Ładowanie słoneczne taniej latarki 9 LED: 14 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

W tym projekcie jest pewien zbieg okoliczności, a pierwszym tego przykładem jest odkrycie, że podstawka na baterie z szeroko sprzedawanej taniej latarki będzie ładnie spoczywać w pudełku na baterie rozmiaru D. Dzięki temu można tanio wykonać bardzo kompaktową ładowarkę słoneczną.

Na powyższym złożonym zdjęciu widać wszechobecną pochodnię po prawej stronie. Po lewej stronie zdjęcia widzimy tył naszej ładowarki z baterią do latarki umieszczoną w pudełku na baterie o rozmiarze D. Pośrodku widzimy przednią ładowarkę i krzemowe ogniwo słoneczne 6 V 100 miliamperów.

Istnieją pewne zastrzeżenia, o których należy pamiętać, a nawet jeśli nie chcesz budować tego projektu, użytkownicy tego typu latarki mogą chcieć przeczytać sekcję „Nic nie jest takie proste” na końcu artykułu.

Krok 1: będziesz potrzebować

Będziesz potrzebować:

Aluminiowa latarka z dziewięcioma diodami LED. Sprzedawane szeroko w Internecie.

Jeden pojemnik na baterie w rozmiarze D.

Jeden panel słoneczny 6 V 100 mA.

Dwustronne podkładki samoprzylepne.

(Dostępne w Internecie z eBay, Amazon itp. Mam swoją z CPS Solar -- www.cpssolar.co.uk)

Jedna dioda prostownicza. Całkowicie bezkrytyczne i niskie napięcie wystarczą - użyłem IN4001

Rezystory 3X10 Ohm. Nie jest to konieczne, ale przydatne – patrz tekst.

Przyda się czerwona taśma PVC – patrz tekst.

Trzy akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe AAA (patrz tekst)

Podstawowe narzędzia elektroniczne, takie jak nożyce i szczypce z wąskimi końcówkami. Będziesz musiał wykonać kilka lutowanych połączeń.

Zgodnie z ruchem wskazówek zegara od góry po lewej na powyższym zdjęciu widać latarkę, pojemnik na baterie, dwustronne podkładki z prostownikiem i trzema opornikami na górze, a na końcu panel słoneczny.

Krok 2: Przygotuj panel słoneczny 1

Po otrzymaniu mój panel słoneczny miał podłączone przewody. Należy je usunąć za pomocą lutownicy. Jeśli Twój panel nie ma dołączonych leadów, zignoruj ten krok.

Krok 3: Przygotuj panel słoneczny 2

Panel powinien mieć biegunowość połączeń oznaczoną '+' i '-' i widać to na powyższym obrazku. Zdjęcie pokazuje również, w jaki sposób do dodatniego końca dodano czerwone kwadraty taśmy PVC, aby poprawić oznakowanie dodatniego końca.

Krok 4: Przygotuj pojemnik na baterie

Teraz musimy przygotować pojemnik na baterie do przyczepienia do panelu słonecznego. Delikatnie zetrzyj tylną część pojemnika na baterie papierem ściernym lub podobnym. Jest to konieczne, ponieważ pojemnik na baterie jest wykonany z materiału polietylenowego, który jest odporny na większość popularnych klejów, ale dwustronne lepkie podkładki wydają się działać. Teraz całkowicie zakryj tylną część pojemnika na baterie dwustronnymi podkładkami samoprzylepnymi i odetnij nadmiar ostrymi nożyczkami.

Krok 5: Przyklej pojemnik na baterie do ogniwa słonecznego

Usuń papier ochronny z dwustronnych podkładek samoprzylepnych i przyłóż pojemnik na baterie do panelu słonecznego z dodatnim końcem skrzynki do dodatniego końca ładowarki słonecznej, dodatni koniec pojemnika na akumulator jest oznaczony w wytłoczce, a negatywny koniec to ten z kędzierzawą sprężyną. Gdy jesteś całkowicie pewien orientacji, mocno dociśnij pojemnik na baterie do panelu słonecznego. Widać to dobrze na powyższym obrazku - musisz to zrobić we właściwy sposób, ponieważ po przyklejeniu pudełka, cofnięcie go będzie bardzo kłopotliwe!

Krok 6: Dodaj prostownik i rezystory-1

Najpierw rozważymy schemat obwodu końcowego montażu, jak pokazano na powyższym obrazku. Panel słoneczny wytwarza energię, która jest dostarczana do trzech ładowalnych ogniw za pomocą diody prostowniczej. Obwód uzupełniają (opcjonalne) trzy rezystory 10 Ohm połączone równolegle.

Dioda jest niezbędna, aby zapobiec powolnemu rozładowaniu akumulatorów z powrotem przez ogniwo słoneczne, gdy nie jest podświetlone.

Opcjonalne trzy rezystory są pomocne, ponieważ podczas ładowania przepływający przez nie prąd generuje niewielkie napięcie, które można zmierzyć czułym woltomierzem, umożliwiając monitorowanie prądu ładowania. Trzy rezystory 10 Ohm połączone równolegle dają łączną rezystancję 3,3 Ohm i jeśli, na przykład, zmierzymy na nich napięcie 0,1, to prawo Ohm, I = V/R, pokazuje, że przepływający prąd wynosi 0,1/3,3 = 0,03 A.

Krok 7: Dodaj prostownik i rezystory--2

Teraz podłącz diodę prostowniczą między dodatnim połączeniem panelu słonecznego a dodatnim końcem skrzynki na baterie, lutując, jak pokazano po lewej stronie górnego obrazu na powyższym rysunku złożonym. Podobnie przylutuj trzy rezystory równolegle między ujemnym końcem skrzynki na baterie a ujemną stroną panelu słonecznego. Można to zobaczyć po prawej stronie na górnym obrazku powyżej. Oba połączenia są zaznaczone na czerwono i są lepiej widoczne na dwóch dolnych zdjęciach.

Jeśli nie chcesz mieć aktualnego urządzenia pomiarowego, po prostu podłącz kawałek drutu między ujemnym końcem skrzynki na baterie a ujemną stroną panelu słonecznego.

Krok 8: Baterie--1

Powyższe zdjęcie przedstawia elementy naszej latarki z podstawką bateryjną gotową do załadowania bateriami.

Krok 9: Baterie--2

Powyższe zdjęcie pokazuje cztery baterie niklowo-metalowo-wodorkowe kupione w naszym lokalnym sklepie z funtami po dwa za funt. Taka taniość ma swoją cenę – mają wydajność tylko 350 mA/godz., ale to wystarczy do pracy palnika. Czegokolwiek używasz, staraj się, aby były jak najbardziej do siebie podobne i najlepiej z tej samej partii, co w tym przypadku.

Krok 10: Zapoznaj się z podstawką akumulatorową

Na powyższym złożonym zdjęciu widać dwa końce podstawki akumulatorowej. Dodatni koniec ma czop do połączenia, a ujemny koniec ma wgłębienie. Zauważ, że biegunowość jest zaznaczona na metalu – zignoruj plusy i minusy wytłoczone na plastiku – odnoszą się one do biegunowości baterii w tym miejscu w podstawce.

Krok 11: Dodaj swoje baterie

Włóż trzy akumulatory w normalny sposób, tak aby ujemna końcówka baterii była skierowana w stronę kręconej sprężyny w każdym przypadku.

Kolejny krok jest ważny. Łatwo jest umieścić podstawkę z bateriami w latarce lub ładowarce na odwrót, ponieważ urządzenie jest prawie idealnie symetryczne. Jeśli włożysz urządzenie do latarki w niewłaściwy sposób, nie ma to znaczenia, zwłaszcza, że latarka po prostu nie działa (diody LED to diody). ALE jeśli włożysz urządzenie do ładowarki w niewłaściwy sposób, naładujesz baterie w niewłaściwy sposób! Tak więc, korzystając z informacji z poprzedniego kroku, zmniejsz prawdopodobieństwo błędów, zaznaczając dodatni koniec kawałkiem czerwonej taśmy PCV, jak pokazano na powyższym obrazku. Podczas użytkowania upewnij się, że czerwony koniec podstawki pasuje do czerwonych kwadratów na ładowarce.

Krok 12: Włóż baterie Cradle Plus do ładowarki

Teraz można włożyć stację dokującą do ładowarki. Dociśnij ujemny koniec akumulatora do zagiętej sprężyny pojemnika na akumulator i umieść dodatni trzpień na dodatnim połączeniu. Przekonasz się, że podstawka na baterie będzie wisieć w pojemniku na baterie w dość pozytywny sposób, a jej przemieszczenie wymaga dość dużej siły.

Dobrze widać to na powyższym obrazku.

Ładowarka jest teraz gotowa do użycia.

Krok 13: Wdróż ładowarkę

Sposób korzystania z ładowarki zależy od okoliczności. Powyższe zdjęcie przedstawia urządzenie podparte ornamentem przy oknie w naszej oranżerii, ale można dodać pętlę i powiesić ją w oknie lub na zewnątrz w odpowiednio suchych warunkach.

Stawka opłaty będzie w dużej mierze zależeć od lokalnych warunków. Tutaj, w południowo-zachodniej Wielkiej Brytanii, na przykład przy całkowitym zachmurzeniu i deszczu w marcu, ogniwo słoneczne dostarcza tylko około czterech woltów, co jest niewystarczające, aby w ogóle wytworzyć jakikolwiek prąd, podczas gdy skromne światło słoneczne daje szybkość ładowania około trzydziestu miliamperów. W związku z tym, jak długo pozostawisz ładowanie urządzenia, będzie się różnić. Ważna będzie również wydajność ogniw, która może wynosić do 800 miliamperów na godzinę, więc może to zająć od jednego dnia do kilku dni. Pełne naładowanie może oznaczać napięcie około 4,1 V na trzech ogniwach.

Krok 14: Nic nie jest takie proste

Powyższy film opublikowany na YouTube przez „themetalwithin” sprawia, że oglądanie jest otrzeźwiające. Konwencjonalna mądrość mówi, że dioda LED musi mieć połączony szeregowo rezystor i źródło zasilania, aby ograniczyć prąd przez diody LED i najprawdopodobniej do 20 mA na diodę LED. Niewiarygodne, że te tanie latarki nie mają żadnych rezystorów ograniczających prąd połączonych szeregowo i można uszkodzić diody LED, zwłaszcza jeśli używane są baterie zdolne do dostarczania dużego prądu. Jeśli używasz ogniw litowych AAA i są one dostępne, Twoja latarka może mieć bardzo jasną żywotność, ale krótką i prawdopodobnie dotyczy to świeżych, wysokowydajnych ogniw alkalicznych. Osobom, które nie budują tego projektu, lepiej byłoby zastosować ogniwa z chlorku cynku i zaakceptować niższą moc światła, ale dłuższą żywotność palnika.

Serendipity może mieć tutaj zastosowanie ponownie, ponieważ ten artykuł jest oparty na ogniwach niklowo-wodorkowych, które działają przy około 1,2 V i które będą łagodniejsze z latarką, jednak powiedziałem, że mierzę zużycie około 0,45 A, które działa przy około 50 mA na diodę LED i co wydaje się nieco przesadą. Niemniej jednak nie miałem problemów z degradacją diod LED podczas użytkowania, więc być może diody LED używane w tych latarkach mają mocniejsze oceny, a producenci latarek wiedzą coś, czego ja nie wiem - jeśli się rozejrzysz, z pewnością znajdziesz poszczególne diody LED o obciążalności 100 mA. Współtwórca „themetalwithin” używał swoich pochodni przez długi czas, więc miej to na uwadze.