Günəş Enerjisində Batareya Saatı Necə Çalışır: 15 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu töhfə 2016 -cı ildəki əvvəlki bir töhfədən sonra gəlir (buraya baxın), ancaq keçən müddət ərzində işi çox asanlaşdıran və performansını yaxşılaşdıran komponentlərdə inkişaflar olmuşdur. Burada göstərilən üsullar, günəş enerjisi ilə işləyən bir saatın qış bağçası və ya sığınacaqlı eyvan kimi yerlərdə və bəlkə də gündüz bir anda kifayət qədər işığın olduğu bir evin içərisində, məsələn, pəncərə və ya şüşəli xarici qapı kimi asanlıqla yerləşdirilməsinə imkan verəcək. təcrübəyə məruz qalacaq. Radio idarə olunan bir saatın istifadəsi illərlə baxımsız qala biləcək bir saatın olması ehtimalını açır.

Təhlükəsizlik Nəzərə alın ki, böyük bir super kondansatör çox enerji saxlaya bilər və qısaldıqda tellərin qısa müddət ərzində qırmızı isti olması üçün kifayət qədər cərəyan yarada bilər.

Əlavə edərdim ki, ilk təlimatda göstərilən saatlar hələ də xoşbəxt işləyir.

Addım 1: Yeni Super Kondansatörler

Yuxarıdakı şəkil 500 Farad tutumlu bir superkondansatörü göstərir. Bunlar eBay -də ucuz satılır və avtomobil mühəndisliyi praktikasında istifadə olunur. İlk məqaləm zamanı müntəzəm olaraq mövcud olan 20 və ya 50 Farad vahidindən kütləvi şəkildə daha böyükdürlər. Şəkildə görə bilərsiniz ki, onlar fiziki cəhətdən kifayət qədər böyükdürlər və əksər saatların arxasına sığmayacaq və ayrıca yerləşdirilməlidirlər.

Məqsədimiz üçün çox vacib olan odur ki, 1,5 Volt -a qədər şarj edildikdə, 500 Farad kondansatöründə, gərginliyin bir Voltdan bir qədər aşağı düşməsindən və üç saat ərzində tipik bir batareya saatı işləməsi üçün kifayət qədər yığılmış enerjinin olmasıdır. Bu o deməkdir ki, kondansatör qışda günəş enerjisinin çatışmaz olduğu vaxtlarda saatı darıxdırıcı dövrlərdə işlədə bilər və sonra parlaq bir günə yetişə bilər.

Son zamanlarda böyük açıq saatların dəb halına gəldiyini və bunların məqalədə göstərilən texnikalara çox uyğun olacağını da burada qeyd etmək olar. (Bu açıq saatların uzun müddət kənarda qalacaq qədər möhkəm olub -olmayacağı mübahisə doğuran bir məsələdir.)

Addım 2: Tələb olunan komponentlər

Batareya saatına ehtiyacınız olacaq. Bu yazıda göstərilən diametri 12 düymdür və İngiltərədəki Anthorn -dan 60 kHz -də ötürülən radio nəzarətlidir. Yerli bir mağazada alınıb.

Digər komponentlər yuxarıdakı şəkildə göstərilmişdir.

500 Farad super kondansatör. (eBay.)

Bir 6 Volt 100mA günəş sistemi. Burada göstərilən ölçü 11 sm x 6 sm -dir və Messrs CPS Solar -dan alınmışdır:

www.cpssolar.co.uk

lakin internetdə geniş yayılmışdır.

Qalan komponentlər elektron komponent təchizatçılarından geniş şəkildə əldə edilə bilər. Messs Bitsbox istifadə edirəm:

www.bitsbox.co.uk/

1 2N3904 silikon NPN transistoru. Yaxşı bir at, ancaq hər hansı bir silikon NPN işləyəcək.

4 1N4148 silikon diod. Kritik deyil, lakin tələb olunan rəqəm dəyişə bilər, sonrakı mətnə baxın.

100 x 75 x 40 mm ABS korpusu. Günəş batareyası qara olduğu üçün qara rəngdən istifadə etdim. Mənim vəziyyətimdə super kondansatör çox az boşluqla təchiz olunmuşdur-növbəti qutunun ölçüsünə keçməyiniz lazım ola bilər!

Stripboard parçası. Mina 127x95mm bir parçadan kəsilmiş və ABS qutusuna girmək üçün doğru genişliyi verir.

Qırmızı və qara telli telə ehtiyacınız olacaq və son montaj üçün boş bir çap lövhəsi və çevik silikon yapışdırıcı istifadə etdim.

Bir lehimləmə dəmiri də daxil olmaqla elektron quruluş üçün təvazökar vasitələrə ehtiyacınız olacaq.

Addım 3: Dövrə

Super kondansatörün maksimum gərginlik dərəcəsi 2,7 voltdur. Saatımızın işləməsi üçün 1,1 ilə 1,5 Volt aralığına ehtiyacımız var. Adi batareyalı elektrikli saat hərəkətləri bunun üzərindəki gərginliklərə dözə bilər, ancaq radio saatının təchizatı gərginliyi çox yüksək olduqda nizamsız ola biləcək elektron sxemləri var.

Yuxarıdakı sxem bir həll göstərir. Dövrə mahiyyətcə bir emitent izləyicisidir. Günəş batareyasının çıxışı 2N3904 tranzistorunun kollektoruna və 22k Ohm rezistor vasitəsilə bazaya tətbiq olunur. Baza ilə yerə qədər, hər bir diodun altında yarım volt ətrafında bir gerilim düşməsi olduğu üçün, 22k Ohm müqavimətlə qidalanan dörd 1N4148 silikon siqnal diodundan ibarət bir zəncirimiz var. şərtlər. Super kondansatörü qidalandıran tranzistor emitentində yaranan gərginlik, lazım olan 1.5 Volt civarındadır, çünki tranzistorda 0.6 Volt gerilim düşməsi var. Transistorun əsas yayıcı qovşağı bu işi yerinə yetirdiyindən günəş batareyasından cərəyanın geri sızmasının qarşısını almaq üçün tələb olunan normal bloklama dioduna ehtiyac yoxdur.

Bu kobud, lakin çox təsirli və ucuzdur. Tək bir Zener diodu diod zəncirini əvəz edə bilər, lakin aşağı gərginlikli Zenerlər daha yüksək gərginlikdə olduğu qədər geniş yayılmamışdır. Zəncirdə daha çox və ya daha az diod istifadə etməklə və ya fərqli irəli gərginlik xüsusiyyətlərinə malik fərqli diodlardan istifadə etməklə daha yüksək və ya aşağı gərginliklər əldə edilə bilər.

Addım 4: Dövrümüzü sınayın 1

Son "sərt" versiyanı istehsal etməzdən əvvəl, hər şeyin yaxşı olduğunu və super kondansatör üçün düzgün gərginlik yaratdığımızı və ən əsası, yaranan gərginliyin 2.7 Volt dərəcəsini keçə bilməyəcəyini yoxlamaq üçün dövrə sınamalıyıq.

Yuxarıdakı şəkildə əvvəlki addımda göstərilən sxemə çox bənzəyən bir test dövrəsini görəcəksiniz, amma burada super kondansatör paralel olaraq 47 kOhm rezistora malik olan 1000 microFarad elektrolitik kondansatörlə əvəz edilmişdir. Rezistor, işıq girişi dəyişdiyi üçün gərginliyin sızmasına imkan verir.

Addım 5: Dövrümüzü sınayın 2

Yuxarıdakı şəkildə, dövrənin bir multimetrdə ölçülən gərginlik çıxışı olan bir lehimsiz çörək taxtasına müvəqqəti olaraq necə bağlandığını görə bilərsiniz. Dövrə, fotoselə çatan işığı dəyişmək üçün pərdələri olan bir pəncərənin yanında qoyulmuşdur.

Multimetr, işıq girişi dəyişdikcə artı və ya mənfi 0.05 Volt olan qənaətbəxş 1.48 Volt göstərir. Məhz bu tələb olunur və bu komponentlər toplusundan istifadə edilə bilər.

Nəticə doğru deyilsə, bu mərhələdə çıxış gərginliyini artırmaq və ya azaltmaq və ya fərqli irəli xüsusiyyətlərə malik fərqli diodlarla təcrübə etmək üçün zəncirdən diod əlavə edə və ya silə bilərsiniz.

Addım 6: Stripboard kəsin

Mənim vəziyyətimdə bu çox asan idi, çünki lövhənin eni 127 mm idi və ABS qutusunun qəliblərinə girmək üçün bir parça biçilmişdi.

Addım 7: Günəş Hüceyrənizi Hazırlayın

Bəzi günəş massivlərində qırmızı və qara tellərin artıq günəş hüceyrəsindəki kontaktlara lehimləndiyini görə bilərsiniz, əks halda günəş batareyasının mənfi əlaqəsinə qara telin uzunluğunu lehimləyin və oxşar uzunluğunda qırmızı telli telin lehinə əlaqə Tikinti zamanı əlaqələrin günəş panelindən çəkilməsinin qarşısını almaq üçün teli çevik silikon yapışqan istifadə edərək günəş batareyasının gövdəsinə bağladım və bunu təyin etdim.

Addım 8: Günəş Hüceyrəsini ABS Qutusuna tətbiq edin

Bağlantı ucları üçün ABS qutusunun altındakı kiçik bir çuxur qazın. Göstərildiyi kimi dörd böyük kukla silikon yapışqan tətbiq edin, birləşdirici telləri delikdən keçirin və günəş batareyasını yumşaq bir şəkildə tətbiq edin. Günəş batareyası ABS qutusu ilə birləşdirici aparatların keçməsinə icazə verərək qürur duyacaq, buna görə də böyük yapışqanlar böyük olmalıdır-fikrinizi bu mərhələdə dəyişdirmək çox qarışıq olacaq! Ayarlamaq üçün buraxın.

Addım 9: İşinizi yoxlayın

İndi yuxarıdakı şəkildəki nəticə kimi bir şeyə sahib olmalısınız.

Addım 10: Gücün Günəş Enerjisi Modulundan çıxması üçün bir delik açın

Bu mərhələdə əvvəlcədən düşünməliyik və gücün enerji blokundan necə çıxdığını və saata qədər necə qidalanacağını düşünməliyik və buna imkan vermək üçün ABS qutusunda bir delik açmalıyıq. Yuxarıdakı şəkil bunu necə etdiyimi göstərir, amma daha çox ortaya doğru gedərək telləri daha az görünən bir yerə qoyaraq daha yaxşı işlər görə bilərdim. Saatınız çox güman ki, fərqli olacaq, buna görə də güc qurğusunu ona təklif edin və qutunun müxtəlif komponentlərlə təchiz olunmasından əvvəl qazılması lazım olan çuxurunuz üçün ən yaxşı mövqeyi hazırlayın.

Addım 11: Komponentləri Stripboarda lehimləyin

Yuxarıdakı şəkildə olduğu kimi komponentləri lövhəyə lehimləyin. Dövrə sadədir və komponentləri yaymaq üçün çox yer var. Lehimin yerə, mövqeyə və çıxışa bağlantılar üçün iki sıra mis bağlamasına icazə verin. Müasir lövhə olduqca zərifdir və çox uzun müddət lehimləmə və sökmə izləri qaldıra bilər.

Addım 12: Günəş enerjisi qurğusunu yığın

Qara və qırmızı telli tel istifadə edərək və polariteyi ciddi şəkildə müşahidə edərək günəş panelini lövhəyə aparır və çıxış gücünü super kondansatörə aparır və bundan sonra nəhayət saata bağlanacaq 18 düymlük bir cüt çıxarır. Qutudan kənarda montaj etmək üçün kifayət qədər tel istifadə edin. İndi lövhə qurğusunu ABS qutusundakı yuvalara daxil edin və vahidi yerində saxlamaq üçün Blu-Tack yastıqlarından istifadə edərək super kondansatörlə izləyin. Təhlükəsizlik üçün çıxışın çılpaq uclarını bir -birindən ayırmaq üçün maskalanma bantından istifadə edərək onların qısalmasını önləyin. Artıq telləri qutudakı qalan boşluğa yumşaq bir şəkildə salın və sonra qapağı vidalayın.

Addım 13: Birimi Saata qoşun

Hər Saat fərqli olacaq. Mənim vəziyyətimdə saatı günəş enerjisi qurğusu ilə evləndirmək, sadəcə saata və günəş qurğusuna silikon yapışqan ilə yapışdırılmış təxminən dörd buçuk -iki düymlük düz bir tərəfli çaplı lövhədən istifadə etməklə bağlı idi. Döşəmə laminatı kifayətdir. Cihazı hələ elektriklə bağlamayın, ancaq saatı və günəş panelini günəş işığına və ya işıqlı bir yerə qoyun və super kondansatörün 1,4 V -ə qədər şarj etməsinə icazə verin.

Kondansatör doldurulduqdan sonra əlaqələri saxlamaq üçün taxta dübel istifadə edərək telləri saata bağlayın. Saat işləməlidir.

Əlavə edilən şəkildəki boş tellərin bir neçə Blu-Tack lövhəsi ilə səliqəyə salındığını qeyd edin.

Addım 14: Bitdi

Yuxarıdakı şəkil, konservatoriyamızda səkkiz saatlıq qış günləri və 'baharın irəli geri düşməsi' ilə mübarizə aparmaq üçün xoşbəxt bir şəkildə qaçdığımı göstərir. Qısa günlərlə payız bərabərliyi gününü keçməyimizə baxmayaraq, təchizat gərginliyi 1.48 Volt ölçür.

Bu qurğu bəlkə də evin içərisində yerləşdirilə bilər, ancaq bu təcrübənin mövzusu olmalıdır. İngiltərədəki evlərin bu günlərdə daha kiçik pəncərələrə sahib olması tendensiyası var və ətrafdakı işıq bir qədər zəif ola bilər, ancaq süni işıq düzəldə bilər balans.

Addım 15: Bəzi Son Düşüncələr

Bəziləri batareyaların çox ucuz olduğunu qeyd edə bilər, buna görə niyə narahat olursunuz? Cavab vermək asan bir sual deyil, amma mənim üçün uzun illər və bəlkə də uzaq və əlçatmaz bir yerdə nəzarətsiz işləyə biləcək bir işə başlamaqdan məmnunluq duyuram.

Başqa bir etibarlı sual "Niyə super kondansatör yerinə Ni/Mh şarj edilə bilən bir hüceyrə istifadə etmirsiniz?". Bu işə yarayacaqdı, elektronika daha sadə ola bilərdi və belə bir hüceyrənin 1.2 Volt işləyən gərginliyi yalnız bir batareya saatının minimum gərginlik tələbinə xidmət edərdi. Yenə də şarj edilə bilən hüceyrələrin sonlu bir ömrü var, halbuki super kondansatörlərin digər elektron komponentlərdən gözlədiyimiz ömrü olacağına ümid edirik, amma bu hələ görünməyəcək.

Bu layihə, avtomobil mühəndisliyində istifadə olunan yüksək dəyərli super kondansatörlərin günəş enerjisindən istifadə edərək asanlıqla doldurula biləcəyini göstərdi. Bu bir çox imkanlar aça bilər:

Günəş batareyası daxil olmaqla hər şeyin şirin bir banka kimi möhkəm bir şüşə korpusa etibarlı şəkildə yerləşdirilə biləcəyi radio mayakları kimi uzaqdan tətbiqlər.

Eyni anda bir neçə dövrə təmin edən bir super kondansatörlü Joule Thief tipli dövrə üçün mükəmməldir.

Super kondansatörler, bütün kondansatörler kimi paralel olaraq asanlıqla bağlana bilər, eyni zamanda balanslaşdırıcı rezistorların çətinliyi olmadan ikisini ardıcıl olaraq yerləşdirmək mümkündür. Cib telefonunu şarj etmək üçün paralel olaraq kifayət qədər son qurğuya sahib olma ehtimalını görə bilərəm.