Создание собственной фотоэлектрической системы 5 В: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Он использует понижающий преобразователь в качестве выхода 5 В для зарядки аккумулятора (Li Po / Li-ion). И повышающий преобразователь для батареи 3,7 В на выход 5 В USB для устройств, требующих 5 В. Аналогично исходной системе, которая использует свинцово-кислотную батарею в качестве заряда накопителя энергии с помощью контроллера PWM или MPPT. И питание для устройств на 12 В. В этом One используется только понижающий преобразователь для преобразования 12 В (номинальное напряжение солнечной панели) в стабильные 5 В для зарядки Li-Po / Li-ion аккумулятора после дневного света. Переключитесь на повышающий преобразователь, чтобы преобразовать напряжение батареи 4,2 (номинальное напряжение 3,7 для Li-Po и Li-ion) снова в 5 В для устройств с питанием 5 В. (Вы все еще можете использовать 5 В в понижающем преобразователе в дневное время, пока заряжается Li-Po / Li-ion аккумулятор. всего 15 Вт, и бюджета недостаточно для покупки зарядного устройства MPPT или PWM на 12 В. и недостаточно для питания приложений, которым требуется мощность более 50 Вт. Поэтому я делаю альтернативный вариант - версию на 5 В.

(Напоминаем, что в системе нет контроллеров.)

Эта система предназначена для солнечных панелей мощностью менее 30 Вт и только 12 В. (Панели солнечных батарей 9V все равно будут работать).

Технические характеристики моей системы Входная солнечная панель = 12 В (18 В)

Используемая мощность = 15 Вт

Время зарядки = зависит от мощности вашей солнечной панели и емкости аккумулятора.

Выход USB 1 (понижающий преобразователь) = 5 В

USB-выход 2 (повышающий преобразователь) = 5 В

Тип батареи = зависит от вашего выбора (Li-Po / Li-ion) 3,7 и емкости - Моя была Li-Po емкостью 3500 мАч.

Один указать:

Пока над проектом ведутся эксперименты по улучшению и расчету его эффективности и того, стоило ли оно того. Задайте мне вопросы по проекту.

Шаг 1. Подготовьте материалы

• Purfboard (средний размер)
• Провода
• Проволочная перемычка с зажимом для тараканов с двойным концом из кожи аллигатора крокодила (опционально для тестирования)
• 2 порта USB
• Свинцовый припой.

Солнечная панель - (рекомендуется на 20 Вт выше, 12 В)

• 1x TP4056 схема зарядки и защиты для Li-Po и Li-ion.
• 1x Li-Po / Li-ion аккумулятор (зависит от того, какой аккумулятор вы выберете, и его емкость)

Понижающий преобразователь (я использую)

• (1x) LM2576T (версия 5 В, 3 А)
• (1x) индуктор 100 мкГн
• (1x) 100 мкФ и (1x) 1000 мкФ электролитические конденсаторы
• (1x) диод Шоттки
• (1x резистор 1K и маленький светодиод) - опционально

Наряду с инструментами измерения

Цифровой / аналоговый мультиметр (напряжение и ток необходимы для расчета его эффективности)

Шаг 2: следуйте принципиальной схеме

Припаяйте все компоненты на печатной плате.

Было бы лучше закоротить контакты плюса и минуса данных на портах USB для телефонов Android.

обязательно отключите повышающий преобразователь, чтобы не перегрузить TP4056 во время зарядки аккумулятора.

Если мощность вашей солнечной панели ниже рекомендуемой, которая на 20 Вт выше, вам следует подключить только одну батарею. из-за ограниченной мощности вашей солнечной панели. Пример: 15 Вт составляет 0,83 А, что означает, что это ваш максимальный ток.

Шаг 3: Включите питание и измерьте цепь

Если схема работает правильно, проверьте ее, используя на выходе фиктивные нагрузки, такие как резистор 5 Вт, и измерьте напряжение и ток. как эта картинка.

Встреча с проблемами

- фотоэлектрическая система -

Если входное напряжение (фотоэлектрическое) в понижающем преобразователе внезапно падает ниже номинального напряжения фотоэлектрической панели и выходного напряжения. тогда проблема должна быть в этом списке.

* нагрузка на выходе уже подключена и потребляет больше энергии от фотоэлектрической панели.

* Меньше солнечного света на улице из-за облачности и т. Д.

если вашей проблемы нет в этом списке, оставьте комментарий, и я отвечу на него.

Шаг 4: Готово

Были сделаны.

По этой формуле можно рассчитать КПД понижающего преобразователя и повышающего преобразователя.

Выходное напряжение x выходной ток

------------------------------------------- x 100% = КПД

Входное напряжение x входной ток

Напоминание !! - Всегда отключайте соединение между аккумулятором и повышающим преобразователем, чтобы не перегружать процесс зарядки TP4056 в дневное время. используйте его только сегодня вечером.

- убедитесь, что батареи заряжаются при измерении тока и напряжения, чтобы определить его эффективность.

Преимущества и недостатки

+ 5В сработало. Для приложений зарядки и питания, которым требуется 5 В - Не для приложений, которым требуется 12 В / 9 В. (Можно отрегулировать, если регулируемый повышающий преобразователь).

+ КПД достаточно хороший. (У меня 70% понижающего преобразователя и 68% повышающего преобразователя) (Немного выше, если вы используете уже построенный модуль.)

- КПД может упасть при падении напряжения на входе понижающего преобразователя. Из-за выходной мощности.

+ Недорогая система

- Система без контроллера (для наблюдения за батареей, состоянием зарядки и защиты от солнечной батареи)

+ Легко сделать, если купить уже построенный модуль повышения и понижения.

Одна вещь, чтобы указать

Ограниченный выходной ток понижающего преобразователя зависит от мощности вашей солнечной панели (ватт). Мощность моей солнечной панели составляет 15 Вт, что означает, что я ограничен током 0,75 А при подключении к зарядному устройству. Вот почему я рекомендую солнечные панели мощностью не менее 20 Вт.

Не стесняйтесь комментировать, если у вас есть вопросы по проекту.

Если вы делаете свою собственную фотоэлектрическую систему на 5 В. Поделись, пожалуйста.

Вы можете подписаться на меня в любых социальных сетях. Так что ты можешь

Следуйте за мной в Facebook и Twitter

Facebook:

Twitter:

Подпишитесь на мой канал Youtube:

Поддержите меня на Patreon:

Напоминание: всегда знайте об электронике и думайте о безопасности в первую очередь до, во время и после создания проекта. Безопасность прежде всего.