1.6　自動(dòng)太陽能風(fēng)扇涼帽

炎熱的盛夏，市場(chǎng)上流行一種電風(fēng)扇式旅游涼帽，深受廣大游客和青少年的喜愛。這種涼帽的外觀如圖1-54所示，它由一節(jié)5號(hào)干電池、一個(gè)電源小開關(guān)和一個(gè)帶有塑料風(fēng)扇葉片的小電動(dòng)機(jī)串聯(lián)組成。閉合電源開關(guān)，電動(dòng)機(jī)通電工作，風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，便會(huì)向戴帽者面部吹去陣陣涼風(fēng)。這種電風(fēng)扇式旅游涼帽，既能遮擋住照射到使用者面部的陽光，又能使人的面部享受到清涼的微風(fēng)，廣泛適合于夏季旅游、觀賞露天體育比賽和從事各種野外活動(dòng)的人員使用。

如果自己動(dòng)手將這種電風(fēng)扇涼帽改造成如圖1-55所示的由太陽能電池供電的風(fēng)扇涼帽，則不僅時(shí)尚新潮，綠色環(huán)保，而且實(shí)用有趣：當(dāng)你戴著這種風(fēng)扇涼帽在太陽光下行走時(shí)，小風(fēng)扇自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且光照越強(qiáng)，它的轉(zhuǎn)速越快，所產(chǎn)生的風(fēng)力也就越強(qiáng)；進(jìn)入房間或樹蔭下，小風(fēng)扇自動(dòng)停轉(zhuǎn)。

如果你是一名學(xué)生，戴著自己親手改造的這樣一頂太陽能電池供電的風(fēng)扇涼帽去參加學(xué)校或班級(jí)組織的夏令營、野外活動(dòng)等，不僅能達(dá)到遮陽、涼爽、降溫、解暑之目的，而且還可以通過這個(gè)小小的制作向周圍同學(xué)展示一下自己“節(jié)能環(huán)?！焙屠锰柲艿牡靡庵鳎瑥亩棺约撼蔀橐幻俗⒛康男⌒　肮?jié)能環(huán)?！毙麄鲉T，多么有意義啊。

1.6.1　工作原理

太陽能風(fēng)扇涼帽的電路如圖1-56所示，它由太陽能電池板BP和帶有風(fēng)扇葉片的小電動(dòng)機(jī)M組成。其最大特點(diǎn)是：線路簡單，只要有太陽光照射便能工作，省去普通電風(fēng)扇式旅游涼帽開關(guān)電源和更換干電池的麻煩，既經(jīng)濟(jì)環(huán)保，又能體現(xiàn)出人與自然的和諧相處，真可謂“大自然小空調(diào)”。

當(dāng)有太陽強(qiáng)光照射到太陽能電池板BP上時(shí)，BP表面即發(fā)生光伏效應(yīng)，其兩端輸出一定功率的電能，驅(qū)動(dòng)小電動(dòng)機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)，由風(fēng)扇葉片產(chǎn)生一定風(fēng)力；當(dāng)太陽能電池板BP接收的太陽光弱?。ㄌ炜斩嘣疲r(shí)，其兩端輸出功率減小，小電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)力隨之減小；當(dāng)無太陽光照射（天陰、天黑或戴帽者進(jìn)入樹蔭、房內(nèi)）時(shí)，太陽能電池板BP兩端基本無功率輸出，小電動(dòng)機(jī)M自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)扇葉片不再吹風(fēng)。

1.6.2　元器件選擇

該項(xiàng)改造總共只用了兩個(gè)電子元器件，其中太陽能電池板BP需要單獨(dú)購買，小電動(dòng)機(jī)M及其所配風(fēng)扇葉片在我們所要改裝的普通市售電風(fēng)扇式旅游涼帽上已經(jīng)包含，所以一般不必再另外選購。

BP選用開路電壓≥3V、短路電流≥70mA、外形尺寸約為80mm×65mm×6mm的成品硅太陽能電池板，其外形如圖1-57所示。這種太陽能電池板已裝有塑料保護(hù)框架，并從背面焊引出兩根塑料電源軟電線，其中紅色為正極（+）引線，黑色為負(fù)極（-）引線，使用很方便。太陽能電池板的功率輸出能力與其面積大小密切相關(guān)，面積越大，在相同光照條件下的輸出功率也越大。一般來講，其他尺寸或規(guī)格的太陽能電池板，只要開路電壓達(dá)到3V、短路電流達(dá)到70mA，均能夠在本制作中使用。

太陽能電池板的優(yōu)劣主要由開路電壓和短路電流這兩項(xiàng)指標(biāo)來衡量。業(yè)余測(cè)試方法是：將太陽能電池板放在太陽光直射的環(huán)境下，按圖1-58（a）所示，用萬用表測(cè)出兩端輸出電壓，即可認(rèn)為是開路電壓；再按圖1-58（b）所示，將萬用表直接跨接在太陽能電池板兩端測(cè)出輸出電流，即認(rèn)為是短路電流。

1.6.3　動(dòng)手制作

由于該制作是在普通市售電風(fēng)扇式旅游涼帽的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以動(dòng)手做起來顯得比較容易。整個(gè)制作過程可按以下三個(gè)步驟來完成。

第一步，焊接電路

首先，按照?qǐng)D1-59（a）和圖1-59（b）所示，將欲改造的普通電風(fēng)扇式旅游涼帽上的電池盒上蓋打開，取出里面的單節(jié)5號(hào)干電池不用。

然后，按照?qǐng)D1-59（c）所示，將太陽能電池板BP上的紅色引線（正極）焊接在涼帽上原有電池架的正極端，黑色引線（負(fù)極）焊接在電池架的負(fù)極端（有彈簧的一端）。電池盒所帶的電源開關(guān)可不必拆掉，將開關(guān)始終閉合（形同一根導(dǎo)線）即可。

最后，按照?qǐng)D1-59（d）和圖1-59（e）所示，將太陽能電池板BP通過熱熔膠粘固在電池盒頂上。具體可到五金商店去購買一根熱熔膠棒（單價(jià)1～2元），采用電烙鐵加熱熔化熱熔膠棒的簡易方法進(jìn)行粘固，粘固點(diǎn)選擇在太陽能電池板BP的背面與電池盒相交接處，數(shù)量一般取6處即可。這種采用電烙鐵加熱熔化熱熔膠棒的簡易粘固方法，既方便快捷、又牢固可靠。

第二步，美化作品

這里要說明的是，照片中所拍攝的太陽能風(fēng)扇涼帽，是2008年4月間筆者進(jìn)行制作時(shí)的情景。當(dāng)時(shí)舉世矚目的2008年北京奧運(yùn)會(huì)即將開幕，筆者以迎接北京奧運(yùn)會(huì)為主題設(shè)計(jì)美化了太陽能風(fēng)扇涼帽。主要做法是：在太陽能電池板BP兩邊帽蓋的合適位置處粘貼上了大小合適、左右對(duì)稱的北京奧運(yùn)會(huì)主題口號(hào)——“同一個(gè)世界，同一個(gè)夢(mèng)想”不干膠彩色小標(biāo)語，在小電動(dòng)機(jī)M兩旁的帽檐和前方的適當(dāng)位置處粘貼上了大小合適的北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)徽和吉祥物福娃等的不干膠彩色小貼圖，使得作品更具特色和個(gè)性。事實(shí)上本文出現(xiàn)的所有風(fēng)扇涼帽照片，全都反映出了作者事先粘貼好的北京奧運(yùn)會(huì)有關(guān)圖文。其中的文字小標(biāo)語是作者當(dāng)時(shí)在電腦上錄入，并用噴墨打印機(jī)在白色不干膠粘貼紙上打印制作的，小貼圖則是從學(xué)生用品商店購買來的。這樣的美化方案，內(nèi)容和效果看起來都還不錯(cuò)吧。

當(dāng)然啰，如今北京奧運(yùn)會(huì)早已過去多時(shí)，讀者在制作過程中，可參考上面的美化方法，任意選擇主題內(nèi)容，發(fā)揮自己的想象力和審美觀，設(shè)計(jì)出獨(dú)一無二、體現(xiàn)個(gè)性的美化方案來。

第三步，檢驗(yàn)電路

裝配成的太陽能風(fēng)扇涼帽，只要元器件質(zhì)量有保證，焊接沒有錯(cuò)誤，一般不需任何調(diào)試，便可正常工作。

萬一風(fēng)扇涼帽電扇葉片反轉(zhuǎn)（向外吹風(fēng)），說明小電動(dòng)機(jī)M的正、負(fù)極性接反，只需調(diào)換一下接線位置，便可排除故障。如果使用的太陽能電池板符合要求，電路接線也沒有錯(cuò)誤，但小電動(dòng)機(jī)M就是不轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)速很慢，說明電風(fēng)扇式旅游涼帽原有小電動(dòng)機(jī)采用的是啟動(dòng)電流大、效率低的普通玩具電動(dòng)機(jī)，應(yīng)該換用高效率的直流小電動(dòng)機(jī)，如24ZY01型（額定電壓2.3V、額定轉(zhuǎn)速1600r/min）等，用“隨身聽”上專用的1.5～2.4V小電機(jī)（不帶調(diào)速電路）也行。

1.6.4　投入使用

在炎熱的夏日出門可別忘記了戴上太陽能風(fēng)扇涼帽，當(dāng)你像如圖1-60所示那樣戴著這頂親手做成的太陽能風(fēng)扇涼帽外出旅游或參加學(xué)校及班級(jí)組織的郊游、夏令營等活動(dòng)時(shí)，不僅能夠享受到源源不斷的涼意，還會(huì)引來眾多羨慕的目光和贊許聲。