Càrrega solar: una llanterna de 9 LED barata: 14 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hi ha certa serendipia en aquest projecte i el primer exemple d'això és el descobriment que el bressol de la bateria d'una llanterna barata àmpliament venuda descansarà molt bé dins d'una caixa de bateries de mida D. Això permet fabricar un carregador solar molt compacte a baix preu.

La imatge composta de dalt mostra l’omnipresent torxa a la dreta. A l’esquerra de la imatge veiem la part posterior del carregador amb la unitat de bateria de la torxa situada en una caixa de bateries de mida D. Al centre veiem la vista frontal del carregador i de la cèl·lula solar de silici de 6 Volt 100 milli-Amp.

Hi ha algunes advertències que cal tenir en compte i, fins i tot si no voleu construir aquest projecte, és possible que els usuaris d’aquest tipus de torxes vulguin llegir la secció "Res no és tan senzill" al final de l'article.

Pas 1: necessitareu

Necessitarà:

Una torxa de cos d'alumini de nou LED. Es ven àmpliament a Internet.

Una caixa de bateries de mida D.

Un panell solar de 6 volts de 100 mA.

Coixinets adhesius de doble cara.

(Disponible a Internet a eBay, Amazon, etc. Tinc el meu de CPS Solar--www.cpssolar.co.uk)

Un díode rectificador. N'hi haurà prou amb una valoració totalment acrítica i de baixa tensió: he utilitzat IN4001

Resistències de 3 X 10 Ohm. No és vital incloure-les, però sí útils; vegeu el text.

Serà útil la cinta vermella de PVC: vegeu el text.

Tres cel·les recarregables AAA de níquel / hidrur metàl·lic (veure text.)

Eines electròniques bàsiques com un parell de talladores i alicates de nas estret. Haureu de fer un parell de juntes soldades.

En el sentit horari de la part superior esquerra, la imatge superior mostra la torxa, la caixa de bateries, els coixinets de doble cara amb el rectificador i tres resistències a la part superior i, finalment, el panell solar.

Pas 2: prepareu el panell solar 1

Quan el vaig rebre, el meu panell solar tenia cables connectats. S’han d’eliminar amb un soldador. Si el vostre panell no té connectats els cables, ignoreu aquest pas.

Pas 3: prepareu el panell solar 2

El tauler hauria de tenir la polaritat de les connexions marcades amb '+' i '-' i això es pot veure a la imatge superior. La imatge també mostra com a l'extrem positiu s'han afegit quadrats vermells de cinta de PVC per millorar l'etiquetatge de l'extrem positiu.

Pas 4: prepareu la caixa de bateries

Ara hem de preparar la caixa de bateries per a l’adherència al panell solar. Esborreu suaument la part posterior de la caixa de la bateria amb paper de vidre o similar. Això és necessari, ja que la caixa de la bateria es fabrica amb un tipus de material de polietilè resistent a les coles més habituals, però sembla que funcionen els coixinets adhesius de doble cara. Ara tapeu la part posterior de la caixa de la bateria completament amb coixinets adhesius de doble cara i retalleu l’excés amb tisores afilades.

Pas 5: enganxeu la caixa de la bateria a la cèl·lula solar

Traieu el paper protector dels coixinets adhesius de doble cara i oferiu la caixa de la bateria al panell solar amb l’extrem positiu de la caixa a l’extrem positiu del carregador solar, l’extrem positiu de la caixa de la bateria està marcat a l’emmotllament i l’extrem negatiu és el que presenta la molla arrissada. Quan estigueu totalment segur de l'orientació, premeu la caixa de la bateria fermament cap avall cap al panell solar. Això es mostra bé a la imatge de dalt: heu d’aconseguir-ho de la manera correcta, ja que un cop haureu ficat la caixa, serà una feina molt desordenada desfer-la.

Pas 6: afegiu el rectificador i les resistències: 1

Primer considerem un diagrama de circuits del conjunt final tal com es mostra a la imatge superior. El panell solar genera energia que s’alimenta a les tres cèl·lules recarregables mitjançant un díode rectificador. Les tres resistències de 10 Ohm (opcionals) connectades en paral·lel completen el circuit.

El díode és necessari per evitar que les bateries es descarreguin lentament a través de la cèl·lula solar quan no estiguin il·luminades.

Les tres resistències opcionals són útils perquè durant la càrrega el corrent que les travessa genera una petita tensió que es pot mesurar amb un voltímetre sensible que permet controlar el corrent de càrrega. Els tres resistors de 10 Ohm en paral·lel donen una resistència combinada de 3,3 Ohms i, per exemple, mesurem una tensió de 0,1 a través d’ells, la llei d’Ohms, I = V / R, mostra que el pas de corrent és de 0,1 / 3,3 = 0,03 Amperes.

Pas 7: afegiu el rectificador i les resistències - 2

Ara connecteu el díode rectificador entre la connexió positiva del panell solar i l’extrem positiu de la caixa de bateries mitjançant la soldadura, tal com es mostra a la part esquerra de la imatge superior del gràfic compost superior. De manera similar, soldeu els tres resistors en paral·lel entre l’extrem negatiu de la caixa de la bateria i el costat negatiu del panell solar. Es pot veure a la part dreta de la imatge superior superior. Les dues connexions estan anellades en vermell i es poden veure millor a les dues imatges inferiors.

Si no voleu la mesura actual, simplement connecteu un tros de fil entre l'extrem negatiu de la caixa de la bateria i el costat negatiu del panell solar.

Pas 8: bateries: 1

La imatge superior mostra els components de la nostra torxa amb el bressol de la bateria llest per carregar-lo amb bateries.

Pas 9: bateries: 2

La imatge superior mostra quatre bateries de níquel / hidrur metàl·lic comprades a la nostra botiga de lliures locals a dues per lliura. Aquesta barata té un cost: només tenen una capacitat de 350 mA / hores, però això n'hi haurà prou per al servei de la torxa. Qualsevol que utilitzeu intenteu assegurar-vos que siguin el més semblants possible i idealment del mateix lot que en aquest cas.

Pas 10: familiaritzeu-vos amb el bressol de la bateria

La imatge composta de dalt mostra els dos extrems del bressol de la bateria. L’extrem positiu té una pipa per a la connexió i l’extrem negatiu té un clot. Tingueu en compte que la polaritat està marcada al metall (ignoreu els avantatges i els inconvenients modelats al plàstic), que fan referència a la polaritat de la bateria en aquest punt del bressol.

Pas 11: afegiu les bateries

Introduïu les vostres tres cel·les recarregables de manera normal amb l'extrem negatiu de la bateria en contra del ressort arrissat en cada cas.

El següent pas és important. És fàcil col·locar el bressol amb les bateries a la torxa o al carregador de manera equivocada, ja que la unitat és gairebé perfectament simètrica. Si col·loqueu la unitat a la torxa de manera equivocada, no importa especialment ja que la torxa no funciona (els LED són díodes.) PER if si poseu la unitat al carregador de manera equivocada, carregareu la les bateries de manera equivocada. Per tant, mitjançant la informació del pas anterior, reduïu la probabilitat d’errors marcant l’extrem positiu amb un tros de cinta vermella de PVC tal com es mostra a la imatge superior. En ús, assegureu-vos que l'extrem vermell del bressol coincideixi amb els quadrats vermells del carregador.

Pas 12: Inseriu les bateries Cradle Plus al carregador

Ara es pot inserir el bressol de la bateria al carregador. Premeu l'extrem negatiu de la unitat de bateria contra el ressort arrissat de la caixa de bateries i localitzeu el tub positiu contra la connexió positiva. Trobareu que el bressol de la bateria penjarà dins de la caixa de la bateria d’una manera bastant positiva i es necessita una força bastant important per moure-la.

Això es mostra bé a la imatge superior.

El carregador ja està llest per al seu ús.

Pas 13: desplegueu el carregador

L'ús del carregador depèn de les vostres circumstàncies. A la imatge superior es mostra la unitat recolzada amb un ornament contra una finestra del nostre conservatori, però podeu afegir-hi un bucle i penjar-lo a una finestra o a l'exterior en condicions adequades de sequera.

La taxa de càrrega dependrà molt de les vostres condicions locals. Aquí, al sud-oest del Regne Unit, per exemple, amb la cobertura total de núvols i la pluja al març, la cèl·lula solar només produeix uns quatre volts, la qual cosa és insuficient per produir corrent, mentre que el sol modest proporciona una taxa de càrrega d’uns trenta mili d'amperis. Per tant, el temps que deixeu de carregar de la unitat variarà. També serà important la capacitat de les cèl·lules que poden arribar a ser de 800 mili Amp / hora, de manera que pot trigar des d'un dia fins a diversos dies. La càrrega completa es pot denotar mitjançant un voltatge d’uns 4,1 volts a través de les tres cel·les.

Pas 14: res no és tan senzill

El vídeo anterior publicat a YouTube per "themetalwithin" és una visió preocupant. La saviesa convencional és que un LED ha de tenir una resistència en sèrie amb ell i la font d'alimentació per limitar el corrent a través dels LED i, molt probablement, a 20 mA per LED. Increïblement, aquestes torxes barates no tenen cap resistència limitadora de corrent en sèrie i és possible deteriorar els LED, especialment si s’utilitzen bateries capaces de subministrar corrent elevat. Si utilitzeu cèl·lules AAA de liti i estan disponibles, és possible que la torxa tingui una vida molt brillant, però curta, i això probablement s'aplicarà a les cèl·lules alcalines fresques d'alt rendiment. Es pot recomanar millor a aquells que no construeixen aquest projecte utilitzar cèl·lules de clorur de zinc i acceptar una producció de llum més baixa, però una vida de la torxa més llarga.

La serendipitat es pot aplicar aquí de nou, ja que aquest article es basa en cèl·lules d'hidrur de níquel / metall que funcionen al voltant d'1,2 volts i que seran més suaus amb la torxa, tot i que va dir que estic mesurant un consum de 0,45 amperes que funciona a uns 50 mA per LED i que semblaria ser una mica excessiu. Tot i això, no he tingut cap problema amb la degradació del LED durant el seu ús, de manera que potser els LED que s’utilitzen en aquestes torxes tenen unes qualificacions més fortes i els fabricants de torxes saben alguna cosa que no sé. El col·laborador "themetalwithin" va fer funcionar les seves torxes durant llargs períodes, així que tingueu present això.