Усилители для солнечной батареи

Зарядное устройство от солнечной батареи своими руками

В этом уроке мы покажем вам, как заряжать литиевую батарейку 18650, используя чип TP4056 и солнечную энергию.

Комплектующие

Было бы здорово, если бы вы могли заряжать батарею мобильных телефонов, используя солнце вместо зарядного устройства USB, неправда ли?

Общая стоимость этого проекта, за исключением батареи, составляет чуть менее 5 долларов США. Батарея добавит еще от $4 до $5 баксов. В итоге у нас получится портативный блок питания.

Таким образом, общая стоимость проекта составляет около 10 долларов США. Все компоненты доступны на АлиЭкспресс по действительно хорошей цене.

Для этого проекта нам понадобятся:

1. 5В солнечная батарея (убедитесь, что она составляет 5В и не меньше);
2. монтажная плата общего назначения, макетная плата;
3. 1N4007 высоковольтный высокоомный диод (для защиты от обратного напряжения). Этот диод рассчитан на ток в прямом направлении 1А с пиковым значением обратного напряжения 1000 В;
4. Медный провод;
5. 2x клеммные колодки PCB;
6. держатель батареи 18650;
7. аккумулятор 3.7V 18650;
8. плата защиты аккумулятора TP4056 (с защитой IC или без нее);
9. усилитель мощности 5В;
10. некоторые соединительные провода;
11. оборудование для пайки.

Как работает TP4056

Если посмотреть на саму плату, то мы увидим, что она имеет чип TP4056 наряду с несколькими другими компонентами, представляющими для нас интерес.

На плате один красный и один синий светодиод. Красный загорается, когда он заряжается, а синий — при полной зарядке. Также есть мини-USB-разъем для зарядки аккумулятора от внешнего USB-зарядного устройства. Еще есть также два места куда вы можете припаять свою собственную зарядную единицу. Эти места отмечены как IN- и IN +.

Мы будем использовать их для питания этой платы. Батарея будет подключена к этим двум точкам, обозначенным как BAT + и BAT-. Плата требует входного напряжения от 4,5 до 5,5 В для зарядки аккумулятора.

На рынке доступны две версии этой платы. Один с модулем защиты от разряда батареи и один без него. Обе платы имеют ток зарядки 1А и отключении по завершении.

Кроме того, один с защитой отключает нагрузку, когда напряжение аккумулятора падает ниже 2,4 В, чтобы защитить батарею от слишком низкого тока (например, в пасмурный день), а также защищает от перенапряжения и обратной полярности (обычно уничтожает себя вместо батареи), однако, пожалуйста, проверьте, правильно ли вы всё подключили в самый первый раз.

Схема устройства

Эти платы действительно очень сильно нагреваются, поэтому мы будем паять их немного над печатной платой. Для этого мы будем использовать жесткий медный провод, чтобы сделать ножки для печатной платы. У нас будет 4 кусочка медных проводов, чтобы сделать 4 ножки для монтажной платы. Для этого вы также можете использовать — штыревые разъемы вместо медного провода.

Солнечный элемент подключается к клеммам IN + и IN-платы зарядки TP4056 соответственно. Диод вставлен в положительный конец для защиты от обратного напряжения. Затем BAT + и BAT- платы подключаются к + ve и -ve концам батареи. Это все, что нам нужно для зарядки аккумулятора.

Теперь для питания платы Arduino нам нужно увеличить выход до 5В. Итак, мы добавляем усилитель напряжения 5 В к этой схеме. Подключите -ve батареи к IN- усилителя и ve+ к IN+, добавив переключатель между ними. Мы подключили бустерную плату прямо к зарядному устройству, но мы рекомендуем установить там SPDT-переключатель. Поэтому, когда устройство заряжает батарею, она заряжается и не используется.

Солнечные элементы подключены к входу зарядного устройства литиевой батареи (TP4056), выход которого подключен к литиевой батарее 18560. Усилитель напряжения 5 В также подключен к аккумулятору и используется для преобразования от 3,7 В постоянного тока до 5 В постоянного тока.

Напряжение зарядки обычно составляет около 4,2 В. Вход усилителя напряжения варьируется от 0,9 до 5,0 В. Таким образом, он увидит около 3,7 В на его входе, когда батарея разряжается, и 4.2 В, когда она подзаряжается. Выходной сигнал усилителя до остальной части цепи будет поддерживать его значение 5 В.

Этот проект будет очень полезен для питания удаленного регистратора данных. Как известно, источник питания всегда является проблемой для удаленного регистратора, и в большинстве случаев нет доступной розетки.

Подобная ситуация заставляет вас использовать некоторые батареи для питания вашей цепи. Но в конце концов, батарея умрет. Наш недорогой проект солнечного зарядного устройства станет отличным решением для такой ситуации.

Источник

Стабилизатор напряжения для солнечной батареи

Приобретя фотоэлектрические панели или сделав их своими руками требуется докупить дополнительное оборудование. Это нужно для того чтобы сделать электростанцию более эффективной и надежной. Кроме АКБ, инвертора и трекера, придется прикупить стабилизатор напряжения для солнечной батареи. Вещь именно от этой штуки зависит долговечность работы всей системы.

Стабилизатор напряжения — это преобразователь, производящий на выходе электричество нужного уровня. Подобное происходит в условиях высокого сопротивления нагрузки и U входа. Основной плюс таких устройств заключается в том, что они позволяют получить максимальный выхлоп от СБ в любую погоду. Так же делают зарядку АКБ от солнечных панелей наиболее безопасной. Если аккумуляторы заряжены, то лишняя мощность уходит в нагрузку.

Виды стабилизаторов для солнечной батареи

Выделяют несколько разновидностей подобных технических устройств.

Первый имеет маленькую рассеивающуюся мощность, повышенную надежность, низкую стоимость. Но кроме достоинств у него имеются и недостатки. Например, такие как переключение АКБ то в режим отсутствия тока зарядки, то в режим полного заряда. На постоянной основе меняет U на АКБ. Все это приводит к многочисленным помехам на выходе.

Второй тип обладает плавной регулировкой вольтажа и немного может выбрасывать напряжения в момент нагрузки. Из отрицательных сторон можно выделить большую цену и значительные размеры. Его можно присоединять как последовательно, так и параллельно.

Третий вариант преобразует напряжение на входе произвольно:

1. Уменьшать – U будет на выходе ниже чем на входе.
2. Увеличивать – U выхода будет выше входного.
3. Повышать или понижать – Выходное U может быть либо выше, либо ниже.
4. Инвертирование – Выходное напряжение обладает обратной полярностью если сравнивать его с U входа.

Подобный стабилизатор позволяет генерировать высокий КПД. Но на выходе имеют помехи импульсного типа.

Зачем нужен стабилизатор для солнечных батарей?

Кажется, что вот сейчас соединим панель фотоэлементов с АКБ и наша станция заработает. В действительности же все иначе. Между этими двумя установками обязательно следует ставить контроллер заряда. Он дает возможность включать и выключать солнечные батареи. Здесь все зависит от того какое зарядное напряжение. Продвинутые стабилизаторы способны еще и уменьшать напряжение. А затем удерживать на определенном уровне до тех пор, пока АКБ не зарядится.

При выборе учитывайте следующее:

Схема стабилизатора для солнечной батареи

Когда СБ не производит тока, схема выключена и не берет напряжение из АКБ. При попадание солнечного света на модуль происходит генерация 10 вольт. Это вызывает загорание светодиода и в работу включаются два транзистора малой мощности. Все начинает функционировать. Операционный усилитель U1 будет контролировать закрытие транзисторов. Это будет происходить до тех пор, пока напряжение будет находится не выше 14 V. В итоге в это время ток будет идти через диод Шоттки.

Как только напряжение скакнет до 14 в или выше переход в транзисторе откроется. АКБ перестанет потреблять ток зарядки. Светодиод погаснет, а два транзистора закроются. Кроме этого конденсатор C2 начнет терять заряд. Через 4 секунды разряд конденсатора будет велик и микросхема TLC271 закроет транзистор. После этого будет идти ток на АКБ. Это будет продолжаться до тех пор, пока напряжение снова не будет равно уровню переключения.

Источник

Тема: MC усилитель Prophetmaster Audio на солнечной батарее

Опции темы

MC усилитель Prophetmaster Audio на солнечной батарее

Давно была мысль сделать такой девайс и наконец дошли руки
За основу была взята моя схема МС усилителя на батарее Крона, который уже некоторые форумчане повторили и получили неплохие результаты, насколько я помню. На батарейном питании получается хороший звук, но прямое сравнение с приличными МС трансформаторами (в моем случае трансформаторы А. Воробьева) выявляло, что хотя c АЧХ все в порядке, но существенно слабее эмоциональная подача, нет такой открытости и тембрально звук беднее. Да и батарейное питание вообще не очень удобно. Пробовал делать с сетевым питанием, но звук также не впечатлил, да еще трудности с фоном возникли.

Был вариант питания от ионистора в несколько Фарад, с его подзарядкой солнечной батареей от дневного света — звук не понравился. Ионистор «звучит» хуже батареи Крона.

Решил попробовать сделать полную гальваническую развязку питания МС усилителя через светодиодную лампу с солнечной батареей. Было два варианта печатной платы, два типа солнечных батарей и несколько вариантов схемы. Не буду утомлять долгими рассказами, но в результате получился МС усилитель, который реально звучит лучше имеющихся МС трансформаторов, а они очень хорошие. Куплены у Александра Воробьева лет 10 назад за 250 Евро, но я их сравнивал с импортными, в ценовой категории до 10 раз выше и они не уступали ничем.

Я не знаю почему, но именно прямое питание от солнечной батареи дает такой открытый и очень натуральный звук, с отличной эмоциональной подачей и драйвом. Однако так получилось не сразу Изначально, была идея сделать индикацию величины напряжения, вырабатываемого батареей, чтобы можно было контролировать выход из строя светодиодной подсветки, если что. Подключил сначала «легкий» по току светодиод через резистор, а потом и мини вольтметр повесил на батарею, но оказалось, что грузить ее ничем дополнительно нельзя. Вот когда убрал нагрузку с нее, то аппаратик и запел В настоящий момент есть два экземпляра с разными типами батарей. Вольтметр остался, но он теперь показывает напряжение питания светодиодов. Тоже информативно — если подсветка погаснет (сгорит светодиод в линейке), то напряжение на этом вольтметре изменится.
Для питания светодиодов использован нестабилизированный трансформаторный БП — под нагрузкой 11,5 — 11,9 В, без нагрузки — 17.5 В. Импульсный БП использовать нельзя, появляется фон, причем хороший такой. Хочу попробовать стабилизированное питание на LM-ке (с трансформатором в БП).

Сама система [светодиоды+солнечная батарея] оказалась неплохим стабилизатором: когда на питании светодиодов напряжение изменяется на пол Вольта, то в цепи питания МС усилителя — на 0.01 В.

Тут указаны и номиналы и типы деталей (конденсатор С7 MKP-2, на схеме написано FKP-2), поэтому дополнительного списка и не нужно, наверное. Транзисторы 2SA1124 и 2SС2632 труднодоставаемы, но ничем не хуже будет пара 2SC2705+2SA1145. Думаю, что и 2SC2240+2SA970 тоже будут хороши.
Плата в формате Sprint-layout также будет доступна через почту — вышлю, если кому надо. Несколько готовых плат есть в наличии, в том числе передняя и задняя панели корпуса. Корпус и RCA разъемы такие же, как в корректоре ММ.
Коэффициент усиления схемы для своей головы МС выбрал большим — около 25. Теперь корректор выдает на выход сигнал, уровнем как у цифрового источника. Если нужно снизить Ку (МС головки бывают разные по выходу), то уменьшите резисторы R6 и R7. Если их выбрать номиналом 1.6 кОм, то Ку упадет вдвое. Сильно уменьшать Ку путем снижения напряжения питания светодиодов не рекомендую — звук меняется в худшую сторону.

Собственный уровень фона у МС усилителя очень низкий — он в разы меньше, чем рокот двигателя проигрывателя. Это при нестабилизированном источнике питания. Планирую в скором времени сделать БП со стабилизатором на LM317, чтобы можно было выставить нужное напряжение на светодиодах и, при необходимости, в небольшом интервале изменять коэффициент усиления подстройкой напряжения питания.

Фото первого собранного экземпляра на 4-х последовательно соединенных набольших (40х40 мм) солнечных батареях:

Фото второго экземпляра, на одной большой батарее:

Последний раз редактировалось Prophetmaster; 08.09.2019 в 11:48 .

Источник

МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

В общем от диодной солнечной панели я желал получить номинальное напряжение при нормальном солнечном освещении 9 вольт, напряжение при облачной погоде не менее 6 вольт, а при ярком солнечном освещении планировалось получить до 14-16 вольт напряжения, про силу тока поговорим потом. Итак, поскольку пиковое значение напряжение в 0,7 вольт мои кристаллы отдавали очень редко (в течении 3-х дней испытании на солнце мультиметр только один раз показал такое значение от одного кристалла), то решил для удобства проведения расчетов использовать расчетную величину тока одного кристалла 0,5 вольт. Для получения 12 вольт напряжения нужно последовательно соединить 24 кристалла полупроводниковых диодов. Теперь поясню, как достать кристалл из диода. Берем сам диод и при помощи молотка разбиваем стеклянный держатель верxнего контакта диода. Затем при помощи плоскогубцев нужно открыть диод. Там мы увидим кристалл, который припаян к основании диода. К кристаллу припаян медный многожильный провод на конце которого прикреплен верxний контакт диода. Берем нижнее основание диода на который припаян кристалл и идем к газовой плите. Держим его при помощи плоскогубцев на огне (так, что полупроводниковый кристалл наxодился сверxу). Через пол-минуты олово кристалла расплавится и уже можно спокойно взять его при помощи пинцета. Так нужно делать со всеми диодами. У меня на это ушло пару дней. Работа действительно трудная, но дело стоит того. Как уже было сказано, каждый полупроводный кристалл способен отдавать до 7 миллиампер тока на ярком солнце. Для удобства расчета использовал значение силы тока одного кристалла 5 миллиампер. То есть, если параллельно соединить 32 кристалла мы получим силу тока 160 миллиампер, почему именно 160 миллиампер? Просто у меня диодов xватило как раз только для получения такого тока. Нужно подключить 24 диода последовательно для получения 12 вольт напряжения и собрать 32 блока по 12 вольт и включить параллельно для получения желаемой емкости. В итоге когда панель была готова (после почти недели работ) я почему то получил иные параметры которые меня очень обрадовали. Максимальное напряжение при ярком солнечном освещении до 18 вольт, а сила тока достигала 200 миллиампер, иногда до 220 миллиампер.

Для корпуса панели были использованы два каркаса от советского стабилизатора напряжения. На стабилизаторе есть отверстия для вентиляции и именно в ниx были поставлены полупроводные кристаллы.

Поскольку солнечный свет не всегда будет освещать нашу панель, то было решено зарезервировать напряжение от панели в аккумулятораx. Аккумуляторы были использованы от китайскиx фонариков. Каждый аккумулятор имеет следующие параметры: напряжение 4 вольт, емкость до 1500 миллиампер.

То есть наша панель за сутки успеет зарядить такой аккумулятор, точнее три такиx аккумулятора, поскольку аккумуляторы были включены последовательно для получения 12 вольт напряжения, потом переделал панель и она также при желании могла отдавать 8 вольт 300 миллиампер. Также была изготовлена небольшая панель из стеклодиодов. Стеклодиод при ярком солнечном освещении отдавал напряжение до 0,3 вольт, а сила тока до 0,2 миллиампер.

Стеклодиодная панель у меня дает напряжение 4 вольта, сила тока до 80 миллиампер. Все напряжение от солнечныx панелей накапливалось в свинцовыx аккумулятораx от фонарей, однако желательно использовать аккумулятор с большой емкостью, даже и от автомобиля. Все напряжение от аккумуляторов тратилось с одной целью — осветить дом в ночное время. Освещение выполнялось светодиодами.

Для этого из магазина были куплены светодиодные китайские фонарики. Затем были созданы светодиодные панельки.

На каждой панельке 42 светодиода. В общей сложности были созданы три идентичные панели которые вместе потребляли всего 20 ватт. Но освещенность равна 100 ваттной лампе накаливания и даже больше.

Свет, которые дают светодиоды, более приятный и успокаивающий. К тому же светодиоды имеют ничтожные тепловые потери.

Ну в прочем думаю все отлично знают, что светодиоды более эффективны. Все светодиоды были подключены параллельно и питаются от 4-х вольт напряжения, но напряжение нужно подать через токоограничивающий резистор 10 ом — мощность резистора 1 ватт, и нагрева резистора не наблюдалась. Ака.

Форум по обсуждению материала МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

Класс A — схема самодельного УМЗЧ высокого качества на полевых MOSFET транзисторах.

Информация по самостоятельному ремонту и прошивке транзистор-тестера LCR-T4(T3) NoStripGrid.

Модуль простого транзисторного металлоискателя из Китая — схема принципиальная и испытание этого МД.

Источник