Κύκλωμα φορτιστή κινητού τηλεφώνου με ηλιακή ενέργεια

Ηλεκτρονικά gadgets όπως Κινητά τηλέφωνα και IPod έχουν κάνει τη ζωή μας πολύ πιο εύκολη. Όμως, όλοι τους πάσχουν από ένα κοινό μειονέκτημα της φόρτισης τους σε τακτικά περιοδικά διαστήματα. Αυτό γίνεται πρόβλημα όταν ταξιδεύουμε ή σε μέρος όπου δεν υπάρχει διαθέσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Επίσης, η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αναφέρεται ως καύσιμο επόμενης γενιάς για όλες τις απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας.

Έτσι, σε αυτό το έργο ας μάθουμε πόσο εύκολο είναι να φτιάξουμε τον δικό μας φορτιστή ηλιακού κινητού τηλεφώνου και επίσης πώς λειτουργεί.

Απαιτούμενα υλικά:

1. Ηλιακό πάνελ 5.5V 245mA (3 Nos)
2. Ενότητα μετατροπέα 5V Boost
3. Διακόπτης
4. Ταινίες κάλυψης
5. Σύρματα
6. Σετ συγκόλλησης

Επεξήγηση εργασίας:

Η πρωταρχική αρχή αυτού του έργου είναι η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Για να το πετύχουμε αυτό χρειαζόμαστε απλώς ένα ηλιακό πάνελ, αλλά υπάρχουν πολλοί τύποι και βαθμολογίες στο ηλιακό πλαίσιο για να διαλέξετε. Το Monocrystalline, το Polycrystalline και το Amorphous είναι οι τρεις τύποι ηλιακών συλλεκτών στους οποίους θα χρησιμοποιούμε το Monocrystalline, καθώς είναι συνήθως διαθέσιμος και φθηνότερος από τους άλλους δύο.

Για να αποφασίσουμε την τάση και την τρέχουσα βαθμολογία των πάνελ μας, πρέπει να λάβουμε υπόψη την τάση και το ρεύμα που θα καταναλώνονταν από το φορτίο. Στην περίπτωσή μας, το φορτίο είναι το κινητό και απαιτεί περίπου 5V και 1A για να φορτιστεί στη μέγιστη απόδοση. Δεδομένου ότι η παροχή 1A και 5V με χρήση ηλιακού πάνελ θα έκανε το έργο πιο ογκώδες και ακριβό, αποφασίσαμε να σχεδιάσουμε το σύστημα για απόδοση άνω του 70%. Έτσι, έχουμε επιλέξει τα ηλιακά πάνελ 5.5V 245mA. Θα χρησιμοποιήσουμε τρία από αυτά τα πάνελ τα οποία θα συνδεθούν παράλληλα, καθώς όλοι γνωρίζουμε ότι η σύνδεση του παράλληλα θα διατηρήσει την τάση του σταθερή και θα συνοψίσει την τρέχουσα βαθμολογία. Ως εκ τούτου, η τελική βαθμολογία τάσης και ρεύματος και των τριών μονάδων θα είναι 5.5V και 735mA (245 + 245 + 245). Η βαθμολογία ενός μόνο πίνακα δίνεται στον παρακάτω πίνακα

Λεπτομέρειες ηλιακού πλαισίου
Τύπος	Μονοκρυσταλλικό
Τάση εξόδου	5.5V
Ρεύμα εξόδου	245mA
Βαθμολογία ισχύος	1.2 Watt
Διάσταση (L * H * B)	130mm * 64mm * 2.5mm

Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι η τάση εξόδου και το ρεύμα που παρέχεται από τον πίνακα εξαρτάται άμεσα από την ηλιακή ακτινοβολία που πέφτει στον πίνακα. Αυτό καθιστά σαφές ότι ο πίνακας μας δεν παρέχει συνεχώς 5.5V και 735mA. Χρειαζόμαστε λοιπόν κάτι που θα μπορούσε να αυξήσει και να ρυθμίσει την τάση στα 5V συνεχώς ανεξάρτητα από την ακτινοβολία. Εδώ θα κάνουμε μήνυση του μετατροπέα 5V Boost από τον οποίο τροφοδοτούμε άμεσα το τηλέφωνό μας. Οι λεπτομέρειες του Booster Module δίνονται παρακάτω:

Λεπτομέρειες Booster DC-DC
Τύπος	Μετατροπέας ώθησης
Τάση εξόδου	5.1-5.2 V.
Τάση εισόδου λειτουργίας	2.7V-5V
Ρεύμα εξόδου	1.5Α (Μέγιστο)
Αποδοτικότητα	96%
Φόρτωση κανονισμού	1%

Εδώ μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε το Solar Tracker Circuit έτσι ώστε το φως του ήλιου να πέφτει στα πάνελ όλη την ημέρα.

Διάγραμμα κυκλώματος:

Το διάγραμμα κυκλώματος του ηλιακού φορτιστή κινητού τηλεφώνου δίνεται παρακάτω:

Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα καλωδίωσης, κολλήστε απλά το ηλιακό πάνελ παράλληλα και συνδέστε τα σε μια μονάδα μετατροπέα ώθησης μέσω ενός διακόπτη. Τώρα απλώς χρησιμοποιήστε οποιοδήποτε καλώδιο τροφοδοσίας και συνδέστε το με τον ακροδέκτη USB της μονάδας και το άλλο άκρο στο κινητό σας τηλέφωνο. Όταν υπάρχει σωστή ακτινοβολία, το τηλέφωνο θα αρχίσει να χρεώνεται.

Δοκιμή του φορτιστή ηλιακού κινητού τηλεφώνου:

Η απόδοση του φορτιστή εξαρτάται από την ποσότητα ρεύματος που θα μπορούσε να παραδώσει για τη φόρτιση του τηλεφώνου. Αυτό θα μας βοηθήσει να φορτίσουμε το τηλέφωνο το συντομότερο δυνατό. Για να το γνωρίζουμε, χρησιμοποιήσαμε μια εφαρμογή Android που ονομάζεται "Ampere" (Λήψη από το Play Store). Αυτή η εφαρμογή θα μας ενημερώσει πόσο ρεύμα αντλείται από την μπαταρία για φόρτιση. Θα πρέπει πρώτα να συνδέσετε το τηλέφωνο σε κανονική (πρίζα) Φορτιστές και διαπίστωσε ότι το τηλέφωνό μου (Asus Zenfone) απαιτεί περίπου 1000mA για φόρτιση, όπως φαίνεται στο στιγμιότυπο οθόνης παρακάτω.

Αργότερα συνέδεσα το τηλέφωνο με τον ηλιακό φορτιστή μας και μέτρησα το ρεύμα να είναι περίπου 700mA που είναι σχεδόν πολύ κοντά στο πραγματικό ρεύμα φόρτισης. Αυτό θα σας βοηθήσει να φορτίσετε γρήγορα το τηλέφωνο ακόμα και όταν φορτίζετε μέσω ηλιακής ενέργειας.

Η πλήρης εργασία φαίνεται στο παρακάτω βίντεο. Ελπίζω να απολαύσατε το έργο και να σχεδιάσετε να δημιουργήσετε το δικό σας. Εάν έχετε αμφιβολίες, δημοσιεύστε τα στην παρακάτω ενότητα σχολίων. Ελέγξτε επίσης το προηγούμενο κύκλωμα φορτιστή κινητού τηλεφώνου.