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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Chargeur solaire fait maison. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives La saison estivale arrive, c'est l'heure des vacances et des sorties en plein air. Alors moi, après plusieurs voyages dans la nature et souffrant d'un générateur à essence, qui est lourd, qui gronde décemment et pue, j'ai décidé de me procurer un chargeur solaire. J'ai besoin de recharger mon talkie-walkie, ma liseuse, mon ordinateur portable, ma lampe de poche LED, mon appareil photo et mes téléphones portables, d'utiliser une lampe LED et éventuellement de recharger une batterie au plomb de 12 volts. Sur Internet, il existe des chargeurs pour charger les équipements répertoriés, mais en même temps ils sont très chers et disposent d'un panneau solaire faible. Comme toujours, nous, retraités, sommes sous la pression du « crapaud » et nous ne cherchons pas la facilité. J'attire votre attention sur ma conception, collectée sur la base de publications sur Internet et de mes améliorations. Mon chargeur a une puissance de 20 watts et est constitué de deux panneaux 12 V - 10 W 30x35 cm, en position dépliée le panneau solaire fait 35x60 cm. Et il fournit une tension stabilisée de 14 V - 20 W en sortie, directement de les panneaux et de la batterie intégrée 14,8, 4,3 V - 5 Ah pour alimenter un ordinateur portable ou une tablette, ainsi que deux sorties USB 4,3 V - 5 Ah chacune, pour un total de 8,6 V - XNUMX Ah.
Le panneau est assemblé sous la forme d'un « diplomate » qui, une fois fermé, évite complètement d'endommager le panneau lui-même. En fait, deux chargeurs indépendants avec batteries intégrées de 7,4 V 4,3 ampères-heure sont fabriqués ici. Lorsqu'il est connecté en série, nous obtenons 14,8 volts en sortie. 4,3 ampères-heures, pour nos besoins la nuit, ou deux batteries de 7,4 V pour un total de 8,6 ampères-heures. Il existe également des sorties pour charger les batteries au plomb. J'ai utilisé des piles au lithium provenant de batteries d'ordinateurs portables obsolètes. En règle générale, une section de la batterie tombe en panne et la batterie ne tient pas la charge. Sélectionné uniquement des banques actives. Vous pouvez utiliser n'importe quelle batterie, le circuit permet de régler la tension stabilisée à la sortie de l'appareil. Dans mon cas, pour charger des batteries au lithium 8,4 V, des appareils au plomb et USB 14 V et des téléphones portables 5 V. Avec ces tensions et en utilisant une résistance de limitation de courant, vous pouvez charger toutes sortes d'appareils de 1,2 V à 12-14 V. Vous pouvez utiliser un panneau 12 V - 10 W, le diplomate sera alors deux fois moins fin et chargera la batterie plus longtemps. Construction et aménagement Ce dont nous avons besoin, c'est de deux panneaux solaires 12 V-10 W, dans mon cas ce sont des panneaux de fabrication chinoise d'une valeur de 18$, une pièce, total 18x2 = 36$. Vous pouvez utiliser d'autres modèles dans des cadres en aluminium.
Vous avez également besoin d'une charnière pour relier les panneaux en un "diplomate". Vous pouvez utiliser deux charnières adaptées des casiers.
Les prises USB dans mon cas sont des prises supplémentaires pour le panneau arrière de l'unité centrale, vous pouvez utiliser des prises USB coupées de la rallonge USB, seulement elles devront être fixées dans le panneau avec de la colle ou des pinces.
Des piles, deux LED très brillantes (peut provenir d'une lampe de poche) - sont utilisées pour indiquer la charge et la nuit pour éclairer la tente si une lampe LED puissante n'est pas utilisée. Interrupteurs et autres petites choses, tout est visible sur les photos ci-jointes.
Puisqu'une décharge complète des batteries n'est pas autorisée, la conception utilise une unité de contrôle de décharge de batterie qui éteint la batterie intégrée lorsque la tension des batteries au lithium chute à 6,1 V (vous pouvez facilement reconfigurer n'importe quelle tension pour vos batteries), la batterie s'éteint également en cas de court-circuit à la sortie. La figure montre un schéma complet d’un chargeur. J'ai mon propre bloc et mes propres batteries pour chaque panneau, vous pouvez simplement mettre les panneaux en parallèle et utiliser un bloc, la ligne pointillée sur le schéma montre comment connecter correctement le deuxième panneau solaire à un bloc de stabilisation.
Puisqu'une décharge complète des batteries n'est pas autorisée, la conception utilise une unité de contrôle de décharge de batterie qui éteint la batterie intégrée lorsque la tension des batteries au lithium chute à 6,1 V (vous pouvez facilement reconfigurer n'importe quelle tension pour vos batteries), la batterie s'éteint également en cas de court-circuit à la sortie. La figure montre un schéma complet d’un chargeur. J'ai mon propre bloc et mes propres batteries pour chaque panneau, vous pouvez simplement mettre les panneaux en parallèle et utiliser un bloc, la ligne pointillée sur le schéma montre comment connecter correctement le deuxième panneau solaire à un bloc de stabilisation. Description du schéma SZ1 - panneau solaire, les diodes VD1 et VD2 protègent le panneau solaire lors de la charge depuis l'adaptateur secteur et contre l'inversion de polarité à l'entrée. VD2 - protège le stabilisateur réglable DD1 des pannes en l'absence de tension à l'entrée du stabilisateur. Les stabilisateurs DD1, DD2 vous permettent d'obtenir une tension stable pour la charge. Les résistances R1, R2 règlent la tension nécessaire pour charger les batteries. La résistance R4 sert à limiter le courant lorsque la batterie est déchargée, j'ai environ 1-1 A avec sa valeur nominale de 1,25 Ohm. Avec la résistance R5, nous réglons le courant via la LED d'indication et de rétroéclairage VD4. La LED sert à indiquer la connexion de la batterie intégrée et à indiquer la présence de tension de charge. Les diviseurs sont assemblés sur les résistances R6-R9, qui définissent les niveaux nécessaires pour l'USB. L'interrupteur à clé SA1 permet de sélectionner le mode d'utilisation, en position 14V on peut charger un câble externe ou une autre batterie, tandis que les contacts SA1/2 éteignent la batterie intégrée au panneau. En position 8,4 V, la batterie intégrée est connectée, elle est alimentée en tension par le panneau solaire pour le chargement, et elle peut également être utilisée la nuit pour charger n'importe quel appareil et alimenter la lampe LED (j'ai une lampe LED USB pour l'ordinateur). En mode économique, pour éclairer la tente la nuit, il suffit que les LED d'indication ultra-lumineuses brillent, tandis que la consommation totale de courant de la batterie intégrée sera de 10 mA (LED 5 mA et stabilisateur 5 mA KREN5V) La sortie est une tension constante de 1-20 V à un courant de charge de 16-1,5 A. Travailler avec un appareil solaire L'appareil s'allumera lorsque la batterie intégrée est complètement déchargée (l'unité de protection de la batterie a déconnecté la batterie) uniquement en mode SA1 8,4 V, tandis que le groupe de contacts SA1/2 déverrouille la batterie, tandis qu'elle sera connectée pour la charge automatiquement. Lorsque la tension de charge est appliquée à partir de l'adaptateur secteur ou que le panneau solaire est ouvert aux panneaux solaires, la LED allumée indiquera la présence de tension de charge. La mise en marche du fonctionnement avec une batterie chargée, en l'absence d'éclairage suffisant, s'effectue en mode SA1 8,4V en appuyant brièvement sur le bouton KN1, tandis que la LED allumée indiquera que la batterie est connectée. A la fin de la charge des téléphones et autres appareils, en transférant SA1 en position 14V, on éteint la batterie intégrée, la LED s'éteindra. En position SA1-14V et en éclairant le panneau solaire avec la lumière du soleil ou en connectant l'adaptateur secteur, le connecteur de sortie pour la batterie externe aura une tension stabilisée de 14V, qui pourra également être utilisée pour charger la radio portable. Dans ce cas, le connecteur USB aura une tension de 5 volts pour charger les périphériques USB, quelle que soit la batterie intégrée. En position SA1-8,4 V et que le panneau solaire est éclairé par la lumière du soleil ou que l'adaptateur secteur est connecté, le connecteur de sortie aura la tension de la batterie et montera à 8,4 V pendant la charge de la batterie intégrée. Le connecteur USB aura une tension de 5 volts. Pour éclairer la tente, j'utilise des lampes LED de cinq volts conçues pour être connectées à USB, je les connecte à la sortie USB, car la tension de 5 volts est stabilisée et la lampe brille de manière stable jusqu'à ce que la batterie rechargeable intégrée soit complètement déchargée . L'unité de contrôle de la batterie protège la batterie coûteuse intégrée des pannes lors d'un court-circuit et d'une décharge complète, et vous permet également de déconnecter une batterie complètement chargée du circuit en mode de stockage en veille. En remplaçant la diode Zener VD1 et en sélectionnant la résistance R3, elle peut être réglée sur n'importe quelle tension de coupure, par exemple, pour une batterie au plomb de 12 volts, la tension minimale ne doit pas être inférieure à 9-10 volts. Un appui court sur le bouton KN1 permet de connecter la batterie intégrée en mode 8,4 V, également en mode 8,4 V, la batterie est automatiquement connectée lorsque la tension est appliquée à la prise GN1 ou que le panneau solaire est ouvert au soleil. Procédure de réglage Bloc de stabilisateurs Pour installer le bloc stabilisateur, au cas où, éteignez le panneau solaire, appliquez une tension à la prise GN1 à partir de la source d'alimentation. On bascule l'interrupteur SA1 sur la position 14V et avec la résistance R2 on règle la tension sur 1 broche du connecteur pour une batterie externe de 14 volts, puis avec la batterie intégrée SA1 éteinte, on passe à la position de 8,4 V avec la résistance R1, nous réglons la tension de 8,4 volts sur 1 broche du connecteur de la batterie externe (si nous utilisons une autre batterie intégrée, réglez une tension différente). Assurez-vous de commencer la configuration avec le mode 14 V ! Ensuite, nous connectons une batterie intégrée déchargée et en sélectionnant une résistance R4 (fabriquée à partir d'un morceau de spirale nichrome provenant d'une cuisinière électrique), nous réglons le courant de charge maximum à 1-1,25A. Il convient de garder à l'esprit qu'à la sortie de charge, le courant de charge d'un panneau solaire ne dépassera pas 500 mA lorsque deux panneaux de 1 A fonctionnent en parallèle, lors de la charge à partir d'un adaptateur réseau, il atteindra 1-1,25 A. Unité de contrôle de la batterie Au lieu d'une batterie, nous connectons une alimentation réglable à l'entrée du bloc, réglons la tension sur 12-14 V et connectons une LED à la sortie via une résistance de 1k. Appuyez brièvement sur le bouton KH1, la LED doit s'allumer, puis réduisez progressivement la tension de l'alimentation jusqu'à ce que la LED s'éteigne et mesurez la tension à l'entrée de la centrale batterie, cette tension correspondra à la tension d'arrêt de la batterie. En sélectionnant la résistance R3 du pack batterie, nous réglons la tension de fonctionnement de la protection à 6,1v. En augmentant alternativement la tension de l'alimentation et en appuyant sur le bouton KN1, on démarre la batterie et en réduisant la tension on prend des mesures plusieurs fois, en s'assurant que les réglages de protection sont corrects. Aussi, la fermeture des points A et B entre eux devrait entraîner un arrêt immédiat de la batterie, quelle que soit la tension à l'entrée de la batterie. En remplaçant la diode Zener par une tension supérieure ou inférieure et en sélectionnant la résistance R3, vous pouvez reconstruire la protection pour n'importe quelle tension. Installation Les blocs sont montés sur deux cartes en fibre de verre distinctes, les pièces sont situées du côté du câblage imprimé. Les pistes de montage sont réalisées en coupant avec un cutter à partir d'une lame de scie à métaux sous une règle métallique. Les dimensions des planches vous permettent d'utiliser n'importe quelle pièce. Un dessin de la carte de l'unité de commande de batterie est représenté sur les figures n° 1 et n° 2, un dessin de la carte stabilisatrice sur les figures n° 4 et n° 5. Figure 1-3 :
Unité de contrôle de la batterie Figure 4-5 :
Conseil stabilisateur CI stabilisateurs monté directement sur le cadre en aluminium du panneau solaire grâce à des entretoises isolantes provenant d'une alimentation informatique défaillante. Les cartes et les batteries sont collées avec du ruban adhésif double face et collées en outre le long du contour avec de la colle chaude silicone. La LED d'indication est également collée avec de la colle chaude silicone. Le transistor à effet de champ de la batterie est soudé directement sur la feuille de la carte avec un fer à souder de 60 watts.
Vue interne de l'appareil
Les détails Le stabilisateur DD1 peut être remplacé par n'importe quel stabilisateur réglable pour une tension de 3 à 5 A jusqu'à 35 V, par exemple LM317, LM117. Le stabilisateur USB 5 V DD2 est remplacé par n'importe quel 5 volts pour un courant de 2-3A, par exemple KR142EN5A ou LM 7805.
Stabilisateurs Les diodes FR156 sont remplaçables par n'importe quelle diode au silicium conçue pour un courant d'au moins 1,5 A, par exemple FR302, FR207, CT2A05, etc. Le transistor KT361E de la batterie peut être remplacé par un transistor similaire avec n'importe quelle lettre ou par KT3107. Le transistor à effet de champ de la batterie peut être remplacé par n'importe quel transistor à effet de champ soudé à partir de l'ancienne carte mère avec un canal de type N (MOSFET en mode d'amélioration du canal N), en règle générale, la puissance et le courant des transistors de la carte mère de telle manière cas n'est pas inférieur à 10 A.
Transistor à effet de champ La conception du loquet "diplomate" est constituée d'un morceau de ressort à lame provenant d'une lame de scie à métaux pour le bois ou tout autre. Les trous sont percés avec un perforateur, car il n'est pas facile de le percer sans libérer le métal.
Loquet diplomate Les connecteurs pour connecter l'adaptateur secteur et une batterie externe peuvent être quelconques, mais de préférence avec des contacts isolés du boîtier, car j'ai deux chargeurs séparés et vous pouvez connecter les panneaux en série à l'aide de cavaliers via ces connecteurs et obtenir une tension totale de 28. volts pour charger des appareils 24 volts. Si le fil commun et l’un des contacts sont connectés au corps du panneau, il sera alors impossible de connecter deux panneaux en série. Pour isoler le fil commun du boîtier du panneau, la puce DD2 est isolée par un joint. Si vous ne prévoyez pas de connecter les batteries intégrées en série ou d'utiliser une unité stabilisatrice pour deux panneaux solaires, alors la puce DD2 ne peut pas être isolé. Le verso des panneaux est fermé par des couvercles en contreplaqué, du plastique peut également être utilisé, l'apparence du "diplomate" dépendra en grande partie de la qualité des couvercles. Les couvercles sont vissés avec des vis à tête fraisée M3 encastrées dans le contreplaqué afin que la tête de vis ne raye pas la table. Des filetages M3 sont coupés dans les corps des panneaux pour la fixation des couvercles Pour le transport, une bandoulière en nylon avec mousquetons d'un sac étudiant est utilisée, et des boucles pour mousquetons sont fixées sur le corps du chargeur. C'est probablement tout. Je pense qu'il y a suffisamment d'informations pour la répétition ou le traitement créatif dans mes propres conditions. 73 ! Respect à tous ! Auteur: Milyushin Sergey Anatolyevich, ur3id@yandex.ru
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