Si të drejtoni një orë baterie me energji diellore: 15 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

Ky kontribut vijon nga ai i mëparshmi në 2016, (shiko këtu,) por në periudhën ndërhyrëse ka pasur zhvillime në përbërës që e bëjnë punën shumë më të lehtë dhe performancën e përmirësuar. Teknikat e paraqitura këtu do të mundësojnë që një orë me energji diellore të vendoset lehtësisht në vende të tilla si një verandë konservatori ose të mbrojtur dhe ndoshta brenda një shtëpie ku ka dritë të mjaftueshme në një kohë gjatë ditës, siç është nga një dritare ose një derë e jashtme me xham, por kjo do t'i nënshtroheshin eksperimenteve. Përdorimi i një ore të kontrolluar me radio hap mundësinë për të pasur një orë që mund të lihet pa mbikëqyrje për vite me rradhë.

Siguria Jini të vetëdijshëm se një super kondensator i madh mund të mbajë shumë energji dhe nëse ka një lidhje të shkurtër mund të prodhojë rrymë të mjaftueshme për të bërë që telat të shkëlqejnë të nxehtë për një periudhë të shkurtër.

Unë do të shtoja se orët e treguara në Udhëzuesin e parë ende funksionojnë me kënaqësi.

Hapi 1: Super Kondensatorë të rinj

Ilustrimi i mësipërm tregon një superkondensator me një kapacitet 500 Farad. Këto tani janë të disponueshme me çmim të ulët në eBay dhe përdoren në praktikën e inxhinierisë automobilistike. Ato janë masivisht më të mëdha se 20 ose 50 njësi Farad të disponueshme në mënyrë rutinore në kohën e artikullit tim të parë. Ju mund të shihni në foto se ato janë mjaft të mëdha fizikisht dhe nuk do të përshtaten pas shumicës së orëve dhe duhet të vendosen veçmas.

Shumë e rëndësishme për qëllimin tonë është që kur ngarkohet deri në 1.5 Volt, të ketë energji të mjaftueshme të ruajtur në një kondensator 500 Farad për të funksionuar një orë tipike të baterisë për rreth tre javë para se tensioni të bjerë në pak më shumë se një Volt dhe ora të ndalet. Kjo do të thotë që kondensatori mund ta mbajë orën në periudha të zymta në dimër kur energjia diellore është në mungesë dhe më pas të kapë një ditë të ndritshme.

Gjithashtu mund të përmendet këtu se orët e mëdha në natyrë janë bërë modë kohët e fundit dhe këto do të ishin shumë të përshtatshme për teknikat e treguara në artikull. (Nëse këto orë në natyrë do të jenë mjaft të fuqishme për të qëndruar jashtë në një temperaturë të gjatë është një pikë diskutimi.)

Hapi 2: Përbërësit e kërkuar

Do t'ju duhet një orë baterie. Ai i treguar në këtë artikull është 12 inç në diametër dhe kontrollohet me radio nga Anthorn në Mbretërinë e Bashkuar i cili transmeton në 60 kHz. Shtë blerë në një dyqan lokal.

Komponentët e tjerë janë treguar në figurën e mësipërme.

Një super kondensator 500 Farad. (eBay.)

Një grup diellor 6 Volt 100mA. Ajo që tregohet këtu është 11cm x 6 cm dhe është marrë nga Messrs CPS Solar:

www.cpssolar.co.uk

por e disponueshme gjerësisht në internet.

Komponentët e mbetur janë gjerësisht të disponueshëm nga furnizuesit e komponentëve elektronikë. Unë përdor zotërinjtë Bitsbox:

www.bitsbox.co.uk/

1 transistor silikoni NPN 2N3904. Një kalë i mirë pune, por çdo NPN silikoni do të funksionojë.

4 diodë silikoni 1N4148. Jo kritike, por numri i kërkuar mund të ndryshojë, shihni tekstin e mëvonshëm.

1 rrethim ABS 100 x 75 x 40mm. Kam përdorur të zezën pasi qeliza diellore është e zezë. Në rastin tim, super kondensatori i pajisur me pak hapësirë të lirë-mund t'ju duhet të shkoni për madhësinë e kutisë tjetër!

Copë stripboard. Imi është prerë nga një copë 127x95mm dhe jep gjerësinë e duhur për tu futur në kutinë ABS.

Ju do të keni nevojë për tela me fije të kuqe dhe të zeza dhe për montimin përfundimtar kam përdorur një copë tabelë qarku të shtypur bosh dhe ngjitës silikoni fleksibël.

Ju do të keni nevojë për mjete modeste për ndërtimin elektronik duke përfshirë një hekur bashkues.

Hapi 3: Qarku

Super kondensatori ka një vlerësim maksimal të tensionit prej 2.7 Volt. Për të drejtuar orën tonë ne kërkojmë midis 1.1 dhe 1.5 Volt. Lëvizjet e zakonshme të orës elektrike të baterisë mund të tolerojnë tensione mbi këtë, por ora e radios ka qark elektronik që mund të bëhet i çrregullt nëse tensioni i furnizimit është shumë i lartë.

Qarku i mësipërm tregon një zgjidhje. Qarku është në thelb një ndjekës i emetuesit. Prodhimi i qelizave diellore aplikohet në kolektorin e tranzistorit 2N3904 dhe në bazë përmes rezistencës 22k Ohm. Nga baza në tokë ne kemi një zinxhir prej katër diodash sinjali silikoni 1N4148 të cilat, të ushqyera nga rezistenca 22k Ohm rezultojnë në një tension prej rreth 2.1 Volt në bazën e tranzistorit pasi çdo diodë ka një rënie të tensionit përpara rreth gjysmë volt nën këto kushtet. Tensioni që rezulton në emetuesin e tranzistorit që ushqen super kondensatorin është rreth 1.5 Volt të kërkuar pasi ka një rënie të tensionit 0.6 Volt në transistor. Dioda normale e bllokimit e kërkuar për të parandaluar rrjedhjen e rrymës përmes qelizës diellore nuk kërkohet pasi kryqëzimi emetues bazë i tranzistorit e bën këtë punë.

Kjo është e papërpunuar, por shumë efektive dhe e lirë. Një diodë e vetme Zener mund të zëvendësojë zinxhirin e diodave, por Zenerët e tensionit të ulët nuk janë aq të disponueshëm sa ato të tensionit më të lartë. Tensione më të larta ose më të ulëta mund të merren duke përdorur më shumë ose më pak dioda në zinxhir ose duke përdorur dioda të ndryshme me karakteristika të ndryshme të tensionit përpara.

Hapi 4: Testoni qarkun tonë 1

Para se të prodhojmë versionin përfundimtar 'të fortë', ne duhet të testojmë qarkun tonë për të kontrolluar nëse gjithçka është mirë dhe se ne po gjenerojmë tensionin e duhur për super kondensatorin dhe, më e rëndësishmja, se tensioni i gjeneruar nuk mund të tejkalojë vlerësimin 2.7 Volt.

Në foton e mësipërme do të shihni qarkun e provës i cili është shumë i ngjashëm me skemën e treguar në hapin e mëparshëm, por këtu super kondensatori është zëvendësuar me një kondensator elektrolitik 1000 microFarad i cili ka një rezistencë 47 kOhm paralelisht. Rezistori lejon që tensioni të rrjedhë për të siguruar një lexim të azhurnuar pasi hyrja e dritës ndryshon.

Hapi 5: Testoni qarkun tonë 2

Në foton e mësipërme mund të shihni se si qarku ishte lidhur në një formë të përkohshme në një dërrasë pa saldim me daljen e tensionit të matur në një multimetër. Qarku ishte vendosur pranë një dritareje me perde të disponueshme për të ndryshuar dritën që arrin në fotocelë.

Multimetri tregon një 1.48 Volt të kënaqshëm i cili ndryshonte plus ose minus 0.05 Volt pasi ndryshonte hyrja e dritës. Kjo është pikërisht ajo që kërkohet dhe ky koleksion përbërësish mund të përdoret.

Nëse rezultati nuk është i saktë, në këtë fazë mund të shtoni ose hiqni diodat nga zinxhiri për të rritur ose ulur tensionin e daljes ose të eksperimentoni me dioda të ndryshme me karakteristika të ndryshme përpara.

Hapi 6: Pritini tabelën

Në rastin tim kjo ishte shumë e lehtë pasi stripboard ka një gjerësi prej 127mm dhe një copë u sharrua për tu futur në kallëpët e kutisë ABS.

Hapi 7: Përgatitni qelizën tuaj diellore

Me disa vargje diellore mund të zbuloni se telat kuq e zi tashmë janë ngjitur në kontaktet në qelizën diellore, përndryshe lidhni një gjatësi të telave me fije të zeza në lidhjen negative të qelizës diellore dhe një gjatësi të ngjashme të telave me fije të kuqe në pozitive lidhje. Për të parandaluar që lidhjet të tërhiqen nga paneli diellor gjatë ndërtimit, unë e ankorova tela në trupin e qelizës diellore duke përdorur zam silikoni fleksibël dhe e lashë këtë të vendoset.

Hapi 8: Aplikoni qelizën diellore në kutinë ABS

Shponi një vrimë të vogël në pjesën e poshtme të kutisë ABS për lidhësit. Aplikoni katër kukulla të mëdha me zam silikoni siç tregohet, kaloni lidhëset lidhës përmes vrimës dhe aplikoni butësisht qelizën diellore. Qeliza diellore do të jetë krenare për kutinë ABS për të lejuar që lidhjet lidhëse të kalojnë nën të, kështu që kuletat e mëdha të zamit duhet të jenë të mëdha-ndryshimi i mendjes tuaj në këtë fazë do të jetë shumë i çrregullt! Lëreni të vendoset.

Hapi 9: Inspektoni punën tuaj

Tani duhet të keni diçka si rezultati në foton e mësipërme.

Hapi 10: Stërvitni një vrimë që fuqia të dalë nga moduli i energjisë diellore

Në këtë fazë ne duhet të mendojmë përpara dhe të marrim parasysh se si fuqia largohet nga njësia e energjisë dhe ushqehet deri në orë dhe ne duhet të shpojmë një vrimë në kutinë ABS për ta lejuar këtë. Fotografia e mësipërme tregon se si e bëra, por mund të kisha bërë më mirë duke shkuar më shumë drejt mesit duke i vendosur telat në një pozicion më pak të dukshëm. Ora juaj ka shumë të ngjarë të jetë e ndryshme, kështu që ofroni njësinë e energjisë deri në të dhe bëni pozicionin më të mirë për vrimën tuaj, e cila duhet të shpohet tani para se kutia të jetë e pajisur me përbërës të ndryshëm.

Hapi 11: Ngjitini Komponentët në Stripboard

Ngjitini përbërësit në stripboard si në foton e mësipërme. Qarku është i thjeshtë dhe ka shumë hapësirë për të përhapur përbërësit. Ndjehuni të lirë të lejoni lidhësin të lidhë dy rreshta bakri për lidhjet me tokën, pozitivin dhe daljen. Shiriti modern është mjaft delikat dhe nëse kaloni shumë kohë duke bashkuar dhe shkrirë gjurmët mund të ngrihen.

Hapi 12: Mblidhni Njësinë e Energjisë Diellore

Përdorimi i telave me fije të zeza dhe të kuqe dhe respektimi i rreptë i polaritetit lidh panelin diellor që çon në dërrasën e shiritit dhe fuqinë dalëse në super kondensator dhe më pas duke bërë një palë priza 18 inç që përfundimisht do të lidhen me orën. Përdorni tela të mjaftueshëm për të lejuar montimin vetëm jashtë kutisë. Tani futeni montimin e dërrasës në folenë në kutinë ABS dhe ndiqni me super kondensatorin duke përdorur shtresa të Blu-Tack për ta mbajtur njësinë në vend. Për siguri përdorni shirit maskues për të mbajtur larg skajet e zhveshura të prizave të daljes për t'i parandaluar ato nga shkurtimi. Lehtësoni butësisht tela të tepërt në hapësirën e mbetur në kuti dhe më pas vidhoseni kapakun.

Hapi 13: Lidhni Njësinë me Orë

Çdo orë do të jetë e ndryshme. Në rastin tim, martesa e orës me njësinë e energjisë diellore ishte thjesht një çështje e përdorimit të një pjese të pllakës së qarkut të printuar të njëanshëm të thjeshtë, afërsisht katër e gjysmë e dy inç të ngjitur në orën dhe njësinë diellore me zam silikoni dhe lejimin e vendosjes. Laminati i dyshemesë mund të jetë i mjaftueshëm. Mos e lidhni akoma njësinë elektrike por vendosni orën plus panelin diellor në dritën e diellit ose në një vend të ndritshëm dhe lejoni që super kondensatori të ngarkojë deri në 1.4 Volt.

Pasi të jetë ngarkuar kondensatori, lidhni prizat me orën duke përdorur një gjatësi kunj druri për të mbajtur lidhjet. Ora tani duhet të funksionojë.

Në foton shoqëruese vini re se telat e lirshëm janë rregulluar me disa blloqe Blu-Tack.

Hapi 14: Përfundoi

Fotografia e mësipërme tregon orën time që funksionon me kënaqësi në konservatorin tonë, ku duhet të funksionojë dhe të përballet me ditët e dimrit tetëorëshe dhe "pranvera përpara bie prapa". Tensioni i furnizimit mat 1.48 Volt, pavarësisht se kemi kaluar ekuinoksin vjeshtor me shkurtimin e ditëve.

Ky sistem ndoshta mund të vendoset brenda shtëpisë, por kjo do të duhet të jetë subjekt i eksperimentit. Ekziston një tendencë që shtëpitë në MB të kenë dritare më të vogla këto ditë dhe drita e ambientit mund të jetë pak e zbehtë, por drita artificiale mund të korrigjohet balanca.

Hapi 15: Disa mendime të fundit

Disa mund të theksojnë se bateritë janë shumë të lira, prandaj pse të shqetësoheni? Nuk është një pyetje e lehtë për t'u përgjigjur, por për mua është kënaqësia e fillimit të diçkaje që mund të zgjasë pa mbikëqyrje për vite dhe vite ndoshta në një vend të largët dhe të paarritshëm.

Një pyetje tjetër e vlefshme është "Pse të mos përdorni një qelizë të rimbushshme Ni/Mh në vend të super kondensatorit?". Kjo do të funksiononte, elektronika mund të ishte shumë më e thjeshtë dhe tensioni 1.2 Volt i funksionimit të një qelize të tillë do të shërbente vetëm kërkesën e tensionit minimal të një ore baterie. Sidoqoftë, qelizat e rimbushshme kanë një jetë të kufizuar, ndërsa ne shpresojmë që super kondensatorët të kenë jetën që presim nga çdo komponent tjetër elektronik, edhe pse kjo mbetet për t'u parë.

Ky projekt ka treguar se super kondensatorët me vlerë të lartë që tani përdoren në inxhinierinë e automobilave lehtë mund të ngarkohen duke përdorur energjinë diellore. Kjo mund të hapë një sërë mundësish:

Aplikimet në distancë të tilla si radio fenerët ku gjithçka, përfshirë qelizën diellore, mund të vendoset në mënyrë të sigurt në një strehë të fortë qelqi, siç është një kavanoz i ëmbël.

E përkryer për qarkun e tipit Joule Thief me një super kondensator që potencialisht furnizon një numër qarqesh njëkohësisht.

Super kondensatorët lehtë mund të lidhen paralelisht me të gjithë kondensatorët gjithashtu është e mundur të vendosni dy në seri pa ndërlikimin e rezistencave balancuese. Unë mund të shoh mundësinë për të pasur mjaftueshëm këto njësi të fundit paralelisht për të ngarkuar një telefon celular, për shembull, shumë shpejt përmes një konvertuesi të rritjes së tensionit të pronarit.