Paano Patakbuhin ang isang Clock ng Baterya sa Solar Power: 15 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang kontribusyon na ito ay sumusunod mula sa dating noong 2016, (tingnan dito,) ngunit sa nagdaang panahon ay may mga devellopment sa mga sangkap na ginagawang mas madali ang trabaho at napabuti ang pagganap. Ang mga diskarteng ipinakita dito ay magbibigay-daan sa isang relo na pinapagana ng solar upang madaling maipakalat sa mga lugar tulad ng isang konserbatoryo o masalong balkonahe at posibleng sa loob ng isang bahay kung saan ang sapat na ilaw ay magagamit sa ilang oras sa araw tulad ng sa pamamagitan ng isang window o glazed panlabas na pinto ngunit ito ay sasailalim sa eksperimento. Ang paggamit ng isang relo na kinokontrol ng radyo ay magbubukas ng posibilidad na magkaroon ng isang orasan na maaaring iwanang walang ingat sa loob ng maraming taon.

Kaligtasan Alamin na ang isang malaking sobrang kapasitor ay maaaring humawak ng maraming lakas at kung maikli ay maaaring makabuo ng sapat na kasalukuyang upang gawing mainit ang mga wire na mainit sa loob ng maikling panahon.

Idaragdag ko na ang mga orasan na ipinakita sa unang Instructable ay tumatakbo pa rin ng masaya.

Hakbang 1: Mga Bagong Super Capacitor

Ang ilustrasyon sa itaas ay nagpapakita ng isang supercapacitor na may kapasidad na 500 Farad. Ang mga ito ay magagamit na murang sa eBay at ginagamit sa kasanayan sa automotive engineering. Ang mga ito ay mas malaki kaysa sa 20 o 50 na mga unit ng Farad na regular na magagamit sa oras ng aking unang artikulo. Maaari mong makita sa larawan na ang mga ito ay medyo malaki sa pisikal at hindi magkakasya sa likuran ng karamihan sa mga orasan at kailangang mailagay nang magkahiwalay.

Napakahalaga para sa aming hangarin na kapag nasingil ng hanggang sa 1.5 Volts mayroong sapat na nakaimbak na enerhiya sa isang 500 Farad capacitor upang magpatakbo ng isang tipikal na orasan ng baterya sa loob ng tatlong linggo bago bumaba ang boltahe sa loob lamang ng isang Volt at titigil ang orasan. Nangangahulugan ito na mapapanatili ng kapasitor ang orasan na tumatakbo sa mga mapurol na panahon sa taglamig kapag ang enerhiya ng solar ay kakulangan at pagkatapos ay makahabol sa isang maliwanag na araw.

Maaari din nating banggitin dito na ang mga malalaking orasan sa labas ay naging sunod sa moda sa mga nagdaang panahon at ang mga ito ay magiging lubos na madaling maipakita sa mga diskarteng ipinakita sa artikulo. (Kung ang mga panlabas na orasan ay magiging sapat na matatag upang magtagal sa labas sa mahabang tem ay isang punto ng moot.)

Hakbang 2: Kinakailangan ang Mga Bahagi

Kakailanganin mo ng isang orasan ng baterya. Ang ipinakita sa artikulong ito ay 12 pulgada ang diameter at kontrolado ng radyo mula sa Anthorn sa UK na nagpapadala sa 60 kHz. Nabili ito sa isang lokal na tindahan.

Ang iba pang mga sangkap ay ipinapakita sa larawan sa itaas.

Isang 500 Farad super capacitor. (eBay.)

Isang 6 Volt 100mA solar array. Ang ipinakita dito ay 11cm x 6 cm at nakuha mula sa Messrs CPS Solar:

www.cpssolar.co.uk

ngunit malawak na magagamit sa internet.

Ang natitirang mga bahagi ay malawak na magagamit mula sa mga tagapagtustos ng elektronikong sangkap. Gumagamit ako ng mga Messr. Bitsbox:

www.bitsbox.co.uk/

1 2N3904 silicon NPN transistor. Ang isang mahusay na workhorse ngunit ang anumang silikon NPN ay gagana.

4 1N4148 silicon diode. Hindi kritikal ngunit ang kinakailangang bilang ay maaaring magkakaiba, tingnan ang ibang teksto.

1 100 x 75 x 40mm enclosure ng ABS. Gumamit ako ng itim habang ang solar cell ay itim. Sa aking kaso ang sobrang kapasitor ay nilagyan lamang ng napakaliit na landas - maaaring kailanganin mong pumunta para sa susunod na laki ng kahon!

Pirasong stripboard. Ang minahan ay pinutol mula sa isang piraso na 127x95mm at binibigyan ang tamang lapad upang ipasok sa kahon ng ABS.

Kakailanganin mo ang pula at itim na maiiwan tayo na kawad at para sa pangwakas na asss Assembly Gumamit ako ng isang piraso ng blangko na naka-print na circuit board at may kakayahang umangkop na silicone adhesive.

Kakailanganin mo ang katamtamang mga tool para sa elektronikong konstruksyon kabilang ang isang panghinang na bakal.

Hakbang 3: Ang Circuit

Ang sobrang kapasitor ay may maximum na rating ng boltahe na 2.7 Volts. Upang patakbuhin ang aming orasan nangangailangan kami ng pagitan ng 1.1 at 1.5 Volts. Ang ordinaryong baterya ng paggalaw ng orasan ng baterya ay maaaring magparaya ng mga boltahe sa itaas nito ngunit ang orasan ng radyo ay may elektronikong circuitry na maaaring maging sira kung ang supply boltahe ay masyadong mataas.

Ang circuit sa itaas ay nagpapakita ng isang solusyon. Ang circuit ay mahalagang tagasunod ng emitter. Ang output ng solar cell ay inilalapat sa kolektor ng 2N3904 transistor at sa base sa pamamagitan ng 22k Ohm risistor. Mula sa base patungo sa lupa mayroon kaming isang kadena ng apat na 1N4148 mga s diode ng signal ng silikon na kung saan, pinakain ng 22k Ohm risistor ay nagreresulta sa isang boltahe na humigit-kumulang 2.1 Volt sa base ng transistor dahil ang bawat diode ay may isang pagbaba ng pasulong na boltahe na halos kalahating boltahe sa ilalim ng mga ito kundisyon Ang nagresultang boltahe sa emitor ng transistor na nagpapakain ng sobrang kapasitor ay nasa paligid ng kinakailangang 1.5 Volt dahil mayroong isang 0.6 Volt boltahe na drop sa transistor. Ang normal na pag-block diode na kinakailangan upang maiwasan ang kasalukuyang pagtulo pabalik sa pamamagitan ng solar cell ay hindi kinakailangan tulad ng base emitter junction ng transistor ang trabahong ito.

Ito ay krudo ngunit napaka epektibo at murang. Ang isang solong diode ng Zener ay maaaring palitan ang kadena ng mga diode ngunit ang mababang boltahe na mga Zener ay hindi gaanong magagamit bilang mga mas mataas na boltahe. Ang mas mataas o mas mababang mga boltahe ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paggamit ng higit pa o mas kaunting mga diode sa kadena o sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang mga diode na may iba't ibang mga katangian ng boltahe sa unahan.

Hakbang 4: Subukan ang Aming Circuit 1

Bago gawin ang pangwakas na 'mahirap' na bersyon kailangan naming subukan ang aming circuit upang suriin na ang lahat ay mabuti at na bumubuo kami ng tamang boltahe para sa sobrang kapasitor at, pinakamahalaga, na ang boltahe na nabuo ay hindi maaaring lumagpas sa 2.7 Volt rating.

Sa larawan sa itaas makikita mo ang test circuit na halos magkatulad sa eskematiko na ipinakita sa nakaraang hakbang ngunit narito ang sobrang kapasitor ay pinalitan ng isang 1000 microFarad electrolytic capacitor na mayroong 47 kOhm risistor na kahanay. Pinapayagan ng risistor ang boltahe na tumulo palayo upang makapagbigay ng isang napapanahong pagbabasa dahil nag-iiba ang input ng ilaw.

Hakbang 5: Subukan ang Aming Circuit 2

Sa larawan sa itaas makikita mo kung paano ang circuit ay wired sa isang pansamantalang form sa isang solderless breadboard na may output na boltahe na sinusukat sa isang multimeter. Ang circuit ay inilatag malapit sa isang window na may mga blinds na magagamit upang mag-iba ang ilaw na umaabot sa photocell.

Nagpapakita ang multimeter ng isang kasiya-siyang 1.48 Volt na iba-iba plus o minus 0.05 Volt habang iba-iba ang input ng ilaw. Ito mismo ang kinakailangan at maaaring magamit ang koleksyon ng mga sangkap na ito.

Kung ang resulta ay hindi tama ito ay sa yugtong ito na maaari mong idagdag o alisin ang mga diode mula sa kadena upang madagdagan o mabawasan ang output boltahe o mag-eksperimento sa iba't ibang mga diode na may iba't ibang mga pasulong na katangian.

Hakbang 6: Gupitin ang Stripboard

Sa aking kaso ito ay napakadali dahil ang stripboard ay may lapad na 127mm at isang piraso ang na-sawn sa puwang sa mga hulma ng kahon ng ABS.

Hakbang 7: Ihanda ang Iyong Solar Cell

Sa ilang mga solar array maaari mong makita na ang mga pula at itim na mga wire ay na-solder na sa mga contact sa solar cell, kung hindi man ay naghinang ng isang haba ng itim na maiiwan na kawad sa negatibong koneksyon ng solar cell at isang katulad na haba ng pulang maiiwan na wire sa positibo koneksyon Upang maiwasan ang mga koneksyon na mahila mula sa solar panel sa panahon ng konstruksyon ay inangkla ko ang kawad sa solar cell body gamit ang kakayahang umangkop na pandikit ng silicone at iniwan ito upang maitakda.

Hakbang 8: Ilapat ang Solar Cell sa ABS Box

Mag-drill ng isang maliit na butas sa ilalim ng kahon ng ABS para sa mga koneksyon. Mag-apply ng apat na malalaking manika ng silicone na pandikit tulad ng ipinakita, ipasa ang mga nagkakakonektang lead sa butas at dahan-dahang ilapat ang solar cell. Ipinagmamalaki ng solar cell ang kahon ng ABS upang payagan ang mga kumokonekta na dumadaan sa ilalim kaya't ang malalaking mga manika ng pandikit ay kailangang malaki - ang pagbabago ng iyong isip sa yugtong ito ay magiging napaka-kalat! Iwanan upang itakda.

Hakbang 9: Suriin ang Iyong Trabaho

Dapat mayroon ka ngayong isang bagay tulad ng resulta sa larawan sa itaas.

Hakbang 10: Mag-drill ng isang Hole para sa Lakas na Lumabas sa Solar Power Module

Sa yugtong ito kailangan nating mag-isip nang maaga at isaalang-alang kung paano iniiwan ng kuryente ang yunit ng kuryente at kumakain hanggang sa oras at kailangan nating mag-drill ng isang butas sa kahon ng ABS upang payagan ito. Ipinapakita ng larawan sa itaas kung paano ko ito nagawa ngunit nagawa kong magawa ng mas mahusay sa pamamagitan ng pagpunta nang higit pa sa gitna sa gayon inilalagay ang mga wire sa isang hindi gaanong nakikita na posisyon. Ang iyong orasan ay malamang na magkakaiba kaya mag-alok ng power unit hanggang dito at gawin ang pinakamahusay na posisyon para sa iyong butas na dapat na na-drill ngayon bago ang kahon ay nilagyan ng iba't ibang mga bahagi.

Hakbang 11: Paghinang ng mga Bahagi sa Stripboard

Paghinang ng mga sangkap sa stripboard tulad ng larawan sa itaas. Ang circuit ay simple at maraming silid upang maikalat ang tungkol sa mga bahagi. Huwag mag-atubiling pahintulutan ang solder na tulay ang dalawang hanay ng tanso para sa mga koneksyon sa lupa, positve at output. Ang modernong stripboard ay maselan at kung gumastos ka ng masyadong mahabang paghihinang at pag-urong ng mga track ay maaaring iangat.

Hakbang 12: Magtipon ng Solar Power Unit

Ang paggamit ng itim at pulang maiiwan na kawad at mahigpit na pagmamasid sa polarity ikonekta ang solar panel ay humahantong sa stripboard at ang output na kapangyarihan sa sobrang kapasitor at pagkatapos ay pasulong na gumagawa ng isang pares ng 18 pulgada na mga lead na kalaunan ay makakakonekta sa orasan. Gumamit ng sapat na kawad upang payagan ang pagpupulong sa labas lamang ng kahon. I-slot ngayon ang pagpupulong ng stripboard sa mga puwang sa kahon ng ABS at sundin ang sobrang kapasitor gamit ang mga pad ng Blu-Tack upang i-hold ang unit sa lugar. Para sa kaligtasan, gamitin ang masking tape upang ihiwalay ang mga hubad na dulo ng output ay hahantong upang maiwasan ang mga ito sa pag-ikli. Dahan-dahang dalawin ang labis na kawad sa natitirang puwang sa kahon at pagkatapos ay i-tornilyo sa takip.

Hakbang 13: Ikonekta ang Unit sa Clock

Ang bawat Clock ay magkakaiba. Sa aking kaso ang pag-aasawa ng orasan sa yunit ng solar power ay simpleng isang katanungan ng paggamit ng isang piraso ng simpleng solong panig na naka-print na circuit board na tinatayang apat at kalahati ng dalawang pulgada na nakadikit sa orasan at sa solar unit na may sililikong pandikit at pinapayagan na itakda. Ang sahig na nakalamina sa sahig ay maaaring sapat. Huwag ikonekta ang aparato sa kuryente ngunit ilagay ang orasan kasama ang solar panel sa sikat ng araw o isang maliwanag na lugar at payagan ang sobrang kapasitor na singilin hanggang sa 1.4Volts.

Kapag na-charge na ang capacitor, ikonekta ang mga lead sa orasan gamit ang haba ng kahoy na dowel upang hawakan ang mga koneksyon. Dapat na tumakbo ang orasan.

Sa kasamang larawan tandaan na ang maluwag na mga wire ay naayos sa isang pares ng mga bloke ng Blu-Tack.

Hakbang 14: Tapos na

Ipinapakita ng larawan sa itaas ang aking orasan na tumatakbo nang masaya sa aming conservatory kung saan dapat itong tumakbo at makaya ang walong oras na mga araw ng taglamig at 'spring forward fall back'. Ang sukat ng boltahe ng suplay ay sumusukat sa 1.48 Volts sa kabila ng aming paglipas ng taglagas na equinox na may mga pagpapaikli na araw.

Ang set up na ito ay maaaring ma-deploy sa loob ng bahay ngunit kailangan itong maging paksa ng eksperimento. Mayroong pagkahilig para sa mga bahay sa UK na magkaroon ng mas maliit na mga bintana sa mga araw na ito at ang paligid na ilaw ay maaaring medyo malabo ngunit ang artipisyal na ilaw ay maaaring mapawi ang balanse.

Hakbang 15: Ilang Huling Mga Saloobin

Maaaring ipahiwatig ng ilan na ang mga baterya ay napaka mura kaya bakit mag-abala? Hindi isang madaling tanong upang sagutin ngunit para sa akin ito ang kasiyahan ng pagsisimula ng isang bagay na maaaring patakbuhin nang walang nag-aalaga ng mga taon at taon na posible sa isang liblib at hindi ma-access na lugar.

Ang isa pang wastong tanong ay "Bakit hindi gumamit ng isang Ni / Mh rechargeable cell sa halip na ang super capacitor?". Gagana ito, ang electronics ay maaaring maging mas simple at ang 1.2 Volt na tumatakbo boltahe ng tulad ng isang cell ay tungkol lamang sa serbisyo ng minimum na kinakailangan ng boltahe ng isang orasan ng baterya. Gayunpaman ang mga rechargeable cell ay may isang may hangganan na buhay samantalang inaasahan namin na ang mga super capacitor ay magkakaroon ng buhay na inaasahan namin mula sa anumang iba pang elektronikong sangkap kahit na nananatili itong makikita.

Ipinakita ng proyektong ito na ang mataas na halaga na super capacitors na ginagamit ngayon sa automotive engineering ay madaling masisingil gamit ang solar power. Maaari nitong buksan ang isang bilang ng mga posibilidad:

Ang mga malalayong aplikasyon tulad ng mga radio beacon kung saan ang lahat kabilang ang solar cell ay maaaring ligtas na mailagay sa isang matatag na pabahay ng baso tulad ng isang matamis na banga.

Perpekto para sa Joule Thief type circuitry na may isang sobrang kapasitor na potensyal na pagbibigay ng isang bilang ng mga circuit nang sabay-sabay.

Ang mga super capacitor ay madaling mai-wire sa kahanay tulad ng lahat ng mga capacitor din posible na maglagay ng dalawa sa serye nang walang komplikasyon ng pagbabalanse ng mga resistor. Maaari kong makita ang posibilidad ng pagkakaroon ng sapat sa mga huling yunit na kahanay upang singilin ang isang mobile phone, halimbawa, nang napakabilis sa pamamagitan ng isang pagmamay-ari na hakbang na converter ng boltahe.