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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cargador solar casero. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Se acerca la temporada de verano, es época de vacaciones y viajes a la naturaleza. Entonces yo, después de varios viajes al campo y sufrir con un generador de gasolina, que es pesado, ruidoso y apesta, decidí hacerme con un cargador solar. Necesito cargar una radio portátil, un lector electrónico, una computadora portátil, una linterna LED, una cámara y teléfonos móviles, usar una lámpara LED y posiblemente también cargar una batería de plomo de 12 voltios. En Internet existen cargadores para cargar los equipos enumerados, pero son muy caros y tienen un panel solar débil. Como siempre, nosotros, los pensionistas, estamos bajo presión y no buscamos caminos fáciles. Les llamo la atención sobre mi diseño, elaborado a partir de publicaciones de Internet y mis modificaciones. Mi cargador tiene una potencia de 20 watts y consta de dos paneles de 12 V - 10 W de 30x35 cm, en posición desplegada el panel solar es de 35x60 cm y proporciona voltajes de salida estabilizados de 14 V - 20 W, directamente de los paneles y de la batería incorporada de 14,8 V - 4,3 Ah para alimentar una computadora portátil o tableta, así como dos salidas USB de 5 V - 4,3 amperios-hora cada una, para un total de 5 V - 8,6 Ah.
El panel se ensambla en forma de "diplomático", que cuando está completamente cerrado evita daños al propio panel. De hecho, hay dos cargadores independientes con baterías integradas de 7,4 V y 4,3 amperios-hora. Cuando se conecta en serie, obtenemos 14,8 voltios en la salida. 4,3 amperios-hora, para nuestras necesidades nocturnas, o dos bancos de baterías de 7,4V para un total de 8,6 amperios-hora. También hay salidas para cargar baterías de plomo. Utilicé baterías de litio de baterías de portátiles retiradas. Como regla general, una sección de la batería falla y la batería no retiene la carga. Seleccioné solo bancos que funcionan. Puede usar cualquier batería, el circuito le permite establecer un voltaje estabilizado en la salida del dispositivo. En mi caso, para cargar baterías de litio de 8,4 V, baterías de plomo de 14 V y dispositivos USB y móviles de 5 V. Teniendo estos voltajes y usando una resistencia limitadora de corriente, puedes cargar todo tipo de dispositivos desde 1,2 V hasta 12-14 V. Puedes usar un panel de 12 V - 10 W, luego el diplomático será la mitad más delgado y cargará la batería. más extenso. Construcción y distribución Lo que necesitamos son dos paneles solares de 12V-10W, en mi caso son paneles de fabricación china que cuestan $18 por pieza, en total 18x2=$36. Se pueden utilizar otros modelos en marcos de aluminio.
También necesitará un lazo para conectar los paneles en un "diplomático", también puede usar dos bisagras adecuadas de los gabinetes.
En mi caso, las tomas USB son tomas adicionales para el panel posterior de la unidad del sistema, puedes usar tomas USB cortadas de un cable de extensión USB, pero tendrás que fijarlas en el panel con pegamento o abrazaderas.
Baterías, dos LED súper brillantes (se pueden usar con una linterna): se usan para indicar la carga y por la noche para iluminar la tienda, si no se usa una lámpara LED potente. Interruptores y otras pequeñas cosas, todo se puede ver en las fotografías adjuntas.
Dado que no se permite una descarga completa de las baterías, el diseño utiliza una unidad de control de descarga de la batería que apaga la batería incorporada cuando el voltaje de las baterías de litio cae a 6,1 V (puede cambiarlo fácilmente a cualquier voltaje para sus baterías). y la batería también se apaga si hay un cortocircuito en la salida. La figura muestra un diagrama completo de una unidad de carga. Tengo mi propia unidad y baterías para cada panel, simplemente puedes poner los paneles en paralelo y usar una unidad; la línea de puntos en el diagrama muestra cómo conectar correctamente el segundo panel solar a una unidad de estabilización.
Dado que no se permite una descarga completa de las baterías, el diseño utiliza una unidad de control de descarga de la batería que apaga la batería incorporada cuando el voltaje de las baterías de litio cae a 6,1 V (puede cambiarlo fácilmente a cualquier voltaje para sus baterías). y la batería también se apaga si hay un cortocircuito en la salida. La figura muestra un diagrama completo de una unidad de carga. Tengo mi propia unidad y baterías para cada panel, simplemente puedes poner los paneles en paralelo y usar una unidad; la línea de puntos en el diagrama muestra cómo conectar correctamente el segundo panel solar a una unidad de estabilización. Descripción del esquema. SZ1: panel solar, los diodos VD1 y VD2 protegen el panel solar cuando se carga desde el adaptador de red y contra la inversión de polaridad en la entrada. VD2: protege el estabilizador ajustable DD1 contra fallas en ausencia de voltaje en la entrada del estabilizador. Los estabilizadores DD1,DD2 le permiten obtener voltajes estables para cargar. Utilizando las resistencias R1, R2 configuramos los voltajes necesarios para cargar las baterías. La resistencia R4 sirve para limitar la corriente cuando la batería está descargada, para mí con su valor nominal de 1 ohmio es aproximadamente 1-1,25 A. Con la resistencia R5 ajustamos la corriente a través del LED indicador y retroiluminado VD4. El LED sirve para indicar la conexión de la batería incorporada e indicar la presencia de tensión de carga. Las resistencias R6-R9 contienen divisores que establecen los niveles requeridos para USB. El interruptor de llave SA1 permite seleccionar el modo de uso; en la posición 14V podemos cargar un cable externo u otra batería, mientras que los contactos SA1/2 desconectan la batería integrada en el panel. En la posición de 8,4 V, se conecta la batería incorporada, se le suministra voltaje del panel solar para cargar y también se puede usar por la noche para cargar cualquier dispositivo y alimentar una lámpara LED (tengo una lámpara LED USB para una computadora). En el modo económico, para la iluminación nocturna de la tienda, la iluminación de los LED ultrabrillantes es suficiente, mientras que el consumo total de corriente de la batería incorporada será de 10 mA (LED de 5 mA y estabilizador KREN5V de 5 mA). voltaje 1-20V a una corriente de carga de 16-1,5A. Trabajar con dispositivo solar El dispositivo se encenderá cuando la batería incorporada esté completamente descargada (la unidad de protección de la batería ha desconectado la batería) solo ocurrirá en el modo SA1 8,4V, mientras que el grupo de contactos SA1/2 desbloqueará el funcionamiento de la batería. y se conectará para cargar automáticamente cuando se suministre voltaje de carga desde el adaptador de red o el panel solar esté abierto. Panel solar a la luz del sol, el LED encendido indicará la presencia de voltaje de carga. La activación del funcionamiento con batería cargada, en ausencia de iluminación suficiente, se realiza en el modo SA1 8,4V presionando brevemente el botón KH1, el LED iluminado indicará que la batería está conectada. Una vez finalizada la carga de teléfonos y otros dispositivos, moviendo SA1 a la posición 14V apagamos la batería incorporada, el LED se apagará. Al configurar SA1-14V e iluminar el panel solar con luz solar o conectar el adaptador de CA, el conector de salida de la batería externa producirá un voltaje estabilizado de 14 V, que también se puede utilizar para cargar la radio portátil. En este caso, el conector USB tendrá un voltaje de 5 voltios para cargar dispositivos USB independientemente de la batería incorporada. En la posición SA1-8,4V e iluminando el panel solar con luz solar o conectando el adaptador de red, habrá voltaje de batería en el conector de salida y, mientras se carga la batería incorporada, aumentará a 8,4 V. Al mismo tiempo Al mismo tiempo, habrá un voltaje de 5 voltios en el conector USB. Para iluminar la carpa utilizo lámparas LED de cinco voltios diseñadas para conectarse a USB, las conecto a la salida USB, ya que el voltaje de 5 voltios se estabiliza, la lámpara brilla de manera estable hasta que la batería incorporada se descarga por completo. La unidad de control de batería protege la costosa batería incorporada contra fallas debido a un cortocircuito y una descarga completa, y también le permite desconectar una batería completamente cargada del circuito en modo de almacenamiento en espera. Al reemplazar el diodo Zener VD1 y seleccionar la resistencia R3, se puede ajustar a cualquier voltaje de apagado, por ejemplo, para una batería de plomo-ácido de 12 voltios, el voltaje mínimo no debe ser inferior a 9-10 voltios. Una pulsación breve del botón KH1 permite conectar la batería incorporada en modo 8,4 V; también en modo 8,4 V, la batería se conecta automáticamente cuando se aplica tensión a la toma GN1 o el panel solar se expone al sol. Procedimiento de ajuste Bloque de estabilizadores Para configurar la unidad estabilizadora, por si acaso, apague el panel solar y aplique voltaje desde la fuente de alimentación a la toma GN1. Colocamos el interruptor SA1 en la posición 14V y con la resistencia R2 ajustamos el voltaje en 1 pin del conector de la batería externa a 14 voltios, luego con la batería incorporada SA1 desconectada, cambiamos a la posición 8,4V con la resistencia R1 configure el voltaje a 8,4 voltios en 1 pin del conector de la batería externa (si usamos otra batería incorporada, entonces configure un voltaje diferente). ¡Asegúrese de comenzar a configurar con el modo de 14 V! Luego conectamos la batería incorporada descargada y seleccionamos la resistencia R4 (hecha de un trozo de espiral de nicromo de una estufa eléctrica) y configuramos la corriente de carga máxima para mí en 1-1,25 A. Es necesario tener en cuenta que en la salida de carga, la corriente de carga de un panel solar no excederá los 500 mA cuando se opera en paralelo con dos paneles de 1 A; cuando se carga desde un adaptador de red alcanzará 1-1,25 A. Unidad de control de batería En lugar de una batería, conectamos una fuente de alimentación ajustable a la entrada de la unidad, configuramos el voltaje en 12-14 V y conectamos un LED a la salida a través de una resistencia de 1 kohm. Presione brevemente el botón KH1, el LED debe encenderse, luego reduzca gradualmente el voltaje de la fuente de alimentación hasta que el LED se apague y mida el voltaje en la entrada de la unidad de control de la batería; este voltaje corresponderá al voltaje de apagado de la batería. Al seleccionar la resistencia R3 del bloque de batería, configuramos el voltaje de respuesta de protección a 6,1 V. Alternativamente aumentando el voltaje de la fuente de alimentación y presionando el botón KH1, arrancamos la batería y disminuyendo el voltaje tomamos medidas varias veces para asegurarnos de que la configuración de protección sea correcta. Además, cerrar los puntos A y B entre sí debería provocar la desconexión inmediata de la batería, independientemente del voltaje en la entrada de la batería. Al reemplazar el diodo Zener con un voltaje mayor o menor y seleccionar la resistencia R3, puede ajustar la protección a cualquier voltaje. Instalación Los bloques están montados en dos placas de fibra de vidrio separadas; las piezas están ubicadas en el lado del circuito impreso. Las pistas de montaje se fabrican cortando con una hoja de sierra para metales debajo de una regla de metal. Las dimensiones de las tablas le permiten utilizar cualquier pieza. Un dibujo del tablero de la unidad de control de batería se muestra en las Figuras No. 1 y No. 2, un dibujo del tablero estabilizador se muestra en las Figuras No. 4 y No. 5 Figura 1-3:
Unidad de control de batería Figura 4-5:
Tablero Estabilizador CI estabilizadores montado directamente en el marco de aluminio del panel solar a través de juntas aislantes tomadas de una fuente de alimentación de computadora defectuosa. Las placas y las baterías se pegan con cinta adhesiva de doble cara y además se sellan a lo largo del contorno con adhesivo termofusible de silicona. El LED de indicación también está pegado con adhesivo termofusible de silicona. El transistor de efecto de campo de la batería se suelda directamente a la lámina de la placa con un soldador de 60 vatios.
Vista interna del dispositivo.
Detalles El estabilizador DD1 se puede reemplazar con cualquier estabilizador ajustable para voltaje de 3-5 A hasta 35 V, por ejemplo LM317, LM117. El estabilizador USB 5 V DD2 se puede reemplazar por cualquier de 5 voltios con una corriente de 2-3A, por ejemplo KR142EN5A o LM 7805.
estabilizadores Los diodos FR156 son reemplazables por cualquier diodo de silicio diseñado para una corriente de al menos 1,5 A, por ejemplo FR302, FR207, CT2A05, etc. El transistor KT361E de la batería se puede sustituir por uno similar con cualquier letra o por un KT3107. El transistor de efecto de campo de la batería se puede reemplazar con cualquier transistor de efecto de campo soldado de una placa base antigua con un canal tipo N (Mosfet de modo de mejora de canal N), como regla general, la potencia y la corriente de los transistores en la placa base en tales casos no es inferior a 10 A.
Transistor de efecto de campo El diseño del pestillo "diplomático" está hecho de un trozo de ballesta de una hoja de sierra para madera o cualquier otro. Los agujeros se perforan con un punzón, ya que taladrar sin soltar el metal no es fácil.
Pestillo diplomático Los conectores para conectar el adaptador de red y la batería externa pueden ser cualquier cosa, pero preferiblemente con contactos aislados de la caja, ya que tengo dos cargadores separados y puedes usar jumpers a través de estos conectores para conectar los paneles en serie y obtener un voltaje total de 28 voltios para cargar dispositivos de 24 voltios. Si el cable común y uno de los contactos están conectados al cuerpo del panel, será imposible conectar dos paneles en serie. Para aislar el cable común del cuerpo del panel, el chip DD2 se aísla a través de una junta; si no planea conectar las baterías incorporadas en serie o usar un bloque estabilizador para dos paneles solares, entonces el chip DD2 no necesita estar aislado. El reverso de los paneles está cubierto con cubiertas de madera contrachapada, también se puede utilizar plástico, la apariencia del "diplomático" dependerá en gran medida de la calidad de las cubiertas. Las tapas se fijan con tornillos M3 con cabeza avellanada empotrados en el contrachapado para que la cabeza del tornillo no raye la mesa. Los cuerpos de los paneles tienen roscas M3 para sujetar las tapas. Para transportarlo, se utiliza una correa de nailon para el hombro con mosquetones del bolso de un estudiante y se fijan presillas para los mosquetones al cuerpo del cargador. Probablemente eso sea todo. Creo que hay suficiente información para la repetición o el procesamiento creativo según sus propias condiciones. 73! Con respeto a todos! Autor: Milyushin Sergey Anatolyevich, ur3id@yandex.ru
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