نحوه ساخت شارژر آی پاد/آیفون خورشیدی -aka MightyMintyBoost: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

من برای iPodTouch یک شارژر می خواستم و MintyBoost قطعاً اولین انتخاب من بود. می خواستم کمی جلوتر بروم و آن را نه تنها قابل شارژ بلکه از انرژی خورشیدی نیز استفاده کنم. مسئله دیگر این است که iPhone و iPodTouch دارای باتری های بزرگ هستند و دو باتری AA را در MintyBoost به سرعت خالی می کنند ، بنابراین من می خواستم قدرت باتری را نیز افزایش دهم. چیزی که من واقعاً می خواستم MightyMintyBoost بود!

اپل بیش از 30 میلیون دستگاه iPodTouch/iPhone فروخته است- تصور کنید همه آنها را از طریق انرژی خورشیدی شارژ کنید…. اگر هر iPhone/iPodTouch فروخته شده هر روز به طور کامل (به طور متوسط ظرفیت باتری) از طریق انرژی خورشیدی به جای انرژی فسیلی شارژ می شد ، تقریبا 50.644gWh انرژی ذخیره می کردیم که تقریبا معادل 75 ، 965 ، 625 پوند است. CO2 در اتمسفر در سال البته این بهترین سناریو است (با فرض اینکه شما می توانید نور کافی خورشید را در روز دریافت کنید و تقریبا 1.5 پوند CO2 تولید کنید که به ازای هر کیلووات ساعت استفاده می شود.) البته این میزان حتی در سایر آی پاد ها ، تلفن های همراه ، PDA ها ، میکروکنترلرها نیز قابل مشاهده نیست (I از آن برای تغذیه پروژه های آردوینو) و دیگر دستگاه های USB که می توانند با این شارژر تغذیه شوند استفاده کنید- ممکن است به نظر برسد که یک شارژر کوچک خورشیدی نمی تواند تغییری ایجاد کند ، اما همه میلیون ها دستگاه را با هم جمع کنید و این مقدار زیادی انرژی است! ویژگی های بسیار خوبی در مورد این شارژر وجود دارد: از انرژی خورشیدی استفاده می کند! کوچک است. ظرفیت باتری بزرگ- 3.7 ولت @2000 میلی آمپر ساعت شارژر سوار از طریق خورشیدی ، USB یا زگیل دیواری شارژ می شود. قدرت ورودی از 3.7v تا 7v را می پذیرد. پس از شارژ ، سلول خورشیدی را بردارید و یک منبع تغذیه USB جمع و جور خوب داشته باشید. سلول خورشیدی را از برق بکشید و از Velcro برای ایمن سازی MightyMintyBoost در داخل کوله پشتی یا کیف پیام رسان استفاده کنید- اکنون یک سلول خورشیدی بزرگتر متصل به کیف خود را برای شارژ سریعتر وصل کنید. با استفاده از سلول خورشیدی کمی بزرگتر (6 ولت/250 میلی آمپر ساعت) می توانید انرژی کافی برای شارژ کامل iPhone در حدود 5.5 ساعت و iPod Touch را در 4 ساعت تولید کنید. ساختن این واقعاً آسان و سرراست است- فقط یک ساعت طول کشید تا من را دنبال کنید و یکی را برای خود بسازید! نکات ایمنی و سلب مسئولیت کلی: مراقب باشید قلع آلتوئیدها را برش دهید زیرا ممکن است لبه های بسیار تیز داشته باشد- در صورت لزوم آنها را صاف کنید. این را با مسئولیت خود جمع کنید- در حالی که ساخت آن واقعاً آسان است ، اگر چیزی را خراب کنید ، ممکن است به دستگاه الکترونیکی که سعی در شارژ آن دارید آسیب برساند. در کار مونتاژ و لحیم کاری خود دقت کنید و از روش های ایمنی خوب پیروی کنید. فقط از یک نوع شارژر باتری استفاده کنید که مخصوص نوع باتری مورد استفاده شما طراحی شده است. لطفاً قبل از طرح س theالات ، کل دستورالعمل را بخوانید- اگر س questionsالی وجود دارد ، فقط بپرسید و من تا آنجا که می توانم به شما کمک می کنم!

مرحله 1: ابزار و مواد

در اینجا چیزی است که شما برای ساخت MightyMintyBoost خود نیاز دارید:

ابزارها: قیچی قیچی انبر سنج انبردست (یا muiltitool) قیچی های فلزی چند متری نوار بسته بندی شفاف مواد: MintyBoost کیت شارژر باتری لیتیوم پلیمری (نوع اولیه آن قطع شد) برای عملکرد بهتر از شارژر لیتیوم خورشیدی Adafruit Solar استفاده کنید (اتصالات مشابه هستند اما کمی بزرگتر است) - به روز رسانی زیر را ببینید) 3.7v 2000mAh باتری لیتیوم پلیمر JST کانکتور/سیم سلول خورشیدی کوچک 2 "x 3" چسب دار Velcro مربع چسب دو طرفه کوچک Altoids tin 7/10/10 UPDATE: Adafruit هم اکنون تمام قطعات مورد نیاز شما را برای فروش می فروشد کمی قدرتمندتر به اینجا نگاه کنید! /18/11- یک به روز رسانی دیگر: Adafruit اخیراً یک شارژر LiPo جدید را معرفی کرد که مخصوص شارژ خورشیدی طراحی شده است و عملکرد بسیار بهتری دارد. این اندازه کوچک نیست ، اما افزایش عملکرد ارزش آن را دارد. نگاه کنید و درباره طرح اینجا بخوانید https://www.adafruit.com/products/390 برخی نکات: شارژر تک سلولی لیتیوم پلیمر می تواند قدرت ورودی حداکثر 3.7 تا 7 ولت را بپذیرد. هنگامی که سلول به شارژ کامل می رسد ، شارژر به طور خودکار به شارژ قطره ای تبدیل می شود. هنگام شارژ با استفاده از پورت مینی USB ، جریان شارژ محدود به 100 میلی آمپر است. هنگام شارژ با استفاده از جک پلاگین بشکه ، جریان شارژ محدود به 280 میلی آمپر است. سلول خورشیدی در نور خورشید در حدود 5 ولت @ 100mA حداکثر می کند. در صورت نیاز به شارژ سریعتر ، به سادگی از سلول خورشیدی بزرگتری استفاده کنید- یک سلول 6 ولت @ 250mA بسیار خوب کار می کند و به راحتی قابل تهیه و ارزان هستند. من از اندازه سلول خورشیدی استفاده کردم زیرا می خواستم آن بسیار فشرده باشد. من نتوانستم از سازنده متوجه شوم که آیا سلول خورشیدی مورد استفاده من دیود مسدود کننده دارد یا خیر. از دیود مسدود کننده در بسیاری از سیستم های شارژ خورشیدی برای جلوگیری از تخلیه باتری در شرایط کم نور استفاده می شود. RBecho ، عضو Instructables اشاره کرد که مدار شارژ مورد استفاده نیاز به یک دیود مسدود کننده در این برنامه را نادیده می گیرد. می توانید بگویید که سلول خورشیدی چه زمانی انرژی کافی تولید می کند زیرا چراغ قرمز کوچک روی شارژر هنگام شارژ روشن می شود.

مرحله 2: Minty Boost Kit را بسازید

ابتدا کیت MIntyBoost را طبق دستورالعمل آن بسازید. مونتاژ بسیار ساده است- حتی یک مبتدی کامل می تواند این کار را انجام دهد. به جای اتصال نگهدارنده باتری در کیت ، ما قصد داریم یک اتصال JST را به PCB MintyBoost لحیم کنیم. این اتصال کوچک به مدار MintyBoost اجازه می دهد تا به مدار شارژر باتری لیتیوم پلیمر متصل شود. مطمئن شوید که قطبیت را درست دریافت کرده اید! MintyBoost را با اتصال بسته باتری (مطمئن شوید که بسته باتری دارای شارژ است) و مدار شارژر آزمایش کنید. MintyBoost به کانکتور SYS روی برد شارژر متصل می شود و باتری لیتیوم پلیمری نیز به کانکتور GND متصل می شود. حالا در پورت USB شکافی را در قلع Altoids بریده و از چسب دو طرفه برای اتصال PCB به قلع Altoids استفاده کنید. به

مرحله 3: باتری و شارژر را اضافه کنید

حالا یک حفره از طرف دیگر قلع Altoids برش دهید تا شارژر مناسب باشد و مدار شارژ را با چسب دو طرفه به ته قلع Altoid محکم کنید. باتری و PCB MintyBoost را دوباره به مدار شارژ وصل کنید. مطمئن شوید که هیچ چیزی در انتهای هریک از صفحات مدار به انتهای قلع Altoids برخورد نکند.

مرحله 4: سلول خورشیدی را اضافه کنید

چندین روش مختلف برای اتصال سلول خورشیدی وجود دارد. اولین مورد این است که به سادگی سیم های اتصال دهنده را کوتاه کرده و دوشاخه بشکه را به جک بشکه در مدار شارژ متصل کنید.

روش دوم این است که کانکتور را با یک کانکتور JST دیگر جایگزین کرده و آن را به کانکتور سوم که در مدار شارژ با علامت 5 ولت مشخص شده است وصل کنید. من کانکتور JST دیگری نداشتم ، بنابراین فقط یک کانکتور دو شاخه را به مدار شارژ که دو پین باز روی خط 5 ولت وجود دارد ، لحیم کردم. استفاده از روش دوم مطمئناً کمی تمیزتر است ، زیرا شاخه بزرگ لوله را از قلع بیرون نمی آورید. به روز رسانی- از آنجا که مدار شارژ اصلی قطع شده است ، بهترین راه برای اتصال نسخه جدید شارژر Sparkfun LiPo این است که یک کابل USB کوچک را به سیم های سلول خورشیدی متصل کنید تا بتواند مستقیماً به شارژر متصل شود. یک راهنمای ساده در مورد نحوه انجام این کار در اینجا وجود دارد-https://ladyada.net/make/solarlipo/ اکنون سلول خورشیدی را با استفاده از Velcro عرض 2 اینچی به بالای قلع Altoids وصل کنید. من بسته باتری را با یک بسته یک لایه نوار بسته بندی شفاف برای محافظت از آن. سپس بسته باتری به راحتی روی دو برد مدار قرار می گیرد- تقریباً کاملاً مناسب است. حالا MightyMintyBoost خود را در زیر نور آفتاب قرار دهید و آن را شارژ کنید! چراغ قرمز کوچک روی برد شارژر روشن می شود. پس از شارژ کامل دستگاه iPod/iPhone/USB خود را وصل کرده و لذت ببرید!

مرحله 5: سوالات متداول و اطلاعات اضافی

در اینجا لیستی از سوالات متداول وجود دارد: س: آیا می توان باتری لیتیوم پلیمر را بیش از حد شارژ کرد؟ پاسخ: خیر ، شارژر به طور خودکار به شارژ قطره ای تبدیل می شود و سپس خاموش می شود. س: آیا امکان تخلیه کامل باتری لیتیوم پلیمر و A: خیر- باتری دارای مدار قطع ولتاژ پایین خود است که مانع از تخلیه کامل آن می شود- ولتاژ پایین حدود 2.8vQ است: آیا سلول خورشیدی دارای دیود مسدود کننده برای جلوگیری از تخلیه لیتیوم است باتری پلیمری؟ A: دیود مسدود کننده لازم نیست- شارژر لیتیوم پلیمر از نشت جریان باتری جلوگیری می کند. س: چقدر طول می کشد تا باتری لیتیوم پلیمر به طور کامل شارژ شود و چقدر طول می کشد تا iPod/iPhone من شارژ شود؟ A: مدت زمان شارژ کامل بستگی به میزان نور خورشید موجود دارد اما به عنوان یک تخمین تقریبی ، استفاده از سلول خورشیدی کوچک در نور مستقیم خورشید حدود 20 ساعت طول می کشد. استفاده از سلول خورشیدی بزرگتر به راحتی می تواند نیمی یا نه یک سوم زمان را به خود اختصاص دهد. اگر شما آن را از طریق USB یا از منبع تغذیه زگیل دیواری شارژ می کنید ، همین ارقام صادق است. شارژ iPod شما بسیار سریعتر است. سرعت انجام این کار بستگی به ظرفیت باتری دستگاه شما دارد. یک iPod Touch دارای یک باتری 1000 میلی آمپر ساعتی است بنابراین باید آن را در حدود 2 ساعت به طور کامل شارژ کنید. یک آیفون 3G دارای یک باتری 1150 میلی آمپر ساعتی است ، بنابراین کمی بیشتر طول می کشد و یک آیفون 2G دارای یک باتری 1400 میلی آمپر ساعتی است ، بنابراین حدود 3 ساعت طول می کشد. اگر می خواهم از سلول خورشیدی خروجی بالاتر برای شارژ سریعتر استفاده کنم؟ پاسخ: برای استفاده از سلول خورشیدی با ولتاژ خروجی بیشتر از 7 ولت ، شما نیاز به یک تنظیم کننده ولتاژ دارید تا ولتاژ را به حدی برساند که شارژر بتواند از عهده آن برآید. برای محدود کردن خروجی به +5 ولت می توانید از تنظیم کننده ولتاژ 7805 استفاده کنید -هزینه آنها فقط 1.50 دلار است و اتصال آنها بسیار ساده است. 7805 به شما ثابت +5 ولت می دهد و معمولاً تا 1 آمپر خوب است. همچنین می توانید از LM317T که یک تنظیم کننده قابل تنظیم است استفاده کنید ، اما استفاده از آن مدارهای بیشتری را شامل می شود. برخی از افراد از دیودها برای کاهش ولتاژ استفاده می کنند ، زیرا بسیاری از دیودها دارای افت ولتاژ 0.7 ولت هستند اطلاعات بیشتری در اینجا وجود دارد: https://fa.wikipedia.org/wiki/Linear_regulator گزینه دیگر استفاده از پنل خورشیدی 6 ولت/250 میلی آمپر است به این در محدوده ورودی فعلی و محدوده ورودی ولتاژ شارژر لیتیوم پلیمر باقی می ماند. به یاد داشته باشید که می توانید سلولهای خورشیدی کوچکتری را نیز موازی وصل کنید تا جریان موجود را افزایش دهید- دو سلول خورشیدی 5 ولت/100 میلی آمپر که به طور موازی به هم متصل شده اند خروجی 5 ولت @200 میلی آمپر می دهند Q: اگر بخواهم از شارژر با جریان ورودی بیشتر استفاده کنم چه؟ A: Sparkfun دارای یک شارژر لیتیوم پلیمری است که حداکثر آن 1A می باشد: به نظر می رسد روش روشنی برای انجام این کار است؟ A: برای استفاده از شارژر قوی تر 1A ، باید یک سوئیچ دو طرفه را به باتری وصل کنید تا در یک موقعیت باتری به شارژر متصل شود و در موقعیت دیگر باتری به مدار MintyBoost متصل می شود. س: آیا این دستگاه با دستگاه های USB دیگر به غیر از iPod و iPhone کار می کند؟ A: شرط می بندید! در اینجا لیستی وجود دارد: https://www.ladyada.net/make/mintyboost/Q: آیا داخل قوطی Altoids مدار را کوتاه نمی کند؟ پایین تخته از تماس با قسمت داخلی قلع جلوگیری می کند. اگر واقعاً نگران هستید می توانید قسمت داخلی قلع را با نوار بسته بندی شفاف بپوشانید. س: هزینه این کار چقدر است؟ آیا می توانم آن را با هزینه کمتر بسازم؟ آیا مقرون به صرفه است؟ A: اگر همه چیز را طبق لیست خریداری کنید ، 70.75 دلار (بدون احتساب قوطی Altoids یا حمل و نقل) هزینه دارد. از منابع مختلف می توانید مقدار زیادی ذخیره کنید. هر دو مدار شارژ و مدار MintyBoost بصورت آنلاین در دسترس هستند- فقط به صفحات وب ذکر شده در بخش ابزار و مواد مراجعه کنید- آنها نیز در انتهای این صفحه ذکر شده اند. هر دو Maxim و Technology Linear نمونه های رایگان را ارائه می دهند (با توجه به آنها با استفاده از سلول خورشیدی کوچکتر و باتری 2200 میلی آمپر ساعتی ، می توانید آن را با هزینه بسیار کمتر بسازید: باتری 2200 میلی آمپر ساعتی سلول خورشیدی MintyBoost PCBA پس از با افزودن قطعات کوچک برای مدار MintyBoost ، یک PCB خالی کوچک برای مدار شارژ (شما باید خود برد را بچسبانید) و یک کانکتور مینی USB ، می توانید این را با قیمتی در حدود 21.00 دلار (بدون احتساب حمل و نقل و قلع Altoids) بسازید..) البته دقیقاً یکسان نخواهد بود ، اما از نظر عملکردی یکسان خواهد بود. من نمی دانم که آیا باتری 2200 میلی آمپر ساعتی در قلع Altoids نیز جای می گیرد یا خیر. البته اگر کار زیادی در ساخت این نوع مدارها یا اجزای لحیم کاری سطح انجام ندهید ، ممکن است کمی بیشتر عیب یابی شود. بنابراین آیا مقرون به صرفه است؟ مطلقاً فقط به میزان کاری که می خواهید انجام دهید بستگی دارد. در هر صورت ، یک شارژر خورشیدی بسیار مفید و همه کاره دریافت می کنید. س: چگونه مصرف برق و مقادیر معادل CO2 را محاسبه کردید؟.37W.37W x 12.5 ساعت (زمان شارژ بر اساس متوسط ظرفیت باتری) = 4.625 وات 4.625 وات ساعت 365 روز = 1688.125 ساعت در سال 1688.125 ساعت در سال x 30 ، 000 ، 000 واحد فروخته شده = 50 ، 643 ، 750 ، 000Wh در کل در سال (50.644 گرم در ساعت) 50.644 گرم در ساعت در سال x 1.5 پوند CO2 تولید شده در هر کیلو وات ساعت مصرف = 75 ، 965 ، 625 پوند این مقدار کم و بیش حداکثر است ، اما به وضوح پتانسیل کمی برای صرفه جویی جدی در انرژی را نشان می دهد. زمان شارژ خورشیدی 12.5 ساعت در روز برای اکثر کره زمین واقعی نیست ، اما اگر زمان شارژ خورشیدی را در جریان 280 میلی آمپر به تقریبا 4.5 ساعت کاهش دهید ، نتایج همچنان ثابت می مانند. اطلاعات کلی در مورد مدار شارژ لیتیوم پلیمر به عنوان همچنین یک نمودار مدار و برگه اطلاعات را می توانید در اینجا پیدا کنید:.ladyada.net/make/mintyboost/

جایزه بزرگ در مسابقه کارآیی Earthjustice ایالات متحده