Простейшее зарядное устройство на солнечных батареях
Автору пришла идея создать зарядное устройство для своего телефона на основе солнечной батареи. Обычно для того, чтобы зарядить мобильный телефон требуется постоянное напряжение в 5 В. Напряжение вырабатываемое от солнечных батарей не постоянное и во многом зависит от освещенности. Поискав выход из данной ситуации автор обратил внимание на стабилизатор напряжения КР142ЕН5А, который позволит питать аккумулятор телефона от энергии сообщаемой солнечной батареей.
Материалы необходимые для создания зарядного устройства на основе солнечной батареи:
1) солнечные батареи с напряжением по 3В 2 штуки
2) стабилизатор напряжения на 5 В, в данном случае микросхема КР142ЕН5А
3) USB разъем для кабеля питания телефона
4) провода
5) припой
6) термоклей
Рассмотрим основные моменты создания данного устройства.
Стабилизатор КР142ЕН5А является зарубежным аналогом L7805CV, их вы можете заказать через интернет или посмотреть в магазине радиодеталей своего города. Главное достоинство подобного стабилизатора заключено в том, что при подаче на вход напряжения от 5 В до 15 В, он выводит стабильные 5 В.
Это в свою очередь означает возможность использования солнечной панели с вырабатываемым напряжением от 5 В до 15 В соответственно диапазону работы стабилизатора.
Однако у данной схемы есть и минус, который заключается в том, что если подаваемое напряжение от солнечной батареи будет меньше 5 В , то устройство не будет заряжать аккумулятор телефона.
Кроме данного стабилизатора так же были приобретены солнечная батарея, USB разъем, провода и другие незначительные вещи.
После того как были подготовлены все необходимые элементы автор приступил к сборке компонентов зарядного устройства.
Ниже вы можете видеть примерную схему зарядного устройства на солнечной батарее:
Автор отмечает, что очень важно не перепутать контакты микросхемы и USB разъема при пайке.
У автора имелись две солнечные батареи с рабочим напряжением в 3 В. Так как для работы устройства необходимо напряжением минимум в 5 В, то автор просто соединил эти две батареи последовательно.
После чего была произведена пайка всех элементов в одну схему.
Далее на микросхему был нанесен термоклей, и она была приклеена на обратную сторону солнечной панели.
После сборки устройства автор провел испытания его работы на телефоне. Солнечная батарея была помещена под свет, к ней был подключен мобильный телефон через USB разъем.
Как это видно на фотографиях аккумулятор телефона начал заряжаться, что означает правильную работу данного устройства. Данное зарядное устройство оказалось очень легким для сборки, содержит в себе минимум работы паяльником, но в то же время является очень полезным. Так как его размеры минимальны, его довольно удобно брать с собой и заряжать свой телефон в случае необходимости.
Источник
Доставка новых самоделок на почту*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Как своими руками сделать солнечное зарядное устройство для телефона
Сделать самодельное зарядное устройство не слишком сложно — необходимые компоненты не очень дорогие и их легко достать. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки небольших устройств, например, телефона.
Слабым местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторы. Большинство зарядных устройств на солнечных батареях собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторов — дешёвых, доступных и безопасных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторов слишком низкие напряжение и ёмкость, чтобы их можно было серьёзно рассматривать в качестве зарядных устройств для современных гаджетов, энергопотребление которых с каждым годом только растёт.
Например, аккумулятор iPhone 4 на 2000 мА*ч ещё можно полностью перезарядить от самодельной солнечной зарядки с двумя или четырьмя аккумуляторами АА, но вот iPad 2 оснащён аккумулятором на 6000 мА*ч, который уже не так просто перезарядить с помощью подобного зарядного устройства.
Решением данной проблемы является замена никель-металл-гидридных аккумуляторов на литиевые.
Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, по сравнению с коммерческими зарядными устройствами это самодельное зарядное устройство обойдётся вам очень дёшево. Во-вторых, собрать его очень просто. И самое главное — эта литиевая USB зарядка безопасна при эксплуатации.
Шаг 1: Необходимые компоненты для сборки солнечной USB зарядки.
Электронные компоненты:
- Солнечная батарея на 5 В или выше
- Литий-ионный аккумулятор на 3,7 В
- Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора
- Повышающая USB схема постоянного тока
- Разъём 2,5 мм с креплением на панель
- Разъём 2,5 мм с проводом
- Диод 1N4001
- Провод
Конструкционные материалы:
- Изолента
- Термоусадочные трубки
- Двухсторонняя лента из пеноматериала
- Припой
- Жестяная коробка (или другой корпус)
Инструменты:
- Паяльник
- Пистолет для склеивания горячим клеем
- Дрель
- Дремель (не обязателен, но желателен)
- Кусачки
- Инструмент для зачистки проводов
- Помощь друга
- Защитные очки
В этом руководстве рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии. Вы можете отказаться от использования солнечных батарей и ограничиться только изготовлением обычной USB зарядки на литий-ионных аккумуляторах.
Большинство компонентов для этого проекта можно купить в интернет магазинах электроники, но повышающую USB схему постоянного тока и контроллер заряда литий-ионного аккумулятора найти будет не так просто. Далее в этом руководстве я расскажу, где можно достать большинство необходимых компонентов и для чего каждый из них нужен. Исходя из этого вы сами решите какой вариант вам лучше всего подходит.
Шаг 2: Преимущества зарядных устройств с литиевыми аккумуляторами.
Может быть вы не догадываетесь, но скорей всего литий-ионный аккумулятор прямо сейчас лежит у вас в кармане или на столе, а может и в вашем кошельке или рюкзаке. В большинстве современных электронных устройств используются литий-ионные аккумуляторы, характеризующиеся большой ёмкостью и напряжением. Их можно перезаряжать множество раз. Большинство аккумуляторов формата АА по химическому составу являются никель-металл-гидридными и не могут похвастаться высокими техническими характеристиками.
С химической точки зрения разница между стандартным никель-металл-гидридным аккумулятором АА и литий-ионным аккумулятором заключается в химических элементах, содержащихся внутри элемента питания. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов Менделеева, то увидите, что литий находится в левом углу рядом с самыми химически активными элементами. А вот никель расположен в середине таблицы рядом с химически неактивными элементами. Литий обладает такой высокой химической активностью из-за того, что у него только один валентный электрон.
И как раз именно по этой причине на литий много нареканий — иногда он может выходить из-под контроля из-за своей высокой химической активности. Несколько лет назад компания Sony, лидер в производстве аккумуляторов для ноутбуков, изготовила партию некачественных аккумуляторов для ноутбуков, некоторые из которых самопроизвольно возгорались.
Именно поэтому при работе с литий-ионными аккумуляторами мы должны придерживаться определенных мер предосторожности — очень точно поддерживать напряжение во время зарядки. В этой инструкции используются аккумуляторы на 3,7 В, которые требуют заряжающего напряжения 4,2 В. При превышении или уменьшении этого напряжения химическая реакция может выйти из-под контроля со всеми вытекающими последствиями.
Вот почему при работе с литиевыми батареями необходимо проявлять предельную осторожность. Если обращаться с ними осторожно, то они достаточно безопасны. Но если вы будете делать с ними недопустимые вещи, то это может привести к большим неприятностям. Поэтому их следует эксплуатировать только строго по инструкции.
Шаг 3: Выбор контроллера заряда литий-ионного аккумулятора.
Из-за высокой химической реактивности литиевых аккумуляторов вы должны быть на сто процентов уверены, что схема контроля напряжения заряда вас не подведёт.
Хотя можно изготовить собственную схему контроля напряжения, но лучше просто купить уже готовую схему, в работоспособности которой вы будете уверены. На выбор доступны несколько схем контроля заряда.
На данный момент Adafruit выпускает уже второе поколение контроллеров заряда для литиевых аккумуляторов с несколькими доступными значениями входящего напряжения. Это весьма неплохие контроллеры, но у них слишком большой размер. Вряд ли на их базе получится собрать компактное зарядное устройство.
В интернете можно купить небольшие модули контроллеров зарядки литиевых аккумуляторов, которые и используются в данном руководстве. На базе этих контроллеров я также собрал множество других самоделок. Они мне нравятся за компактность, простоту и наличие светодиодной индикации заряда аккумулятора. Как и в случае с Adafruit, при отсутствии солнца литиевый аккумулятор можно зарядить через USB порт контроллера. Возможность зарядки через USB порт является крайне полезной опцией для любого зарядного устройства на солнечных батареях.
Независимо от того, какой контроллер вы выбрали, вы должны знать как он работает и как его правильно эксплуатировать.
Шаг 4: USB порт.
Через USB порт можно заряжать большинство современных устройств. Это стандарт во всём мире. Почему бы просто не подключить USB порт напрямую к аккумулятору? Зачем нужна специальная схема для зарядки через USB?
Проблема заключается в том, что по стандарту USB напряжение составляет 5 В, а литий-ионные аккумуляторы, которые мы будем использовать в данном проекте, имеют напряжение всего 3,7 В. Поэтому нам придётся воспользоваться повышающей USB схемой постоянного тока, которая увеличивает напряжение до достаточного для зарядки различных устройств. В большинстве коммерческих и самодельных USB зарядок, наоборот, используются понижающие схемы, так как они собираются на базе аккумуляторов на 6 и 9 В. Схемы с понижением напряжения более сложные, поэтому в солнечных зарядных устройствах их лучше не применять.
Схема, которая применяется в данной инструкции, была выбрана в результате длительного тестирования различных вариантов. Она практически идентична схеме Minityboost Adafruit, но стоит дешевле.
Конечно вы можете купить онлайн недорогое зарядное USB устройство и разобрать его, но нам нужна схема, преобразующая 3 В (напряжение двух батареек АА) в 5 В (напряжение на USB). Разборка обычной или автомобильной USB зарядки ничего не даст, так как их схемы работают на понижение напряжения, а нам наоборот нужно повышать напряжение.
Кроме того следует учесть, что схема Mintyboost и используемая в проекте схема способны работать с гаджетами Apple, в отличии от большинства других зарядных USB устройств. Устройства от Apple проверяют информационные пины на USB, чтобы знать куда они подключены. Если гаджет Apple определит, что информационные пины не работают, то он откажется заряжаться. У большинства других гаджетов такая проверка отсутствует. Поверьте мне — я перепробовал множество дешёвых схем зарядки с интернет-аукциона eBay — ни от одной из них мне не удалось зарядить свой айфон. Вы же не хотите, чтобы от вашей самодельной USB зарядки нельзя было заряжать гаджеты Apple.
Шаг 5: Выбор аккумулятора.
Если вы немного погуглите, то обнаружите огромный выбор аккумуляторов разных размеров, ёмкостей, напряжений и стоимости. Поначалу во всём этом многообразии будет несложно запутаться.
Для нашего зарядного устройства мы будет использовать литий-полимерный (Li-Po) аккумулятор на 3,7 В, который очень напоминает аккумулятор для айпода или мобильного телефона. Действительно, нам нужен аккумулятор исключительно на 3,7 В, так как схема зарядки рассчитана именно на это напряжение.
То, что аккумулятор должен быть оснащён встроенной защитой от перезаряда и переразряда, даже не обсуждается. Обычно эта защита называется «PCB protection» («схема защиты»). Поищите по этим ключевым словам на интернет-аукционе eBay. Из себя она представляет всего лишь небольшую печатную плату с чипом, которая защищает аккумулятор от чрезмерного заряда и разряда.
При выборе литий-ионного аккумулятора смотрите не только на его ёмкость, но и на его физический размер, который преимущественно зависит от выбранного вами корпуса. В качестве корпуса у меня выступила жестяная коробка Altoids, так что я был ограничен в выборе аккумулятора. Я сначала думал купить аккумулятор на 4400 мА*ч, но из-за его больших размеров мне пришлось ограничиться аккумулятором на 2000 мА*ч.
Шаг 6: Подсоединение солнечной батареи.
Если вы не собираетесь делать зарядное устройство с возможностью подзарядки от солнца, то можете пропустить этот этап.
В этом руководстве используется солнечная батарея в жестком пластиковом корпусе на 5,5 В и 320 мА. Вам подойдет любая большая солнечная батарея. Для зарядного устройства лучше всего выбирать батарею, рассчитанную на напряжение 5 — 6 В.
Возьмите провод за кончик, разделите его на две части и немного зачистите концы. Провод с белой полоской отрицательный, а полностью чёрный провод — положительный.
Припаяйте провода к соответствующим контактам с обратной стороны солнечной батареи.
Закройте места пайки с помощью изоленты или горячего клея. Это защитит их и поможет снизить нагрузку на провода.
Шаг 7: Сверлим жестяную коробку или корпус.
Так как в качестве корпуса я использовал жестяную коробку Altoids, то мне пришлось немного поработать дрелью. Кроме дрели нам понадобится ещё и такой инструмент, как дремель.
Перед тем, как начать работу с жестяной коробкой, сложите в неё все компоненты, чтобы убедиться на практике, что она вам подходит. Продумайте, как лучше всего в ней разместить компоненты, и только потом сверлите. Места расположения компонентов можете обозначить маркером.
После обозначение мест можете приниматься за работу.
Вывести USB порт можно несколькими способами: сделать небольшой надрез прямо вверху на коробке или же сбоку на коробке просверлить отверстие соответствующего размера. Я решил сделать отверстие сбоку.
Сначала приложите USB порт к коробке и обозначьте его место. Внутри обозначенной области просверлите дрелью два или больше отверстий.
Зашлифуйте отверстие дремелем. Обязательно соблюдайте технику безопасности, чтобы не травмировать пальцы. Ни в коем случае не держите коробку в руках — зажмите её в тиски.
Далее убедитесь, что в сделанное вами отверстие свободно проходит USB порт.
Просверлите отверстие диаметром 2,5 мм для USB порта. При необходимости расширьте его с помощью дремеля. Если вы не планируете устанавливать солнечную батарею, то в отверстии 2,5 мм нет необходимости!
Шаг 8: Подключение контроллера зарядки.
Одна из причин, по которой я выбрал этот компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впереди рядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две сзади для аккумулятора.
Чтобы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, необходимо подпаять два проводка и диод от разъёма к контроллеру. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Зафиксируйте диод 1N4001, контроллер зарядки и разъём 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. Если смотреть на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний — положительным, а правый вообще не используется.
Один конец проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а другой к отрицательному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как можно ближе к основанию диода, чтобы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Опять же, постарайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к положительному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Шаг 9: Подключение аккумулятора и USB схемы.
На данном этапе потребуется всего лишь подпаять четыре дополнительных контакта.
Нужно подсоединить аккумулятор и USB схему к плате контроллера зарядки.
Сначала отрежьте несколько проводков. Подпаяйте их к положительным и отрицательным контактам на USB схеме, которые расположены на нижней стороне платы.
После этого соедините вместе эти проводки с проводками, идущими от литий-ионного аккумулятора. Убедитесь, что вы соединили вместе отрицательные проводки и соединили вместе положительные проводки. Напоминаю, что красные провода у нас положительные, а чёрные — отрицательные.
После того, как вы скрутили проводки вместе, приварите их к контактам на аккумуляторе, которые находятся на обратной стороне платы контроллера зарядки. Перед пайкой проводки желательно продеть в отверстия.
Теперь можно поздравить вас — вы на 100% справились с электрической частью этого проекта и можете немного расслабиться.
На этом этапе неплохой идеей будет проверить работоспособность схемы. Так как все электрические компоненты подсоединены, то всё должно работать. Попробуйте зарядить айпод или любой другой гаджет, оснащённый USB портом. Устройство не будет заряжаться, если аккумулятор разряжен или неисправен. Кроме того поместите зарядное устройство на солнце и посмотрите будет ли заряжаться аккумулятор от солнечной батареи — при этом должен загореться маленький красный светодиод на плате контроллера зарядки. Также вы можете зарядить аккумулятор через mini-USB кабель.
Шаг 10: Электрическая изоляция всех компонентов.
Перед тем, как разместить все электронные компоненты в жестяной коробкой, мы должны быть уверены, что она не сможет стать причиной короткого замыкания. Если у вас пластиковый или деревянный корпус, то пропустите этот этап.
На дне и по бокам жестяной коробки наклейте несколько полос изоленты. Именно в этих местах будет находиться USB схема и контроллер зарядки. На фотографиях видно, что контроллер зарядки у меня остался незакреплённым.
Постарайтесь тщательно всё заизолировать, чтобы не произошло короткого замыкания. Перед тем, как наносить горячий клей или наматывать изоленту, убедитесь в прочности пайки.
Шаг 11: Размещение электронных компонентов в корпусе.
Так как 2,5 миллиметровый разъём необходимо закрепить с помощью болтов, то разместите его в первую очередь.
После установки разъёма далее необходимо разместить USB схему. Нанесите на неё небольшое количество горячего клея, расположите правильно в корпусе и ещё раз смажьте горячим клеем.
На моей USB схеме сбоку имелся переключатель. Если у вас такая же схема, то сначала проверьте работает ли переключатель, который нужен для включения и отключения «режима зарядки».
И наконец нужно закрепить аккумулятор. С этой целью лучше использовать не горячий клей, а несколько кусочков двустороннего скотча или изоленты.
Шаг 12: Эксплуатация самодельного зарядного устройства на солнечных батареях.
В завершение поговорим о правильной эксплуатации самодельной USB зарядки.
Заряжать аккумулятор можно через mini-USB порт или от солнца. Красный светодиод на плате контроллера зарядки указывает на процесс зарядки, а синий на полностью заряженный аккумулятор.
Во время своего последнего похода мне удалось в самолёте зарядить свой iPhone 4 почти на 80%, учитывая, что при этом я слушал музыку. Ёмкость аккумулятора составляла 2000 мА*ч. Чтобы зарядить аккумуляторы на 4400 или 6600 мА*ч, потребуется намного больше времени. Особенно это относится к айподам и другим планшетам.
Хотя это и достаточно сложная инструкция, я надеюсь, что вам удалось собрать своими руками USB зарядку с литий-ионным аккумулятором. Учитывая, что цены на литиевые аккумуляторы и контроллеры к ним падают, то нет никакого смысла делать самодельную зарядку на аккумуляторах других типов. Литий-ионные аккумуляторы особенно хорошо подходят для проектов, в которых крайне важны габариты устройства. Сейчас можно купить литий-ионные аккумуляторы даже самых безумно маленьких размеров. Это самый лучший источник энергии для автономных походов.
delomastera.info
Самодельная походная солнечная зарядка для телефона/планшета
С каждым весенним днем солнышко подымается все выше и выше. Для меня это значит более продолжительные походы. Ведь когда на улице тепло, то проводить время на природе хочется больше чем зимой. С собой в поход я конечно же беру свой телефон. Так уж нас приучили мировые законодатели технического прогресса, что современный человек не может обойтись без любимого устройства. Да и удобно ведь, к примеру, в моем телефоне установлены полезные приложения для туриста. Тут и карту посмотреть можно, и свое местоположение, трэкер рисует твой путь и если немного плутанул, то всегда можно найти дорогу назад. Также есть справочник грибов, ягод, трав. Как видите, каждый находит что-то полезное для себя в телефоне. Но вот беда, АКБ в телефоне то не вечная и рано или поздно сядет. Креативные китайцы придумали ряд дополнительных устройств для резервного питания телефона в пути. К ним смело можно отнести всякого рода пауэр банки (банк силы 🙂 ) и солнечная зарядка. Небольшой банк силы я имею (но он тоже не вечный) и мне не хватало солнечной зарядки. Вещь хорошая, нужная и полезная в большей степени путешественникам и туристам. Пролистав алишку я нашел неплохой вариант для туриста.
Параметры солнечной зарядки.
Проверить реальность чинайского товара не представляет возможности. Нашел только один отзыв, где человек написал параметры этой солнечной зарядки.
Есть у них такой грешок, завышать параметры. Особенно с литий-ионными АКБ.
В принципе этот вариант нормальный, но вот введенный в Беларуси долбанный лимит 22 евро в месяц перечеркивает возможность купить вещь подороже. Да и товары мелочные висели на мне.
Полистав немного алишку я нахожу обычные солнечные панели (ссылка на панели) по приемлемой цене.
Вот параметры 1шт.
Я прикинул данные и заказал 10шт.
По отзывам народ доволен. Один отписался даже что с одной панельки заряжает телефон. Вот только не написал, сколько времени :). На момент покупки в магазине была скидка 1 бакс за покупку выше 10 баксов. У меня вышло 10.8 и минус 1, получилось 9.8. Ну чтож, ждемс.
Итак, панельки есть, но мне надо 5 вольт для зарядки. Сначала в голову тюкнула мысля сделать зарядку на DC-DC конвертере. Раньше помню, баловался и делал в машину такой преобразователь. Но там вроде ток максимальный 500 мА был. Продолжаю поиск и натыкаюсь вот на такой DC-DC конвертер. Хвала алишному магазину, тут есть ВСЁ!!!!
Ценник приемливый, заказываю!!!
Параметры устройства
По отзывам хорошая штука и народ доволен. Даже если конвертер выдаст 1 А то мне с головой хватит.
В итоге за всё солнечное счастье я отдаю 12 баксов. Следует учитывать, что я заказывал еще до введенного закона принудительного трэкования посылки, т.е за доставку я не платил.
С алишкой определился, осталось подождать товар и приступать к изготовлению.
Список материалов нужных в этой самоделки:
Солнечные панели
DC-DC стабилизированный конвертер (выход 5 В)
Материал для чехла
Прозрачная пленка
Клей 88
Умение выкраивать и шить на машинке
Соединительные провода
Кнопка разрыва
Термоусадка
Клей-сопля
Лента для «ушек» (крепление на рюкзак)
Липучки
Вот и панелька!
Сверяю размеры, а вдруг продавец обманул 🙂
Всё верно до не приличности 🙂
Штангелем толщину не замерял, только на глазок.
Странно……но панели были немного разные, в смысле по рисунку.
Следует немного описать сами панели. Солнечная система наклеена на пластик. «Лицо» панели защищает пленка, она с легкостью отклеивается. С обратной стороны дорожки и пятаки для припаивания проводов. Заказывал 10 шт. но получил 11шт, от этого я сильно не расстроился 🙂
Обратная сторона солнечной панели 🙂
По приходу солнечных панелей я их проверил на работоспособность. Поднес на свет и тестером их 🙂 Был вечер, но на удивление панельки показали 3В. На следующий день я более детально рассмотрел все солнечные панели и обнаружил пару несущественных косяков.
На одной был окисленный контакт
А вторая была вымазана в смолу, на канифоль похожа.
Вот, скорее всего чего продавец положил 11 солнечных панелей. Что бы я посмотрел и не затевал ни кому не нужный спор. Окисленный контакт легко вычистился спиртом, а смолу-канифоль я даже трогать не стал, с ней она работать будет 🙂
Ну а с большего по качеству, панельки тянут на крепкую 4.
Через пару дней после получения солнечных панелей я забираю на почте очередной мелкий пакет из Чины. Содержимое пакета радостно удивляет, пришел мой конвертер. Дело в том, что такую мелочь китайцы не заморачиваются трэкать. Удивило потому что конвертер одновременно пришел вместе с солнечными панелями. Видать продавцы были знаком 🙂
Всё аккуратно запаковано.
Конвертер состоит из пластикового корпуса, четырёх саморезов и самой платы.
Сама плата.
Подключается схема с противоположной стороны юсби разъема.
Плюс отмечен. На сайте написано, что на схему можно подавать любое напряжение до 18 вольт.
Теперь надо пошить какой-нибудь «домик» для моих солнечных панелек. Скажу сразу, это было самое тяжелое для меня. Материал для «домика» я купил в магазине, дорого не отдавал, не помню уже точно сколько. Я купил плотную водонепроницаемую плащевку. Ткань похожа немного как на костровом тенте, только поплотнее.
Размеры куска.
53 см.
150 см. Ткань сложена вдвое.
Забегу на перед и скажу что такого куска хватает, даже остается.
Шить на машинке я не умею, я только раскраивал и говорил что и куда. Поверьте, это тоже не просто так, надо прикинуть, где кармашки и как лучше сделать что бы зарядка слаживалась. Что бы наши панельки ловили солнечный свет, нам необходимо ещё сделать прозрачные кармашки. Подходящую прозрачную плёнку можно взять из упаковки пастельного белья или авто чехлов, это такая сумка в которой с одной стороны обычный материал, а с другой прозрачная пленка, что бы люди при покупки видели цвет постельного белья/чехлов для авто. Надеюсь понятно объяснил. К сожалению не сфоткал это дело.
Мы шили в два этапа, сначала чехол для солнечных панелек, а потом кармашки для телефона/планшета.
Вот первая часть.
Я просто сложил два куска ткани и разделил кармашки для солнечных панелек. Посередине оставил зазор материала для удобного складывания солнечной батареи 🙂 Под каждую из сторон я подложил прозрачную пленку, впоследствии я просто аккуратно вырежу прямоугольники для солнечного света. Для того что бы панельки не вываливались из кармашков я использовал липучки.
А вот и вторая пришитая часть.
По бокам были пришиты «уши» для крепления на рюкзак. Как видите, я уже вырезал один «прямоугольник света» для солнечной панельки. При креплении на рюкзак, кармашик отбрасывается назад. Туда смело входит планшет, телефон и мой небольшой пауэр банк.
Размеры солнечной батареи. Длинна 70см
Ширина 39 см
Ну, вот и вырезал все «прямоугольники света» для моих солнечных панелек.
Так как кармашки для панелей шились с небольшим запасом, то материал отстает от прозрачной пленки. Это легче понять на фото чем объяснить.
При помощи 88 клея я без проблем решаю эту небольшую трудность.
Хороший клей, постоянно клею им обувь, очень эластичный.
Проклеенный материал сушил сутки.
Теперь приступаю к самому любимому, это пайка 🙂
Соединяю все панели параллельно. Панель 9 вольт.
Так как это походная зарядка, для надежности я заливаю клеем сопля все контакты.
Подключение солнечных панелей я решил делать через выключатель. Такой выключатель стоит в фонариках, он маленький и удобный.
Что бы было герметично я пользуюсь термоусадкой
Разрываю плюс и все аккуратно припаю и «усаживаю».
Так же СОБЛЮДАЯ ПОЛЯРНОСТЬ припаиваю провода к своему конвертору на вход схемы.
Для зарядки современных мобильных устройств нам потребуется юсби шнурок.
Всё собрано и пора переходить к испытаниям.
К сожалению, с первого раза у меня не получилось, был февраль месяц, и небо было полностью в темных угрюмых тучах. По началу я расстроился, но потом разочарованию уступила здравая логика, панели то солнечные, чёж ты хочешь в такую темень. Взяв тестер в руки, я замерял выход из солнечной батареи……4.5 вольта, о чем еще можно говорить.
Прождав пару дней я все-таки поймал небольшое солнышко. Подключаю зарядку и опля……..все работает!!!!!!
Получилооооооось, я прыгаю и радуюсь как ребенок вокруг стола с солнечной зарядкой.
Тестирую свою старушку нокию
И она заряжается.
Я сфотографировал небо в этот момент, что бы вам было понятно при каком небе/солнце она начала заряжать.
Мне стало интересно, и я замерял тестером выход солнечной панельки, примерно было 7.5 вольт. Ну что ж, неплохо, думаю, что в солнечную погоду моя солнечная батарея выйдет на свой режим зарядки.
Если верить продавцу, то в солнечный яркий день из 10 панелей я должен получить 5.5 ватт и ток 600 мА, надеюсь так и будет.
Вывод:
В принципе, как альтернативу китайской солнечной зарядке, (приведенной мною выше) мою рассматривать можно. В плюсы к моей можно добавить низкий ценник и ручное изготовление. Ну а так смотрите сами, если интересно – то делайте, если нет – покупайте.
Всем успехов в творчествостроении!!!
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Самодельная зарядка автомобильного аккумулятора на солнечных батареях
В данной статье описывается зарядка от солнечных батареек, её особенности и как легко сделать её самому без особых затрат, различные способы.
Нередко случается, когда выехав на природу с ночёвкой, к утру уже садится аккумулятор. Аккумулятор постоянно теряет свою силу, как во время движения, так и на стоянке, работа приёмника, кондиционера, регистратора, всё потребляет зарядку. Для подобных случаев существуют солнечные батареи для зарядки(12 Вт), они бывают разные по форме, размерам и функциям. Но, к сожалению, работают они только в солнечный день.
Особенности зарядки зависят:
- от времени суток;
- от погоды;
- от размеров панели.
Как сделать батарею и где её разместить?
Существует два варианта, которые имеют свои плюсы и минусы:
- На крыше автомобиля
Нужно приобрести небольшую солнечную панель и класть её заряжаться на самый верх машины, можно на люк (площадь должна быть около 1‐м в квадрате). Самое главное – это солнце и правильное положение панели. Она должна быть мощностью от 30 до 60 Ват, прикрепить её можно на двухсторонний скотч, по периметру проклеить прозрачным скотчем, чтобы пыль не попадала и не ложилась на солнечную панель. Наблюдать за тем, чтобы её не унесло ветром. Можно также приобрести контролёр для солнечной панели с мощностью(10 ампер) и поставить его в панели приборов. Он присоединён к аккумулятору, панели, розеткам. Но это является самым лёгким первым способом.
Внимание:
Если речь идёт о стоянке где – то, например, в поле, то вопрос подзарядки решить просто, а если необходимо зарядить устройство во время езды, то это становится проблемой для такой зарядки на батарейках. Можно придумать всякие подставки под батареи, чтобы на неё попадало солнце.
- Наверх приборной доски
Устройство прикрепляется внутри салона, что безопасно. Никто не снимет его и погодные условия не будут влиять. Удобно, что такую зарядку можно присоединить к прикуривателю и не возникнет никаких проблем как с проводами на крыше. Не фиксируя устройство, можно заряжать им и на стоянке и во время движения. Но площадь только определённого размера, что не может полностью зарядить АКБ, только до определённого уровня. И при движении нужно, чтобы направление машины совпадало с потоком солнечных лучей, а то результата не будет, хотя производители заявляют о работе таких батарей даже в плохую погоду.
Внимание:
АКБ заряжают в щадящем режиме, сила тока не должна быть выше 0,1 от ёмкости. При работе батареи мощностью 60, сила тока заряда не должна быть выше 6 A, либо АКБ испортится.
Для полной зарядки АКБ рекомендуют применять солнечную зарядку для 12 ВТ на длину машины не более метра, где развивается мощность 15 вт. Желательно при возможности использовать целую цепь из панелей, распределив их правильно, чтобы на них попадали лучи солнца.
В настоящее время на рынке автозапчастей существует различные модели солнечных батарей, Большинство из них производят в странах Восточной Азии и имеют различные широкие возможности. Приобретение разных устройств это как кот в мешке, не известно хорошее ли попадётся, тем не менее, существуют очень качественные и работоспособные изделия для зарядки АКБ 12 вт.
www.asusfone.ru
Солнечная зарядка для телефона своими руками
К сожалению, выбор смартфонов c солнечной подзарядкой пока значительно ограничен. Мировые производители не слишком спешат переводить устройства на экологически чистые энергоисточники. Однако это обстоятельство не исключает возможности самостоятельного использования альтернативных источников энергии. Так, заряжать от солнца можно практически любой мобильный гаджет. Нужно лишь обзавестись соответствующим устройством, собрав его самостоятельно из недорогих доступных комплектующих, которые можно заказать из Китая в интернете.
Сделать зарядку телефона от солнечной батареи своими руками не слишком сложно. Необходимые элементы стоят сравнительно недорого, их легко заказать на «Алиэкспресс». Выбирать фотоэлемент логично из этих вариантов:
Весь проект обойдется примерно в 10 долларов с учетом стоимости самой батареи, которая стоит не дороже 5 долларов. Купив необходимые компоненты, останется лишь собрать солнечную USB-зарядку для мобильника. Провести сборку грамотно и качественно поможет наша инструкция.
Компоненты для зарядки
Чтобы сделать солнечную батарею для телефона, вам понадобятся следующие компоненты:
Также необходимы расходные материалы: изолента, трубки-термоусадки, двухсторонняя лента, припой, корпус для будущей зарядки.
Как работает защитная плата
На плате TP4056 размещено два светодиода: красного и синего цветов. Первый включается в процессе подзарядки аккумулятора, второй — по ее полном окончании. Также предусмотрен разъем мини-USB для подзарядки батареи. Припаять устройство для зарядки можно в места, отмеченные на плате BAT+ и BAT-. Входящее напряжение в процессе подпитки батареи должно быть в диапазоне от 4,5 до 5,5 В.
Вы можете приобрести плату TP4056 в одном из двух вариантов. Первый — с защитным блоком, второй — без модуля защиты. Ток зарядки обеих плат — 1А.
Для пайки плат рекомендуется использовать монтажную плату, так как они сильно нагреваются. Печатную плату следует приподнять, изготовив специальные ножки из жесткого провода. Предпочтительнее брать медный. Если медного провода не оказалось, то вместо него вполне можно использовать штыревые разъемы.
Как сделать солнечную зарядку для телефона: схема
Подключение фотоэлемента — клеммное IN+ и IN- платы TP4056. Диод для защиты обратного напряжения фиксируется к плюсу. После чего BAT+ и BAT- соединяются с + ve и -ve выводами батареи.
В схему включается пятивольтный усилитель. Отрицательный конец ve соединяется с отрицательным IN усилителя, положительный ve также присоединяется к плюсовому IN. Между ними добавляется переключатель SPDT.
Фотоэлементы соединены с входным модулем зарядки, выход которого подключается к литий-ионному аккумулятору 18560. Пятивольтный усилитель также питает аккумуляторную батарею, преобразует постоянный ток 3,7 В в 5 В.
Как правило, напряжение зарядки находится близко к отметке 4,2 В. Вход усилителя может колебаться в довольно широком диапазоне значений: от 0,9 В до 5,0 В. Таким образом, входное напряжение получается порядка 3,7 В при разряженной батарее и 4,2 В в процессе ее подзарядки. Сигнал выхода усилителя до оставшейся части сформированной электроцепи поддерживает напряжение на уровне 5 В.
Добротная и удобная солнечная зарядка для телефона своими руками готова! Пользуйтесь с удовольствием.
altenergiya.ru
Самодельное солнечное зарядное устройство радиолюбителя.
Автор: Милюшин Сергей Анатольевич (UR3ID)
Несложное зарядное устройство на солнечных батареях своими руками.
Наступает летний сезон, пора отпусков и выезда для отдыха на природу. Вот и я, после нескольких поездок на природу и мучений с бензиновым генератором, который имеет большой вес, прилично рокочет и воняет, решил обзавестись солнечным зарядным устройством. Мне необходимо заряжать портативную радиостанцию, электронную книгу, ноутбук, фонарик на светодиодах, фотоаппарат и мобильные телефоны, использовать светодиодную лампу, а также возможно подзарядить 12 вольтовый свинцовый аккумулятор. В интернете зарядные устройства для заряда перечисленной аппаратуры существуют, но при этом стоят очень дорого, да имеют слабую солнечную панель. Как всегда нас пенсионеров давит «жаба» и мы не ищем легких путей.
Предлагаю вашему вниманию свою конструкцию, собранную на основе публикаций из интернета и своих доработок. Мое зарядное устройство имеет мощность 20 ватт и состоит из двух панелей 12в – 10 ватт 30х35 см, в разложенном положении солнечная панель получается 35х60 см. И обеспечивает на выходе стабилизированные напряжения 14в- 20 ват, напрямую от панелей и от встроенного аккумулятора 14,8в – 4,3 ампер-часа для питания ноутбука или планшета, а также два USB выхода 5в – 4,3 ампер-часа каждый, в сумме 5в – 8,6 ампер-час.
Панель собрана в виде «дипломата», что в закрытом состоянии полностью предотвращает повреждение самой панели. По сути, здесь сделаны два самостоятельных зарядных устройства со встроенными аккумуляторами 7,4в 4,3 ампер-часа. При последовательном включении мы получим на выходе 14,8 вольт. 4,3 ампер-часа, для наших нужд в ночное время, или два блока аккумуляторов 7,4в в сумме 8,6 ампер-часа. Также есть выходы для зарядки свинцовых аккумуляторов. Я использовал литиевые аккумуляторы от вышедших батарей ноутбука. Как правило, в батарее выходит из строя одна секция и батарея не держит заряд. Отобрал только рабочие банки. Вы можете использовать любые аккумуляторы, схема позволяет настроить стабилизированное напряжение на выходе устройства. В моем случае для зарядки литиевых аккумуляторов 8,4в, свинцовых 14в и USB устройств и мобильных телефонов 5в. Имея эти напряжения и используя токоограничивающий резистор можно заряжать все виды устройств от 1,2в до 12-14в. Вы можете использовать одну панель 12в-10 ват, тогда дипломат будет вполовину тоньше и дольше заряжать батарею.
Конструкция и схема
Что нам понадобится – это две солнечных панели 12в-10 ватт, в моем случае это панели китайского производства стоимостью 18 долларов одна штука, итого 18х2=36 долларов (мне обошлись 435 грн на момент покупки вместе с пересылкой из Киева). Можно использовать и другие модели в алюминиевых рамках.
Также необходима петля для соединения панелей в «дипломат» можно использовать и две подходящих петли от шкафчиков.
USB гнезда в моем случае это дополнительные гнезда для задней панели системного блока, можно использовать USB гнезда отрезанные от USB удлинителя ,только крепить в панели их придется вклейкой или хомутиками.
Аккумуляторы, два сверхярких светодиода (можно от фонарика) – используются для индикации заряда и ночью для подсветки в палатке, если не используется мощная светодиодная лампа. Выключатели и прочая мелочевка, все видно на приложенных фотографиях.
Поскольку не допустим полный разряд аккумуляторов в конструкции используется блок контроля разряда АКБ который отключает встроенную батарею при снижении напряжения на литиевых аккумуляторах до 6,1в (вы можете легко перестроить на любое напряжение для своих аккумуляторов), также батарея отключается и при коротком замыкании на выходе.
На рисунке приведена полная схема одного блока зарядного устройства. У меня для каждой панели свой блок и свои аккумуляторы, можно просто запараллелить панели и использовать один блок, на схеме пунктиром указано как правильно подключить вторую солнечную панель к одному блоку стабилизации.
Описание схемы
SZ1 – солнечная панель, диоды VD1 и VD2 защищают солнечную панель при заряде от сетевого адаптера и от переполюсовки на входе. VD2 – защищает регулируемый стабилизатор DD1 от выхода из строя при отсутствии напряжения на входе стабилизатора. Стабилизаторы DD1,DD2 позволяют получить стабильные напряжения для заряда. Резисторами R1,R2 устанавливаем необходимые напряжения для заряда аккумуляторов. Резистор R4 служит для ограничения тока при разряженном аккумуляторе, у меня при его номинале 1 Ом порядка 1-1,25 А. Резистором R5 устанавливаем ток через светодиод индикации и подсветки VD4. Светодиод служит для индикации подключения встроенного аккумулятора и индикации наличия напряжения заряда. На резисторах R6-R9 собраны делители, задающие необходимые уровни для USB. Клавишный переключатель SA1 позволяет выбрать режим использования, в положении 14В мы можем заряжать внешний свинцовый или другой аккумулятор при этом контакты SA1/2 отключают встроенный в панель аккумулятор. В положении 8,4В подключается встроенный аккумулятор, на него подается напряжение от солнечной панели для заряда, а также им можно пользоваться в ночное время для зарядки любых устройств и питания светодиодной лампы (у меня светодиодная USB лампа для компьютера). В режиме экономии для подсветки ночью в палатке достаточно свечения сверхярких светодиодов индикации при этом суммарный ток потребления от встроенного аккумулятора составит 10мА (5мА светодиод и 5мА стабилизатор КРЕН5В) Гнездо ГН1 служит для подключения сетевого адаптера и подзарядки встроенной батареи от сети адаптер должен обеспечивать на выходе постоянное напряжение 20-16в при токе нагрузки 1,5-2А.
Работа с солнечным устройством
Включение устройства при полностью разряженном встроенном аккумуляторе (блок защиты АКБ отключил аккумулятор) произойдет только в режиме SA1 8,4В при этом контактная группа SA1/2 разблокирует работу аккумулятора, подключение же его на зарядку произойдет автоматически при подаче напряжения заряда от сетевого адаптера или раскрытой солнечной панели при солнечном освещении, засветившийся светодиод укажет на наличие напряжения заряда.
Включение работы при заряженной аккумуляторной батарее, при отсутствии достаточного освещения производится в режиме SA1 8,4В кратковременным нажатием кнопки КН1 при этом засветившийся светодиод укажет на подключение АКБ. По окончании заряда телефонов и др. устройств, переводом SA1 в положение 14В мы отключаем встроенный аккумулятор, светодиод погаснет.
В положении SA1-14В и освещении солнечной панели солнечным светом или подключении сетевого адаптера на выходном разъеме для внешнего аккумулятора будет стабилизированное напряжение 14 вольт, которое можно также использовать для заряда портативной радиостанции. При этом на USB разъеме будет напряжение 5 вольт для заряда USB устройств независимо от встроенного аккумулятора.
В положении SA1-8,4В и освещении солнечной панели солнечным светом или подключении сетевого адаптера на выходном разъеме будет напряжение аккумулятора и в процессе заряда встроенного аккумулятора поднимется до 8,4 вольта. При этом на USB разъеме будет напряжение 5 вольт. Для освещения палатки я использую пятивольтовые светодиодные лампы рассчитанные на подключение к USB, подключаю их к USB выходу поскольку напряжение 5 вольт стабилизировано то и лампа светит стабильно до полного разряда встроенной аккумуляторной батареи.
Блок контроля АКБ защищает встроенный дорогостоящий аккумулятор от выхода из строя при коротком замыкании и от полного разряда, а также позволяет отключать полностью заряженный аккумулятор от схемы в режиме дежурного хранения. Заменой стабилитрона VD1 и подбором резистора R3 его можно настроить на любое напряжение отключения, например для 12 вольтового свинцового аккумулятора минимальное напряжение не должно быть ниже 9-10 вольт. Кратковременное нажатие кнопки КН1 позволяет в режиме 8,4В подключать встроенный аккумулятор, также в режиме 8,4В аккумулятор автоматически подключается при подаче напряжения на гнездо ГН1 или раскрытии солнечной панели на солнце.
Порядок настройки
Блок стабилизаторов
Для настройки блока стабилизаторов на всякий случай отключаем солнечную панель, на гнездо ГН1 подаем напряжение от источника питания. Переключаем переключатель SA1 в положение 14В и резистором R2 устанавливаем напряжение на 1 контакте разъема для внешнего аккумулятора 14 вольт затем при отключенном встроенном аккумуляторе SA1 переключаем в положение 8,4В резистором R1 устанавливаем напряжение 8,4 вольта на 1 контакте разъема для внешнего аккумулятора (если используем другой встроенный аккумулятор то устанавливаем другое напряжение). Обязательно настройку начать с режима 14В! Затем подключаем разряженный встроенный аккумулятор и подбором резистора R4 (изготовлен из куска нихромовой спирали от электроплитки) устанавливаем максимальный ток заряда у меня 1-1,25А. Необходимо учитывать что на выходе для зарядки ток заряда от одной солнечной панели не будет превышать 500мА при работе в параллель двух панелей 1А, при заряде от сетевого адаптера будет достигать 1-1,25А.
Блок контроля АКБ
На вход блока вместо аккумулятора подключаем регулируемый блок питания, устанавливаем напряжение 12-14в, на выход подключаем через резистор 1ком светодиод. Кратковременно нажимаем на кнопку КН1 светодиод должен засветится, затем плавно уменьшаем напряжение с блока питания до того момента пока не погаснет светодиод и замеряем напряжение на входе блока контроля АКБ это напряжение будет соответствовать напряжению отключения батареи. Подбором резистора R3 блока АКБ устанавливаем напряжение срабатывания защиты у меня 6,1в. Поочередно увеличивая напряжение блока питания и нажимая кнопку КН1 запускаем АКБ и уменьшая напряжение делаем замеры несколько раз убеждаясь в правильности настройки защиты. Также замыкание точек А и В между собой должно приводить к немедленному отключению АКБ независимо от напряжения на входе АКБ. Заменой стабилитрона на большее или меньшее напряжение и подбором резистора R3 можно перестроить защиту на любое напряжение.
Монтаж
Монтаж блоков выполняется на двух отдельных стеклотекстолитовых платах, детали располагаются со стороны печатного монтажа. Монтажные дорожки выполнены путем прорезания резаком из ножовочного полотна под металлическую линейку. Размеры плат позволяют использовать любые детали. Чертеж платы блока контроля АКБ приведен на рисунках №1 и №2, чертеж платы стабилизаторов на рисунках №4 и №5
Рисунок 1-3:
Рисунок 4-5:
Микросхемы стабилизаторов укреплены непосредственно на алюминиевой рамке солнечной панели через изолирующие прокладки, взятые с вышедшего из строя компьютерного блока питания. Платы и аккумуляторы приклеены на двусторонний скотч и дополнительно по контуру проклеены силиконовым термоклеем. Светодиод индикации также приклеен силиконовым термоклеем. Полевой транзистор блока АКБ припаян непосредственно к фольге платы 60 ватным паяльником.
Детали
Стабилизатор DD1 можно заменить любым регулируемым стабилизатором на 3-5А напряжение до 35 вольт например LM 317, LM117,
Стабилизатор USB 5в DD2 заменяется любым пятивольтовым на ток 2-3А например КР142ЕН5А или LM 7805,
Диоды FR156 заменимы любыми кремнеевыми диодами расчитаными на ток не менее 1,5А например FR302, FR207, CT2A05 и др.
Транзистор КТ361Е блока АКБ можно зменить на анологичный с любой буквой или на КТ3107.
Полевой транзистор блока АКБ можно зменить на любой выпаяный из старой материнской платы полевой с каналом N типа(N-Channel Enhancement Mode MOSFET ), как правило мощность и ток транзисторов в материнской плате в таких корпусах не ниже 10А
Конструкция защелки «дипломата» выполнена из куска листовой пружины от ножовочного полотна по дереву или любой другой. Отверстия пробиваются пробойчиком, поскольку просверлить ее не отпуская метал не просто.
Разъемы для подключения сетевого адаптера и внешнего аккумулятора могут быть любыми но желательно с изолированными от корпуса контактами, поскольку у меня два отдельных зарядных и можно при помощи перемычек через эти разъемы соединить панели последовательно, и получить общее напряжение 28 вольт для заряда 24 вольтовых устройств. Если общий провод и один из контактов будет соединен с корпусом панели то подключить две панели последовательно будет невозможно. Для изоляции общего провода от корпуса панели микросхема DD2 изолирована через прокладку, если вы не планируете последовательного подключения встроенных аккумуляторов или используете один блок стабилизаторов для двух солнечных панелей то микросхему DD2 можно не изолировать.
Обратная сторона панелей закрыта крышками из фанеры можно использовать и пластик, от качества крышек во многом будет зависеть внешний вид «дипломата». Крышки прикручены винтами М3 с потайной головкой утопленой в фанеру, чтобы головка винта не царапала стол. В корпусах панелей для крепления крышек нарезана резьба М3
Для переноски используется плечевой капроновый ремень с карабинчиками от ученической сумки, а на корпусе зарядного укреплены петли для карабинчиков.
Вот пожалуй и все. Я думаю информации достаточно для повторения или творческой переработки для своих условий.
73! С уважением ко всем UR3ID [email protected]
Милюшин Сергей Анатольевич
radio-stv.ru
Зарядка аккумуляторов от солнечной батареи
РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >Зарядка аккумуляторов от солнечной батареи
Как-то для дежурной подзарядки 3-х пальчиковых NiMH аккумуляторов были недорого приобретены 3 солнечные батареи из поликристаллического кремния типа Yh50*40-4A/B40-P размерами 40×40 мм каждая. В datasheet на них был указан ток Iкз = 44 мА и напряжениеUхх = 2,4 В. Также было указано, что в отличие от монокристаллического кремния, данные элементы незначительно снижают мощность при облачности или частичном затенении. Соединив последовательно три этих солнечных элемента и через диод Шоттки подав на последовательно соединённые три NiMH аккумулятора, было получено простейшее зарядное устройство. Простейшее, поскольку при такой схеме включения зарядка аккумуляторов происходила лишь при ярком солнечном свете. В пасмурную погоду и при искусственном освещении выходное напряжение солнечных элементов значительно падало, в результате чего не хватало напряжения для зарядки.
Сперва к солнечной батарее был просто добавлен импульсный повышающий преобразователь 5В на NCP1450ASN50T1G со стандартной обвязкой,
но результат оказался неудовлетворительный.
После запуска преобразователя напряжение на выходе солнечной батареи значительно просаживалось, и даже при хорошем солнечном освещении не превышало 2В. Ток зарядки аккумуляторов при этом был в несколько раз ниже, чем при непосредственном подключении к ним солнечной батареи. Подключение вывода разрешения работы 1 (CE) DA1 через делитель напряжения для увеличения порога запуска преобразователя также не дало существенного улучшения ситуации. Стало ясно, что при слабом освещении режим работы схемы должен быть совсем другим. Сперва нужно накопить заряд от солнечных элементов на дополнительном конденсаторе, а затем по достижению на нём определённого порогового напряжения “выплеснуть” этот заряд на повышающий преобразователь. При ярком освещении, когда напряжения на выходе солнечной батареи достаточно для непосредственной зарядки аккумуляторов, повышающий преобразователь должен автоматически отключаться. В итоге была разработана следующая схема, обеспечивающая автоматический переход из одного в другой режимы работы:
Работает устройство следующим образом. При первоначальном включении (освещении) все транзисторы закрыты и происходит заряд конденсатора C1, подключенного параллельно солнечной батарее. Напряжение с C1 через дроссель L1 и диод Шоттки VD3 также поступает на вход питания микросхемы повышающего преобразователя DA1 NCP1450ASN50T1G, на конденсатор C4 и на положительный вывод батареи аккумуляторов GB1. Отрицательный вывод GB1 подсоединён к общей шине схемы через диод VD4 для исключения тока разрядки аккумуляторов через схему при отсутствии внешнего освещения. По достижению на конденсаторе C1 порогового напряжения открывания VT3 (около 1,8В) последний открывает также и транзистор VT4. При этом на управляющий вход CE DA1 подаётся отпирающее напряжение (>0,9В) и запускается импульсный повышающий преобразователь (DA1, R10, C3, VT5, L1, VD3, C4), подзаряжая конденсатор C4. Одновременно с работой преобразователя начинает светиться красный светодиод HL2. Если освещения солнечной батареи недостаточно для поддержания рабочего тока нагрузки, напряжение на конденсаторе C1 будет снижаться, VT3, VT4 закроются, управляющее напряжение на выводе CE DA1 упадёт ниже 0,3 В и преобразователь выключится, а светодиод HL2 погаснет. Поскольку нагрузка для солнечной батареи отключилась, вновь запустится процесс зарядки конденсатора C1 до порогового напряжения открывания VT3. Опять запустится преобразователь и в конденсатор C4 поступит очередная порция заряда. После серии таких циклов напряжение на C4 возрастёт до напряжения открывания VD4 плюс суммарное напряжение на аккумуляторах. Через GB1, VD4 потечет ток зарядки аккумуляторов. Тока в несколько мА будет достаточно для падения напряжения на VD4, при котором начнёт открываться транзистор VT2. Диод VD4 используется при этом в качестве датчика тока. Пульсирующее напряжение с солнечной батареи и C1 подаётся на выпрямитель VD1 (BAS70), C2, R1. С резистора R1 выпрямленное напряжение подаётся на последовательно включенные З-И VT1 и К-Э VT2. Если вырабатываемой солнечной батареей энергии становится достаточно для одновременного открывания VT1 (напряжением на C2, R1) и VT2 (током зарядки аккумуляторов), то будет происходить шунтирование нижнего плеча делителя R4, что приведет к повышению порога открывания VT3, VT4 для запуска повышающего преобразователя. Таким образом, чем больше энергии вырабатывается солнечной батареей, тем больше становится порог запуска преобразователя, т.е. с накопительного конденсатора C1 снимается всё больший заряд энергии. При достаточном освещении, когда напряжения солнечной батареи под нагрузкой хватает для непосредственной зарядки трёх аккумуляторов (через L1, VD3, VD4), открытые VT1, VT2 шунтируют R4 настолько, что повышающий преобразователь находится в выключенном состоянии. При этом красный светодиод HL2 перестаёт мигать. Зелёный светодиод HL1 светится постоянно при напряжении на C1 более 2В для индикации работоспособности устройства. Процесс автоматического переключения режима работы происходит плавно, адаптируясь под внешнее освещение. При слабом освещении наблюдаются редкие мигания красного светодиода. С возрастанием освещённости частота мигания повышается, а также начинает в противофазе мигать зелёный светодиод. При дальнейшем повышении освещённости, когда в повышающем преобразователе надобность отпадает, остаётся гореть только зелёный светодиод. В ясную солнечную погоду ток зарядки аккумуляторов достигает 25 мА. Для ограничения выходного напряжения солнечной батареи на уровне 5,5 В предназначен стабилитрон VD2, поскольку по datasheet на NCP1450A максимальное входное напряжение для неё не должно превышать 6 В.
Устройство собрано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 132х24мм.
Все элементы, за исключением разъёма питания для подключения аккумуляторов, в SMD исполнении. Светодиоды HL1, HL2 – ультра яркие типоразмера 1206. Тип приобретённых светодиодов остался неизвестен, но они довольно яркие, а светиться начинают уже при микроамперных токах. Резисторы и керамические конденсаторы – типоразмера 0805 (C3 и R10 – 0603, но можно запаять и 0805 в два этажа). Конденсаторы C1, C4 – танталовые, типоразмера C. Дроссель L1 – типа CDRH6D28 на 15мкГн, 1,4А. Транзисторы применены широко распространённые, корпус SOT-23-3. Разъём питания – стандартный. Внимание! Плата разведена для наружного плюсового контакта штекера.
Настройка устройства практически не требуется. При необходимости подбором сопротивления резисторов R2, R7 можно установить требуемую яркость свечения имеющихся светодиодов. Подбором резистора R4 можно добиться наиболее оптимального режима работы преобразователя (по максимуму КПД) при пониженной яркости освещения.
Файлы:
Файлы проекта
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru