Φορτιστής τηλεφώνου Clean Energy: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σε αυτό το έργο, θα χτίσετε μια πολύ απλή τράπεζα ηλιακής ενέργειας που θα μπορεί να φορτίσει το τηλέφωνό σας. Πολλοί άνθρωποι δεν γνωρίζουν πόσο φθηνά και είναι εύκολο να φτιάξουν ένα DIY power bank. Όλα όσα απαιτούνται πραγματικά μερικές ηλεκτρονικές πλακέτες, ένα καλώδιο USB, μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία και επαρκείς δεξιότητες συγκόλλησης.

Ουσιαστικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι μια μπαταρία φορτίζεται χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα φόρτισης μπαταρίας 18650. Η ισχύς εισόδου για τη φόρτιση της μπαταρίας μπορεί να προέλθει είτε από USB είτε από τον ηλιακό πίνακα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται ένας ενισχυτής USB 5V, ώστε να μπορείτε να συνδέσετε ένα USB από το τηλέφωνό σας στην μπαταρία.

Το κύκλωμα μπορεί επίσης να λάβει πηγές εναλλασσόμενου ρεύματος όπως ένα δυναμικό κύκλου ή μια φορητή τουρμπίνα. Θα το κάνετε αυτό μετατρέποντας την πηγή AC σε ρεύμα DC χρησιμοποιώντας ανορθωτή γέφυρας.

Προμήθειες

1) 1 x σύνδεσμος ανορθωτή DB107 Bridge

2) 1 x πίνακας TP4056 με σύνδεσμο προστασίας

3) 5cm x 5cm Perf πίνακας σύνδεσης

4) 1 x 5V USB ενισχυτικός σύνδεσμος

5) Καλώδια βραχυκυκλωτήρων ή κανονικός σύνδεσμος καλωδίων

6) 1 x 18650 επαναφορτιζόμενος σύνδεσμος μπαταρίας

7) 1 x 18650 σύνδεσμος υποδοχής μπαταρίας

8) 1 x 6VΣύνδεση ηλιακού πίνακα

9) 1 x 1000uF ηλεκτρολυτικός πυκνωτικός σύνδεσμος

10) Σύνδεσμος διόδων 2 x IN4007

Βήμα 1: Κατανόηση του κυκλώματος

Στην πραγματικότητα υπάρχουν τρία μέρη στο κύκλωμα

Το πρώτο μέρος επεξεργάζεται την τάση DC από τον ηλιακό σας πίνακα. Το δεύτερο μέρος επεξεργάζεται την τάση AC. Το τρίτο μέρος παίρνει την ενέργεια και την αποθηκεύει στην μπαταρία, επιτρέποντάς σας όποτε θέλετε να συνδέσετε ένα καλώδιο USB.

Θα ξεκινήσω με το 3ο μέρος

Μέρος 3

Για αυτό το τμήμα του κυκλώματος, χρησιμοποιείται η μπαταρία, ο TP4056, ο ρυθμιστής τάσης 7805 και ο ενισχυτής 5V. Η ισχύς που προέρχεται από τον ρυθμιστή τάσης αποστέλλεται στην πλακέτα TP4056. Στη συνέχεια, ο πίνακας αλλάζει το ρεύμα και την τάση για βελτιστοποίηση της φόρτισης της μπαταρίας. Υπάρχει επίσης μια λειτουργία προστασίας στην πλακέτα TP4056 που εμποδίζει την τάση της επαναφορτιζόμενης μπαταρίας να γίνει πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή. Εδώ είναι μια καλή εξήγηση βίντεο: σύνδεσμος

Το TP4056 θα φορτίσει την μπαταρία όταν παρέχεται τάση μεταξύ 4,5V-6,0V. Οτιδήποτε παραπάνω και ο πίνακας θα τηγανιστεί. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούμε ρυθμιστή τάσης 7805. Ο ρυθμιστής τάσης κατεβάζει την τάση από οποιαδήποτε τιμή στα 5V και έτσι διασφαλίζει ότι η πλακέτα TP4056 δεν χαλάει.

Η πλακέτα είναι επίσης συνδεδεμένη με έναν ενισχυτή αύξησης 5V που παίρνει την τάση στην μπαταρία 18650 και τη μετατρέπει στη μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το τηλέφωνό σας ή άλλες συσκευές που τροφοδοτούνται με USB. Τώρα μπορείτε απλά να συνδέσετε το τηλέφωνό σας στη θύρα USB και θα πρέπει να ξεκινήσει η φόρτιση.

Μέρος 1

Αυτό είναι το μέρος που επεξεργάζεται αυτή την τάση που προέρχεται από την ηλιακή σας πηγή συνεχούς ρεύματος. Υπάρχει μια δίοδος που χρησιμοποιείται για να αποτρέψει τη ροή ρεύματος από την πηγή ισχύος AC στον ηλιακό πίνακα καθώς και οι δύο συνδέονται παράλληλα με το 7805.

Μέρος 2ο

Αυτό το τμήμα του κυκλώματος επεξεργάζεται το ρεύμα που προέρχεται από την πηγή ισχύος AC. Εδώ είναι ένα καλό βίντεο για να εξηγήσετε τι είναι το ρεύμα AC: σύνδεσμος. Το ρεύμα AC μετατρέπεται σε DC χρησιμοποιώντας ανορθωτή γέφυρας πλήρους κύματος. Ο ανορθωτής γέφυρας έχει 4 ακίδες. Δύο για την είσοδο και δύο για την έξοδο. Οι δύο ακίδες εξόδου που μεταφέρουν τώρα τάση DC συνδέονται παράλληλα με έναν πυκνωτή 1000uF για να εξομαλύνουν την τάση DC. Τέλος μέσω διόδου, για τον ίδιο λόγο όπως πριν, το θετικό καλώδιο συνδέεται με τον ρυθμιστή τάσης 7805 και εισάγετε το μέρος 3 του κυκλώματος.

Βήμα 2: Βάζοντας μαζί το μέρος 1 του κυκλώματος

Ο ηλιακός πίνακας DC είναι συνδεδεμένος στο 7805 μέσω μιας διόδου IN4007.

Συγκολλήστε τις αρθρώσεις για μόνιμες συνδέσεις

Βήμα 3: Βάζοντας μαζί το μέρος 2 του κυκλώματος

Η πηγή τροφοδοσίας AC συνδέεται με τις εισόδους AC του ανορθωτή γέφυρας.

Ο ανορθωτής γέφυρας στη συνέχεια μετατρέπει την είσοδο AC σε έξοδο DC με θετικό και αρνητικό τερματικό.

Ένας πυκνωτής 1000uF συνδέεται παράλληλα με τους δύο ακροδέκτες που βγαίνουν από τον ανορθωτή γέφυρας DB107.

Το θετικό καλώδιο από τον ανορθωτή γέφυρας συνδέεται με μια δίοδο και η δίοδος στη συνέχεια συνδέεται με τον πείρο 1 του 7805. Το αρνητικό σύρμα συνδέεται με τον πείρο 2.

Βήμα 4: Κατασκευή DB107 Bridge Rectifier with Diodes (προαιρετικό)

Εάν δεν μπορείτε να αγοράσετε εύκολα έναν ανορθωτή γέφυρας DB107, τότε μπορείτε να φτιάξετε ένα χρησιμοποιώντας διόδους.

Απλώς ακολουθήστε τη διαμόρφωση της διόδου και ταιριάξτε την με το αρχικό σχήμα.

Στην εικόνα, οι δύο οριζόντιοι ακροδέκτες είναι ο πείρος εισόδου AC, ενώ οι δύο κάθετοι ακροδέκτες είναι οι ακροδέκτες εξόδου DC.

Συγκολλήστε την ένωση για ασφαλή σύνδεση.

Βήμα 5: Συνδυάζοντας το Μέρος 3 του Κυκλώματος

Αυτό το μέρος είναι πολύ απλό αν ακολουθήσετε το σχηματικό.

Ο πείρος 3 του 7805 συνδέεται με τη θετική είσοδο του TP4056.

Ο πείρος 2 του 7805 συνδέεται με την αρνητική είσοδο του TP4056.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε τυλίξει τυχόν ανοικτές συνδέσεις με μονωτική ταινία, καθώς ενδέχεται να προκληθεί βραχυκύκλωμα και ανατίναξη της μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Βήμα 6: Επιλογή σχεδίασης PCB

Έχω σχεδιάσει ένα PCB για αυτό το έργο. Εάν θέλετε να παραλείψετε την πρόχειρη εργασία, μπορείτε να παραγγείλετε το τελικό PCB από το SEEED και θα πρέπει να φτάσει σε περίπου μία εβδομάδα. Το τελικό κύκλωμα θα φαίνεται πολύ πιο γυαλισμένο.

Ακολουθεί ένας σύνδεσμος για το αρχείο Gerber:

Στο PCB, το Α σημαίνει πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος, το D+ και το D- αντιστοιχεί στη θετική και αρνητική πηγή DC αντίστοιχα. Και O+ και O- αντιπροσωπεύουν τη θετική και την αρνητική απόδοση στο TP4056 αντίστοιχα.

Για να παραγγείλετε ένα PCB μεταβείτε σε αυτόν τον ιστότοπο:

Επισυνάψτε το αρχείο Gerber που υπάρχει στο φάκελο του google drive. Αλλάξτε τις διαστάσεις σε 39,5mm και 21,4mm. Αφήστε όλες τις άλλες ρυθμίσεις ως έχουν. Και μετά παραγγείλτε το.

Βήμα 7: Στέγαση

Υπάρχουν μερικές διαφορετικές επιλογές που έχετε για το περίβλημα του προϊόντος. Αλλά πριν από αυτό, υπάρχουν στην πραγματικότητα δύο τρόποι για να στεγάσετε το κύκλωμα. Το πρώτο είναι ένα απλό κουτί χωρίς πρόσθετες δυνατότητες. Ωστόσο, εάν θέλετε να αναλάβετε μια πρόκληση και να προσθέσετε περισσότερη λειτουργικότητα στο κύκλωμά σας, τότε έχω επίσης σχεδιάσει μια έκδοση του περιβλήματος που έχει μπάρες στο πλάι και καμπύλη βάση. Αυτό σας επιτρέπει να δέσετε το προϊόν γύρω από το χέρι ή το μπουκάλι σας χρησιμοποιώντας μια ζώνη ή ακόμα και απλό πανί. Η πρόκληση είναι ότι θα πρέπει να εκτυπώσετε 3D το σχέδιο για να αποκτήσετε αυτήν την πρόσθετη λειτουργικότητα.

1) Αφήνοντας το χωρίς περίβλημα. Δεν είναι ιδανικό αλλά το πιο εύκολο

2) Κοπή λέιζερ ενός απλού κουτιού που μπορεί στη συνέχεια να συναρμολογηθεί χρησιμοποιώντας σούπερ κόλλα. Μπορείτε να βρείτε το.dxf για τον κόφτη λέιζερ σε αυτόν τον φάκελο του google drive: https://drive.google.com/open?id=1iUivo-afLw3i5XBT… Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε, εάν δεν έχετε κόφτη λέιζερ, είναι να βρείτε μια τοπική υπηρεσία κοπής λέιζερ και να τους δώσετε αυτό το αρχείο σε μονάδα USB.

3) Τρισδιάστατη εκτύπωση του περιβλήματος με πρόσθετη δυνατότητα ασφάλισης. Θα μπορείτε να βρείτε ένα αρχείο. STEP ή. STL σε αυτόν το φάκελο του google drive: https://drive.google.com/open?id=1iUivo-afLw3i5XBT… Θα χρειαστείτε ένα λογισμικό CAD όπως το Fusion360, Onshape, Tinkercad, κλπ, για τρισδιάστατη εκτύπωση του περιβλήματος.

4) Ακολουθεί ένας σύνδεσμος για τον online σχεδιασμό σύντηξης:

Μπορείτε να ασφαλίσετε τα εξαρτήματα και τον πίνακα στο κουτί χρησιμοποιώντας θερμή κόλλα ή σούπερ κόλλα. Μην προσπαθήσετε να χρησιμοποιήσετε παξιμάδια και μπουλόνια.