Всё о мобильной энергии, солнечных батарея, ветряках и другой электроники Обсуждение солнечных батарей, вертяков, генераторов и другой электроники
 
  Регистрация | Войти На главную Добавить статью Форум Поиск  RSS Наш твиттер Контакты 14 мая 2021, Пятница  
MobiPower.ru
 О сайте
 Новости
 солнце
 термоэлектричество
 механика
 аккумуляторы
 освещение
 электроника
 прочее (экзотика)
 новинки рынка
 Сделай сам
 Обзоры и тесты
 Библиотека
 Форум
 Ссылки
 Контакты

Новости на e-mail
Подписаться на e-mail рассылку новых статей сайта Mobipower.ru



Новое на форуме

Контроллер для ветряка
Автор: nik34
07.05.2021 в 21:26

Батарея на крыше авто
Автор: LeonidS
26.02.2021 в 14:40

Техническое обсуждение ВЦ7 (+альт. прошивка)
Автор: nik34
09.01.2021 в 23:46

Топливные элементы
Автор: plumber27
24.11.2020 в 06:51

АКБ греется
Автор: nik34
15.10.2020 в 23:15

Сборка батареи для электромотоцикла
Автор: nik34
11.10.2020 в 10:54

Преобразователь с 12В на 8,4В
Автор: nik34
08.07.2020 в 11:26

Неужели ОН и правда столько жрет?
Автор: Grao
16.06.2020 в 15:45

Сол-1000 - модульная и масштабируемая электростанция
Автор: nik34
31.05.2020 в 13:39

Модульный накопитель
Автор: nik34
29.05.2020 в 22:56

Перейти на форум

Сейчас на сайте
101 человек

в т.ч. гостей: 101
пользователей: 0

Всего: 1174

Это может быть полезно
Чистка ноутбуков от пыли   Инфо для Вас. факультет дизайна в вузах в Мск . ion.ranepa.ru.


Мобильная подзарядка (типовые решения). Часть 1


Разместил 04.03.2010   nik34

Сделай сам nik34 прислал:

Гибкая солнечная батарея и аксессуары
Первая часть цикла статей, в который планирую описать типовые решения при зарядке различных устройств в полевых условиях.





  
Поделиться этой страницей в:


Пользователи, которые ранее не сталкивались с необходимостью заряжать свои гаджеты в походных условиях, зачастую испытывают затруднения в выборе подходящей солнечной батареи и/или электроники для того, чтобы без проблем зарядить свои устройства. Какой мощности должна быть солнечная батарея? Какую электронику взять? Всегда ли нужен стабилизатор или лучше взять накопитель и какой? Ну, и т.д.

Для ответа на часть из этих вопросов, решил написать несколько статей, в которых бы описывались типовые задачи электропитания и способы их решения. Фактически хочу описать несколько типовых наборов.

Начнем, как водится, с самого простого набора. Назовём его "Комплект-минимум". Он включает в себя:

1. Гибкую солнечную батарею 4Вт (6В, 0.66А рабочих).
2. Батарейный отсек на 4АА(ААА) аккумулятора.
3. Стабилизатор кабель с USB выходом.
4. Опционально. Зарядник "лягушка" для Li-Ion аккумуляторов 3.7В.

Зарядный комплект из гибкой солнечной батареи 4Вт, импульсного стабилизатора напряжения, батарейного отсека и зарядного устройства

Рис.1. Типовой минимальный набор. (Телефон для сравнения размеров).

С помощью такого набора возможно заряжать "пальчики", запитать сотовый телефон или любое маломощное устройство, способное работать от USB, зарядить литиевые аккумуляторы на 3.7В.

Для начала немного технических характеристик "ингредиентов".

 Солнечная батарея.

Гибкая солнечная батарея 4Вт
 
Рис.2. Солнечная батарея сложенная.

Характеристики:

- Выходная мощность 4Вт,
- Выходное напряжение - 6В(рабочее), 8В(без нагрузки),
- Выходной ток - 0.66А(рабочий), около 0.76А(при коротком замыкании),
- Габариты сложенной - 20х20х0.6см, раскрытой 20х40см
- Вес около 250г.
- Цена на март 2010г - 3500р.

Из особенностей батарей можно отметить следующие:

1. Гибкость, т.е. они гнутся и не ломаются.

2. В отличие от многих импортных аналогов, электроды на фотоэлементах в "нашей" солнечной батарее выполнены тонким проводом, а не напылением. Напылённые электроды, как показывает практика, в половине случаев отваливаются через полгода-год эксплуатации и батарею приходится выбрасывать, а проволочные - практически никогда.

3. Замечательное свойство данных солнечных батарей - малая зависимость выходного напряжения от освещённости, меняется, в основном, ток, который пропорционален освещению. Т.е. даже если света станет в десяток-другой раз меньше, выходное напряжение почти не изменится и зарядка устройств всё равно будет продолжаться, хотя и более медленно. Реально измерено, когда освещение и ток снижались в триста раз выходное напряжение падало всего на треть.

4. Эти фотоэлементы практически не выгорают. На практике такая батарея стоит уже на крыше в Москве более 14 лет, за это время её ток снизился всего на 4%. Т.е. для туриста, который раскрывает её лишь периодически, можно считать, что батарея "вечная".

5. Батарея герметична, т.е. купание ей не опасно. Если искупали, просто просушите её и всё.

Электрические характеристики фотоэлементов были подробно описаны в более ранней статье "Солнечные батареи SunCharger. (Технические характеристики.)".

Батарейный отсек.

Обычный батарейный отсек с крышкой. Без электроники. На его выходе разъём для непосредственного подключения к солнечной батарее. Обратного диода в нём нет, т.к. он уже установлен внутри солнечной батареи. Цена около 150р.

Стабилизатор-кабель.

Представляет собой понижающий импульсный стабилизатор с высоким КПД, который для минимизации габаритов выполнен в виде платы, обтянутой термоусадкой. Он имеет фиксированное выходное напряжение 5.4В, и неизменяемый порог максимального выходного тока - либо 0.5А, либо 1.5А. Для работы с солнечной батареей можно брать стабилизатор с током 1.5А, т.к. все равно ток будет ограничиваться самой солнечной батареей.

Импульсный понижающий стабилизатор напряжения в кабеле

Рис.3. Стабилизатор-кабель.
 
Характеристики:

- Входное напряжение от 6 В до 20 В.
- Выходное напряжение 5.4В.
- Выходной ток - либо 0.5А, либо 1.5А.
- Входной разъём - стандартный разъём питания 5.5х2.1мм.
- Выходной разъём - USB-А.
- Цена на март 2010 - 250р

Зарядник для LiIon аккумуляторов "лягушка".

Это полноценный зарядник, который питаясь от 5В USB, позволяет заряжать LiIon аккумуляторы с напряжением 3.7В, которые в большинстве случаев устанавливаются во всех мелких гаджетах. О токе зарядки и о её окончании сообщают светодиоды. Зарядка идет стабильным током около 0.5А, который лишь в конце зарядки снижается до 0.3...0.2А. Т.е. зарядка достаточно быстрая.

Расположение электродов не важно, как в торце аккумулятора, так и на какой-либо боковой поверхности. Расстояние между электродами также регулируется, т.к. контакты в "лягушке" подвижны.

Полярность также не важна, т.к. она определяется автоматически.

Цена зарядника на март 2010г. около 150р.

Зарядка Ni-Cd/Ni-Mh "пальчиков".

Зарядка пальчиков АА от гибкой солнечной батареи

Рис.4. Подключение батарейного отсека к солнечной батарее.

Батарейный отсек подключается к выходу солнечной батареи. Внутри батарейного отсека нет никакой электроники, которая в данном случае не слишком нужна. Поскольку ток солнечной батареи относительно невелик, то аккумуляторы, даже уже будучи заряженными, могут его пропускать через себя без повреждения.

Какова же будет скорость зарядки? Посчитаем. 
Если батарея даёт на ярком солнце до 0.66А, то таким током 4АА пальчика по 2500мАч будут заряжены за 2500мАч/660мА = 3.8 часа.

"Идеальные" условия - это примерно так же как в Крыму летом в полдень. На широте Москвы летом освещенность составляет около 0.85…0.9 от "идеала", т.е. получится 4…5 часов на зарядку 4АА по 2500мАч. Конечно, в действительности это время стоит ещё увеличить в полтора-два раза - тут и не точная ориентировка на солнце, и периодические облака, да и утром-вечером, когда солнце не в зените, световой поток также снижается.
Кстати, проверял, на севере Карелии солнце летом жарит сильнее, чем в Москве примерно на 20%, т.е. батарея вырабатывает столько же электричества, как на юге, н-р, в Крыму.

Таким образом, отвечая на вопрос выше, сколько надо времени, чтобы зарядить 4АА можно ответить - примерно, день, если просто бросить солнечную батарею на горизонтальную поверхность и солнце хотя бы иногда закрывают облака.

Следующий вопрос, как следить, что аккумуляторы зарядились? Вариантов несколько.
Первый - не следить никак. Если солнца мало, то ток зарядки небольшой и аккумуляторы, даже будучи заряженными могут лежать в батарейном отсеке и продолжать заряжаться. При этом они не испортятся. Т.е. есть возможность выложить на зарядку - выкладываем всегда.
Второй - если солнце достаточно сильное, то в конце зарядки аккумуляторы начнут нагреваться. Как температура достигла такой, когда сложно удержать рукой (около 50 гр.С), то можно считать, что аккумуляторы зарядились.
Третий - можно померять напряжение на аккумуляторах, правда, для этого нужно иметь мультиметр. Когда напряжение достигло примерно 1.4В, то также можно считать, что зарядка завершена.

Но в реальной практике, "пальчики" всегда ставятся на зарядку, когда есть такая возможность и особо о контроле не думается, т.к., повторюсь, мощность солнечной батареи невелика и процесс безопасен.

И напоследок по аккумуляторам. Можно одновременно заряжать от 1шт до 4шт NiCd/NiMh"пальчиков". Скорость зарядки что одного, что четырех будет примерно одинакова. Поэтому выгоднее заряжать четверками.

Зарядка сотового телефона.

Зарядка сотового от нашей солнечной батареи с выходным напряжением 6В в простейшем случае может выполняться напрямую, без стабилизации напряжения. Также, с батареей 4Вт, можно обойтись и без ограничения тока, т.к. ток от солнечной батареи невелик и для телефона безопасен.

Правда, чтобы подключиться к солнечной батарее, в данном случае, нужно будет поработать руками, т.к. штатно переходников с круглого разъёма (5.5х2.1мм), который стоит на выходе солнечной батареи, на телефонный не существует и изготовить его придётся самому, например, отрезав от старого зарядника.

Однако, лучше использовать стабилизатор. Имеются в виду, стабилизаторы, представленные на сайте www.vampirchik-sun.nm.ru, - это регулируемый импульсный стабилизатор или стабилизатор-кабель. В нашем простом комплекте логичнее взять последний, т.к. при входном напряжении 6..8В возможности дополнительных регулировок напряжения и тока становятся неактуальными.

Если предполагается его использование только с солнечной батарей, то можно брать стабилизатор-кабель как на 0.5А(зеленый), так и на 1.5А(синий), т.к. выходной ток всё равно будет лимитироваться солнечной батареей, а не стабилизатором.

Стабилизатор напрямую втыкается в разъём солнечной батареи. (См.Рис.5 и Рис.3.)

Выходной разъём гибкой солнечной батареи

Рис.5. Выходной разъём солнечной батареи.

Стабилизатор-кабель имеет на выходе стандартный разъем USB-А, поэтому к нему можно подключить множество разных устройств. В частности, для подключения сотовых телефонов можно использовать набор переходников с USB на мобильник.

Набор переходников для зарядки сотовых телефонов

Рис.6. Набор переходников от USB выхода на сотовые телефоны.

Помимо избавления нас от необходимости работы руками, для изготовления телефонного переходника, использование стабилизатора позволяет выполнить зарядку капризных устройств. Т.к. напряжение на выходе солнечной батареи без нагрузки поднимается до 8В, то многие такие устройства (и некоторые сотовые и коммуникаторы в том числе) отказываются заряжаться, сообщая, что напряжение находится вне допустимых пределов.

Именно в таком случае стабилизатор нас и выручает, т.к. на его выходе напряжение всегда стабильно и уставлено на уровне 5.4В, который характерен для многих штатных зарядников. Поэтому капризные гаджеты принимают стабилизатор "за своего" и нормально заряжаются.

Скорость зарядки сотового будет практически такая же, как и от сети. Т.к. обычно сотовые заряжаются током 300….400мА, то ток, который даёт солнечная батарея даже на не очень ярком солнце, вполне достаточен для нормальной зарядки. А на ярком солнце к нашей батарее можно подключить и два сотовых - её мощности хватит.

Оценить время зарядки можно так же, как и в предыдущем случае с "пальчиками", поделив ёмкость аккумулятора на ток зарядки. Например, если ёмкость аккумулятора телефона равна 1000мАч, то на "паспортном" солнце время его зарядки составит 1000мАч/660мА= 1.5 часа. Но это только где-нибудь в Крыму летом и если сам телефон не ограничивает ток зарядки, да и вредна, честно говоря, такая повышенная скорость заряда, т.к. аккумулятор быстрее изнашивается. В наших условиях, даже с учётом периодических облаков и неточной ориентации на солнце, совершенно реально иметь 3..4 часа на полную зарядку телефона.

Здесь хочется ещё раз обратить внимание на то, что указанная мощность солнечной батареи соответствует области её использования, именно, в реальных условиях. Конечно, сотовый можно заряжать и 2х Ваттной солнечной батареей и даже иногда меньшей мощности, но если солнца стало чуть меньше, чем на солнцепёке, то и зарядка встанет.

Поэтому, мощность 3…4Вт это тот реальный минимум, ниже которого опускаться не следует при выборе солнечной батареи, даже для описанных здесь минимальных задач. Китайские производители, утверждающие, что их солнечные батареи подходят для зарядки всего и вся, и имеют при этом мощность 0.5…1.5Вт, мягко говоря, лукавят.

Зарядка коммуникатора и КПК.

Подключение импульсного стабилизатора к гибкой солнечной батарее

Рис.7. Зарядка устройств от миниUSB. Жесткий переходник USB-miniUSB вставлен в USB разъём стабилизатора.

Некоторые не слишком капризные коммуникаторы и КПК также могут заряжаться от стабилизатора, подключенного к выходу солнечной батареи 4 Ватта, но гарантий в данном случае, никто не даёт - нужно проверять в каждом конкретном случае. В процентном отношении, примерно 70% коммуникаторов и 50% КПК должны заряжаться.

Коммуникатор (КПК) подключается к USB выходу стабилизатора через свой кабель или переходник USB-miniUSB, как видно на Рис.7.

Зарядка LiIon аккумуляторов 3.7В через "лягушку".

Зарядка литиевых аккумуляторов от гибкой солнечной батареи через импульсный стабилизатор и лягушку

Рис.8. Зарядка LiIon аккумулятора через "лягушку".

Используя зарядник "лягушка" можно заряжать литиевые аккумуляторы, которые стоят в различных "мелких" гаджетах - сотовых, КПК, фотомыльницах и т.п. "Лягушка" подключается к USB выходу стабилизатора, а в её прищепку вставляется аккумулятор.

Главное, найти контакты плюс и минус на аккумуляторе. Причём, полярность не важна, она определяется зарядником автоматически. О том, что аккумулятор заряжается сообщает красный светодиод, а об окончании - зелёный.

Собственно, всё, больше никаких особенностей в такой зарядке нет.

Выше были описаны основные применения гибкой солнечной батареи 4Вт. Конечно, её можно подключить и к накопителям, например, "Вампирчику" и он будет заряжаться и затем питать более мощные гаджеты, но большого резона в этом нет. Общее количество энергии, которое вырабатывает данная батарея в реальных условиях не так велико и на практике его хватает лишь на не слишком энергоёмкие задачи.

Для использования с накопителями логичнее использовать более производительные солнечные батареи, что и будет описано в следующих обзорах.



Автор: Носов Николай        03.03.10

Все статьи на сайте разрешены к копированию, но с обязательным указанием ссылки на нас  www.mobipower.ru.

----------------------------------------------------------------------------

Кстати, в комментариях можно задавать вопросы, и в зависимости от их актуальности, эта статья может быть дополнена или скорректирована.



Источник:
http://mobipower.ru





Поделиться этой страницей в:

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5 из 5. Голосов: 15

Проголосуйте, пожалуйста, за эту статью:
Класс! Очень хорошо! Сойдёт 3-й сорт еще не брак Ерунда
(отлично!)(хорошо)(сойдет)(так себе)(плохо)

Статьи в тему: Сделай сам
Мобильная зарядка для сотовых телефонов
 Гибкие солнечные батареи
 
О мобильной зарядке для сотовых.  Мобильная подзарядка (типовые решения). Часть 2  Сделай автомобиль сам

Связанные темы

Обзоры и тесты
Обзоры и тесты
Солнце
Солнце


Комментарии к статье

Мобильная подзарядка (типовые решения). Часть 1 | 3 Комментария

Спасибо за проявленный интерес

Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.

Re: Мобильная подзарядка (типовые решения). Часть 1
Разместил: vladlat
Дата: 03.04.2010

Так где многослойные солнечные панели структуры Si-AsGa?
    Re: Мобильная подзарядка (типовые решения). Часть 1
    Разместил: nik34
    Дата: 03.04.2010

    В тумбочке у производителя.
    А он вряд ли объявится на этом сайте, чтобы ответить на Ваш вопрос. ;)




Re: Мобильная подзарядка (типовые решения). Часть 1
Разместил: kovako-1
Дата: 20.08.2010

У вас бы ла хорошая идея: "Простой самодельный электрогенератор для зарядки аккумуляторов мобильника в походных условиях", но вот область применения и способ действий по-моему неудачен. Трясти рукой несколько часов, осуществляя полную зарядку устройства- неразумно и неудобно, мягко говоря. Проще крутить рукоятку. Вот если использовать естественные движения тела, бег, шаг, - подзарядка будет происходить сама собой, не нужно гнаться за большими токами. Нужно подобрать частоту колебаний сердечника и его вес. Важно место размещения устройства. Максимальные ускорения при беге/ходьбе в районе подошвы, на обуви. Но тянуть провода в штанине... Удобный вариант- на бедре в кармане, на поясе, на боку. Каждый шаг данной ноги раскачивает соленоид. Толчки от шагов одинаковы от обоих ног по центру тела на поясе, но и сила их намного меньше.
Если речь идёт о мр-3 плеере, то будут провода, ведущие к голове. Идея о размещении всего в наушниках, по-моему нестоящая, - колебания шагов полностью аммортизируются позвоночником и голова движется очень плавно. А вот можно ли впихнуть такую зарядку в отсек для аккумулятора и сделать устроиство на поясе (в кармане) самодостаточным - стоит попробовать.
Лично никогда не сталкивался с неожиданным разрядом мобильника, да и зарядки хватает более чем на неделю. Но вот МР-3 плеер разряжается через час, зимой и того меньше. Думаю это более актуальное дело. Потребление телефона в режиме ожидания намного меньше, чем потребление мр-3 даже на небольшой громкости. Если бегаешь, то кроме солнца, ветра и шагов, ничего для подзарядки не придумать. Солнечная батарея предполагает шляпу и солнце, разумеется. Не всякому нужна шляпа (+25 в тени) и не всегда есть солнце. Встречный ветер при беге есть всегда, но вентилятор на шляпе - да, эффективно, просто, но дико выглядит и наверняка шумит.


 
Связанные темы
Раздел: Обзоры и тесты
Обзоры и тесты
Раздел: Солнце
Солнце

Статьи в тему
Сделай сам
Самодельное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов Li-Ion 3.7В
Наши руки не для скуки или можно ли заставить сотовый телефон стать зарядным устройством
повышающий преобразователь
Простой повышающий преобразователь напряжения
MC34063 Один из самых распространенных ШИМ (ЧИМ) контроллеров и небольшой экскурс в принципы работы DC-DC конвертеров
MC34063 Один из самых распространенных ШИМ (ЧИМ) контроллеров и небольшой экскурс в принципы работы DC-DC конвертеров
Примеры типовых решений по электрообеспе...ию в походе
Зарядник
Поквакаем или походная зарядка из ''лягушки'' и 4 AA аккумуляторов

А Вы знаете, что возможно... ?

 Подписаться на rss рассылку Читать нас через RSS

 Читать нас на Твиттер Читать нас на Твиттер

 Наши новости на e-mail Получать наши новости на e-mail

 Напечатать текущую статью Напечатать текущую статью


Реклама
По вопросам размещения рекламы


Интересно



 

Количество подписчиков на RSS
Загрузка страницы: 0.02 секунды