Большая солнечная панель для MightyMintyBoost: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

MintyBoost и MightyMintyBoost (MMB) - очень полезные инструменты для обучения. Мне просто нужно было построить один, и, поскольку я занимаюсь солнечной энергией, я хотел продолжить проект MMB. Я решил использовать более крупную солнечную батарею для своего проекта MMB, потому что я хотел бы иметь возможность заряжать свой iPhone каждый день с помощью MMB, и хотел бы использовать чистую солнечную батарею, если бы я мог. Если у вас есть iPhone, вы знаете, что они довольно энергоемкие. Обычно мне нужно заряжать аккумулятор днем и заряжать каждую ночь. MMB с большой батареей емкостью 2000 мАч позволяет это сделать. Он содержит более 1 1/2 зарядов для iPhone 3GS с аккумулятором емкостью 1150 мАч. Этого достаточно, чтобы пережить все, кроме самых тяжелых дней, как с ежедневными дозаправками, так и с полной зарядкой в течение ночи. Меньшие солнечные батареи, рекомендованные в проекте MMB, великолепны, потому что они красивы и компактны. Но его небольшой размер ограничивает количество энергии, которое он может генерировать. Он имеет выходную мощность около 100 мА, что потребует около 20 часов при полном солнечном освещении, чтобы зарядить батарею MMB емкостью 2000 мАч. Солнечный зимний день дает около 4,5 часов полного солнечного света, а летний день - около 8,5. Средний день в году составляет около 5 солнечных часов, включая пасмурную погоду. Эти цифры зависят от местного климата, и эти цифры относятся к моему району, который находится недалеко от Сан-Франциско прямо на побережье. Таким образом, для полной зарядки аккумулятора MMB маленькому солнечному элементу потребуется в среднем 4 дня. Это отличная производительность, если вы собираетесь использовать его только для доливки и заряжаете свой iPhone от сети в течение ночи. Но если вы хотите использовать чистую солнечную энергию, как я, вам нужно немного больше энергии от вашего солнечного элемента. Большой солнечный элемент производит 310 мАч, который может полностью зарядить батарею MMB всего за 6,5 часов при полном солнечном освещении. Это довольно хорошо и должно удовлетворять аппетит вашего iPhone к мощности ежедневно большую часть года, за исключением, может быть, зимы, когда вы играете в много игр или что-то в этом роде. Я смог проверить это время зарядки при первой зарядке моего нового MightyMintyBoost. Но для достижения такой полной производительности помогает держать ячейку под оптимальным углом к солнцу и время от времени поворачиваться так, чтобы она отслеживала солнце в течение дня. Поэтому я разработал опорную раму для своего солнечного элемента, которая имеет три разных угла наклона, чтобы оптимизировать угол наклона элемента в разное время года. Особенности: Достаточная мощность, генерируемая для полной зарядки iPhone 3GS только от солнечной энергии. Регулировка напряжения позволяет использовать элементы с выходным напряжением более 7 В. Три угла наклона оптимизированы для зимы, равноденствия (весна и осень) и летнего солнечного света. Обратитесь к проекту MightyMintyBoost, чтобы узнать о конструкции батареи и зарядного устройства MightyMintyBoost, которые это материал в олове Altoids. В этом проекте рассказывается, как сделать каркас для солнечного элемента большего размера и как подключить его.

Шаг 1. Инструменты и материалы

Просто напоминание. В этом руководстве рассказывается только о изготовлении каркаса и установке большого солнечного элемента. Инструкции по выполнению остальной части проекта см. В MightyMintyBoost. Инструменты: Analemma (см. Вторую картинку) Паяльник Резаки для проволоки Пистолет для горячего расплава клея Пила по дереву (ручная или силовая) Коробка для резки под углом (если вы используете ручную пилу) Карпентерский квадрат (если вы режете вручную) Сверло Сверло 7/64 дюйма Песочная бумага Материалы: Большой регулятор напряжения солнечной батареи, шурупы 5v3 / 4 № 8 для дерева (8 шт.) Клей-расплав Резиновый цемент Суперклей (опция) тополь очень красивый, но подойдет любое дерево) Березовая фанера, толщина 1/4, 2 штуки не менее 5 x 4 каждый Примечания: Зарядное устройство MightMintyBoost принимает входное напряжение до 7 вольт, но этот солнечный элемент выдает 9 вольт, поэтому ему нужно необходимо отрегулировать вниз, чтобы зарядное устройство не перегорело. Поскольку элемент вырабатывает плавное постоянное напряжение, конденсаторы, которые иногда используются с регулятором напряжения 7805, не требуются. Регулятор напряжения рассеивает только около 1,5 Вт, поэтому радиатор не требуется. У меня есть как Настольная пила binetmaker и торцовочная пила, что делает этот проект очень простым, быстрым и очень точным. Однако, если у вас нет всего этого, не волнуйтесь, это можно легко сделать с помощью ручных инструментов, если вы будете осторожны и не торопитесь, и, возможно, сделаете несколько тренировочных пропилов, если раньше вы не выполняли много работы по дереву. Осталось сделать всего несколько сокращений, чтобы вы могли уделить столько времени, сколько захотите, и при этом быстро завершить проект. Выполнение точных разрезов под углом 90 градусов, особенно при разрезании 1х2 по длине, важно для правильной подгонки проекта, поэтому используйте угловую коробку. Чем точнее длина, тем лучше конечный продукт, но он будет работать нормально, даже если вещи не идеальны, так что не переживайте. Мне не терпелось использовать в тексте слово «аналемма»;-). Я использовал его, чтобы оценить, когда использовать наклоны зимой, летом и в день равноденствия. Подробнее об этом позже.

Шаг 2: рассчитайте угол наклона для своей широты

Первое, что вам нужно установить, это вашу широту, потому что от нее зависит угол падения солнечных лучей в вашем районе. Обычно его очень легко найти, выполнив поиск в Google по крупному городу рядом с вами, используя строку поиска: "CityName Latitude". Вот, например, широта Сан-Франциско. Вам нужно рассчитать три угла: угол равноденствия = 90 - широта; летний угол = равноденствие + 23; зимний угол = равноденствие - 23. Это довольно просто. На следующем этапе рисунок показывает, где использовать эти углы. Они позволяют вам просто установить рамку на одном из трех краев, для которых заданы оптимальные углы для каждого сезона. На картинке ниже моя рамка сидит под летним углом. Каждый угол обозначен на чертеже.

Шаг 3: Вырежьте детали рамы, рельсы

Распечатайте в полном размере рисунок из PDF-файла. Рамка состоит из четырех частей. Есть две торцевые пластины и две направляющие. На прилагаемом ниже чертеже показаны точные размеры, которые я использовал в зависимости от размера моего солнечного элемента. Ячейки могут немного отличаться, поэтому вам может потребоваться отрегулировать размеры, чтобы они соответствовали вашей ячейке. Итак, первое, что нужно сделать, это измерить вашу ячейку и записать эти размеры. Вы заметите, что я сделал выемку для моей ячейки на двух рельсах. Это довольно легко сделать, если у вас есть настольная пила, однако это будет сложно, если вы будете вырезать детали вручную, поэтому в этом случае я бы просто пропустил эти 1/8 дюйма надрезы. Однако, если вы действительно хотите Чтобы сделать их, проделайте эту операцию фрезерования, прежде чем отрезать свой 1x2 до нужной длины. Обратите внимание, что 1x2 имеет фактические размеры 3/4 "x 1 1/2", что я показываю на чертеже. Разрежьте 1x2 на 2 части такой же длины или немного больше, чем у вашего солнечного элемента. Для этих разрезов используйте угловую коробку. Получение квадратной формы важно для правильной подгонки деталей в дальнейшем. Не шлифуйте эти детали на этом этапе. Дважды проверьте длину отрезных рельсов относительно солнечного элемента. Они должны быть той же длины, что и элемент, или немного длиннее. Если они слишком короткие, вам нужно отрезать новые, достаточно длинные.

Шаг 4: вырежьте две боковые панели

Вы должны начать с вырезания двух боковых панелей из фанеры, которые на 1/2 дюйма шире вашего солнечного элемента. Это должно быть около 5 дюймов в ширину и 4-6 дюймов в длину. Сделайте этот разрез как можно более квадратным. Это проще если это делается с помощью поперечной резки или настольной пилы, но вы также можете хорошо поработать, используя ручную пилу и свой угольник, чтобы нарисовать квадратную линию разреза. К сожалению, многие угловые коробки слишком малы для такой широкой детали, но если ваша большая Достаточно использовать его. Используйте резиновый клей, чтобы склеить две панели вместе с хорошо выровненными краями. Затем используйте резиновый клей, чтобы приклеить вид боковой рамки чертежа к двум панелям, чтобы использовать его в качестве шаблона для резки. Убедитесь, что резиновый клей имеет шанс хорошо просушить, чтобы панели не соскальзывали при резке. Если у вас есть тиски для их удержания, которые помогут на этапе резки. Начните резку. Поскольку панели склеены, вы вырежете обе панели по При этом следуя линиям разреза на чертеже. Готовые панели должны выглядеть как на картинке. ниже. Сделайте разрезы как можно более квадратными, чтобы панели были одинакового размера. Сотрите резиновый клей. Слегка отшлифуйте края и грани, чтобы они выглядели красиво и удалили занозы.

Шаг 5: Сборка рамы

Выровняйте края рельса с панелью и нанесите небольшую полоску термоклея вдоль стыка с обратной стороны между деталями. Это только временно, чтобы удерживать детали в совмещении во время установки винтов. Сделайте то же самое для всех четырех стыков между направляющими и панелями. Следите за тем, чтобы клей остыл для прочности, и будьте осторожны, чтобы не повредить эти временные швы. После того, как каркас будет склеен. Установите его вертикально на плоскую устойчивую рабочую поверхность и осторожно просверлите пилотные отверстия для ваших винтов № 8, используя сверло 7/64 . Просверлите отверстие примерно такой же глубины, как и длина винта. Не пропускайте этот шаг или вы У вас будет уйма времени с раскалыванием и завинчиванием винтов. Вы можете на глаз взглянуть на расположение винтов или измерить их, как вам удобнее. Убедитесь, что вы держите сверло правильно и под прямым углом, чтобы отверстия не находились под углом. Будьте осторожны, чтобы не сломать временные клеевые соединения рамы при выполнении этого шага. Просверливайте по одному отверстию, а затем вбивайте винт, чтобы минимизировать проблемы с разрывом клеевых швов рамы. Ввинчивайте винты до тех пор, пока головка не окажется заподлицо. Отшлифуйте деталь прямо сейчас. Если вы хотите покрасить или нанести отделку иным образом, сейчас самое подходящее время.

Шаг 6: Подготовьте солнечную батарею к установке

На этом этапе вы добавите регулятор напряжения к ячейке и укорачиваете кабель ячейки, если хотите. Сплошной красный провод на предложенной ячейке положительный. Отрицательный провод черный с красной полосой. Если вы используете батарею другой марки, убедитесь, что вы понимаете полярность выводов на этой ячейке. Отрежьте положительный провод примерно на 2-3 дюйма от точки подключения на элементе. Зачистите изоляцию с обоих концов примерно на 1/2 дюйма. Обрежьте только изоляцию отрицательного вывода, но не провод, и потяните его назад примерно на 1/2 дюйма, чтобы обнажить провод. Если вы не можете этого сделать, вы также можете отрезать и зачистить оба конца, но вам нужно будет отрезать примерно 1 / 2 дюйма от положительного вывода и закрепите его заново, чтобы длины совпадали. Отогните два внешних вывода от центрального вывода регулятора напряжения 7805 и приклейте суперклеем или термоклеем к задней части солнечного элемента, как показано на рисунке ниже. Убедитесь, что провода могут достать до него с достаточным провисанием, чтобы обернуть зачищенный провод вокруг выводов 7805. Убедитесь, что он ориентирован, как показано на рисунке. Припаяйте положительный вывод к двум изогнутым внешним выводам 7805, оберните выводы проводом, чтобы получилось надежное паяное соединение. Убедитесь, что он ориентирован, как показано на рисунке ниже. Если перевернуть, регулятор напряжения работать не будет. Припаяйте отрицательный вывод, оба вывода, если вам пришлось разрезать его, к центральному выводу. Проверьте выход ячейки. У меня должно быть 5 вольт на полном солнце. Если нет, дважды проверьте свои провода и исправьте подключение. Изолируйте оголенные провода с помощью щеточной изоленты, укоротите кабель ячейки (отрежьте ленту и припаяйте) и заизолируйте этот стык, если вам нужен более короткий кабель.

Шаг 7: Установите ячейку в раму

Поместите ячейку на раму и прикрепите ее несколькими каплями клея-расплава с обратной стороны ячейки к направляющим. Не переусердствуйте. Таким образом, вы можете удалить ячейку позже, если захотите, разрезав бусинки клея-расплава. Используйте термоклей, чтобы приклеить кабель к задней части ячейки. Используйте красивый большой шарик, чтобы ослабить натяжение кабеля. Смотрите картинку. Это предотвратит выдергивание и повреждение выводов регулятора напряжения в дальнейшем.

Шаг 8: Использование рамы

Рама имеет три угла, которые могут поддерживать ее при трех разных углах наклона. На изображениях ниже вы можете увидеть, как используются наклоны «Лето», «Равноденствие» и «Зима». Летом, с мая по июль, вы захотите использовать летний угол в середине дня. Весной и осенью, то есть в марте, апреле, августе, сентябре и октябре, используйте угол равноденствия. Зимой с ноября по февраль используйте зимний угол. Я определил эти месяцы и углы, используя аналемму, показанную ниже. Они только приблизительны, и с помощью аналеммы можно более точно определить лучшие даты для перехода с одного ракурса на другой. Зимний угол хорош для раннего утра и позднего вечера круглый год, когда солнце садится низко. Вы можете собрать намного больше энергии, если сможете поворачивать раму каждые несколько часов в течение дня, чтобы она следовала за солнцем. Особенно это актуально зимой. Вы также можете собрать немного больше энергии в зимнее время, вам понадобится все, что вы можете получить в короткие дни, если вы установите рамку на большой кусок картона, покрытый алюминиевой фольгой, причем большая часть этого будет к югу от клетка. Фольга улавливает солнечный свет, падающий перед элементом, и отражает его до элемента, увеличивая выходной ток на 50%.