Carregamento solar de uma tocha de 9 LED barata: 14 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Há alguma casualidade neste projeto e o primeiro exemplo disso é a descoberta de que o berço da bateria de uma tocha barata amplamente vendida ficará bem dentro de uma caixa de bateria tamanho D. Isso permite que um carregador solar muito compacto seja feito de forma barata.

A imagem composta acima mostra a tocha onipresente à direita. À esquerda da imagem, vemos a parte traseira do nosso carregador com a bateria da tocha aninhada em uma caixa de bateria tamanho D. No meio, vemos a vista frontal do carregador e da célula solar de silício de 6 volts e 100 milli-Amp.

Existem algumas advertências que você deve estar ciente e, mesmo se você não quiser construir este projeto, os usuários deste tipo de tocha podem gostar de ler a seção "Nada é tão simples assim" no final do artigo.

Etapa 1: você precisará

Você vai precisar de:

Lanterna com nove LEDs com corpo de alumínio. Vendido amplamente na internet.

Uma caixa de bateria de tamanho D.

Um painel solar de 6 volts 100mA.

Almofadas adesivas de dupla face.

(Disponível na Internet no eBay, Amazon etc. Eu comprei o meu na CPS Solar--www.cpssolar.co.uk)

Um diodo retificador. Totalmente acrítico e classificação de baixa tensão será suficiente - eu usei IN4001

Resistores de 3 x 10 Ohm. Não é vital incluí-los, mas é útil - consulte o texto.

A fita vermelha de PVC será útil - veja o texto.

Três células AAA recarregáveis de níquel / hidreto de metal (ver texto).

Ferramentas eletrônicas básicas, como um par de cortadores e um alicate de bico estreito. Você precisará fazer algumas juntas soldadas.

No sentido horário a partir do canto superior esquerdo, a imagem acima mostra a tocha, a caixa da bateria, as almofadas de dupla face com o retificador e três resistores na parte superior e, por fim, o painel solar.

Etapa 2: Prepare o Painel Solar 1

Quando recebi meu painel solar tinha fios conectados. Eles devem ser removidos com um ferro de solda. Se o seu painel não tiver cabos conectados, ignore esta etapa.

Etapa 3: Prepare o Painel Solar 2

O painel deve ter a polaridade das conexões marcadas com '+' e '-' e isso pode ser visto na foto acima. A imagem também mostra como a extremidade positiva teve quadrados vermelhos de fita de PVC adicionados para melhorar a rotulagem da extremidade positiva.

Etapa 4: prepare a caixa da bateria

Agora precisamos preparar a caixa da bateria para adesão ao painel solar. Lixar suavemente a parte traseira da caixa da bateria com lixa ou similar. Isso é necessário porque a caixa da bateria é feita de um tipo de material de polietileno que é resistente à maioria das colas comuns, mas as almofadas adesivas de dupla face parecem funcionar. Agora cubra a parte traseira da caixa da bateria completamente com adesivos de dupla face e apare qualquer excesso com uma tesoura afiada.

Etapa 5: cole a caixa da bateria na célula solar

Remova o papel protetor das almofadas adesivas de dupla face e coloque a caixa da bateria no painel solar com a extremidade positiva da caixa na extremidade positiva do carregador solar, a extremidade positiva da caixa da bateria é marcada na moldura e o extremidade negativa é aquela com a mola crespa. Assim que estiver totalmente seguro da orientação, pressione a caixa da bateria com firmeza no painel solar. Isso é bem mostrado na imagem acima - você deve fazer isso da maneira certa, pois depois de colocar a caixa no chão, será uma tarefa muito complicada desfazê-la!

Etapa 6: Adicione o retificador e os resistores - 1

Primeiro, consideramos um diagrama de circuito da montagem final, conforme mostrado na imagem acima. O painel solar gera energia que é fornecida às três células recarregáveis por meio de um diodo retificador. Os (opcionais) três resistores de 10 Ohms conectados em paralelo completam o circuito.

O diodo é necessário para evitar que as baterias descarreguem lentamente de volta através da célula solar quando não iluminadas.

Os três resistores opcionais são úteis porque, durante o carregamento, a corrente que passa por eles gera uma pequena tensão que pode ser medida com um voltímetro sensível, permitindo que a corrente de carga seja monitorada. Os três resistores de 10 Ohms em paralelo fornecem uma resistência combinada de 3,3 Ohms e se, por exemplo, medirmos uma tensão de 0,1 entre eles, então a lei de Ohms, I = V / R, mostra que a passagem de corrente é 0,1 / 3,3 = 0,03 Amps.

Etapa 7: Adicione o retificador e os resistores - 2

Agora conecte o diodo retificador entre a conexão positiva do painel solar e a extremidade positiva da caixa da bateria soldando como mostrado no lado esquerdo da imagem superior no gráfico composto acima. Da mesma forma, solde os três resistores em paralelo entre a extremidade negativa da caixa da bateria e o lado negativo do painel solar. Isso pode ser visto no lado direito da imagem superior acima. Ambas as conexões são marcadas em vermelho e podem ser melhor vistas nas duas imagens inferiores.

Se você não quiser o recurso de medição de corrente, basta conectar um pedaço de fio entre a extremidade negativa da caixa da bateria e o lado negativo do painel solar.

Etapa 8: Baterias - 1

A imagem acima mostra os componentes da nossa lanterna com o berço da bateria pronto para ser carregado com as baterias.

Etapa 9: Baterias - 2

A imagem acima mostra quatro baterias de níquel / hidreto de metal compradas em nossa loja de libras local a duas por libra. Esse baixo custo tem um custo - eles têm uma capacidade de apenas 350 mA / Horas, mas isso será suficiente para o uso da tocha. O que quer que você use, tente garantir que eles sejam tão semelhantes quanto possível e, de preferência, do mesmo lote como neste caso.

Etapa 10: familiarize-se com o suporte da bateria

A imagem composta acima mostra as duas extremidades do suporte da bateria. A extremidade positiva tem um pip para conexão e a extremidade negativa tem uma cavidade. Observe que a polaridade está marcada no metal - ignore os sinais de mais e menos moldados no plástico - eles se referem à polaridade da bateria naquele ponto do berço.

Etapa 11: adicione suas baterias

Insira suas três células recarregáveis da maneira normal com a extremidade negativa da bateria indo contra a mola ondulada em cada caso.

A próxima etapa é importante. É fácil colocar o berço com suas baterias na tocha ou no carregador ao contrário, pois a unidade é quase perfeitamente simétrica. Se você colocar a unidade na tocha do lado errado, não importa particularmente porque a tocha simplesmente não funciona, (os LEDs são diodos). MAS se você colocar a unidade no carregador do lado errado, você carregará o baterias do jeito errado! Portanto, usando as informações da etapa anterior, reduza a probabilidade de erros marcando a extremidade positiva com um pedaço de fita vermelha de PVC, conforme mostrado na figura acima. Durante o uso, certifique-se de que a extremidade vermelha do suporte corresponda aos quadrados vermelhos do carregador.

Etapa 12: Insira as baterias Cradle Plus no carregador

O berço da bateria agora pode ser inserido no carregador. Pressione a extremidade negativa da unidade da bateria contra a mola ondulada da caixa da bateria e posicione o pip positivo contra a conexão positiva. Você verá que o suporte da bateria ficará pendurado dentro da caixa da bateria de maneira bastante positiva e será necessária uma força considerável para movê-lo.

Isso é bem mostrado na imagem acima.

O carregador está pronto para uso.

Etapa 13: implantar seu carregador

A maneira como você usa o carregador depende de suas circunstâncias. A imagem acima mostra a unidade apoiada em um ornamento contra uma janela em nosso conservatório, mas você pode adicionar um laço e pendurá-lo em uma janela ou fora em condições de seca adequados.

A taxa de cobrança dependerá muito das condições locais. Aqui no sudoeste do Reino Unido, por exemplo, em termos de cobertura total de nuvens e chuva em março, a célula solar produz apenas cerca de quatro volts, o que é insuficiente para produzir qualquer corrente, enquanto a luz solar modesta fornece uma taxa de carga de cerca de trinta mili Amperes. Portanto, quanto tempo você deixa a unidade carregando, varia. Também importante será a capacidade das células, que pode ser de até 800 mili Amp / hora, de modo que pode levar de um dia a vários dias. A carga total pode ser denotada por uma voltagem de cerca de 4,1 Volts nas três células.

Etapa 14: Nada é tão simples

O vídeo acima postado no YouTube por 'themetalwithin' torna a visualização preocupante. A sabedoria convencional é que um LED deve ter um resistor em série com ele e a fonte de alimentação para limitar a corrente através dos LEDs e provavelmente a 20 mA por LED. Incrivelmente, essas tochas baratas NÃO têm nenhum resistor limitador de corrente em série e é possível danificar os LEDs, especialmente se forem usadas baterias capazes de fornecer alta corrente. Se você usar células AAA de lítio, e elas estiverem disponíveis, sua tocha pode ter uma vida muito brilhante, mas curta, e isso provavelmente se aplicará a novas células alcalinas de alto desempenho. Quem não está construindo este projeto pode ser melhor aconselhado a usar células de cloreto de zinco e aceitar uma saída de luz menor, mas uma vida útil mais longa da tocha.

O acaso pode se aplicar aqui novamente, pois este artigo é baseado em células de níquel / hidreto de metal que funcionam a cerca de 1,2 Volts e que serão mais suaves com a tocha, no entanto, disse que estou medindo um consumo de 0,45 Amps, que funciona em cerca de 50 mA por LED e o que parece um pouco excessivo. No entanto, não tive problemas com a degradação dos LEDs durante o uso, então talvez os LEDs usados nessas tochas tenham classificações mais altas e os fabricantes de tochas saibam algo que eu não - se você olhar ao redor, certamente encontrará LEDs individuais classificados em 100 mA. Contribuidor 'themetalwithin' executou suas tochas por longos períodos, então tenha isso em mente.