Солнечная зарядка дешевого фонарика с 9 светодиодами: 14 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

В этом проекте есть некоторая интуиция, и первым примером этого является открытие того, что подставка для батарейки от широко продаваемого дешевого фонарика будет удобно размещаться внутри батарейного отсека размера D. Это позволяет дешево изготавливать очень компактное солнечное зарядное устройство.

На приведенном выше комбинированном изображении справа показан вездесущий факел. Слева на картинке мы видим заднюю часть нашего зарядного устройства с аккумуляторным блоком фонарика, укрытым в аккумуляторном ящике размера D. В центре мы видим вид спереди зарядного устройства и кремниевого солнечного элемента на 6 В, 100 мА.

Есть некоторые предостережения, о которых следует помнить, и даже если вы не хотите создавать этот проект, пользователи этого типа фонарика могут захотеть прочитать раздел «Ничего не бывает так просто» в конце статьи.

Шаг 1. Вам понадобится

Тебе понадобится:

Фонарь в алюминиевом корпусе с девятью светодиодами. Широко продается в Интернете.

Один батарейный отсек размера D.

Одна солнечная панель на 6 вольт 100 мА.

Двусторонние клейкие подушечки.

(Доступно в Интернете на eBay, Amazon и т. Д., Я получил свой от CPS Solar - www.cpssolar.co.uk)

Один выпрямительный диод. Достаточно совершенно некритичного и низкого напряжения - я использовал IN4001

3 резистора по 10 Ом. Не обязательно включать их, но полезно - см. Текст.

Пригодится красная лента ПВХ - см. Текст.

Три никель / металлогидридных аккумуляторных элемента AAA (см. Текст).

Основные электронные инструменты, такие как кусачки и плоскогубцы. Вам нужно будет сделать пару паяных стыков.

По часовой стрелке от верхнего левого угла на картинке выше показаны фонарик, батарейный отсек, двусторонние контактные площадки с выпрямителем и тремя резисторами наверху и, наконец, солнечная панель.

Шаг 2: Подготовьте солнечную панель 1

Когда я получил, к моей солнечной панели были прикреплены провода. Их необходимо удалить с помощью паяльника. Если к вашей панели не прикреплены выводы, пропустите этот шаг.

Шаг 3: Подготовьте солнечную панель 2

Панель должна иметь полярность соединений, отмеченных «+» и «-», как показано на рисунке выше. На рисунке также показано, как на положительный конец были добавлены красные квадраты ленты ПВХ, чтобы улучшить маркировку положительного конца.

Шаг 4: подготовьте аккумуляторный ящик

Теперь нам нужно подготовить аккумуляторный ящик для крепления к солнечной панели. Аккуратно отшлифуйте заднюю часть батарейного отсека наждачной бумагой или аналогичным предметом. Это необходимо, поскольку батарейный отсек изготовлен из материала полиэтиленового типа, устойчивого к большинству обычных клеев, но двусторонние липкие подушечки, похоже, работают. Теперь полностью закройте заднюю часть батарейного отсека двусторонними липкими подушечками и срежьте излишки острыми ножницами.

Шаг 5: прикрепите батарейный блок к солнечному элементу

Удалите защитную бумагу с двухсторонних липких подушек и поднесите батарейный блок к солнечной панели так, чтобы положительный конец коробки был к положительному концу солнечного зарядного устройства, положительный конец батарейного отсека отмечен на молдинге, а отрицательный конец - тот, у которого фигурная пружина. Как только вы полностью уверены в правильности ориентации, плотно прижмите батарейный отсек к солнечной панели. Это хорошо показано на картинке выше - вы должны сделать это правильно, так как после того, как вы вставите коробку вниз, будет очень грязная работа, чтобы ее отменить!

Шаг 6: Добавьте выпрямитель и резисторы - 1

Сначала рассмотрим принципиальную схему окончательной сборки, как показано на картинке выше. Солнечная панель вырабатывает энергию, которая подается на три перезаряжаемых элемента через выпрямительный диод. Три (опционально) резистора 10 Ом, включенные параллельно, замыкают цепь.

Диод необходим для предотвращения медленной разрядки батарей через солнечную батарею, когда они не светятся.

Дополнительные три резистора полезны тем, что во время зарядки ток, проходящий через них, генерирует небольшое напряжение, которое можно измерить с помощью чувствительного вольтметра, позволяющего контролировать ток заряда. Три резистора 10 Ом, включенных параллельно, дают общее сопротивление 3,3 Ом, и если, например, мы измеряем напряжение на них 0,1, тогда закон Ома, I = V / R, показывает, что проходящий ток составляет 0,1 / 3,3 = 0,03 Ампера..

Шаг 7: Добавьте выпрямитель и резисторы - 2

Теперь подключите выпрямительный диод между положительным выводом солнечной панели и плюсовым концом батарейного отсека, припаяв его, как показано в левой части верхнего изображения на комбинированном рисунке выше. Точно так же припаяйте три резистора параллельно между отрицательным концом батарейного отсека и отрицательной стороной солнечной панели. Это можно увидеть в правой части верхнего изображения выше. Оба соединения обведены красным и лучше видны на двух нижних картинках.

Если вам не нужен прибор для измерения тока, просто подключите кусок провода между отрицательным концом батарейного отсека и отрицательной стороной солнечной панели.

Шаг 8: Батарейки - 1

На рисунке выше показаны компоненты нашего фонарика с аккумуляторной подставкой, готовой к загрузке батарей.

Шаг 9: Батарейки - 2

На картинке выше показаны четыре никель / металлогидридные батареи, купленные в нашем местном магазине за фунт по две за фунт. За такую дешевизну приходится платить - они имеют емкость всего 350 мА / час, но этого будет достаточно для работы с горелкой. Что бы вы ни использовали, постарайтесь сделать так, чтобы они были максимально похожи друг на друга и в идеале из той же партии, что и в этом случае.

Шаг 10: ознакомьтесь с аккумуляторной подставкой

На приведенном выше комбинированном изображении показаны два конца аккумуляторной подставки. Положительный конец имеет штырь для подключения, а отрицательный конец имеет углубление. Обратите внимание, что полярность обозначена на металле - не обращайте внимания на плюсы и минусы, отлитые в пластик - они относятся к полярности батареи в этой точке в подставке.

Шаг 11: Добавьте батарейки

Вставьте три аккумуляторных элемента обычным образом, при этом отрицательный полюс батареи должен быть направлен против изогнутой пружины в каждом случае.

Следующий шаг важен. Легко неправильно вставить подставку с батареями в фонарик или в зарядное устройство, поскольку устройство почти идеально симметрично. Если вы вставите блок в фонарик неправильно, это не имеет особого значения, поскольку фонарик просто не работает (светодиоды - диоды). НО, если вы вставите блок в зарядное устройство неправильно, вы зарядите его. батарейки неправильным способом! Итак, используя информацию из предыдущего шага, уменьшите вероятность ошибок, отметив положительный конец красной лентой из ПВХ, как показано на рисунке выше. При использовании убедитесь, что красный конец подставки совпадает с красными квадратами на зарядном устройстве.

Шаг 12. Вставьте батареи Cradle Plus в зарядное устройство

Теперь подставку для аккумулятора можно вставить в зарядное устройство. Прижмите отрицательный конец аккумуляторного блока к изогнутой пружине аккумуляторного отсека и расположите положительный контакт напротив положительного контакта. Вы обнаружите, что подставка для аккумулятора будет висеть внутри аккумуляторного отсека довольно удобно, и для ее перемещения требуется довольно значительное усилие.

Это хорошо видно на картинке выше.

Теперь зарядное устройство готово к использованию.

Шаг 13: Разверните зарядное устройство

Как вы используете зарядное устройство, зависит от ваших обстоятельств. На приведенном выше рисунке показано устройство, подпертое орнаментом у окна в нашем зимнем саду, но вы можете добавить петлю и повесить его в окне или снаружи в достаточно сухих условиях.

Ставка оплаты будет во многом зависеть от ваших местных условий. Здесь, на юго-западе Великобритании, например, в условиях полной облачности и дождя в марте солнечная батарея вырабатывает всего около четырех вольт, что недостаточно для генерации тока вообще, тогда как при умеренном солнечном свете уровень заряда составляет около тридцати миллиампер. Таким образом, время, на которое вы оставите свое устройство заряженным, будет варьироваться. Также важна емкость ячеек, которая может составлять до 800 мА / час, поэтому на это может уйти от одного дня до нескольких дней. Полный заряд может быть обозначен напряжением около 4,1 В на трех элементах.

Шаг 14: Нет ничего проще

Вышеупомянутое видео, размещенное на YouTube компанией themetalwithin, производит отрезвляющее впечатление. Принято считать, что светодиод должен иметь последовательно включенный резистор и источник питания для ограничения тока через светодиоды и, скорее всего, до 20 мА на светодиод. Невероятно, но в этих дешевых горелках нет токоограничивающего резистора, подключенного последовательно, и это может повредить светодиоды, особенно если используются батареи, способные обеспечивать высокий ток. Если вы используете литиевые элементы AAA, а они есть в наличии, то у вашего фонарика может быть очень яркий срок службы, но непродолжительный, и это, вероятно, будет относиться к новым высокоэффективным щелочным элементам. Тем, кто не строит этот проект, может быть лучше посоветовать использовать элементы с хлоридом цинка и принять более низкий световой поток, но более длительный срок службы горелки.

Здесь снова может применяться интуиция, поскольку эта статья основана на никель / металлогидридных элементах, которые работают при напряжении около 1,2 В и которые будут более щадящими с фонариком, однако, я измеряю потребление тока 0,45 А, которое работает примерно при 50 мА на светодиод. и что казалось бы немного чрезмерным. Тем не менее, у меня не было проблем с ухудшением характеристик светодиодов во время использования, поэтому, возможно, светодиоды, используемые в этих фонарях, имеют более высокие характеристики, и производители фонарей знают то, чего не знаю я - если вы посмотрите вокруг, вы определенно найдете отдельные светодиоды с номинальным током 100 мА. Автор "themetalwithin" действительно долгое время пускал свои фонарики, так что имейте это в виду.