Низкотехнологичная солнечная лампа с повторно использованными батареями: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Из этого туториала Вы можете сделать солнечную лампу, оснащенную зарядным устройством USB. В нем используются литиевые элементы, которые повторно используются из старого или поврежденного ноутбука. Эта система при солнечном свете может полностью зарядить смартфон и иметь 4 часа света. Эта технология была задокументирована во время остановки экспедиции «Nomade des Mers» на острове Лусонг в северной части Филиппин. Ассоциация «Литер света» уже 6 лет устанавливает эту систему в отдаленных деревнях, где нет доступа к электричеству. Также они проводят тренинг для жителей села, чтобы научить их чинить солнечную лампу (уже установлено 500 000 ламп).

Исходный учебник и многие другие по созданию низкотехнологичных технологий доступны на веб-сайте Low-tech Lab.

Литий - это природный ресурс, запасы которого все чаще используются для производства электромобилей, телефонов и компьютеров. Этот ресурс постепенно истощается. Его более широкое использование в производстве батарей в основном связано с его способностью накапливать больше энергии, чем никель и кадмий. Замена электрического и электронного оборудования ускоряется, и оно становится все более важным источником отходов (DEEE: Отходы электрического и электронного оборудования). В настоящее время Франция производит от 14 кг до 24 кг электронных отходов на душу населения в год. Эта ставка увеличивается примерно на 4% в год. В 2009 году только 32% молодых французов в возрасте от 18 до 34 лет когда-то перерабатывали свои электронные отходы. В том же 2009 году, согласно Eco-systèmes, с января по сентябрь 2009 года удалось избежать 113 000 тонн CO2 за счет переработки 193 000 тонн DEEE, одной из четырех экологических организаций в секторе DEEE.

Однако эти отходы имеют высокий потенциал вторичной переработки. В частности, литий присутствует в элементах компьютерных батарей. Когда батарея компьютера выходит из строя, одна или несколько ячеек неисправны, но некоторые остаются в хорошем состоянии и могут быть использованы повторно. Из этих элементов можно создать отдельную батарею, которую можно использовать для питания электродрели, подзарядки телефона или подключения к солнечной панели для работы лампы. Комбинируя несколько ячеек, можно также формировать аккумуляторные батареи устройства большего размера.

Шаг 1. Инструменты и расходные материалы

Запасы

• Б / у аккумулятор для ноутбука
• Солнечная панель 5V-6V / 1-3W Регулятор заряда и разряда (например: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino Battery Charger TP4056)
• Преобразователь напряжения DC / DC DC / DC Booster MT3608 (электрический компонент, который преобразует 3,7 В аккумуляторов в 5 В)
• Светодиодная лампа высокой мощности (например, светодиодные лампы мощностью 3 Вт)
• Переключатель (чтобы разомкнуть цепь и выключить свет)
• Изолента
• Коробка

Инструменты

Для экстракции клеток:

• Перчатки (чтобы не порезаться пластиком аккумуляторной батареи компьютера или никелевыми лентами, соединяющими элементы)
• Молоток
• Долото
• Кусачки

Чтобы построить сам светильник:

• Клеевой пистолет (и клеевые стержни)
• Нагревательный пистолет или небольшой фонарик
• Пила по дереву
• Отвертка

Шаг 2: как это работает?

В этом руководстве показано, как восстановить элементы компьютера, чтобы сделать новую батарею. Питание от солнечной панели или USB-порта позволит вам зажечь светодиодную лампу.

Система работает по трем модулям:

• модуль приема энергии: солнечная панель и ее контроллер заряда
• модуль накопления энергии: аккумулятор
• модуль, возвращающий энергию: светодиодная лампа и ее регулятор напряжения

Модуль приема энергии: фотоэлектрическая панель и контроллер заряда

Фотоэлектрическая панель концентрирует энергию солнца. Это позволяет рекуперировать свою энергию, чтобы хранить ее в батарее. Но будьте осторожны, количество энергии, получаемой панелью, нерегулярно в зависимости от времени суток, погоды … важно установить регулятор заряда / разряда между панелью и аккумулятором. Помимо прочего, он будет защищен от перегрузки.

Модуль накопления энергии: аккумулятор

Он состоит из двух литиевых ячеек, извлеченных из компьютера. Короче говоря, батарея немного похожа на коробку с несколькими батареями: каждая из них представляет собой элемент, блок, который подает питание на устройство посредством электрохимической реакции.

Ячейки, обнаруженные в компьютерах, представляют собой литиевые ячейки. Все они обладают одинаковой способностью накапливать энергию, но их способность производить ее у каждого человека разная. Чтобы сформировать батарею из ячеек, важно, чтобы все они обладали одинаковой способностью передавать энергию. Следовательно, необходимо измерить емкость каждой ячейки, чтобы составить однородные батареи.

Модуль, передающий энергию: светодиодная лампа, порт USB на 5 В и преобразователь напряжения

Наша батарея обеспечивает нас напряжением 3,7 В, а светодиодные лампы, которые мы использовали, работают от того же напряжения. Кроме того, порты USB обеспечивают напряжение 5 В. Поэтому нам нужно преобразовать энергию ячейки с 3,7 В до 5 В: используя преобразователь напряжения, называемый усилителем постоянного / постоянного тока.

Шаг 3: этапы производства

Вот несколько этапов сборки лампы:

1. Удаление ячеек из аккумулятора компьютера
2. Измерьте напряжение ячеек
3. Реализация 3-х модулей (солнечная панель + регулятор заряда аккумулятора, светодиодная подсветка + регулятор заряда).
4. Связывание 3 модулей
5. Строим коробку
6. Интеграция модулей в коробке

Шаг 4: извлечение элементов из аккумулятора компьютера

В этой части мы предлагаем вам ознакомиться со следующим руководством: Утилизация аккумуляторов.

1. Наденьте перчатки, чтобы защитить руки
2. Вставьте аккумулятор на место и откройте его молотком и зубилом.
3. Изолируйте каждую ячейку, удаляя все остальные части (как показано на фото).

Шаг 5: Измерьте напряжение ячеек и их емкость

Измерьте напряжение:

Мы начинаем с измерения напряжения каждой ячейки, чтобы проверить, правильно ли они работают. Все элементы с напряжением ниже 3 В не могут быть использованы в этом проекте и должны быть переработаны.

Используя мультиметр в режиме постоянного тока, измерьте каждую ячейку и проверьте ту, которая пригодна для использования в проекте.

Будьте осторожны: если кажется, что аккумулятор компьютера имеет жидкость снаружи, не открывайте коробку, литий вреден в больших дозах.

Емкость измерения:

Чтобы измерить емкость элемента, мы должны зарядить его до максимума, а затем разрядить. Эти элементы основаны на литии и нуждаются в специальной системе заряда и разряда, обычно максимальный заряд составляет 4,2 В, а минимальный - 3 В. Превышение этих пределов приведет к повреждению клетки.

1. Используйте PowerBank: он позволит вам заряжать сразу несколько ячеек с помощью USB-порта.
2. Зарядите элементы и дождитесь завершения зарядки (все индикаторы должны гореть), это займет около 24 часов. (изображение)

3. Ячейки будут заряжены на максимум (4,2 В), теперь нам нужно их разрядить. Вам следует использовать Imax B6: инструмент, позволяющий разряжать элементы и проверять их емкость. Как пользоваться инструментом:

   1. напряжение: вас спросят, какой тип ячеек вы хотите проверить, вы должны выбрать литиевый. Он автоматически регулирует разряд минимум на 3 В.
   2. интенсивность: установите на 1А для быстрой и безопасной разрядки. В этом состоянии разрядка должна длиться от 1 часа до 1,5 часа.
   3. Подключите магнит к зажимам типа «крокодил», затем подключите к ячейке, магнит помогает пропустить ток через Imax B6 к ячейкам. (изображение)
   4. Разрядите ячейки, пока они полностью не опустеют.
   5. Обратите внимание на емкость ячейки. Чем выше, тем лучше.
   6. Отсортируйте элементы по емкости: 1800 мА.

Примечание: важно делать однородные батареи с элементами одинаковой емкости.

Шаг 6: Реализация 3 различных модулей

Модуль 1: Солнечная панель и регулятор заряда

• Используйте черный и красный провод, зачистите провода плоскогубцами.
• Припаяйте красный провод к положительной стороне панели и черный к отрицательной стороне.
• Регулятор заряда имеет 2 входа: IN- и IN + (которые указаны на компоненте): приварите красный провод (положительный) к входу IN + регулятора заряда и черный провод (отрицательный) к входу IN- (изображение 5).

Модуль 2: Аккумулятор

Вставьте литиевый элемент в держатель батареи

Модуль 3: преобразователь LED / USB

Преобразователь напряжения DC / DC имеет два входа и два выхода: входы: VIN + и VIN - / выходы: OUT + и OUT -. Светодиод имеет два входных провода: один положительный и один отрицательный.

• Возьмите два провода (красный и черный).
• Приварите красный провод к входу VIN + преобразователя напряжения, а черный провод к входу VIN-.
• Внимание: Полярность провода не отображается на светодиодном индикаторе. Для его определения воспользуйтесь омметром. Провод является положительным, когда он отображает нулевое значение. Когда он показывает более высокое значение, провод отрицательный.
• Приварите положительный провод светодиода к выходу OUT + преобразователя напряжения, а отрицательный провод светодиода - к выходу OUT-. (изображение)

Шаг 7: Подключение 3 модулей

Регулятор заряда имеет 2 входа: IN- и IN + (которые указаны на компоненте).

1. Приварите красный провод солнечной панели (положительный) к входу IN + регулятора заряда и черный провод (отрицательный) к входу IN-.
2. Регулятор заряда имеет 2 входа: B- и B + (которые указаны на компоненте). Приварите красный провод держателя батареи (положительный) к входу B + регулятора заряда и черный провод (отрицательный) к входу B-.
3. Приварите красный провод (плюс) модуля преобразователя USB / LED к выходу OUT + регулятора заряда. Приварите черный провод (отрицательный) к выходу OUT. Примечание: теперь электрическая цепь замкнута, и загорится свет.
4. Отрежьте плюсовой провод, соединяющий регулятор с преобразователем, чтобы разомкнуть цепь, и приварите переключатель последовательно. Он будет использоваться для размыкания и замыкания цепи.

Шаг 8: Создание дела - Версия 1

Версия 1: Tupperware

Этот дизайн исходит от Open Green Energy, не стесняйтесь обращаться к исходному руководству. Мы делимся этим, потому что это кажется действительно интересным. Однако корпус необходимо адаптировать к нашей схеме, в частности для выхода USB. Вскоре мы предложим нашу собственную модель, вдохновленную этим дизайном.

Шаг 9: Создание дела - Версия 2

Версия 2: термоформованная бутылка большого размера

Эта модель позволяет схемам быть полностью водонепроницаемыми, но требует специального оборудования:

• Одна 5-литровая канистра для воды
• Фанерные плиты (или необработанная древесина) толщиной от 1 до 2 см
• Шип, минимальная длина 80 см, ширина от 3 до 5 см.

Создание двух оснований: это два конца светильника, на верхнем размещается солнечная панель с одной стороны и электрическая цепь с другой. Нижний конец используется для закрытия лампы и герметичного закрытия.

1. Вырежьте 2 доски 15/13 см и 2 доски 11/13 см.
2. Наложите каждую маленькую доску на большую, обращая внимание на то, чтобы разместить ее точно в центре большой доски. Каждую пару досок прикрутите позже.

Примечание: Для водонепроницаемости доски лучше предварительно покрыть лаком.

Создание формы:

1. В шипе вырежьте 4 части примерно по 20 см.
2. Поместите их в каждый угол одной из уже обрезанных небольших досок (11/13 см) и прикрутите каждую часть планки к доске.
3. Поместите вторую небольшую доску на другой конец четырех частей и прикрутите их таким же образом. В результате получился кубоид размером 11/13/20, который будет использоваться для термоформования пластиковой бутылки.

Термоформование лампы envelopp:

1. Вырежьте дно 5-литровой бутылки и вставьте внутрь формы вертикально (20-сантиметровая сторона формы должна быть параллельна стороне бутылки).
2. Медленно нагрейте термоэлементом каждую сторону куба. Стриппер должен находиться на расстоянии примерно 10 см от бутылки. Если у вас нет устройства для термической очистки, можно использовать любой другой источник пламени (например, газовый обогреватель).
3. Как только бутылка приобретет ту же форму, что и форма, продолжайте нагревать, чтобы стереть рисунок бутылки и должным образом растянуть пластик. Будьте осторожны, не нагревайте его слишком близко к пластику или слишком долго в одном и том же месте, иначе на пластиковой поверхности образуются пузыри.
4. Оставив сформированную бутылку на форме, аккуратно срежьте верхнюю часть бутылки на уровне формы и снова отрежьте бутылку примерно на 17 см ниже.
5. Когда резка будет завершена, открутите планки с каждой стороны формы, чтобы отделить форму от пластмассы.
6. На каждом конце сформированной бутылки загните язычки шириной 1 см под углом 90 ° внутрь. Каждый выступ должен быть скошен с обеих сторон (как показано на фото). Язычки будут скользить между двумя досками (большой и малой) с каждой стороны бутылки, чтобы улучшить герметичность лампы. Чтобы язычки легко складывались, проведите резаком тонкую линию на внутренней стороне бутылки и сложите ее рукой.

Крепление солнечной панели:

1. Поместите панель на большую плату, отметьте положение + и - выходов панели и просверлите отверстие диаметром 5 мм в обеих досках. (Если какой-либо компонент уже находится в этом месте, отверстие следует переместить).
2. Вставьте в эти отверстия провода от контроллера заряда и приварите их к соответствующим выводам на солнечной панели.
3. Чтобы прикрепить панель, лучше всего использовать тонкий слой ткани, приклеенной к доске, и приклеить панель к ткани (например, с помощью прочного клея).
4. Для цоколя лампы повторите ту же операцию на другом конце пластика.
5. Поместите маленькую доску внутрь конверта и прикрутите ее к большей, сделав 4 пластиковых выступа между двумя досками.
6. Чтобы обеспечить герметичность разъема USB, вы можете прикрепить небольшой кусок велосипедной трубки.

Не стесняйтесь размещать любые вопросы или улучшения, о которых вы можете подумать. И не забудьте поделиться своей лампой, как только вы это сделаете, с помощью #solarlamp #lowtechlab!