Jak zrobić słoneczną ładowarkę do iPoda/iPhone'a -aka MightyMintyBoost: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Chciałem mieć ładowarkę do mojego iPoda Touch, a MintyBoost był zdecydowanie moim pierwszym wyborem. Chciałem posunąć go nieco dalej i sprawić, by był nie tylko ładowalny, ale także zasilany energią słoneczną. Inną kwestią jest to, że iPhone i iPodTouch mają w sobie duże baterie i dość szybko zużyją dwie baterie AA w MintyBoost, więc chciałem również zwiększyć moc baterii. To, czego naprawdę chciałem, to MightyMintyBoost!

Apple sprzedało ponad 30 milionów jednostek iPodTouch/iPhone – wyobraź sobie ładowanie ich wszystkich za pomocą energii słonecznej…. Gdyby każdy sprzedany iPhone/iPodTouch był codziennie w pełni ładowany (uśredniając pojemność baterii) za pomocą energii słonecznej zamiast energii z paliw kopalnych, zaoszczędzilibyśmy około 50,644 gWh energii, co w przybliżeniu odpowiada 75, 965, 625 funtów. CO2 w atmosferze rocznie. Przyznaję, że jest to najlepszy scenariusz (zakładając, że można uzyskać wystarczającą ilość światła słonecznego dziennie i około 1,5 funta CO2 wytworzonego na zużytą kWh). użyj go do zasilania moich projektów Arduino) i innych urządzeń USB, które mogą być zasilane przez tę ładowarkę - jedna mała ładowarka do ogniw słonecznych może nie wyglądać na różnicę, ale dodaj wszystkie te miliony urządzeń razem, a to dużo energii! Ta ładowarka ma kilka naprawdę fajnych funkcji: jest zasilana energią słoneczną! To jest małe. Duża pojemność baterii - 3,7 V @ 2000 mAh Ładowarka pokładowa ładuje się za pomocą baterii słonecznej, USB lub ściennej. Akceptuje moc wejściową od 3,7 V do 7 V. Wyjmij ogniwo słoneczne po naładowaniu i masz ładny kompaktowy zasilacz USB. Odłącz ogniwo słoneczne i użyj rzepu, aby zabezpieczyć MightyMintyBoost w plecaku lub torbie kurierskiej - teraz podłącz większe ogniwo słoneczne przymocowane do torby, aby ładować się jeszcze szybciej. Używając nieco większego ogniwa słonecznego (6v/250mAh) możesz wygenerować wystarczającą moc, aby w pełni naładować iPhone'a w około 5,5 godziny, a iPoda Touch w 4 godziny. Budowanie tego jest naprawdę łatwe i proste - zajęło mi to tylko około godziny, więc śledź i zbuduj dla siebie! Uwaga dotycząca bezpieczeństwa i ogólne zastrzeżenie: Zachowaj ostrożność przy cięciu puszki Altoids, ponieważ może ona mieć naprawdę ostre krawędzie - w razie potrzeby spiłuj je gładko. Złóż to na własne ryzyko - chociaż jest to naprawdę łatwe do zbudowania, jeśli coś zepsujesz, istnieje ryzyko uszkodzenia urządzenia elektronicznego, które próbujesz naładować. Zachowaj ostrożność podczas montażu i lutowania oraz przestrzegaj dobrych praktyk bezpieczeństwa. Używaj tylko typu ładowarki przeznaczonej specjalnie do typu używanej baterii. Przed zadawaniem pytań przeczytaj całą instrukcję - jeśli są jakieś pytania, po prostu zapytaj, a pomogę najlepiej, jak potrafię!

Krok 1: Narzędzia i materiały

Oto, czego potrzebujesz, aby zbudować własny MightyMintyBoost:

Narzędzia: Lutownica Nożyczki Przecinaki do drutu Szczypce (lub muiltitool) Multimetr Nożyce do metalu Przezroczysta taśma do pakowania Materiały: Zestaw MintyBoost Ładowarka do akumulatorów litowo-polimerowych (oryginalna określona została wycofana z produkcji) Aby uzyskać lepszą wydajność, użyj ładowarki Adafruit Solar Lithium (połączenia są podobne, ale nieco większe - patrz aktualizacja poniżej) Bateria litowo-polimerowa 3.7v 2000mAh Złącze/przewod JSTMałe ogniwo słoneczne 2" x 3" klejone rzepy Małe dwustronne samoprzylepne kwadraty Altoids puszka 7/10/10 AKTUALIZACJA: Adafruit teraz sprzedaje również wszystkie części potrzebne do wykonania tego trochę potężniejszy. Zajrzyj tutaj!https://www.adafruit.com/blog/2010/07/09/how-to-make-a-solar-mintyboost-a-solar-power-charger-for-your-gadgets/7 /18/11- KOLEJNA AKTUALIZACJA: Adafruit niedawno wprowadził nową ładowarkę LiPo, która jest specjalnie zaprojektowana do ładowania słonecznego, która ma znacznie lepszą wydajność. Nie jest tak mały, ale wzrost wydajności sprawia, że warto. Spójrz i przeczytaj o projekcie tutaj-https://www.adafruit.com/products/390 Kilka uwag: Jednoogniwowa ładowarka litowo-polimerowa może przyjmować moc wejściową w zakresie od 3,7 do 7V. Gdy ogniwo osiągnie pełne naładowanie, ładowarka automatycznie przełączy się na ładowanie podtrzymujące. Podczas ładowania za pomocą portu mini USB prąd ładowania jest ograniczony do 100mA. Podczas ładowania za pomocą gniazda wtykowego beczki prąd ładowania jest ograniczony do 280mA. Ogniwo słoneczne osiąga maksimum przy około 5V @ 100mA w jasnym świetle słonecznym. Jeśli potrzebujesz szybszego ładowania, po prostu użyj większego ogniwa słonecznego - ogniwo 6v @ 250mA działałoby bardzo dobrze i jest łatwo dostępne i niedrogie. Użyłem takiego rozmiaru ogniwa słonecznego, który zrobiłem, ponieważ chciałem, aby był super kompaktowy. Nie mogłem się dowiedzieć od producenta, czy ogniwo słoneczne, którego użyłem, ma diodę blokującą. Dioda blokująca jest stosowana w wielu systemach ładowania słonecznego, aby zapobiec rozładowaniu baterii przez ogniwo słoneczne w warunkach słabego oświetlenia. Członek instruktażu RBecho zwrócił uwagę, że zastosowany obwód ładowania neguje potrzebę zastosowania diody blokującej w tej aplikacji. Możesz stwierdzić, kiedy ogniwo słoneczne wytwarza wystarczającą ilość energii, ponieważ mała czerwona dioda LED na ładowarce zapali się podczas ładowania.

Krok 2: Zbuduj Minty Boost Kit

Najpierw zbuduj zestaw MINtyBoost zgodnie z jego instrukcją. Montaż jest naprawdę prosty - poradzi sobie nawet zupełny nowicjusz. Zamiast podłączać uchwyt baterii w zestawie, przylutujemy złącze JST do płytki MintyBoost. To małe złącze umożliwi następnie podłączenie obwodu MintyBoost do obwodu ładowarki akumulatorów litowo-polimerowych. Upewnij się, że polaryzacja jest prawidłowa! Przetestuj MintyBoost podłączając akumulator (upewnij się, że akumulator jest naładowany) i obwód ładowarki. MintyBoost łączy się ze złączem oznaczonym SYS na płycie ładowarki, a bateria litowo-polimerowa łączy się ze złączem oznaczonym GND. Teraz wytnij wycięcie w puszce Altoids na port USB i użyj dwustronnego kleju, aby zamontować płytkę PCB do puszki Altoids.

Krok 3: Dodaj baterię i ładowarkę

Teraz wytnij wycięcie z drugiej strony puszki Altoids, aby dopasować ładowarkę i przymocuj obwód ładowania do dolnej części puszki Altoids za pomocą dwustronnego kleju. Podłącz ponownie akumulator i płytkę MintyBoost do obwodu ładowania. Upewnij się, że nic na spodzie jednej z płytek drukowanych nie dotyka dna puszki Altoids.

Krok 4: Dodaj ogniwo słoneczne

Istnieje kilka różnych sposobów podłączenia ogniwa słonecznego. Pierwszym z nich jest po prostu skrócenie przewodów złącza i podłączenie wtyczki beczki do gniazda beczki w obwodzie ładowania.

Drugi sposób to zastąpienie złącza innym złączem JST i wpięcie go do trzeciego złącza oznaczonego 5v na obwodzie ładowania. Nie miałem pod ręką innego złącza JST, więc właśnie przylutowałem uratowane złącze z dwoma bolcami do obwodu ładowania, gdzie są dwa otwarte styki na linii 5v. Korzystanie z drugiej metody z pewnością jest nieco czystsze, ponieważ nie ma dużej wtyczki beczki wystającej z boku cyny. AKTUALIZACJA- Ponieważ oryginalny obwód ładowania został przerwany, najlepszy sposób na podłączenie nowej wersji ładowarki Sparkfun LiPo polega na połączeniu kabla mini USB z przewodami ogniwa słonecznego, aby można go było podłączyć bezpośrednio do ładowarki. Jest prosty przewodnik, jak to zrobić tutaj-https://ladyada.net/make/solarlipo/ Teraz przymocuj ogniwo słoneczne do górnej części puszki Altoids za pomocą rzepa o szerokości 2 . warstwę przezroczystej taśmy do pakowania, aby go chronić. Następnie zestaw baterii można po prostu położyć na dwóch płytkach drukowanych – jest prawie idealnie dopasowany. Teraz ustaw MightyMintyBoost na jasnym słońcu i naładuj go! Powinieneś zobaczyć zapali się mała czerwona dioda LED na płytce ładowarki. Po pełnym naładowaniu podłącz urządzenie zasilane przez iPod/iPhone/USB i ciesz się!

Krok 5: Często zadawane pytania i dodatkowe informacje

Oto lista najczęściej zadawanych pytań: P: Czy możliwe jest przeładowanie akumulatora litowo-polimerowego? O: Nie – ładowarka automatycznie przełączy się na ładowanie podtrzymujące, a następnie wyłączy się. P: Czy można całkowicie rozładować akumulator litowo-polimerowy i Uszkodzić go? O: Nie - bateria ma własny obwód odcinający niskie napięcie, który zapobiega jej całkowitemu rozładowaniu - odcięcie niskiego napięcia wynosi około 2,8 vQ: Czy ogniwo słoneczne ma diodę blokującą, aby zapobiec rozładowaniu litu Bateria polimerowa? A: Nie jest potrzebna żadna dioda blokująca - ładowarka litowo-polimerowa zapobiega upływowi prądu z baterii. P: Ile czasu zajmie pełne naładowanie baterii litowo-polimerowej i ile czasu zajmie ładowanie mojego iPoda/iPhone'a?: Czas pełnego naładowania zależy od ilości dostępnego światła słonecznego, ale z grubsza szacuje się, że przy użyciu małego ogniwa słonecznego w bezpośrednim świetle słonecznym zajęłoby to około 20 godzin. Korzystanie z większego ogniwa słonecznego może z łatwością zająć połowę, jeśli nie jedną trzecią czasu. Te same liczby miałyby zastosowanie, jeśli ładujesz go przez USB lub używasz zasilacza ściennego. Ładowanie iPoda jest znacznie szybsze. Jak szybko to robi, zależy od pojemności baterii urządzenia. iPod Touch ma baterię o pojemności 1000 mAh, więc powinien ją w pełni naładować w około 2 godziny. iPhone 3G ma baterię 1150 mAh, więc zajmie to nieco dłużej, a iPhone 2G ma baterię 1400 mAh, więc zajmie to około 3 godzin. jeśli chcę użyć ogniwa słonecznego o wyższej mocy do szybszego ładowania? Odp.: Aby użyć ogniwa słonecznego o napięciu wyjściowym większym niż 7V, potrzebny jest regulator napięcia, aby obniżyć napięcie do poziomu, z którym poradzi sobie ładowarka. Możesz użyć regulatora napięcia 7805, aby ograniczyć wyjście do +5V - kosztują tylko około 1,50 USD i są bardzo proste do podłączenia. 7805 daje stałe napięcie +5V i jest zwykle dobre do 1A prądu. Możesz również użyć LM317T, który jest regulowanym regulatorem, ale wymagałoby to nieco więcej obwodów. Niektórzy używają również diod do obniżania napięcia, ponieważ wiele diod ma spadek napięcia o 0,7v. Więcej informacji znajdziesz tutaj: https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_regulatorInną opcją byłoby użycie panelu słonecznego 6v/250mA. Pozostanie w zakresie prądu wejściowego i zakresu wejściowego napięcia ładowarki litowo-polimerowej. Pamiętaj, że możesz również podłączyć równolegle mniejsze ogniwa słoneczne, aby zwiększyć dostępny prąd - dwa ogniwa słoneczne 5v/100mA połączone ze sobą równolegle dadzą wyjście 5v @200mA P: A jeśli chcę użyć ładowarki o wyższym prądzie wejściowym limit? Odp.: Sparkfun ma ładowarkę litowo-polimerową o maksymalnym natężeniu 1A:https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8293P: Jak podłączyć mocniejszą ładowarkę - nie ma wydaje się, że jest to jasny sposób na zrobienie tego? O: Aby użyć mocniejszej ładowarki 1A, musisz podłączyć dwukierunkowy przełącznik do akumulatora, aby w jednej pozycji akumulator był podłączony do ładowarki, a w drugiej pozycji bateria byłaby podłączona do obwodu MintyBoost. P: Czy to będzie działać z urządzeniami USB innymi niż iPody i iPhone'y? O: Obstawiasz! Lista jest tutaj: https://www.ladyada.net/make/mintyboost/P: Czy wnętrze puszki Altoidów nie spowoduje zwarcia obwodu? O: Nie – użycie dwustronnej taśmy piankowej do montażu płytek obwodów spód deski przed zetknięciem się z wewnętrznym dnem puszki. Jeśli naprawdę się martwisz, możesz zakryć spód puszki przezroczystą taśmą do pakowania. P: Ile to kosztuje? Czy mogę go zbudować za mniej? Czy jest to opłacalne? Odp.: Jeśli kupisz wszystko, co wymienione, kosztowałoby to 70,75 USD (nie wliczając puszki Altoids ani wysyłki). z różnych źródeł możesz sporo zaoszczędzić. Zarówno obwód ładowania, jak i obwód MintyBoost są dostępne online - wystarczy przejść do stron internetowych wymienionych w sekcji narzędzi i materiałów - są one również wymienione na dole tej strony. Zarówno Maxim, jak i Linear Technology dostarczają bezpłatne próbki (zgodnie z ich stron internetowych) ich układów scalonych, więc wystarczy podać wszystkie inne elementy (dostępne w miejscach takich jak Mouser i Digikey). Używając nieco mniejszego ogniwa słonecznego i baterii 2200 mAh można go zbudować za dużo mniej: bateria 2200 mAhOgniwo słoneczneMintyBoost PCBAfter dodając małe części do obwodu MintyBoost, małą pustą płytkę PCB do obwodu ładowania (musiałbyś sam wytrawić płytkę) i złącze mini USB, możesz to zbudować za około 21,00 USD (nie wliczając wysyłki lub puszki Altoids.) Oczywiście nie byłoby to dokładnie to samo, ale funkcjonowałoby tak samo. Nie wiem też, czy bateria 2200mAh zmieściłaby się w puszce Altoids. Oczywiście byłoby to DUŻO więcej pracy i może być sporo rozwiązywania problemów, jeśli nie masz doświadczenia w budowaniu tego typu obwodów lub lutowaniu elementów do montażu powierzchniowego. Czy jest to opłacalne? Absolutnie – zależy to tylko od ilości pracy, którą chcesz wykonać. Tak czy inaczej, otrzymujesz bardzo użyteczną i wszechstronną ładowarkę zasilaną energią słoneczną. P: Jak obliczyłeś zużycie energii i równoważne wartości CO2? O: Oto matematyczne 3,7 V (napięcie znamionowe LiPo) x 0,1 A (prąd ładowania słonecznego) = 0,37W,37W x 12,5h (czas ładowania na podstawie średniej pojemności akumulatora) = 4,625Wh4,625Wh x 365 dni = 1688,125Wh rocznie 1688,125Wh rocznie x 30 000 000 sprzedanych sztuk = łącznie 50 643 750 000 Wh zużytego rocznie (50,644gWh)50,644gWh rocznie x 1,5 lbs CO2 wytworzonego na kWh zużytej = 75, 965, 625 lbs. CO2 produkowane rocznie Są to mniej więcej wartości maksymalne, ale wyraźnie pokazują pewien potencjał poważnych oszczędności energii. 12,5 godzinny czas ładowania słonecznego dziennie nie jest realistyczny dla większości planety, ale jeśli skrócisz czas ładowania słonecznego do około 4,5 godziny przy prądzie 280 mA, wyniki nadal pozostaną takie same. Ogólne informacje dotyczące obwodu ładowania litowo-polimerowego, jak a także schemat obwodu i arkusz danych można znaleźć tutaj: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=726Pełny opis i dokumentację układu MintyBoost można znaleźć tutaj:https://www.ladyada.net/make/mintyboost/

Nagroda główna w konkursie Earthjustice United States of Efficiency Contest