Как своими руками сделать солнечное зарядное устройство для телефона
Создание собственными руками солнечной USB зарядки для телефона — один из самых занимательных и нужных проектов на ВЕЛОФАНЕ. Сделать самодельное зарядное устройство не через чур сложно — нужные компоненты не весьма дорогие и их легко дотянуться. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки маленьких устройств, к примеру, телефона.
не сильный местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторная батареи. Большая часть зарядных устройств на солнечных батареях собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторная батарей — недорогих, дешёвых и надёжных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторная батарей через чур низкие ёмкость и напряжение, дабы их возможно было серьёзно разглядывать в качестве зарядных устройств для современных гаджетов, энергопотребление которых из года в год лишь растёт.
К примеру, аккумулятор iPhone 4 на 2000 мА*ч ещё возможно всецело перезарядить от самодельной солнечной зарядки с двумя либо четырьмя аккумуляторная батареями АА, но вот iPad 2 оснащён аккумулятором на 6000 мА*ч, что уже не так посредством аналогичного зарядного устройства.
Ответом данной неприятности есть замена никель-металл-гидридных аккумуляторная батарей на литиевые.
Из данной инструкции вы определите, как собственными руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, если сравнивать с коммерческими зарядными устройствами это самодельное зарядное устройство обойдётся вам весьма дёшево. Во-вторых, собрать его весьма легко.
И самое основное — эта литиевая USB зарядка надёжна при эксплуатации.
Ход 1: Нужные компоненты для сборки солнечной USB зарядки.
Электронные компоненты:
- Солнечная батарея на 5 В либо выше
- Литий-ионный аккумулятор на 3,7 В
- Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора
- Повышающая USB схема постоянного тока
- Разъём 2,5 мм с креплением на панель
- Разъём 2,5 мм с проводом
- Диод 1N4001
- Провод
Конструкционные материалы:
- Изолента
- Термоусадочные трубки
- Двухсторонняя лента из пеноматериала
- Припой
- Жестяная коробка (либо второй корпус)
Инструменты:
- Паяльник
- Пистолет для склеивания горячим клеем
- Дрель
- Дремель (не необходим, но желателен)
- Кусачки
- Инструмент для зачистки проводов
- Помощь приятеля
- Защитные очки
В этом управлении рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии. Вы имеете возможность отказаться от применения солнечных батарей и ограничиться лишь изготовлением простой USB зарядки на литий-ионных аккумуляторная батареях.
Большая часть компонентов для этого проекта возможно приобрести в интернет магазинах бытовой техники, но повышающую USB схему постоянного тока и контроллер заряда литий-ионного аккумулятора отыскать будет не так легко. Потом в этом управлении я поведаю, где возможно дотянуться большая часть нужных компонентов и для чего любой из них нужен. Исходя из этого вы сами решите какой вариант вам оптимальнееподходит.
Ход 2: Преимущества зарядных устройств с литиевыми аккумуляторная батареями.
Возможно вы не догадываетесь, но наверняка литий-ионный аккумулятор прямо на данный момент лежит у вас в кармане либо на столе, быть может и в вашем кошельке либо портфеле. В большинстве современных электронных устройств употребляются литий-ионные аккумуляторная батареи, характеризующиесябольшой напряжением и ёмкостью. Их возможно перезаряжать множество раз.
Большая часть аккумуляторная батарей формата АА по составу являются никель-металл-гидридными и не могут похвалиться высокими характеристиками.
С химической точки зрения отличие между стандартным никель-металл-гидридным аккумулятором АА и литий-ионным аккумулятором содержится в химических элементах, содержащихся в элемента питания. Если вы взглянуть на периодическую таблицу элементов Менделеева, то заметите, что литий находится в левом углу рядом с самыми химически активными элементами. А вот никель находится в середине таблицы рядом с химически неактивными элементами.
Литий владеет таковой высокой химической активностью по причине того, что у него лишь один валентный электрон.
И именно как раз по данной причине на литий большое количество нареканий — время от времени он можетвыходить из-под контроля из-за собственной высокой химической активности. Пара лет назад компания Сони, фаворит в производстве аккумуляторная батарей для ноутбуков, изготовила партию некачественных аккумуляторная батарей для ноутбуков, кое-какие из которых самопроизвольно возгорались.
Как раз исходя из этого при работе с литий-ионными аккумуляторная батареями мы должны придерживаться определенных мер предосторожности — весьма совершенно верно поддерживать напряжение на протяжении зарядки. В данной руководства употребляются аккумуляторная батареи на 3,7 В, каковые требуют заряжающего напряжения 4,2 В. При превышении либо уменьшении этого напряжения химическая реакция может выйти из-под контроля со всеми вытекающими последствиями.
Вот из-за чего при работе с литиевыми батареями нужно проявлять предельную осторожность. В случае если обращаться с ними с опаской, то они достаточно надёжны. Но если вы станете делать с ними недопустимые вещи, то это может привести к громадным проблемам.
Исходя из этого их направляться эксплуатировать лишь строго по инструкции.
Ход 3: Выбор контроллера заряда литий-ионного аккумулятора.
Из-за высокой химической реактивности литиевых аккумуляторная батарей вы должны быть на сто процентовуверены, что схема контроля напряжения заряда вас не подведёт.
Не смотря на то, что возможно изготовить собственную схему контроля напряжения, но лучше уже готовую схему, в работоспособности которой вы станете уверены. На выбор дешёвы пара схем контроля заряда.
Сейчас Adafruit производит уже второе поколение контроллеров заряда для литиевых аккумуляторная батарей с несколькими дешёвыми значениями входящего напряжения. Это очень хорошие контроллеры, но у них через чур большой размер. Вряд ли на их базе окажется собрать компактное зарядное устройство.
В сети возможно приобрести маленькие модули контроллеров зарядки литиевых аккумуляторная батарей, каковые и употребляются в данном управлении. На базе этих контроллеров я кроме этого собрал множество вторых самоделок. Они мне нравятся за компактность, наличие и простоту светодиодной индикации заряда аккумулятора. Как и при с Adafruit, при отсутствиисолнца литиевый аккумулятор возможно зарядить через USB порт контроллера.
Возможность зарядки через USB порт есть очень полезной опцией для любого зарядного устройства на солнечных батареях.
Независимо от того, какой контроллер вы выбрали, вы должны знать как он трудится и как его верно эксплуатировать.
Ход 4: USB порт.
Через USB порт возможно заряжать большая часть современных устройств. Это стандарт во всём мире. Из-за чего бы просто не подключить USB порт напрямую к аккумулятору?
Для чего нужна особая схема для зарядки через USB?
Неприятность содержится в том, что по стандарту USB напряжение образовывает 5 В, а литий-ионные аккумуляторная батареи, каковые мы будем применять в данном проекте, имеют напряжение всего 3,7 В. Исходя из этого нам нужно будет воспользоваться повышающей USB схемой постоянного тока, которая увеличивает напряжение до достаточного для зарядки разных устройств. В большинстве коммерческих и самодельных USB зарядок, напротив, употребляются понижающие схемы, поскольку они собираются на базе аккумуляторная батарей на 6 и 9 В. Схемы с понижением напряжения более сложные, исходя из этого в солнечных зарядных устройствах их лучше не использовать.
Схема, которая используется в данной инструкции, была выбрана в следствии долгого тестирования разных вариантов. Она фактически аналогична схеме Minityboost Adafruit, но стоит дешевле.
Само собой разумеется вы имеете возможность приобрести онлайн недорогое зарядное USB устройство и разобрать его, но нам нужна схема, преобразующая 3 В (напряжение двух батареек АА) в 5 В (напряжение на USB). Разборка простой либо автомобильной USB зарядки ничего не позволит, поскольку их схемы трудятся на понижение напряжения, а нам напротив необходимо повышать напряжение.
Помимо этого направляться учесть, что схема Mintyboost и применяемая в проекте схема способны трудиться с гаджетами Apple, в отличии от других зарядных USB устройств. Устройства от Apple контролируют информационные пины на USB, дабы знать куда они подключены. В случае если гаджет Apple выяснит, что информационные пины не трудятся, то он откажется заряжаться.
У других гаджетов такая проверка отсутствует. Поверьте мне — я перепробовал множество недорогих схем зарядки с интернет-аукциона eBay — ни от одной из них мне не удалось зарядить собственный айфон. Вы же не желаете, дабы от вашей самодельной USB зарядки не было возможности заряжать гаджеты Apple.
Ход 5: Выбор аккумулятора.
Если вы мало погуглите, то найдёте богатый выбор аккумуляторная батарей различных размеров, ёмкостей, стоимости и напряжений. Сначала во всём этом многообразии будет несложно запутаться.
Для отечественного зарядного устройства мы будет применять литий-полимерный (Li-Po) аккумулятор на 3,7 В, что сильно напоминает аккумулятор для айпода либо сотового телефона. Вправду, нам нужен аккумулятор только на 3,7 В, поскольку схема зарядки вычислена именно на это напряжение.
То, что аккумулятор долженбыть оснащён встроенной защитой от перезаряда и переразряда, кроме того не обсуждается. В большинстве случаев эта защита именуется «PCB protection» («схема защиты»). Поищите по этим главным словам на интернет-аукционе eBay.
Из себя она воображает всего лишь маленькую печатную плату с чипом, которая защищает аккумулятор от разряда и чрезмерного заряда.
При выборе литий-ионного аккумулятора смотрите не только на его ёмкость, но и на его физический размер, что в основном зависит от выбранного вами корпуса. В качестве корпуса у меня выступила жестяная коробка Altoids, так что я был ограничен в выборе аккумулятора. Я сперва думал приобрести аккумулятор на 4400 мА*ч, но из-за его громадных размеров мне было нужно ограничиться аккумулятором на 2000 мА*ч.
Ход 6: Подсоединение солнечной батареи.
Если вы не планируете делать зарядное устройство с возможностью подзарядки от солнца, то имеете возможность пропустить данный этап.
В этом управлении употребляется солнечная батарея в твёрдом пластиковом корпусе на 5,5 В и 320 мА. Вам подойдет каждая громадная солнечная батарея. Для зарядного устройства оптимальнеевыбирать батарею, вычисленную на напряжение 5 — 6 В.
Заберите провод за кончик, поделите его на две части и мало зачистите финиши. Провод с белой полосой отрицательный, а всецело тёмный провод — хороший.
Припаяйте провода к соответствующим контактам с обратной стороны солнечной батареи.
Закройте места пайки посредством изоленты либо тёплого клея. Это защитит их и окажет помощь снизить нагрузку на провода.
Ход 7: Сверлим жестяную коробку либо корпус.
Так как в качестве корпуса я применял жестяную коробку Altoids, то мне было нужно мало поработать дрелью. Не считая дрели нам пригодится ещё и таковой инструмент, как дремель.
Перед тем, как начать работу с жестяной коробкой, сложите в неё все компоненты, дабы убедиться на практике, что она вам подходит. Продумайте, как оптимальнеев ней разместить компоненты, и лишь позже сверлите. Места размещения компонентов имеете возможность обозначить маркером.
По окончании обозначение мест имеете возможность приниматься за работу.
Вывести USB порт возможно несколькими методами: сделать маленький надрез прямо вверху на коробке либо же сбоку на коробке просверлить отверстие соответствующего размера. Я решил сделать отверстие сбоку.
Сперва приложите USB порт к коробке и обозначьте его место. В обозначенной области просверлите дрелью два либо больше отверстий.
Зашлифуйте отверстие дремелем. В обязательном порядке выполняйте технику безопасности, дабы не травмировать пальцы. Ни за что не держите коробку в руках — зажмите её в тиски.
Потом убедитесь, что в сделанное вами отверстие вольно проходит USB порт.
Просверлите отверстие диаметром 2,5 мм для USB порта. При необходимости расширьте его посредством дремеля. Если вы не собираетесь устанавливать солнечную батарею, то в отверстии 2,5 мм нет необходимости!
Ход 8: Подключение контроллера зарядки.
Одна из обстоятельств, по которой я выбрал данный компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впередирядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две позади для аккумулятора.
Дабы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, нужно подпаять два диод и проводка от разъёма к контроллеру. Помимо этого нужно воспользоваться термоусадочными трубками.
Зафиксируйте диод 1N4001, разъём и контроллер зарядки 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. В случае если наблюдать на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний — хорошим, а правый по большому счету не употребляется.
Один финиш проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а второй к отрицательному контакту на плате. Помимо этого нужно воспользоваться термоусадочными трубками.
Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как возможно ближе к основанию диода, дабы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Снова же, попытайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к хорошему контакту на плате.
Помимо этого нужно воспользоваться термоусадочными трубками.
Ход 9: Подключение аккумулятора и USB схемы.
На данном этапе потребуется всего лишь подпаять четыре дополнительных контакта.
Необходимо подсоединить аккумулятор и USB схему к плате контроллера зарядки.
Сперва отрежьте пара проводков. Подпаяйте их к хорошим и отрицательным контактам на USB схеме, каковые расположены на нижней стороне платы.
Затем соедините совместно эти проводки с проводками, идущими от литий-ионного аккумулятора. Убедитесь, что вы соединили совместно отрицательные проводки и соединили совместно хорошие проводки. Напоминаю, что красные провода у нас хорошие, а тёмные — отрицательные.
По окончании того, как вы скрутили проводки совместно, приварите их к контактам на аккумуляторе, каковые находятся на обратной стороне платы контроллера зарядки. Перед пайкой проводки нужно продеть в отверстия.
Сейчас возможно поздравить вас — вы на 100% совладали с электрической частью этого проекта и имеете возможность мало расслабиться.
На этом этапе хорошей идеей будет проверить работоспособность схемы. Так как все электрические компоненты подсоединены, то всё должно трудиться. Попытайтесь зарядить айпод либо каждый гаджет, оснащённый USB портом. Устройство не будет заряжаться, в случае если аккумулятор разряжен либо неисправен.
Помимо этого поместите зарядное устройство на солнце и посмотрите будет ли заряжаться аккумулятор от солнечной батареи — наряду с этим обязан загореться мелкий красный светодиод на плате контроллера зарядки. Кроме этого вы имеете возможность зарядить аккумулятор через mini-USB кабель.
Ход 10: Электрическая изоляция всех компонентов.
Перед тем, как разместить все электронные компоненты в жестяной коробкой, мы должны быть уверены, что она не сможет стать обстоятельством замыкания. В случае если у вас пластиковый либо древесный корпус, то пропустите данный этап.
На дне и по бокам жестяной коробки наклейте пара полос изоленты. Как раз в этих местах будет пребывать USB контроллер и схема зарядки. На фотографиях видно, что контроллер зарядки у меня остался незакреплённым.
Попытайтесь шепетильно всё заизолировать, дабы не случилось замыкания. Перед тем, как наносить тёплый клей либо наматывать изоленту, убедитесь в прочности пайки.
Ход 11: Размещение электронных компонентов в корпусе.
Так как 2,5 миллиметровый разъём нужно закрепить посредством болтов, то разместите его прежде всего.
По окончании установки разъёма потом нужно разместить USB схему. Нанесите на неё маленькое количество тёплого клея, расположите верно в корпусе и ещё раз смажьте горячим клеем.
На моей USB схеме сбоку имелсяпереключатель. В случае если у вас такая же схема, то сперва удостоверьтесь в надежности трудится ли тумблер, что нужен для отключения и включения «режима зарядки».
И наконец необходимо закрепить аккумулятор. С целью этого лучше применять не тёплый клей, а пара кусочков двустороннего скотча либо изоленты.
Ход 12: Эксплуатация самодельного зарядного устройства на солнечных батареях.
В завершение поболтаем о верной эксплуатации самодельной USB зарядки.
Заряжать аккумулятор возможно через mini-USB порт либо от солнца. Красный светодиод на плате контроллера зарядкиуказывает на процесс зарядки, а светло синий на всецело заряженный аккумулятор.
На протяжении собственного последнего похода мне удалось в самолёте зарядить собственный iPhone 4 практически на 80%, учитывая, что наряду с этим я слушал музыку. Ёмкость аккумулятора составляла 2000 мА*ч. Дабы зарядить аккумуляторная батареи на 4400 либо 6600 мА*ч, потребуется намного больше времени. Особенно это относится к айподам и вторым планшетам.
Не смотря на то, что это и достаточно сложная инструкция, я надеюсь, что вам удалось собрать собственными руками USB зарядку с литий-ионным аккумулятором. Учитывая, что цены на контроллеры и литиевые аккумуляторы к ним падают, то нет никакого смысла делать самодельную зарядку на аккумуляторная батареях других типов. Литий-ионные аккумуляторная батареи особенно прекрасно подходят дляпроектов, в которых очень важны габариты устройства.
на данный момент возможно приобрести литий-ионные аккумуляторная батареи кроме того самых безумно мелких размеров. Это наилучший источник энергии для независимых походов.
Так что, если вы собираетесь сделать собственными руками весьма замечательное солнечное зарядное устройство для вашего телефона, планшета, айпада, айпода, айфона, GPS-навигатора либо проекта Arduino и выберете данный проект, то вы не прогадаете. Особенно, в случае если вам удастся всё бережно разместить в маленькой коробочке!
Кроме этого рекомендуем взглянуть отечественную инструкцию по сборке USB зарядки с едой от велосипедной динамо-втулки.
