Зарядка акб от солнечной батареи схема. Зарядное устройство на солнечных батареях. Эксплуатация солнечных батарей

Автору пришла идея создать зарядное устройство для своего телефона на основе солнечной батареи. Обычно для того, чтобы зарядить мобильный телефон требуется постоянное напряжение в 5 В. Напряжение вырабатываемое от солнечных батарей не постоянное и во многом зависит от освещенности. Поискав выход из данной ситуации автор обратил внимание на стабилизатор напряжения КР142ЕН5А, который позволит питать аккумулятор телефона от энергии сообщаемой солнечной батареей.

Материалы необходимые для создания зарядного устройства на основе солнечной батареи:

1) солнечные батареи с напряжением по 3В 2 штуки
2) стабилизатор напряжения на 5 В, в данном случае микросхема КР142ЕН5А
3) USB разъем для кабеля питания телефона
4) провода
5) припой
6) термоклей
7) паяльник

Рассмотрим основные моменты создания данного устройства.

Стабилизатор КР142ЕН5А является зарубежным аналогом L7805CV, их вы можете заказать через интернет или посмотреть в магазине радиодеталей своего города. Главное достоинство подобного стабилизатора заключено в том, что при подаче на вход напряжения от 5 В до 15 В, он выводит стабильные 5 В.

Это в свою очередь означает возможность использования солнечной панели с вырабатываемым напряжением от 5 В до 15 В соответственно диапазону работы стабилизатора.

Однако у данной схемы есть и минус, который заключается в том, что если подаваемое напряжение от солнечной батареи будет меньше 5 В, то устройство не будет заряжать аккумулятор телефона.

После чего была произведена пайка всех элементов в одну схему.

Как это видно на фотографиях аккумулятор телефона начал заряжаться, что означает правильную работу данного устройства. Данное зарядное устройство оказалось очень легким для сборки, содержит в себе минимум работы паяльником, но в то же время является очень полезным. Так как его размеры минимальны, его довольно удобно брать с собой и заряжать свой телефон в случае необходимости.

Солнечные технологии преобразования света в электрическую энергию, стали очень популярны сегодня и их число растет каждый день. Предлагаю вам собрать очень простое зарядное устройство на солнечных батареях своими руками. Использовать его по назначению вы можете в любой солнечный день и зарядить от него мобильный телефон или планшетный компьютер. А для создания этой полезной конструкции вам понадобится только умение пользоваться паяльником, немного денежных средств на приобретение нужных компонентов и времени.

Как было упомянуто немного выше, потребуется немного денежных средств и времени. Все необходимое можно приобрести очень дешево в китайских интернет магазинах с бесплатной доставкой в Россию. Итак, нам понадобится:

Солнечный элемент 6V, 50 mA или любой другой с более лучшими параметрами. Корпус, можно приобрести универсальный, а можно приспособить что-нибудь из уже имеющегося у вас под рукой. Клей, паяльник и монтажные провода.

Откройте крышку с универсального корпуса. В ней уже есть четыре гнезда под винтики. Положите крышку на стол и осторожно сделайте отверстие слева или справа для монтажных проводов.

Более крупное отверстие нужно аккуратно вырезать в нижней части корпуса. Отверстие должно быть подходящего размера, чтобы закрепить в нем розетку, но при этом учтите что розетка должна сидеть в нем плотно. Поэтому вырежьте сначала небольшое отверстие и постепенно подгоняйте его, примеряя розетку. Главное не спешите и не волнуйтесь.

Возьмите солнечный модуль и без лишней суеты и спешки поместите монтажные провода от него внутрь корпус. Это дает возможность установить батарею сверху корпуса. Следующим действием возьмите автомобильную розетку и, заведя провода внутрь через специальное отверстие в нижней части корпуса, плотно засуньте ее на место.

Используя специальный инструмент, надеюсь вы знаете , соедините вместе красные и черные проводки от модуля и автомобильной розетки.

Спрячьте все провода внутри корпуса и закройте крышку, а затем прикрутите ее к нижней части универсального корпуса и приклейте к ней модуль солнечной батареи. Теперь в любой ясный день вы сможете без проблем зарядить ваш мобильный телефон

Схема, показанная на рисунке ниже - это отличное и простое автоматическое ЗУ, которое может быть применено для зарядки 12 вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов от солнечных батарей. Солнечнык панели можно взять любые готовые, ведь их можно легко заказать с популярных интернет аукционов.

Основа конструкции микросхем - интегрального стабилизатор напряжения. Транзистор BC548 работает как , который отключит микросборку от солнечной батареи когда аккумулятор полностью зарядится.

Схема выгодно отличается от других подобных, что имеет , который повышает низкий уровень напряжение от солнечных элементов при недостаточном освещении в пасмурный день до требуемых мобильному телефону 5В. Практическая эксплуатация этого ЗУ показала, что данная конструкция выдает на выходе до 100мА.

PC1 - трех вольтовая солнечная батарея
Конденсаторы: C1 22 uF, 10 v; C2 100 pF; C3 10 uF, 16 v
Резисторы: R1 1.5 кОм; R2 3.9 кОм; R3 10 кОм; R4 180 Ом; R5 4.7 кОм; R6 10 Ом L1 50 to 300 мГн
D1 1N5818 диод Шоттки
Транзисторы: Q1 2N4403; Q2 2N4401
J1 - выходное гнездо для вашего мобильного телефона

Дроссель изготавливается из отрезка ферритового стержня магнитной антенны CD приёмников. Количество витков подбираем экспериментальным путем по максимальному выходному току - приблизительно 20-50.

С помощью этого устройства можно получить стандартное постоянное напряжение 5 В. Подзаряжается конструкция от типовой солнечной батареи, внутрь имеется два аккумулятора типа АА и стабилизирующий инвертор на микросхеме LТ1302.

Схема ЗУ представлена на рисунке ниже:

К контактам 1-1, подключают солнечную батарею с напряжением 4,5Вольта и силой тока 900 мА. При тестирование схемы нужно убедиться в способност устройства заряжать NiМН от солнечной энергии.

Собранную схему можно разместить в консервной банке. На свободном месте размещают четыре батарейки АА (или 2 литиевые).

Собираясь в пеший поход по туристическим маршрутам, необходимо решить вопрос зарядки мобильных устройств - телефона, смартфона, ноутбука или планшета. При отсутствии доступных источников электропитания решить проблему поможет солнечное зарядное устройство для мобильных гаджетов .

Возможность использовать абсолютно бесплатный и неиссякаемый источник энергии привлекательна сама по себе, а когда в этом имеется насущная необходимость, интерес к подобным устройствам возрастает многократно. Рассмотрим зарядное устройство с солнечной батареей внимательнее.

Зарядка от солнца - привлекательный и удобный способ поддерживать работоспособность мобильных устройств, находясь вдали от обычных источников электроэнергии. С этой целью разработаны специализированные устройства, преобразующие в электроток, питающий аккумуляторы телефона или иного подобного устройства.

Солнечные зарядки позволяют не таскать с собой в походе запас тяжелых аккумуляторов, обеспечивая энергией мобильные устройства даже в пасмурные дни, правда, с меньшей эффективностью. Внешне это портативное устройство, размером с планшет средней величины или немного больше (это зависит от конкретной модели или производителя). Солнечная батарея для мобильных телефонов имеет малый вес, который не создаст лишней нагрузки и не займет много места в рюкзаке.

Туристы, люди, работающие в полевых условиях, по достоинству оценили возможности портативных зарядных устройств . Современные средства коммуникации обладают широким выбором гаджетов - GPS, эхолоты, видео- и фотокамеры, радиостанции — все они нуждаются в обновлении источника питания , и возможность использовать зарядку от солнечной батареи оказывает путешественнику заметную помощь.

Конструктивные особенности прибора

Основным элементом прибора является солнечный элемент, улавливающий свет и преобразующий его в электрический сигнал. Зарядник на солнечных батареях способен подавать напряжение непосредственно на аккумулятор телефона или , или накапливать энергию в собственные , что позволяет увеличить скорость зарядки гаджета.

Существуют солнечные аккумуляторы для подзарядки мобильных устройств, или отдельные солнечные панели для зарядки, не имеющие встроенных батарей. Все варианты обладают определенной мощностью и предназначены для использования в определенных условиях.

Основные элементы прибора:

• кристаллические элементы, улавливающие солнечную энергию;
• контроллер заряда;
• преобразователь, перерабатывающий солнечную энергию в электрический ток.

Наличие буферных дополнительных батарей изменяет назначение устройства, делая из него полноценный внешний аккумулятор для телефона на солнечной батарее , обладающий способностью самоподзарядки. Для пользования таким прибором не обязательно присутствие солнца, можно заряжать телефон и в ночное время.

Главное, чтобы аккумуляторные батареи успели получить достаточное количество энергии. Портативная зарядка с солнечной батареей снабжена обычным разъемом USB, большинство моделей комплектуется переходниками под разные виды коннекторов.

Принцип работы устройства

Принцип действия прибора состоит в получении кристаллическими элементами солнечной энергии , передаче ее на преобразователь, откуда она подается либо на буферный накопитель (встроенную батарею), либо непосредственно на прибор потребления - телефон, ноутбук или иной гаджет.

Современные кристаллические элементы способны получать световую энергию не только от солнца, но даже от ламп дневного света. Они могут работать в пасмурные дни, но КПД заметно снижается . Такая универсальность существенно расширяет возможности зарядных устройств на солнечной батарее, позволяя использовать их в ночное время или в сложных погодных условиях.

Виды солнечных зарядок

Существуют разные виды солнечных зарядников для телефона, оформленных в том или ином варианте исполнения, дизайна или конструкции. Они делятся на три категории:

1. Маломощные. Способны выдавать доли ватта. Применяются для подзарядки смартфонов, КПК или иных гаджетов, не требующих большой мощности. Отличаются небольшой площадью фотоэлементов, относительно дороги.
2. Универсальные. Используются для зарядки различных устройств в полевых условиях. Наиболее популярный вариант среди туристов, любителей пеших прогулок или людей, работающих вдали от источников электропитания. Имеют широкий ассортимент, массу вариантов исполнения и другие особенности.
3. Панели солнечных фотоэлементов. Представляют собой компоненты для сборки различных более продвинутых комплектов - для присоединения к преобразователям, подключения друг к другу, прямого питания гаджетов и т.д.

Наиболее популярны:

• Моноблок. Размерами и внешним видом напоминает обычный смартфон, но с несколько утолщенным корпусом. Способен заряжаться от солнца, а также от ноутбука или компьютера.
• Гибкая панель. Тонкая панель, имеющая довольно большую площадь фотоэлементов. Она имеет гибкую форму, способна сворачиваться в трубку. При этом, она уступает в эффективности моноблочным конструкциям из-за слабых фотоэлементов. Кроме того, большинство гибких панелей способны работать только от солнца, хотя можно подключить их к внешнему накопителю энергии.
• Встроенное зарядное устройство. Наиболее выразительным примером подобного девайса служит «энергорюкзак» - походная сумка с вставленными в специальный карман солнечными батареями для зарядки мобильного телефона. Удобны тем, что работают во время движения, не заставляя пользователя останавливаться.
• Раскладушка. Корпус таких устройств раскрывается наподобие книжки. Активными элементами могут служить два моноблока, несколько гибких панелей или иные варианты компоновки фотоэлементов. В сложенном виде занимает немного места, но в разложенном обеспечивает довольно большой захват солнечной энергии.

Несмотря на внешние различия, общий принцип работы практически у всех приборов одинаков. Различия состоят лишь в мощности и количестве фотоэлементов и сопровождающих узлов.

Как выбрать подходящее устройство?

Выбор нужного вида солнечного зарядника обусловлен потребностями пользователя, количеством и потребляемой мощностью используемых гаджетов, интенсивностью эксплуатации. Необходимо также выбрать соответствующий тип коннектора, или приобрести переходник к своим гаджетам, чтобы не оказаться в неприятной ситуации. Следует уточнить напряжение питания, емкость собственного аккумулятора и время автономной работы. Эти параметры обычно указаны на штатных ЗУ или в паспорте.

Основные параметры и приятные дополнения

В числе основных параметров, которые имеет зарядное устройство от солнца, имеются:

• Ток зарядки. Обычно это значение принято делить на три категории - 1, 2 и 3 ампера. Первая группа предназначена для мобильных телефонов, аудиоплееров, электронных сигарет и т.п. Вторая группа способна зарядить фотоаппарат или видеокамеру, планшет или смартфон. Третья группа предназначена для обслуживания ноутбуков или иных подобных устройств. Важно также знать напряжение, которое имеет портативное зарядное устройство со встроенной солнечной батареей на выходе. Это поможет исключить ситуации, когда прибор потребления имеет большее напряжение, чем способен выдать зарядник.
• Мощность солнечных элементов. Этот показатель измеряется в ваттах (W). Мощность напрямую связана с емкостью аккумулятора. Например, 5 W обеспечивает 900 ma/h, а 10 W соответствует 1500 ma/h, что позволяет уменьшить время зарядки почти вдвое. Если мощность зарядки не превышает 2 W, возможна только работа со встроенным аккумулятором. Если мощность превышает 3 W, допускается прямая зарядка приборов потребления.

Кроме того, существуют и другие параметры, определяющие функциональные возможности солнечной зарядки для телефона:

• Наличие собственного аккумулятора, увеличивающего возможности работы в условиях отсутствия освещения.
• Тип фотоэлементов. Наиболее предпочтительны монокристаллы, имеющие по сравнению с поликристаллами (13-18% против 10-12%). Монокристаллы черные, а поликристаллы имеют темно-синий цвет.
• Интерфейс устройства, позволяющий подключение различных разъемов. Некоторые модели имеют индикацию уровня заряда
• Защита . Предохраняет приборы от дождя, пыли, ветра или иных природных проявлений.

В качестве бонуса производители снабжают устройства функциями «фонарь» или оборудуют точку WI-FI .

После покупки солнечное зарядное устройство для телефона, оборудованное собственным аккумулятором, необходимо полностью зарядить от электросети . Затем следует подключить разряженный гаджет и полностью слить в него энергию. Только после этого прибор можно выносить на солнце и производить зарядку нуждающихся устройств. Это касается только моделей с аккумуляторами, отдельная для зарядки телефона может использоваться по прямому назначению сразу же, без предварительных действий.

Устройство надо располагать так, чтобы лучи солнца падали на фотоэлементы под прямым углом . Если используется раскладушка, надо обеспечить равномерную освещенность обеих сторон. Для аккумуляторных устройств большой емкости необходим «разгон» - 3-4 цикла полной зарядки и разрядки. Хранить устройство следует при комнатной температуре, зарядив его на 50-70%.

Как сделать зарядное устройство своими руками?

Зарядное устройство на солнечных батареях можно изготовить самостоятельно. Д ля этого надо обладать определенными навыками и познаниями, а также приобрести необходимые детали. Готовые модели вполне доступны по цене и функционалу, но для любителей самодельных устройств задача будет по вкусу. Рассмотрим ее внимательнее.

Схема устройства

Чтобы изготовить солнечное зарядное устройство, необходимо запастись некоторыми элементами:

• с моно- или поликристаллическими элементами;
• отсек с держателем ;
• диод Шоттки;
• разъемы, корпус.

Простейшего варианта солнечного аккумулятора для зарядки мобильных устройств выглядит так:

GB1 - это солнечная батарея, к которой через развязывающий диод Шоттки подключается аккумулятор GB2. XS1 и XS2 - это разъемы, соединяющие разные элементы схемы друг с другом.

Сборка действующей модели ЗУ

Сборка модели ЗУ не составляет никакой сложности , главное - наличие всех необходимых деталей. Они аккуратно припаиваются в соответствии со схемой, устанавливаются в корпус и включаются для проверки работоспособности. Необходимо учитывать, что без обладания достаточным познаниями браться за создание ЗУ не следует, так как можно по ошибке вывести из строя гаджеты.

Зарядное уст-во работает от солнечной панели с выходным напряжением 18…24В мощностью 5…10Вт, ток зарядки аккумулятора 200…300мА.

В схеме используется регулятор LM317, чтобы установить выходное напряжение около 16 вольт. Переменный резистор VR1 контролирует выходное напряжение. Выходной ток контролируется изменением сопротивления R1.

Ток зарядки зависит от сопротивления R1 и R3 и находится в пределах от 250 до 300 мА. Зеленый СВЕТОДИОД, указывает состояние зарядки батареи. Когда батарея достигает полного заряда 13 вольт, VT1 (напряжение отключения зависит от стабилитрона D3) отключает процесс зарядки. Когда напряжение батареи снижается ниже 12 вольт зарядка начинается снова.

Настройка

Подключите солнечную панель к зарядному уст-ву и измерьте напряжение на выходе солнечной панели. Убедитесь, что он находится выше 18 вольт. Подключите аккумулятор и настройте напряжение зарядки при помощи VR1 (пока горит СВЕТОДИОД). Используйте радиатор для LM317 для отвода тепла.

Примечание: Эта же схема может быть изменена для зарядки различных видов аккумуляторных батарей. Требуется изменение D3 и D4. Выберите напряжение D4 для требуемого выходного напряжения и D3 для ограничения уровня зарядного напряжения. Например, для 6-вольтовой батареи, D3 должны быть 6.1 вольт и D4 6.8 вольт. Для мобильных батарей, D3 должны быть 4.7 вольт и D4 5.1 вольт. Все другие компоненты, оставаться таким же.

Источник — http://www.electroschematics.com/5635/solar-inverter-battery-charger/

• Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

• 04.10.2014

  Трансформаторы являются незаменимыми в области электроники. Но если необходим небольшой ток в нагрузку, то можно применить без трансформаторные источники питания. Эти источники питания компактны и универсальны, предложенная схема имеет низкую стоимость, способна обеспечить практически любое напряжение от 3 до 24 вольт. Рис. 1 Схема одно полярного источника питания постоянного тока …

• 06.07.2015

  LM4906 — усилитель мощности звуковой частоты фирмы National Semiconductor. Микросхема LM4906 предназначена для применения в портативных устройствах. Выходная мощность усилителя 1 Вт при напряжении питания 5В и 390 мВт при напряжении питания 3В. Микросхема характеризуется низким напряжением питания, которое может быть от 2,6В до 5,5В и низким током потребления (в режиме энергосбережения) …

Схема контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи строится на базе чипа, который является ключевым элементом всего устройства в целом. Чип – основная часть контроллера, а сам контроллер – это ключевой элемент гелиосистемы. Данное устройство отслеживает работу всего устройства в целом, а также руководит зарядкой аккумулятора от солнечных батарей.

При максимальном заряде аккумулятора, контроллер будет регулировать подачу тока на него, уменьшая ее до необходимой величины компенсации саморазряда устройства. Если же аккумулятор полностью разряжается, то контроллер будет отключать любую входящую нагрузку на устройство.

Необходимость этого устройства можно свести к следующим пунктам:

1. Зарядка аккумулятора многостадийная;
2. Регулировка включения/отключения аккумулятора при заряде/разряде устройства;
3. Подключение аккумулятора при максимальном заряде;
4. Подключение зарядки от фотоэлементов в автоматическом режиме.

Контроллер заряда аккумулятора для солнечных устройств важен тем, что выполнение всех его функций в исправном режиме сильно увеличивает срок службы встроенного аккумулятора.

Как работает контроллер зарядки аккумулятора

В отсутствие солнечных лучей на фотоэлементах конструкции он находится в спящем режиме. После появления лучей на элементах контроллер все еще находится в спящем режиме. Он включается лишь в том случае, если накопленная энергия от солнца достигает 10 В напряжения в электрическом эквиваленте.

Как только напряжение достигнет такого показателя, устройство включится и через диод Шоттки начнет подавать ток к аккумулятору. Процесс зарядки аккумулятора в таком режиме будет продолжаться до тех пор, пока напряжение, получаемое контроллером, не достигнет 14 В. Если это произойдет, то в схеме контроллера для солнечной батареи 35 ватт или любого другого будут происходить некоторые изменения. Усилитель откроет доступ к транзистору MOSFET, а два других, более слабых, будут закрыты.

Таким образом, заряд аккумулятора прекратится. Как только напряжение упадет, схема вернется в начальное положение и зарядка продолжится. Время, отведенное на выполнение этой операции контроллеру около 3 секунд.

Типы

Данный тип устройств считается наиболее простым и дешевым. Его единственная и главная задача – это отключение подачи заряда на аккумулятор при достижении максимального напряжения для предотвращения перегрева.

Однако данный тип имеет определенный недостаток, который заключается в слишком раннем отключении. После достижения максимального тока необходимо еще пару часов поддерживать процесс заряда, а этот контроллер сразу его отключит.

В результате зарядка аккумулятора будет в районе 70% от максимальной. Это негативно отражается на аккумуляторе.

PWM

Данный тип является усовершенствованным On/Off. Модернизация заключается в том, что в него встроена система широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Эта функция позволила контроллеру при достижении максимального напряжения не отключать подачу тока, а уменьшать его силу.

Из-за этого появилась возможность практически стопроцентной зарядки устройства.

Данный типаж считается наиболее продвинутым в настоящее время. Суть его работы строится на том, что он способен определить точное значение максимального напряжения для данного аккумулятора. Он непрерывно следит за током и напряжением в системе. Из-за постоянного получения этих параметров процессор способен поддерживать наиболее оптимальные значения тока и напряжения, что позволяет создать максимальную мощность.

Если сравнивать контроллер МРРТ и PWN, то эффективность первого выше примерно на 20-35%.

Параметры выбора

Критериев выбора всего два:

1. Первый и очень важный момент – это входящее напряжение. Максимум данного показателя должен быть выше примерно на 20% от напряжения холостого хода солнечной батареи.
2. Вторым критерием является номинальный ток. Если выбирается типаж PWN, то его номинальный ток должен быть выше, чем ток короткого замыкания у батареи примерно на 10%. Если выбирается МРРТ, то его основная характеристика – это мощность. Этот параметр должен быть больше, чем напряжение всей системы, умноженной на номинальный ток системы. Для расчетов берется напряжение при разряженных аккумуляторах.

Как сделать своими руками

Если нет возможности приобрести уже готовый продукт, то его можно создать своими руками. Но если разобраться в том, как работает контроллер заряда солнечной батареи довольно просто, то вот создать его будет уже сложнее. При создании стоит понимать, что такой прибор будет хуже аналога, произведенного на заводе.

Это простейшая схема контроллера солнечной батареи, которую создать будет проще всего. Приведенный пример пригоден для создания контроллера для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с напряжением в 12 В и подключением маломощной солнечной батареей.

Если заменить номинальные показатели на некоторых ключевых элементах, то можно применять эту схему и для более мощных систем с аккумуляторами. Суть работы такого самодельного контроллера будет заключаться в том, что при напряжении ниже, чем 11 В нагрузка будет выключена, а при 12,5 В будет подана на аккумулятор.

Стоит сказать о том, что в простой схеме используется полевой транзистор, вместо защитного диода. Однако если есть некоторые знания в электрических схемах, можно создать контроллер более продвинутый.

Данная схема считается продвинутой, так как ее создание намного сложнее. Но контроллер с таким устройством вполне способен на стабильную работу не только с подключением к солнечной батарее, а еще и к ветрогенератору.

Видео

Как правильно подключить контроллер, вы узнаете из нашего видео.