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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricatore solare fatto in casa. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative La stagione estiva sta arrivando, è tempo di vacanze e gite nella natura. Così, dopo diversi viaggi in campagna e dopo aver sofferto con un generatore a benzina, che è pesante, rumoroso e puzza, ho deciso di procurarmi un caricabatterie solare. Ho bisogno di caricare una radio portatile, un e-reader, un laptop, una torcia a LED, una fotocamera e telefoni cellulari, utilizzare una lampada a LED ed eventualmente caricare anche una batteria al piombo da 12 volt. Su Internet esistono caricabatterie per caricare le apparecchiature elencate, ma sono molto costosi e hanno un pannello solare debole. Come sempre, noi pensionati siamo sotto pressione e non cerchiamo strade facili. Porto alla vostra attenzione il mio progetto, compilato sulla base di pubblicazioni da Internet e delle mie modifiche. Il mio caricabatterie ha una potenza di 20 watt ed è composto da due pannelli 12 V - 10 W 30x35 cm, in posizione aperta il pannello solare misura 35x60 cm e fornisce tensioni in uscita stabilizzate di 14 V - 20 W, direttamente dai pannelli e dalla batteria integrata da 14,8 V - 4,3 Ah per alimentare un laptop o tablet, oltre a due uscite USB da 5 V - 4,3 amperora ciascuna, per un totale di 5 V - 8,6 Ah.
Il pannello è assemblato a forma di “diplomatico”, che quando completamente chiuso evita danni al pannello stesso. Sono infatti presenti due caricatori indipendenti con batterie integrate da 7,4 V 4,3 amperora. Se collegati in serie, otteniamo 14,8 volt in uscita. 4,3 Amperora, per le nostre necessità notturne, oppure due banchi di batterie da 7,4 V per un totale di 8,6 Amperora. Sono presenti anche le uscite per la ricarica delle batterie al piombo. Ho usato batterie al litio provenienti da batterie di laptop in pensione. Di norma, una parte della batteria si guasta e la batteria non mantiene la carica. Ho selezionato solo le banche funzionanti. È possibile utilizzare qualsiasi batteria; il circuito permette di impostare all'uscita del dispositivo una tensione stabilizzata. Nel mio caso per caricare batterie al litio da 8,4 V, batterie al piombo da 14 V e dispositivi USB e telefoni cellulari da 5 V. Avendo queste tensioni e utilizzando un resistore limitatore di corrente, puoi caricare tutti i tipi di dispositivi da 1,2 V a 12-14 V. Puoi utilizzare un pannello da 12 V - 10 W, quindi il Diplomat sarà più sottile della metà e caricherà la batteria più a lungo. Costruzione e layout Ciò di cui abbiamo bisogno sono due pannelli solari da 12 V-10 W, nel mio caso si tratta di pannelli di fabbricazione cinese che costano $ 18 al pezzo, per un totale di 18x2 = $ 36. È possibile utilizzare altri modelli con telai in alluminio.
È inoltre necessario un anello per collegare i pannelli al "diplomatico", oppure è possibile utilizzare due cerniere adatte dagli armadietti.
Le prese USB nel mio caso sono prese aggiuntive per il pannello posteriore dell'unità di sistema, è possibile utilizzare prese USB ritagliate da una prolunga USB, ma dovranno essere fissate al pannello con colla o fascette.
Batterie, due LED super luminosi (utilizzabili da una torcia) - utilizzati per indicare la carica e di notte per l'illuminazione nella tenda, se non viene utilizzata una potente lampada a LED. Interruttori e altre piccole cose, tutto visibile nelle fotografie allegate.
Poiché non è consentita la scarica completa delle batterie, il progetto utilizza un'unità di controllo dello scaricamento della batteria che spegne la batteria integrata quando la tensione delle batterie al litio scende a 6,1 V (puoi facilmente cambiarla a qualsiasi tensione per le tue batterie), e la batteria si spegne anche se c'è un cortocircuito in uscita. La figura mostra uno schema completo di un'unità caricabatterie. Ho la mia unità e batterie per ciascun pannello, puoi semplicemente mettere in parallelo i pannelli e utilizzare un'unità; la linea tratteggiata nel diagramma mostra come collegare correttamente il secondo pannello solare a un'unità di stabilizzazione.
Poiché non è consentita la scarica completa delle batterie, il progetto utilizza un'unità di controllo dello scaricamento della batteria che spegne la batteria integrata quando la tensione delle batterie al litio scende a 6,1 V (puoi facilmente cambiarla a qualsiasi tensione per le tue batterie), e la batteria si spegne anche se c'è un cortocircuito in uscita. La figura mostra uno schema completo di un'unità caricabatterie. Ho la mia unità e batterie per ciascun pannello, puoi semplicemente mettere in parallelo i pannelli e utilizzare un'unità; la linea tratteggiata nel diagramma mostra come collegare correttamente il secondo pannello solare a un'unità di stabilizzazione. Descrizione del circuito SZ1 - pannello solare, i diodi VD1 e VD2 proteggono il pannello solare durante la ricarica dall'adattatore di rete e dall'inversione di polarità in ingresso. VD2 - protegge lo stabilizzatore regolabile DD1 da guasti in assenza di tensione all'ingresso dello stabilizzatore. Gli stabilizzatori DD1,DD2 consentono di ottenere tensioni stabili per la ricarica. Utilizzando i resistori R1, R2 impostiamo le tensioni necessarie per caricare le batterie. Il resistore R4 serve a limitare la corrente quando la batteria è scarica, per me con il suo valore nominale di 1 Ohm è circa 1-1,25 A. Con il resistore R5 impostiamo la corrente tramite il LED di indicazione e retroilluminazione VD4. Il LED serve per indicare il collegamento della batteria integrata e segnalare la presenza della tensione di carica. I resistori R6-R9 contengono divisori che impostano i livelli richiesti per USB. Il commutatore a chiave SA1 permette di selezionare la modalità di utilizzo; nella posizione 14V possiamo caricare un cavo esterno o altra batteria, mentre i contatti SA1/2 scollegano la batteria integrata nel pannello. Nella posizione 8,4 V è collegata la batteria integrata, viene fornita la tensione dal pannello solare per la ricarica e può essere utilizzata anche di notte per caricare eventuali dispositivi e alimentare una lampada a LED (ho una lampada USB a LED per un computer). In modalità economica, per l'illuminazione notturna nella tenda, è sufficiente la luce dei LED super luminosi, mentre il consumo totale di corrente dalla batteria integrata sarà di 10 mA (LED da 5 mA e stabilizzatore KREN5V da 5 mA). tensione 1-20 V con una corrente di carico di 16-1,5 A. Lavora con il dispositivo solare Il dispositivo si accenderà quando la batteria integrata sarà completamente scarica (l'unità di protezione della batteria ha scollegato la batteria) avverrà solo nella modalità SA1 8,4 V, mentre il gruppo di contatti SA1/2 sbloccherà il funzionamento della batteria, e verrà collegato per la ricarica automaticamente quando la tensione di carica viene fornita dall'adattatore di rete o il pannello solare è aperto. Alla luce del sole, il LED acceso indicherà la presenza della tensione di carica. L'attivazione del funzionamento con batteria carica, in assenza di illuminazione sufficiente, si effettua nella modalità SA1 8,4V premendo brevemente il pulsante KH1; il LED illuminato indicherà che la batteria è collegata. Una volta completata la ricarica di telefoni e altri dispositivi, spostando SA1 sulla posizione 14V spegniamo la batteria integrata, il LED si spegnerà. Impostando SA1-14V e illuminando il pannello solare con la luce del sole o collegando l'adattatore CA, il connettore di uscita per la batteria esterna produrrà una tensione stabilizzata di 14 V, che può essere utilizzata anche per caricare la radio portatile. In questo caso il connettore USB avrà una tensione di 5 volt per caricare i dispositivi USB indipendentemente dalla batteria integrata. Nella posizione SA1-8,4V e illuminando il pannello solare con la luce del sole o collegando l'adattatore di rete, ci sarà una tensione della batteria sul connettore di uscita e, durante la ricarica della batteria integrata, salirà a 8,4 V. Allo stesso tempo volta, sul connettore USB sarà presente una tensione di 5 volt. Per illuminare la tenda utilizzo lampade LED da cinque volt predisposte per il collegamento USB, le collego all'uscita USB, poiché la tensione di 5 volt è stabilizzata, la lampada brilla stabilmente fino a quando la batteria integrata non è completamente scarica. L'unità di controllo della batteria protegge la costosa batteria integrata dai guasti dovuti a cortocircuito e dallo scaricamento completo e consente inoltre di scollegare una batteria completamente carica dal circuito in modalità standby. Sostituendo il diodo zener VD1 e selezionando il resistore R3, è possibile adattarlo a qualsiasi tensione di spegnimento, ad esempio per una batteria al piombo-acido da 12 volt, la tensione minima non deve essere inferiore a 9-10 volt. Una breve pressione del pulsante KH1 permette di collegare la batteria integrata in modalità 8,4 V; anche in modalità 8,4 V la batteria si collega automaticamente quando viene applicata tensione alla presa GN1 o il pannello solare viene esposto al sole. Procedura di impostazione Blocco di stabilizzatori Per impostare l'unità stabilizzatrice, per ogni evenienza, spegnere il pannello solare e applicare la tensione dalla fonte di alimentazione alla presa GN1. Portiamo l'interruttore SA1 sulla posizione 14V e con il resistore R2 impostiamo la tensione su 1 pin del connettore per la batteria esterna a 14 volt, quindi con la batteria integrata SA1 scollegata, passiamo alla posizione 8,4V con il resistore R1 impostare la tensione su 8,4 volt su 1 pin del connettore per la batteria esterna (se utilizziamo un'altra batteria integrata, impostare una tensione diversa). Assicurati di iniziare la sintonizzazione con la modalità 14V! Quindi colleghiamo la batteria integrata scarica e selezioniamo il resistore R4 (costituito da un pezzo di spirale di nicromo da una stufa elettrica) e impostiamo la corrente di carica massima per me su 1-1,25 A. È necessario tenere presente che all'uscita di carica, la corrente di carica di un pannello solare non supererà 500 mA quando si opera in parallelo con due pannelli da 1 A; quando si carica da un adattatore di rete raggiungerà 1-1,25 A. Unità di controllo della batteria Invece di una batteria, colleghiamo un alimentatore regolabile all'ingresso dell'unità, impostiamo la tensione su 12-14 V e colleghiamo un LED all'uscita tramite un resistore da 1 kohm. Premere brevemente il pulsante KH1, il LED dovrebbe accendersi, quindi ridurre gradualmente la tensione dall'alimentatore fino allo spegnimento del LED e misurare la tensione all'ingresso della centralina batteria; questa tensione corrisponderà alla tensione di spegnimento della batteria. Selezionando il resistore R3 del blocco batteria, impostiamo la tensione di risposta della protezione su 6,1 V. Aumentando alternativamente la tensione dell'alimentatore e premendo il pulsante KH1, avviamo la batteria e diminuendo la tensione effettuiamo più volte misurazioni per assicurarci che le impostazioni di protezione siano corrette. Inoltre, la chiusura dei punti A e B tra loro dovrebbe portare alla disconnessione immediata della batteria, indipendentemente dalla tensione in ingresso alla batteria. Sostituendo il diodo zener con una tensione più alta o più bassa e selezionando la resistenza R3, è possibile adattare la protezione a qualsiasi tensione. Installazione I blocchi sono montati su due schede separate in fibra di vetro; le parti sono posizionate sul lato del circuito stampato. I binari di montaggio vengono realizzati tagliando con una lama da seghetto sotto un righello di metallo. Le dimensioni delle schede consentono di utilizzare qualsiasi parte. Un disegno della scheda dell'unità di controllo della batteria è mostrato nelle Figure N. 1 e N. 2, un disegno della scheda stabilizzatore è mostrato nelle Figure N. 4 e N. 5 Figura 1-3:
Unità di controllo della batteria Figura 4-5:
Scheda stabilizzatrice CI stabilizzatori montato direttamente sul telaio in alluminio del pannello solare tramite guarnizioni isolanti prelevate da un guasto all'alimentatore del computer. Le schede e le batterie sono incollate con nastro biadesivo e inoltre sigillate lungo il contorno con adesivo siliconico hot melt. Anche il LED di indicazione è incollato con adesivo siliconico hot melt. Il transistor ad effetto di campo della batteria è saldato direttamente alla lamina della scheda con un saldatore da 60 watt.
Vista interna del dispositivo
Dettagli Lo stabilizzatore DD1 può essere sostituito con qualsiasi stabilizzatore regolabile per tensione 3-5 A fino a 35 V, ad esempio LM317, LM117. Lo stabilizzatore USB 5 V DD2 può essere sostituito con qualsiasi altro da 5 volt con una corrente di 2-3 A, ad esempio KR142EN5A o LM 7805.
stabilizzatori I diodi FR156 sono sostituibili con qualsiasi diodo al silicio progettato per una corrente di almeno 1,5 A, ad esempio FR302, FR207, CT2A05, ecc. Il transistor KT361E del pacco batteria può essere sostituito con uno simile con qualsiasi lettera oppure con un KT3107. Il transistor ad effetto di campo del pacco batteria può essere sostituito con qualsiasi transistor ad effetto di campo saldato da una vecchia scheda madre con un canale di tipo N (MOSFET in modalità miglioramento canale N), di norma, la potenza e la corrente dei transistor in la scheda madre in questi casi non è inferiore a 10 A.
Transistor ad effetto di campo Il design del chiavistello "diplomatico" è costituito da un pezzo di molla a balestra di una lama di seghetto per legno o altro. I fori vengono praticati con un punzone, poiché forare senza rilasciare il metallo non è facile.
Chiusura diplomatica I connettori per collegare l'adattatore di rete e la batteria esterna possono essere qualsiasi cosa, ma preferibilmente con contatti isolati dal case, visto che ho due caricatori separati ed è possibile utilizzare dei ponticelli attraverso questi connettori per collegare i pannelli in serie e ottenere una tensione totale di 28 volt per caricare dispositivi a 24 volt. Se il filo comune e uno dei contatti sono collegati al corpo del pannello, sarà impossibile collegare due pannelli in serie. Per isolare il filo comune dal corpo del pannello, il chip DD2 è isolato tramite una guarnizione; se non si prevede di collegare le batterie integrate in serie o utilizzare un blocco stabilizzatore per due pannelli solari, il chip DD2 non è necessario essere isolato. Il retro dei pannelli è coperto con coperture in compensato, puoi anche usare la plastica, l'aspetto del "diplomatico" dipenderà in gran parte dalla qualità delle coperture. Le coperture sono fissate con viti M3 a testa svasata incassate nel compensato in modo che la testa della vite non graffi il tavolo. I corpi dei pannelli hanno filettature M3 per il fissaggio delle coperture Per il trasporto, viene utilizzata una tracolla in nylon con moschettoni dalla borsa di uno studente e gli anelli per i moschettoni sono fissati al corpo del caricatore. Probabilmente è tutto. Penso che ci siano abbastanza informazioni per la ripetizione o l'elaborazione creativa per le tue condizioni. 73! Con rispetto per tutti! Autore: Milyushin Sergey Anatolyevich, ur3id@yandex.ru
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