощности. Чтобы мощность была максимальной, достаточно просто подлить холодную воду.
- Насколько ваше устройство надежно?
- Генератор практически полностью сделан из стали, он выдержит падения и даже вес человека если на него встать. Конструкция сделана так, чтобы работать в любую погоду, ей не страшен дождь, ветер и отрицательные температуры.
- Почему вы не используете модули Пельтье?
- Все просто - эти модули не выдерживают высоких температур и обладают небольшой мощностью. Мы используем собственные генераторные модули, их мощность 12 Ватт. Они предназначены для работы при высоких температурах и специализированы для выработки электроэнергии. На данный момент они производятся по заказу на заводе в России. С помощью BommStarter хотим наладить собственное производство.
Сейчас все больше людей выбирают активный отдых. Каждый день появляются новые гаджеты: экш-камеры, GPS навигаторы, защищенные смартфоны, фитнес трекеры и многое другое. Все они делают наш отдых комфортным и интересным. Но у всех один и тот же минус. Время автономной работы от 2 часов до 2 суток. После этого ваши самые навороченные гаджеты превращаются в бесполезные куски пластмассы и лишний вес в рюкзаке. И ведь не выкинешь.
Кончено существуют способы их зарядить, но все они не надежны.
Небольшая складная печь, которая заряжает гаджеты от костра в любую погоду и в любых условиях.
Просто соберите ветки под ногами и растопите их в мини печке. Генератор преобразует тепло в электричество без каких-либо движущихся элементов, что обеспечивает высокую надежность. Средний смартфон заряжается за полтора часа, точно так же как от обычной зарядки у вас дома. А пока ваши гаджеты заряжаются, вы можете вскипятить воду для чая. Этот процесс на много удобней и быстрее чем на обычном костре.
Мы взяли космические технологии и применили для бытовых вещей. Точно так же устроен генератор на марсоходе Curiosity . Это машина весом почти в тону исследует Марс уже 4 года. На ней нет солнечных панелей. Всю необходимую энергию обеспечивает термоэлектрический модуль аналогичный нашему. Это говорит о невероятной надежности данных генераторов, они пережили большие нагрузки при старте, долгий перелет, жесткую посадку и суровые условия красной планеты.
Да, аналоги уже есть, но их нельзя назвать полноценными генераторами, и они не способны зарядить телефон от 0 до 100%.
Просто игрушки для теста технологии, способны лишь немного подзарядить для экстренного звонка.
Мы НЕ используем элементы Пельтье! В наших генераторах стоят полноценные среднетемпературные генераторные модули со сложной конструкцией теплосъема.
Я сам турист и перепробовал кучу портативных зарядных устройств, но ни одно из них меня не устраивало. Я начал искать какие существуют способы получения электричества. И наткнулся на термоэлектрический эффект открытый еще в 19 веке.
Через пару месяцев изучения у меня был первый прототип. Он был способен зажигать маленькую лампочку и заряжать звонилки.
Мной была написана статья, которая разлетелась по всему интернету. Позже я узнал, что она набрала больше 10 000 лайков и заняла первое место в одной из туристических групп в контакте. И тут понеслось!
Через пол года была разработана первая модель с мощностью 2,5 Ватта. Над печкой работала уже команда из 3 человек. Впереди нас ждали полтора года испытаний и научных изысканий. Было протестировано множество материалов, многие из которых не выдерживали и сгорали.
И вот спустя два года у нас уже есть промышленный образец полностью готовый к использованию. Также сделаны инструкции, коробки и прочие составляющие. 5 заводов по России готовы производить комплектующие по нашим техническим заданиям.
Теперь нам нужна ваша поддержка. Чтобы запустить производство, необходима сумма в размере 680 000 руб. Фабрики не могут выпускать мелкую серию, поэтому нам нужно заказать минимум 150 штук. От вас зависит судьба этого устройства. Мы очень хотим, чтобы оно увидело свет и помогло людям.
Руководитель Хайруллин Айдар
Инженер Космылин Денис
Маркетолог Батурин Денис
Разработка преобразовывает тепло в электричество
Устройство, позволяющее заряжать смартфоны и другие гаджеты даже в местах, где нет источников электроэнергии, придумал изобретатель из Уфы Айдар Хайруллин. Необычная «печь-зарядка» даёт возможность заряжать различные технологические приспособления от костра. По мнению создателей, разработка, в том числе, могла бы заинтересовать туристов.
Компактное устройство позволяет преобразовывать тепловую энергию в электрическую и, как следствие, позволяет получить необходимое электричество даже в ситуации, когда человек находится вдали от «цивилизации». При этом найти «топливо» для подобного зарядного устройства посреди леса. не представляет труда. Главной задачей, стоявшей перед изобретателем, было создание конструкции, благодаря которой к генератору поступает оптимальная температура.
Для того с помощью разработанной уфимцем технологии зарядить телефон полностью, то потребуется столько же времени, сколько и при более «традиционной» зарядке, передаёт gtrk.tv . Помимо смартфонов и планшетов, портативный генератор позволяет заряжать фонарики и другие устройства, требующие для работы электричества.
Внешне приспособление напоминает маленький мангал, на стенку которого вешается устройство, преобразующее тепло в электричество. Собрать такую конструкцию, по словам создателя, очень просто. При этом, заряжая телефон, устройством действительно можно одновременно воспользоваться почти как мангалом - к примеру, разогрев на нём чай. Смартфон или иную технику, нуждающуюся к подзарядке, можно подключить с помощью USB-порта в рамках проходившего в Самаре молодёжного формума и выиграло два гранта.
Интерес к разработке, как сообщается, уже проявили иностранцы, в том числе граждане, США и Великобритании. Также изобретение победило на конкурсе научно-технических разработок. Айдар Хайруллин предполагает, что в будущем будет налажено массовое производство необычных зарядных устройств.
Для многих из нас, кто столкнулся с проблемой выживания в условиях дикой природы, настоящей проблемой является подзарядка гаджетов. Это не обязательно мобильный телефон, ведь карты местности могут быть на планшете или ноутбуке. Да и аккумуляторный фонарик время от времени требует свою порцию электричества.
До настоящего времени единственной альтернативой была зарядка от солнечных панелей, которые стоят приличных денег и напрямую зависят от погоды. Можно, конечно, вспомнить о накопителях энергии, рассчитанных на различную емкость, но их тоже хватит ненадолго.
Лучшим выходом из положения я считаю печку-щепотницу, в которую встроен элемент Пельтье. На выходе вы получаете источник тепла для готовки и обогрева, а так же зарядное устройство. Но давайте обо всем по порядку.
Элемент Пельтье или термоэлектрический модуль (ТЭМ)
По сути это сборка термопар, состоящих из двух элементов n- и p-типов проводимости. В качестве материалов для их изготовления используются полупроводники на основе теллура, висмута, селена и сурьмы.
В стандартном ТЭМ (на рисунке) термопары расположены между двух керамических пластин. Их количество может быть от нескольких до сотен пар, позволяя создавать модули любой мощности (от 0,1 до нескольких сотен Вт).
При подаче на элемент Пельтье постоянного электрического тока, на его сторонах образуется перепад температур – одна охлаждается, а другая нагревается. Обеспечивая эффективный отвод тепла (радиатор) с горячей стороны, мы на противоположной стороне получаем охлаждение на десятки градусов относительно температуры окружающей среды.
Это активно используется при разработке систем охлаждения, причем, чем больше величина тока, тем сильнее эффект. Меняя полярность тока, мы меняем холодную и горячую сторону местами.
Практическое использование
Далеко не все догадываются, что с помощью ТЭМ можно не только охлаждать, но и вырабатывать электроэнергию.
Для этого удобно использовать готовую импортную сборку TEC1-12710, внешний вид которой приведен на рисунке:
Термоэлектрические модули от этого производителя отличаются небольшой ценой и хорошими характеристиками. Так для модификации 12710:
Другие типы сборок от 12704 до 12715 отличаются только своими характеристиками.
Для получения электричества надо обеспечить нагрев одной стороны ТЭМ с одновременным охлаждением другой. Причем разница температур должна составлять не менее 130-150°С. Для этого сборку с одной сторона «садим» на термопасту к радиатору охлаждения
А с другой (используя термопасту) прижимаем алюминиевой пластиной.
Для обдува радиатора можно применить кулер от компьютера, который при хорошем охлаждении довольно экономичен. Запитываться он будет от нашего ТЭМ. Противоположная алюминиевая пластина должна плотно прижиматься к печке-щепотнице, обеспечивая достаточный нагрев.
Для стабилизации выходного напряжения необходимо использовать самодельный или готовый преобразователь, обеспечивающий U=5V при токе от 1A. Я бы посоветовал готовые схемы от китайских производителей, имеющих готовые USB-разъемы на выходе.
Поискав в интернете, я нашел уже готовую конструкцию, которую автор изготовил из старого блока питания к компьютеру.
Конструкция довольно удачная, ведь есть и место для кружки (кастрюльки), и удобно подкладывать щепки, и имеется хороший доступ для воздуха. Вот только металл данной конструкции слабоват и быстро прогорит. Но как опытный образец, она заслуживает уважения.
Если же вы решили изготавливать корпус печки самостоятельно, постарайтесь использовать более толстый металл. Предварительно разметьте его при помощи штангенциркуля и чертилки, а затем раскроите по получившимся линиям. Помните, что крепление отдельных частей корпуса должно быть надежным, ведь металл будет подвергаться значительному нагреву.
Максимальная температура для модуля Пельтье TEC1-12710 указана 180°С, так что не стоит переживать по поводу перегрева. Ведь печка небольших размеров, да и кулер обеспечивает дополнительное охлаждение.
Мощность данного модуля рассчитана на 10А. Если вам нужно меньше – возьмите TEC1-12704, TEC1-12706, TEC1-12708. Если необходимо больше, обратите внимание на TEC1-12712 или TEC1-12715. Конечно, чем больше сила тока, тем эффективнее модуль, но и цена при этом заметно вырастает.
Для себя элементы Пельтье я заказываю на AliExpress по этой ссылке . Цена оказалась даже меньше, чем в отечественных магазинах, а качество просто отличное. Сейчас собираю подобную установку для знакомых, часто путешествующих по горам.
