Come Realizzare un Caricatore Solare per iPod/iPhone - alias MightyMintyBoost: 5 Passaggi (con Immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Volevo un caricabatterie per il mio iPodTouch e MintyBoost è stata sicuramente la mia prima scelta. Volevo andare un po' oltre e renderlo non solo ricaricabile ma anche alimentato a energia solare. L'altro problema è che l'iPhone e l'iPodTouch hanno batterie grandi e scaricheranno le due batterie AA nel MintyBoost piuttosto rapidamente, quindi volevo aumentare anche la potenza della batteria. Quello che volevo davvero era un MightyMintyBoost!

Apple ha venduto oltre 30 milioni di unità iPodTouch/iPhone: immagina di caricarle tutte tramite l'energia solare…. Se ogni iPhone/iPodTouch venduto fosse completamente carico ogni giorno (media della capacità della batteria) tramite l'energia solare anziché l'energia dei combustibili fossili, risparmieremmo circa 50,644 gWh di energia, approssimativamente equivalente a 75, 965, 625 libbre. di CO2 nell'atmosfera all'anno. Certo, questo è lo scenario migliore (supponendo che tu possa ottenere abbastanza luce solare al giorno e circa 1,5 libbre di CO2 prodotta per kWh utilizzato.) Naturalmente, questo non compare nemmeno in tutti gli altri iPod, telefoni cellulari, PDA, microcontrollori usalo per alimentare i miei progetti Arduino) e altri dispositivi USB che possono essere alimentati da questo caricabatterie: un piccolo caricabatterie per celle solari potrebbe non sembrare che possa fare la differenza, ma aggiungi tutti quei milioni di dispositivi insieme e questa è molta energia! Ci sono alcune caratteristiche davvero interessanti di questo caricabatterie: È alimentato a energia solare! È piccolo. Grande capacità della batteria: 3,7 V @ 2000 mAh Il caricabatterie di bordo si carica tramite solare, USB o verruca a muro. Accetta alimentazione in ingresso da 3,7 V a 7 V. Rimuovi la cella solare dopo la ricarica e hai un bel alimentatore USB compatto. Scollega la cella solare e usa il velcro per fissare il MightyMintyBoost all'interno di uno zaino o di una borsa a tracolla: ora collega una cella solare più grande attaccata alla borsa per una ricarica ancora più rapida. Utilizzando una cella solare leggermente più grande (6v/250mAh) puoi generare energia sufficiente per caricare completamente un iPhone in circa 5,5 ore e un iPod Touch in 4 ore. Costruire questo è davvero facile e diretto: mi ci è voluto solo un'ora, quindi segui e costruisci uno per te! Nota di sicurezza e disclaimer generale: fare attenzione a tagliare la latta di Altoids in quanto può avere dei bordi davvero affilati, se necessario limarli lisci. Assemblare questo a proprio rischio: anche se è davvero facile da costruire, se sbagli qualcosa c'è il rischio di danneggiare il dispositivo elettronico che stai cercando di caricare. Prestare attenzione nei lavori di assemblaggio e saldatura e seguire le buone pratiche di sicurezza. Utilizzare solo un tipo di caricabatterie progettato specificamente per il tipo di batteria che si sta utilizzando. Si prega di leggere l'intero Instructable prima di fare domande: se ci sono domande basta chiedere e ti aiuterò nel miglior modo possibile!

Passaggio 1: strumenti e materiali

Ecco di cosa avrai bisogno per costruire il tuo MightyMintyBoost:

Strumenti: Saldatore Forbici Tagliafili Pinze (o muiltitool) Multimetro Cesoie metalliche Nastro trasparente da imballaggio Materiali: Kit MintyBoost Caricabatterie ai polimeri di litio (quello originale specificato è stato interrotto) Per prestazioni migliori utilizzare il caricabatterie solare Adafruit al litio (i collegamenti sono simili ma è leggermente più grande - vedi aggiornamento sotto) Batteria ai polimeri di litio da 3,7 V 2000 mAh Connettore/cavo JST Piccola cella solare 2 "x 3" con retro adesivo Velcro Piccoli quadrati biadesivi in latta Altoids 7/10/10 AGGIORNAMENTO: Adafruit ora vende anche tutte le parti necessarie per realizzare questo un po' più potente. Dai un'occhiata qui!https://www.adafruit.com/blog/2010/07/09/how-to-make-a-solar-mintyboost-a-solar-power-charger-for-your-gadgets/7 /18/11- UN ALTRO AGGIORNAMENTO: Adafruit ha recentemente introdotto un nuovo caricabatterie LiPo progettato specificamente per la ricarica solare con prestazioni molto migliori. Non è così piccolo, ma i guadagni in termini di prestazioni ne valgono la pena. Dai un'occhiata e leggi il design qui-https://www.adafruit.com/products/390 Alcune note: Il caricabatterie ai polimeri di litio a cella singola può accettare una potenza di ingresso che va da 3,7 a 7 V massimo. Quando la cella raggiunge la carica completa, il caricabatterie passerà automaticamente alla ricarica di mantenimento. Quando si carica utilizzando la porta mini USB, la corrente di carica è limitata a 100 mA. Quando si carica utilizzando la presa a barilotto, la corrente di carica è limitata a 280 mA. La cella solare raggiunge il massimo a circa 5v @ 100mA in pieno sole. Se hai bisogno di una ricarica più veloce, usa semplicemente una cella solare più grande: una cella da 6 V a 250 mA funzionerebbe molto bene e sono facilmente ottenibili e poco costose. Ho usato le dimensioni della cella solare che ho fatto perché volevo che fosse super compatto. Non sono riuscito a scoprire dal produttore se la cella solare che ho usato ha un diodo di blocco. Un diodo di blocco viene utilizzato in molti sistemi di ricarica solare per evitare che la cella solare scarichi la batteria in condizioni di scarsa illuminazione. Il membro di Instructables RBecho ha sottolineato che il circuito di carica utilizzato nega la necessità di un diodo di blocco in questa applicazione. Puoi sapere quando la cella solare sta producendo abbastanza energia perché il piccolo LED rosso sul caricabatterie si accenderà durante la ricarica.

Passaggio 2: crea il kit Minty Boost

Per prima cosa costruisci il kit MIntyBoost secondo le sue istruzioni. È davvero facile da montare, anche un principiante può farlo. Invece di collegare il portabatteria nel kit, salderemo un connettore JST al PCB MintyBoost. Questo minuscolo connettore consentirà quindi al circuito MintyBoost di collegarsi al circuito del caricabatterie ai polimeri di litio. Assicurati di ottenere la polarità corretta! Prova MintyBoost collegando il pacco batteria (assicurati che il pacco batteria sia carico) e il circuito del caricabatterie. Il MintyBoost si collega al connettore contrassegnato SYS sulla scheda del caricabatterie e la batteria ai polimeri di litio si collega al connettore contrassegnato GND. Ora taglia una tacca nella scatola Altoids per la porta USB e usa del biadesivo per montare il PCB sulla latta Altoids.

Passaggio 3: aggiungere la batteria e il caricabatterie

Ora ritaglia una tacca dall'altro lato della latta Altoids per adattarla al caricatore e fissa il circuito di carica sul fondo della latta Altoids con biadesivo. Ricollegare la batteria e il PCB MintyBoost al circuito di ricarica. Assicurati che nulla sul fondo di uno dei circuiti stampati tocchi il fondo della scatola degli Altoids.

Passaggio 4: aggiungere la cella solare

Ci sono un paio di modi diversi per collegare la cella solare. Il primo è semplicemente accorciando i cavi del connettore e inserendo la spina cilindrica nella presa cilindrica sul circuito di ricarica.

Il secondo metodo consiste nel sostituire il connettore con un altro connettore JST e collegarlo al terzo connettore contrassegnato 5v sul circuito di ricarica. Non avevo un altro connettore JST a portata di mano, quindi ho appena saldato un connettore a due poli recuperato al circuito di ricarica dove ci sono due pin aperti sulla linea 5v. Usare il secondo metodo è sicuramente un po' più pulito dal momento che non hai il grande tappo a botte che sporge dal lato della latta. AGGIORNAMENTO- Poiché il circuito di ricarica originale è stato interrotto, il modo migliore per collegare la nuova versione del caricatore LiPo Sparkfun consiste nel collegare un cavo mini USB ai fili della cella solare in modo che possa collegarsi direttamente al caricabatterie. C'è una semplice guida su come farlo qui: https://ladyada.net/make/solarlipo/ Ora attacca la cella solare alla parte superiore della latta degli Altoids usando del velcro largo 2 . Ho avvolto il pacco batteria con un strato di nastro adesivo trasparente per proteggerlo. Quindi il pacco batteria è semplicemente appoggiato sopra i due circuiti stampati: è una misura quasi perfetta. Ora posiziona il tuo MightyMintyBoost sotto il sole splendente e caricalo! Dovresti vedere un il piccolo LED rosso sulla scheda del caricabatterie si accende. Una volta che è completamente carico, collega il tuo iPod/iPhone/dispositivo alimentato tramite USB e divertiti!

Passaggio 5: domande frequenti e informazioni aggiuntive

Ecco un elenco di domande frequenti: D: È possibile sovraccaricare la batteria ai polimeri di litio? R: No, il caricabatterie passerà automaticamente alla carica di mantenimento e poi si spegnerà. D: È possibile scaricare completamente la batteria ai polimeri di litio e danneggiarlo? R: No, la batteria ha il proprio circuito di interruzione a bassa tensione che ne impedirà lo scaricamento completo: l'interruzione a bassa tensione è di circa 2,8 vQ: La cella solare ha un diodo di blocco per evitare che scarichi il litio Batteria ai polimeri? R: Non è necessario alcun diodo di blocco: il caricabatterie ai polimeri di litio impedisce alla batteria di perdere corrente. D: Quanto tempo occorre per caricare completamente la batteria ai polimeri di litio e quanto tempo occorre per caricare il mio iPod/iPhone?: Quanto tempo ci vorrà per caricare completamente dipende dalla quantità di luce solare disponibile, ma a titolo di ipotesi approssimative ci vorrebbero circa 20 ore utilizzando la piccola cella solare alla luce diretta del sole. L'utilizzo di una cella solare più grande potrebbe facilmente richiedere la metà se non un terzo del tempo. Quelle stesse cifre si applicherebbero se lo caricassi tramite USB o usando un alimentatore da parete. La ricarica del tuo iPod è molto più veloce. La velocità dipende dalla capacità della batteria del tuo dispositivo. Un iPod Touch ha una batteria da 1000 mAh, quindi dovrebbe caricarlo completamente in circa 2 ore. Un iPhone 3G ha una batteria da 1150 mAh quindi ci vorrà un po' più tempo e un iPhone 2G ha una batteria da 1400 mAh, quindi ci vorranno circa 3 ore. D: Il caricabatterie ai polimeri di litio ha un intervallo di tensione di ingresso da 3,7 V minimo a 7 V massimo, se voglio utilizzare una cella solare a potenza maggiore per una ricarica più rapida? R: Per utilizzare una cella solare con un'uscita di tensione superiore a 7 V, è necessario un regolatore di tensione per ridurre la tensione a un livello che il caricabatterie può gestire. Potresti usare un regolatore di tensione 7805 per limitare l'uscita a +5v - costano solo circa $ 1,50 e sono molto semplici da cablare. Il 7805 ti darà come fisso +5v e di solito è buono fino a 1A di corrente. Potresti anche usare un LM317T che è un regolatore regolabile, ma richiederebbe un po' più di circuiti da usare. Alcune persone usano anche i diodi per far cadere la tensione, poiché molti diodi hanno una caduta di tensione di.7v Ci sono molte più informazioni qui: https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_regulator L'altra opzione sarebbe quella di utilizzare un pannello solare 6v/250mA. Questo rimarrà all'interno dell'intervallo di ingresso corrente e dell'intervallo di ingresso di tensione del caricabatterie ai polimeri di litio. Ricorda che puoi anche collegare celle solari più piccole in parallelo per aumentare la corrente disponibile: due celle solari 5v/100mA collegate insieme in parallelo daranno un'uscita di 5v @200mA D: E se volessi usare un caricabatterie con una corrente di ingresso maggiore limite? A: Sparkfun ha un caricatore ai polimeri di litio che arriva al massimo a 1A: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8293Q: Come collegherei il caricatore più potente - non c'è sembra essere un modo chiaro per farlo? R: Per utilizzare il caricabatterie da 1 A più potente è necessario collegare un interruttore a due vie alla batteria in modo che in una posizione la batteria sia collegata al caricabatterie e nell'altra posizione il la batteria sarebbe collegata al circuito MintyBoost. D: Funzionerà con dispositivi USB diversi da iPod e iPhone? R: Puoi scommetterci! C'è una lista qui: https://www.ladyada.net/make/mintyboost/Q: L'interno dell'Altoids non può cortocircuitare il circuito? R: No, l'uso di nastro biadesivo in schiuma per montare i circuiti mantiene il fondo del tagliere venga a contatto con il fondo interno della latta. Se sei davvero preoccupato puoi coprire il fondo interno della latta con del nastro adesivo trasparente. D: Quanto costa? Posso costruirlo per meno? È conveniente? R: Se acquisti tutto come elencato costerebbe $ 70,75 (esclusa la latta Altoids o la spedizione). Se volessi costruirlo usando il PCB MintyBoost di Adafruit, costruendo il tuo circuito di ricarica e fornendo le tue parti da varie fonti puoi risparmiare un bel po'. Sia il circuito di ricarica che il circuito MintyBoost sono disponibili online - basta andare alle pagine web elencate nella sezione strumenti e materiali - sono elencati anche in fondo a questa pagina. Sia Maxim che Linear Technology forniscono campioni gratuiti (secondo il loro siti web) dei loro circuiti integrati, quindi devi solo fornire tutti gli altri bit (disponibili da posti come Mouser e Digikey.) Usando una cella solare leggermente più piccola e una batteria da 2200 mAh è possibile costruirla per molto meno: batteria da 2200 mAh cella solare MintyBoost PCB Dopo sommando le piccole parti per il circuito MintyBoost, un piccolo PCB vuoto per il circuito di ricarica (dovresti incidere la scheda da solo) e un connettore mini USB, potresti teoricamente costruirlo per circa $ 21,00 (esclusa la spedizione o un barattolo Altoids.) Non sarebbe esattamente lo stesso, ovviamente, ma sarebbe lo stesso dal punto di vista funzionale. Non so nemmeno se la batteria da 2200 mAh entrerebbe in una lattina di Altoids. Sarebbe molto più lavoro ovviamente, e ci potrebbe essere un bel po' di risoluzione dei problemi se non hai esperienza nella costruzione di questi tipi di circuiti o nella saldatura di componenti a montaggio superficiale. Quindi è conveniente? Assolutamente, dipende solo dalla quantità di lavoro che vuoi fare. Ad ogni modo, ottieni un caricabatterie solare molto utile e versatile. D: Come hai calcolato l'utilizzo di energia e i valori equivalenti di CO2? A: Ecco la matematica-3,7 v (tensione nominale LiPo) x 0,1 A (corrente di carica solare) =.37 W.37 W x 12,5 ore (tempo di ricarica basato sulla capacità media della batteria) = 4,625 Wh 4,625 Wh x 365 giorni = 1688,125 Wh all'anno1688.125 Wh all'anno x 30.000.000 unità vendute = 50, 643, 750.000 Wh in totale utilizzato all'anno (50.644 gWh) 50,644 gWh all'anno x 1,5 libbre di CO2 prodotta per kWh utilizzato = 75, 965, 625 libbre. CO2 prodotta all'anno Questi sono valori più o meno massimi, ma mostrano chiaramente un potenziale per un serio risparmio energetico. Un tempo di ricarica solare di 12,5 ore al giorno non è realistico per la maggior parte del pianeta, ma se si riduce il tempo di ricarica solare a circa 4,5 ore a una corrente di 280 mA, i risultati rimangono gli stessi. Informazioni generali sul circuito di ricarica ai polimeri di litio come oltre a uno schema elettrico e una scheda tecnica sono disponibili qui: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=726 Una descrizione completa e la documentazione del circuito MintyBoost sono disponibili qui:

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