Ricarica solare di una torcia a 9 LED economica: 14 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

C'è una certa serendipità in questo progetto e il primo esempio di ciò è la scoperta che la base della batteria di una torcia economica ampiamente venduta riposerà bene all'interno di una scatola della batteria di dimensioni D. Ciò consente di realizzare a basso costo un caricabatterie solare molto compatto.

L'immagine composita sopra mostra l'onnipresente torcia sulla destra. A sinistra dell'immagine vediamo la parte posteriore del nostro caricabatterie con l'unità batteria della torcia incastonata in una scatola batteria di dimensioni D. Al centro vediamo la vista frontale del caricabatterie e la cella solare al silicio da 6 Volt 100 milli-Amp.

Ci sono alcuni avvertimenti di cui essere consapevoli e anche se non si desidera realizzare questo progetto, gli utenti di questo tipo di torcia potrebbero leggere la sezione "Niente è mai così semplice" alla fine dell'articolo.

Passaggio 1: ti servirà

Avrai bisogno:

Una torcia con corpo in alluminio a nove LED. Venduto ampiamente su Internet.

Una scatola della batteria di formato D.

Un pannello solare da 6 Volt 100 mA.

Cuscinetti biadesivi.

(Disponibile su Internet da eBay, Amazon ecc. Ho ricevuto il mio da CPS Solar--www.cpssolar.co.uk)

Un diodo raddrizzatore. Sarà sufficiente una valutazione totalmente acritica e a bassa tensione: ho usato IN4001

3 x 10 Ohm resistori. Non è essenziale includerli, ma è utile: vedere il testo.

Il nastro in PVC rosso sarà utile - vedi testo.

Tre celle ricaricabili al nichel/metallo idruro AAA (vedi testo).

Strumenti elettronici di base come un paio di tronchesi e pinze a becchi stretti. Dovrai realizzare un paio di giunti saldati.

In senso orario dall'alto a sinistra, l'immagine in alto mostra la torcia, il vano batterie, i pad bifacciali con il raddrizzatore e tre resistenze in alto e, infine, il pannello solare.

Passaggio 2: preparare il pannello solare 1

Quando ho ricevuto il mio pannello solare aveva i fili collegati. Questi devono essere rimossi con un saldatore. Se il tuo pannello non ha cavi collegati, ignora questo passaggio.

Passaggio 3: preparare il pannello solare 2

Il pannello dovrebbe avere la polarità delle connessioni contrassegnate con '+' e '-' e questo può essere visto nell'immagine sopra. L'immagine mostra anche come all'estremità positiva siano stati aggiunti dei quadrati rossi di nastro in PVC per migliorare l'etichettatura dell'estremità positiva.

Passaggio 4: preparare la scatola della batteria

Occorre ora preparare il box batteria per l'adesione al pannello solare. Abradere delicatamente la parte posteriore della scatola della batteria con carta vetrata o simili, questo è necessario in quanto la scatola della batteria è realizzata con un tipo di materiale in polietilene resistente alle colle più comuni, ma i cuscinetti appiccicosi su entrambi i lati sembrano funzionare. Ora copri completamente la parte posteriore della scatola della batteria con cuscinetti biadesivi e taglia l'eccesso con le forbici affilate.

Passaggio 5: attaccare la scatola della batteria alla cella solare

Rimuovere la carta protettiva dai cuscinetti adesivi su entrambi i lati e offrire la scatola della batteria al pannello solare con l'estremità positiva della scatola all'estremità positiva del caricatore solare, l'estremità positiva della scatola della batteria è contrassegnata nella modanatura e il l'estremità negativa è quella con la molla riccia. Una volta che sei totalmente sicuro dell'orientamento, premi saldamente la scatola della batteria sul pannello solare. Questo è mostrato bene nell'immagine sopra: devi farlo nel modo giusto poiché una volta che hai bloccato la scatola sarà un lavoro molto disordinato per annullarlo!

Passaggio 6: aggiungere il raddrizzatore e i resistori--1

Per prima cosa consideriamo uno schema circuitale dell'assemblaggio finale come mostrato nell'immagine sopra. Il pannello solare genera energia che viene alimentata alle tre celle ricaricabili tramite un diodo raddrizzatore. Le tre resistenze da 10 Ohm (opzionali) cablate in parallelo completano il circuito.

Il diodo è necessario per evitare che le batterie si scarichino lentamente attraverso la cella solare quando non sono illuminate.

I tre resistori opzionali sono utili in quanto durante la carica la corrente che li attraversa genera una piccola tensione che può essere misurata con un voltmetro sensibile che consente di monitorare la corrente di carica. I tre resistori da 10 Ohm in parallelo danno una resistenza combinata di 3,3 Ohm e se, ad esempio, misuriamo una tensione di 0,1 ai loro capi allora la legge di Ohm, I = V/R, mostra che la corrente che passa è 0,1/3,3 = 0,03 Amp.

Passaggio 7: aggiungere il raddrizzatore e i resistori--2

Ora collega il diodo raddrizzatore tra il collegamento positivo del pannello solare e l'estremità positiva della scatola della batteria saldando come mostrato nella parte sinistra dell'immagine in alto nella grafica composita sopra. Allo stesso modo, saldare i tre resistori in parallelo tra l'estremità negativa della scatola della batteria e il lato negativo del pannello solare. Questo può essere visto sul lato destro dell'immagine in alto sopra. Entrambe le connessioni sono cerchiate in rosso e possono essere viste meglio nelle due immagini in basso.

Se non si desidera l'impianto di misurazione della corrente, è sufficiente collegare un pezzo di filo tra l'estremità negativa della scatola della batteria e il lato negativo del pannello solare.

Passaggio 8: batterie--1

L'immagine sopra mostra i componenti della nostra torcia con il supporto batteria pronto per essere caricato con le batterie.

Passaggio 9: batterie--2

L'immagine sopra mostra quattro batterie nichel/metallo idruro acquistate dal nostro negozio di sterline locale a due per libbra. Tale economicità ha un costo: hanno una capacità di soli 350 mA/ora, ma questo sarà sufficiente per il funzionamento della torcia. Qualunque cosa tu usi, cerca di assicurarti che siano il più simili possibile tra loro e idealmente dello stesso lotto di questo caso.

Passaggio 10: familiarizzare con la base della batteria

L'immagine composita sopra mostra le due estremità della base della batteria. L'estremità positiva ha un pip per la connessione e l'estremità negativa ha una fossetta. Nota che la polarità è segnata sul metallo - ignora i vantaggi e gli svantaggi stampati nella plastica - questi si riferiscono alla polarità della batteria in quel punto nella base.

Passaggio 11: aggiungi le batterie

Inserisci le tue tre celle ricaricabili nel modo normale con l'estremità negativa della batteria che va contro la molla a spirale in ogni caso.

Il prossimo passo è importante. È facile inserire la base con le sue batterie nella torcia o nel caricatore al contrario poiché l'unità è quasi perfettamente simmetrica. Se metti l'unità nella torcia nel modo sbagliato, non importa in particolare perché la torcia non funziona (i LED sono diodi). MA se metti l'unità nel caricabatterie nel modo sbagliato, caricherai il batterie nel modo sbagliato! Quindi, utilizzando le informazioni del passaggio precedente, riduci la probabilità di errori contrassegnando l'estremità positiva con un pezzo di nastro in PVC rosso come mostrato nell'immagine sopra. Durante l'uso, assicurarsi che l'estremità rossa della base corrisponda ai quadrati rossi sul caricabatterie.

Passaggio 12: inserire le batterie Cradle Plus nel caricabatterie

La base della batteria può ora essere inserita nel caricabatterie. Premere l'estremità negativa dell'unità batteria contro la molla a ricciolo della scatola della batteria e individuare il polo positivo contro la connessione positiva. Scoprirai che la base della batteria si appenderà all'interno della scatola della batteria in modo abbastanza positivo e ci vuole una forza abbastanza consistente per spostarla.

Questo è ben mostrato nella foto sopra.

Il caricabatterie è ora pronto per l'uso.

Passaggio 13: distribuire il caricabatterie

Il modo in cui usi il caricabatterie dipende dalle circostanze. L'immagine sopra mostra l'unità appoggiata con un ornamento contro una finestra nel nostro giardino d'inverno, ma puoi aggiungere un anello e appenderlo a una finestra o all'esterno in condizioni adeguatamente asciutte.

Il tasso di addebito dipenderà molto dalle condizioni locali. Qui nel sud-ovest del Regno Unito, ad esempio, in piena copertura nuvolosa e pioggia a marzo, la cella solare produce solo circa quattro Volt, il che è insufficiente per produrre alcuna corrente, mentre la luce solare modesta fornisce una velocità di carica di circa trenta milli Ampere. Per quanto tempo lasci l'unità in carica varierà quindi. Altrettanto importante sarà la capacità delle celle che potrebbe arrivare fino a 800 milliAmp/ora, quindi potrebbe richiedere da un giorno a diversi giorni. La carica completa può essere indicata da una tensione di circa 4,1 Volt attraverso le tre celle.

Passaggio 14: niente è mai così semplice

Il video sopra pubblicato su YouTube da "themetalwithin" rende la visione che fa riflettere. La saggezza convenzionale è che un LED deve avere un resistore in serie con esso e la fonte di alimentazione per limitare la corrente attraverso i LED e molto probabilmente a 20 mA per LED. Incredibilmente queste torce economiche NON hanno alcun resistore limitatore di corrente in serie ed è possibile danneggiare i LED soprattutto se si utilizzano batterie in grado di fornire una corrente elevata. Se usi celle al litio AAA, e sono disponibili, allora la tua torcia potrebbe avere una vita molto brillante ma breve e questo probabilmente si applicherà alle celle alcaline nuove ad alte prestazioni. Coloro che non realizzano questo progetto potrebbero essere meglio consigliati di utilizzare celle al cloruro di zinco e accettare una minore emissione di luce ma una maggiore durata della torcia.

La serendipità potrebbe applicarsi di nuovo qui poiché questo articolo si basa su celle al nichel/idruro metallico che funzionano a circa 1,2 Volt e che saranno più delicate con la torcia, tuttavia, ho detto che sto misurando un consumo di circa 0,45 Ampere che funziona a circa 50 mA per LED e che sembrerebbe un po' eccessivo. Tuttavia, non ho avuto problemi con il degrado dei LED durante l'uso, quindi forse i LED utilizzati in queste torce hanno valutazioni più elevate e i produttori di torce sanno qualcosa che io non so: se ti guardi intorno puoi sicuramente trovare singoli LED classificati a 100 mA. Il collaboratore "themetalwithin" ha acceso le sue torce per lunghi periodi, quindi tienilo a mente.