Зарядное устройство для телефона с чистой энергией: 7 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

В этом проекте вы создадите очень простой аккумулятор на солнечных батареях, который сможет заряжать ваш телефон. Многие люди не знают, насколько дешево и легко собрать блок питания своими руками. Все, что действительно требуется, - пара электронных плат, USB-кабель, аккумулятор и достаточные навыки пайки.

По сути, происходит то, что аккумулятор заряжается с помощью схемы зарядки аккумулятора 18650. Входная мощность для зарядки аккумулятора может поступать либо от USB, либо от солнечной панели. После этого используется усилитель USB на 5 В, чтобы вы могли подключить USB от телефона к аккумулятору.

Схема также может подключаться к источникам питания переменного тока, таким как динамо-машина или переносная турбина. Вы можете сделать это, преобразовав источник переменного тока в постоянный ток с помощью мостового выпрямителя.

Запасы

1) 1 x DB107 мостовой выпрямитель

2) 1 плата TP4056 с защитным звеном

3) ссылка на перфорированную плату 5 см x 5 см

4) 1 усилитель USB 5 В

5) Перемычки или обычные провода.

6) 1 х 18650 перезаряжаемый аккумулятор

7) 1 ссылка держателя батареи 18650

8) 1 x 6 В, ссылка на солнечную панель

9) 1 х 1000 мкФ перемычка электролитического конденсатора

10) 2 х диода IN4007 ссылка

Шаг 1: понимание схемы

На самом деле схема состоит из трех частей

Первая часть обрабатывает напряжение постоянного тока от вашей солнечной панели. Вторая часть обрабатывает переменное напряжение. Третья часть забирает энергию и хранит ее в аккумуляторе, позволяя вам в любое время подключить USB-кабель.

Начну с 3 части

Часть 3

Для этой части схемы используется аккумулятор, TP4056, регулятор напряжения 7805 и усилитель на 5 В. Питание, поступающее от вашего регулятора напряжения, отправляется на плату TP4056. Затем плата изменяет ток и напряжение, чтобы оптимизировать зарядку аккумулятора. На плате TP4056 также есть функция защиты, которая предотвращает слишком высокое или слишком низкое напряжение аккумуляторной батареи. Вот хорошее видео-объяснение: ссылка

TP4056 будет заряжать аккумулятор при подаче напряжения от 4,5 до 6,0 В. Что-нибудь сверху и доска поджарится. Вот почему мы используем стабилизатор напряжения 7805. Регулятор напряжения понижает напряжение с любого значения до 5 В и, таким образом, гарантирует, что плата TP4056 не испортится.

Плата также подключена к повышающему усилителю 5 В, который принимает напряжение в аккумуляторе 18650 и преобразует его в форму, которую можно использовать для вашего телефона или других устройств с питанием от USB. Теперь вы можете просто подключить свой телефон к USB-порту, и он должен начать заряжаться.

Часть 1

Это часть, которая обрабатывает напряжение, поступающее от источника постоянного тока солнечной панели. Для предотвращения протекания тока от источника переменного тока в солнечную панель используется диод, поскольку они оба подключены к 7805 параллельно.

Часть 2

Эта часть схемы обрабатывает ток, идущий от источника переменного тока. Вот хорошее видео, объясняющее, что такое переменный ток: ссылка. Переменный ток преобразуется в постоянный с помощью двухполупериодного мостового выпрямителя. Мостовой выпрямитель имеет 4 контакта. Два для входа и два для выхода. Два выходных контакта, на которые теперь подается постоянное напряжение, подключены к конденсатору емкостью 1000 мкФ параллельно, чтобы помочь сгладить постоянное напряжение. Наконец, через диод по той же причине, что и раньше, положительный вывод подключается к регулятору напряжения 7805, и вы попадаете в часть 3 схемы.

Шаг 2: Собираем часть 1 схемы

Солнечная панель постоянного тока подключена к 7805 через диод IN4007.

Припаяйте стыки для постоянных соединений

Шаг 3: Собираем часть 2 схемы

Источник питания переменного тока подключается ко входам переменного тока мостового выпрямителя.

Затем мостовой выпрямитель преобразует входной переменный ток в выход постоянного тока с положительной и отрицательной клеммами.

Конденсатор емкостью 1000 мкФ подключен параллельно к двум выводам мостового выпрямителя DB107.

Положительный провод от мостового выпрямителя подключается к диоду, а затем диод подключается к контакту 1 7805. Отрицательный провод подключается к контакту 2.

Шаг 4: Изготовление мостового выпрямителя DB107 с диодами (необязательно)

Если вы не можете легко купить мостовой выпрямитель DB107, то можете сделать его на диодах.

Просто следуйте конфигурации диода и сопоставьте ее с исходной схемой.

На изображении два горизонтальных контакта являются входными контактами переменного тока, а два вертикальных контакта - выходными контактами постоянного тока.

Припаяйте стык для надежного соединения.

Шаг 5: Собираем часть 3 схемы

Эта часть очень проста, если следовать схеме.

Контакт 3 7805 подключен к положительному входу TP4056.

Контакт 2 7805 подключен к отрицательному входу TP4056.

Обязательно оберните все открытые соединения изоляционной лентой, так как это может вызвать короткое замыкание и взрыв литий-ионного аккумулятора.

Шаг 6: вариант дизайна печатной платы

Я разработал печатную плату для этого проекта. Если вы хотите пропустить черновую работу, вы можете заказать готовую печатную плату в SEEED, и она будет доставлена примерно через неделю. Последняя схема будет выглядеть намного более отполированной.

Вот ссылка на файл Gerber:

На печатной плате A обозначает источник переменного тока, D + и D- обозначают соответственно положительный и отрицательный источник постоянного тока. А O + и O- обозначают положительный и отрицательный выход TP4056 соответственно.

Чтобы заказать печатную плату, перейдите на этот сайт:

Прикрепите файл Gerber, который находится в папке диска Google. Измените размеры на 39,5 мм и 21,4 мм. Оставьте все остальные настройки как есть. А потом закажи.

Шаг 7: жилье

У вас есть несколько различных вариантов корпуса продукта. Но до этого на самом деле есть два способа разместить схему. Во-первых, это простая коробка без дополнительных функций. Однако, если вы хотите принять вызов и добавить больше функциональности в свою схему, я также разработал версию корпуса, у которой есть стержни сбоку и изогнутое основание. Это позволит вам привязать продукт к руке или бутылке с помощью ремня или даже простой ткани. Проблема в том, что вам придется распечатать дизайн на 3D-принтере, чтобы получить эту дополнительную функциональность.

1) Оставить без кожуха. Не идеально, но самый простой

2) Лазерная резка простой коробки, которую затем можно собрать с помощью суперклея. Вы можете найти.dxf для лазерного резака в этой папке на Google Диске: https://drive.google.com/open?id=1iUivo-afLw3i5XBT … Все, что вам нужно сделать, если у вас нет лазерного резака, заключается в том, чтобы найти местную службу лазерной резки и передать им этот файл на USB-накопителе.

3) 3D-печать корпуса с дополнительной функцией крепления. Вы сможете найти файл. STEP или. STL в этой папке на Google Диске: https://drive.google.com/open?id=1iUivo-afLw3i5XBT … Вам понадобится программное обеспечение САПР, такое как Fusion360, Onshape, Tinkercad, и т.д., чтобы напечатать корпус на 3D-принтере.

4) Вот ссылка на онлайн-дизайн Fusion:

Вы можете закрепить компоненты и плату в коробке с помощью горячего клея или суперклея. Не пытайтесь использовать гайки и болты.