Duży panel słoneczny dla MightyMintyBoost: 8 kroków

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

MintyBoost i MightyMintyBoost (MMB) to bardzo fajne instrukcje. Po prostu musiałem zbudować jeden, a ponieważ interesuję się energią słoneczną, chciałem iść z projektem MMB. Zdecydowałem się użyć większego ogniwa słonecznego do mojego projektu MMB, ponieważ chciałbym móc codziennie ładować mojego iPhone'a za pomocą mojego MMB i chciałbym korzystać z czystej energii słonecznej, gdybym mógł. Jeśli masz iPhone'a, wiesz, że jest dość głodny. Zazwyczaj muszę uzupełniać baterię w ciągu dnia i ładować co noc. Umożliwia to MMB z dużą baterią 2000 mAh. Zawiera ponad półtora ładowania iPhone'a 3GS, który ma baterię o pojemności 1150 mAh. To wystarczy, aby przetrwać wszystkie, oprócz najtrudniejszych dni, zarówno z codziennymi doładowaniami, jak i całonocnym pełnym ładowaniem. Mniejsze ogniwo słoneczne zalecane w projekcie MMB jest świetne, ponieważ jest ładne i kompaktowe. Ale jego mały rozmiar ogranicza ilość energii, jaką może wygenerować. Ma moc wyjściową około 100 mA, co zajęłoby około 20 godzin pełnego słońca, aby naładować baterię 2000 mAh MMB. Słoneczny zimowy dzień daje około 4,5 godzin pełnego słońca, a letni dzień około 8,5. Przeciętny dzień przez cały rok to około 5 godzin pełnego słońca, wliczając w to pochmurną pogodę. Liczby te zależą od lokalnego klimatu, a podane liczby dotyczą mojego obszaru, który znajduje się w pobliżu San Francisco na wybrzeżu. Dlatego małe ogniwo słoneczne potrzebuje średnio 4 dni, aby w pełni naładować baterię MMB. To dobra wydajność, jeśli zamierzasz używać go tylko do doładowania i ładować iPhone'a z sieci przez noc. Ale jeśli chcesz korzystać z czystej energii słonecznej, tak jak ja, potrzebujesz trochę więcej soku z ogniwa słonecznego. Duże ogniwo słoneczne wytwarza 310 mAh, które może w pełni naładować baterię MMB w zaledwie 6,5 godzin pełnego słońca. To całkiem nieźle i powinno zaspokajać apetyt na moc Twojego iPhone'a codziennie przez większość roku, z wyjątkiem być może w zimie, kiedy grasz w wiele gier lub coś takiego. Udało mi się zweryfikować ten czas ładowania przy pierwszym ładowaniu mojego nowego MightyMintyBoost. Ale aby uzyskać tak pełną wydajność, warto trzymać komórkę pod optymalnym kątem do słońca i od czasu do czasu włączać, aby śledziła słońce w ciągu dnia. Dlatego zaprojektowałem ramę podtrzymującą dla mojego ogniwa słonecznego, która ma trzy różne kąty nachylenia, aby zoptymalizować kąt ogniwa w różnych porach roku. Cechy:Wystarczająca ilość energii, aby w pełni naładować i uzupełnić iPhone'a 3GS tylko na energii słonecznej. Napięcie regulowane, dzięki czemu można używać ogniw o mocy wyjściowej powyżej 7 V. Trzy kąty nachylenia zoptymalizowane pod kątem padania światła słonecznego w zimie, równonocy (wiosna i jesień) i lecie. Informacje na temat konstrukcji akumulatora i ładowarki MightyMintyBoost można znaleźć w projekcie MightyMintyBoost, który to rzeczy w puszce Altoids. Ten projekt obejmuje sposób wykonania ramy i okablowania większego ogniwa słonecznego.

Krok 1: Narzędzia i materiały

Tylko przypomnienie. Ten Instruktaż mówi tylko o wykonaniu ramy i instalacji dużego ogniwa słonecznego. Zobacz MightyMintyBoost, aby uzyskać instrukcje, jak wykonać resztę projektu. Narzędzia:Analema (patrz drugie zdjęcie)LutownicaPrzecinaki do drutuPistolet do usuwania kleju na gorącoPiła do drewna (ręczna lub zasilana)Ukośnica (jeśli używasz piły ręcznej)Kwadratowy (jeśli tniesz ręcznie)Silnik wiertnicy/wiertło 64 Papier piaskowyMateriały:Duża bateria słoneczna Regulator napięcia, wkręty do drewna 5v3/4 nr 8 (ilość 8)Klej topliwyKauczukSuper klej (opcjonalnie)Pędzel na taśmie elektrycznejWykończona tarcica 1x2x18 długości (topola jest bardzo ładna, ale każde drewno nada się być regulowane w dół, aby uniknąć smażenia ładowarki. Ponieważ ogniwo wytwarza płynne napięcie prądu stałego, kondensatory, które są czasami używane z regulatorem napięcia 7805, nie są wymagane. Regulator napięcia rozprasza tylko około 1,5 wata, więc radiator nie jest wymagany. mam oboje piła stołowa binetmakera i piła poprzeczna, co czyni ten projekt super prostym, szybkim i bardzo dokładnym. Jeśli jednak nie masz tych wszystkich rzeczy, nie martw się, można to łatwo zrobić za pomocą narzędzi ręcznych, jeśli będziesz ostrożny i nie spiesz się, a może wykonasz cięcie próbne lub dwa, jeśli wcześniej nie robiłeś dużo pracy z drewnem. Do wykonania jest tylko kilka cięć, więc możesz poświęcić tyle czasu, ile chcesz, a mimo to szybko ukończyć projekt. Wykonywanie dokładnych cięć pod kątem 90 stopni, szczególnie przy przycinaniu 1x2 na długość, jest ważne, aby projekt pasował właściwie, więc skorzystaj z skrzynki uciosowej. Im dokładniejsze długości, tym lepszy produkt końcowy, ale będzie działać dobrze, nawet jeśli rzeczy nie są idealne, więc nie przejmuj się. Swędziało mnie, żeby w tekście użyć słowa „analemma”;-). Użyłem go do oszacowania, kiedy używać przechyłów zimowych, letnich i równonocy. Więcej o tym później.

Krok 2: Oblicz kąty nachylenia dla swojej szerokości geograficznej

Pierwszą rzeczą, którą musisz ustalić, jest szerokość geograficzna, ponieważ określa ona kąt padania promieni słonecznych w Twojej okolicy. Zwykle możesz go bardzo łatwo znaleźć, przeszukując w Google duże miasto w pobliżu, używając ciągu wyszukiwania: „CityName Latitude”. Oto na przykład szerokość geograficzna San Francisco. Musisz obliczyć trzy kąty: Kąt równonocy = 90 - SzerokośćKąt letni = Równonoc + 23Kąt zimowy = Równonoc - 23To całkiem proste. W następnym kroku rysunek pokazuje, gdzie użyć tych kątów. Pozwalają po prostu ustawić ramę na jednej z trzech krawędzi, które są ustawione pod optymalnymi kątami na każdy sezon. Na zdjęciu poniżej moja rama siedzi na swoim letnim kącie. Każdy kąt jest oznaczony na rysunku.

Krok 3: Wytnij części ramy, szyny

Wydrukuj w pełnym rozmiarze rysunek załączony w pliku PDF. Rama składa się z czterech części. Istnieją dwie płyty końcowe i dwie szyny. Załączony poniżej rysunek pokazuje dokładne wymiary, których użyłem w oparciu o rozmiar mojego ogniwa słonecznego. Komórki mogą się nieco różnić, więc może być konieczne dostosowanie wymiarów do komórki. Więc pierwszą rzeczą do zrobienia jest zmierzenie celi i zapisanie tych wymiarów. Zauważysz, że zrobiłem wycięcie dla mojej celi na dwóch szynach. Jest to dość łatwe, jeśli masz piłę stołową, ale byłoby to trudne, jeśli wycinasz części ręcznie, więc jeśli tak jest w Twoim przypadku, po prostu pominąłbym robienie tych nacięć 1/8". Jednakże, jeśli chcesz aby je wykonać, wykonaj tę operację frezowania przed przycięciem 1x2 na długość. Zwróć uwagę, że 1x2 ma rzeczywiste wymiary 3/4 "x 1 1/2", co pokazuję na rysunku. Wytnij 1x2 na 2 kawałki tej samej długości, lub tylko trochę dłuższej niż długość twojego ogniwa słonecznego. Użyj skrzynki uciosowej do tych cięć. Ustawienie ich pod kątem jest ważne, aby rzeczy pasowały później. Nie szlifuj tych części w tym momencie. Dokładnie sprawdź długość przyciętych szyn w stosunku do ogniwa słonecznego. Muszą być tej samej długości co ogniwo lub nieco dłuższe. Jeśli są za krótkie, musisz przyciąć nowe, wystarczająco długie.

Krok 4: Wytnij dwa panele boczne

Powinieneś zacząć od wycięcia dwóch kawałków panelu bocznego ze sklejki, które są o 1/2 cala szersze niż ogniwo słoneczne. Powinien mieć około 5 cali szerokości i 4-6 cali długości. jeśli zrobisz to za pomocą piły do cięcia poprzecznego lub piły stołowej, ale możesz również wykonać dobrą robotę, używając piły ręcznej i swojego kwadratu, aby narysować linię cięcia. Niestety wiele skrzynek uciosowych jest za małych dla części tak szerokiej, ale jeśli twoje jest duże wystarczy go użyć. Użyj kleju do gumy, aby skleić dwa panele razem z dobrze wyrównanymi krawędziami. Następnie użyj kleju do gumy, aby przykleić widok ramki bocznej rysunku do dwóch paneli, aby użyć jako szablonu do cięcia. Upewnij się, że klej do gumy ma szansę dobrze wyschnąć, aby panele nie ślizgały się podczas cięcia. Jeśli masz imadło do trzymania ich, które pomoże na etapie cięcia. Rozpocznij cięcie. Ponieważ panele są sklejone ze sobą, wytniesz oba panele na w tym samym czasie podążając za liniami cięcia na rysunku. Gotowe panele powinny wyglądać jak na zdjęciu poniżej. Utrzymuj cięcia tak prosto, jak to tylko możliwe, aby panele miały ten sam rozmiar. Podważ wycięte panele. Zetrzyj cement gumowy. Delikatnie oszlifuj krawędzie i powierzchnie, aby wyglądały ładnie i aby usunąć drzazgi.

Krok 5: Montaż ramy

Wyrównaj krawędzie szyny z panelem i rozprowadź lekką kroplę kleju topliwego wzdłuż tylnego połączenia między częściami. Jest to tylko tymczasowe, aby utrzymać części w linii podczas montażu śrub. Zrób to samo dla wszystkich czterech połączeń między szynami i panelami. Uważaj, aby klej ostygł zbyt mocno i uważaj, aby nie złamać tych tymczasowych połączeń. Po sklejeniu ramy. Ustaw go na końcu na płaskiej, stabilnej powierzchni roboczej i ostrożnie wywierć otwory pilotażowe dla swoich śrub nr 8 za pomocą wiertła 7/64 . Wywierć otwór na mniej więcej tej samej głębokości co długość śruby. Nie pomijaj tego kroku lub ty będzie miał cholernie dużo czasu z dzieleniem i wkręcaniem śrub. Możesz obserwować lokalizacje śrub lub je mierzyć, w zależności od tego, z czym ci wygodniej. Upewnij się, że trzymasz wiertło ładnie i prosto, aby otwory nie były pod kątem. Uważaj, aby nie zerwać tymczasowych połączeń klejonych ramy podczas wykonywania tego kroku. Wywierć jeden otwór na raz, a następnie wkręć śrubę, aby zminimalizować problemy z pękaniem połączeń klejonych ramy. Wkręć śruby, aż łeb znajdzie się w jednej płaszczyźnie z powierzchnią drewna. Zakończ przeszlifuj kawałek teraz. Jeśli chcesz pomalować lub w inny sposób zastosować wykończenie, teraz jest najlepszy czas.

Krok 6: Przygotuj ogniwo słoneczne do montażu

Na tym etapie dołożysz do ogniwa regulator napięcia i skrócisz kabel ogniwa, jeśli chcesz. Sugerowany stały czerwony ołów jest dodatni na sugerowanej komórce. Przewód ujemny jest czarny z czerwonym paskiem. Jeśli używasz ogniwa innej marki, upewnij się, że rozumiesz polaryzację ołowiu na tym ogniwie. Odciąć przewód dodatni około 2-3" od punktu połączenia na ogniwie. Zdjąć izolację na obu końcach o około 1/2". Odetnij tylko izolację ujemnego przewodu, ale nie przewód, i odciągnij ją około 1/2 ", aby odsłonić przewód. Jeśli nie możesz tego zrobić, możesz również przeciąć i zdjąć oba końce, ale będziesz musiał przeciąć około 1/ 2 cale od dodatniego przewodu i przeciągnij go tak, aby długości się zgadzały. Odegnij dwa zewnętrzne przewody od środkowego przewodu regulatora napięcia 7805, a super klej lub klej topliwy przyklej go z tyłu ogniwa słonecznego, jak pokazano na poniższym obrazku. Upewnij się, że przewody mogą do niego dotrzeć z wystarczającym luzem, aby owinąć odizolowany przewód wokół przewodów 7805. Upewnij się, że jest zorientowany tak, jak pokazano na rysunku. Przylutuj dodatni przewód do dwóch wygiętych zewnętrznych przewodów 7805, owinąć przewody drutem, aby zapewnić bezpieczne połączenie lutowane. Upewnij się, że jest zorientowany tak, jak pokazano na poniższym obrazku. Jeśli zrobisz to odwrotnie, regulator napięcia nie będzie działał. Przylutuj przewód ujemny, oba przewody, jeśli musiałeś go przeciąć, do przewodu środkowego. Przetestuj wyjście komórki. Powinienem mieć napięcie 5 woltów w pełnym słońcu. Jeśli nie, dokładnie sprawdź przewody i popraw połączenie. Zaizoluj odsłonięte przewody taśmą elektryczną z pędzlem. Skróć kabel ogniwa (przycięty pasek i lut) i zaizoluj teraz to połączenie, jeśli chcesz skrócić kabel.

Krok 7: Zamontuj ogniwo w ramie

Umieść celę na ramie i przymocuj ją kilkoma kroplami kleju termotopliwego z tyłu celi do szyn. Nie przesadzaj. W ten sposób możesz później ponownie usunąć komórkę, jeśli chcesz, wycinając kulki kleju topliwego. Użyj kleju topliwego, aby przykleić kabel do tylnej części ogniwa. Użyj ładnej dużej kuli, aby działać jako odciążenie kabla. Zobacz zdjęcie. Zapobiegnie to późniejszemu szarpnięciu i uszkodzeniu przewodów regulatora napięcia.

Krok 8: Korzystanie z ramy

Rama ma trzy kąty, które mogą ją podtrzymywać pod trzema różnymi kątami pochylenia. Na poniższych zdjęciach widać, jak używane są przechyły letnie, równonocy i zimowe. Latem, od maja do lipca, będziesz chciał używać kąta letniego w środku dnia. Wiosną i jesienią, czyli marzec, kwiecień, sierpień, wrzesień i październik należy stosować kąt równonocy. Zimą, od listopada do lutego, używaj kąta zimowego. Określiłem te miesiące i kąty za pomocą analemmy pokazanej poniżej. Są one tylko przybliżone i korzystając z analemmy można dokładniej określić najlepsze daty, aby przełączyć się z jednego kąta na drugi. Zimowy kąt jest dobry na wczesny poranek i późne popołudnie przez cały rok, kiedy słońce jest nisko na niebie. Możesz zebrać o wiele więcej mocy, jeśli możesz obracać ramkę co kilka godzin w ciągu dnia, aby podążała za słońcem. Dotyczy to szczególnie zimą. Możesz też zebrać trochę więcej energii w okresie zimowym, potrzebujesz wszystkiego, co możesz, gdy dni są krótkie, jeśli ustawisz ramę na dużym kawałku kartonu pokrytego folią aluminiową, z czego większość na południe od komórka. Folia przechwytuje światło słoneczne padające przed ogniwem i odbija je aż do ogniwa, zwiększając moc wyjściową nawet o 50%.