Solar IPod/iPhone Şarj Cihazı Nasıl Yapılır -aka MightyMintyBoost: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

iPodTouch'ım için bir şarj cihazı istiyordum ve MintyBoost kesinlikle ilk tercihimdi. Biraz daha ileri götürmek ve sadece şarj edilebilir değil, aynı zamanda güneş enerjili yapmak istedim. Diğer sorun ise iPhone ve iPodTouch'ın içinde büyük piller olması ve MintyBoost'taki iki AA pili oldukça hızlı bir şekilde tüketmesi, bu yüzden pil gücünü de artırmak istedim. Gerçekten istediğim şey MightyMintyBoost'tu!

Apple 30 milyondan fazla iPodTouch/iPhone ünitesi sattı - hepsini güneş enerjisiyle şarj ettiğinizi hayal edin…. Satılan her iPhone/iPodTouch, fosil yakıt gücü yerine güneş enerjisi ile her gün (pil kapasitesinin ortalaması alınarak) tam olarak şarj edilseydi, yaklaşık olarak 50.644 gWh enerji tasarrufu sağlardık, bu da kabaca 75, 965, 625 libre'ye eşdeğerdir. atmosferde yılda CO2. Bunun en iyi durum senaryosu olduğu kabul edilirse (günde yeterli güneş ışığı ve kullanılan kWh başına üretilen yaklaşık 1,5 libre CO2 alabileceğinizi varsayarsak.) Tabii ki, bu diğer tüm iPod'larda, cep telefonlarında, PDA'larda, mikro denetleyicilerde (I Arduino projelerime güç sağlamak için kullanın) ve bu şarj cihazıyla çalıştırılabilen diğer USB cihazları - küçük bir güneş pili şarj cihazı bir fark yaratacak gibi görünmeyebilir, ancak tüm bu milyonlarca cihazı bir araya getirin ve bu çok fazla enerji! Bu şarj cihazının gerçekten güzel bazı özellikleri var: Güneş enerjisiyle çalışıyor! O küçük. Büyük pil kapasitesi - 3.7v @2000mAh Güneş enerjisi, USB veya duvar siğili ile yerleşik şarj cihazı şarjları. 3.7v'den 7v'ye kadar giriş gücünü kabul eder. Şarj ettikten sonra güneş pilini çıkarın ve güzel bir kompakt USB güç kaynağınız olur. Güneş pilini çıkarın ve MightyMintyBoost'u bir sırt çantası veya postacı çantası içinde sabitlemek için Velcro'yu kullanın - şimdi daha da hızlı şarj için çantanıza takılı daha büyük bir güneş pili takın. Biraz daha büyük bir güneş pili (6v/250mAh) kullanarak bir iPhone'u yaklaşık 5.5 saatte ve iPod Touch'ı 4 saatte tamamen şarj etmek için yeterli gücü üretebilirsiniz. Bunu inşa etmek gerçekten kolay ve anlaşılır - sadece bir saatimi aldı, bu yüzden takip edin ve kendiniz için bir tane oluşturun! Güvenlik notu ve genel sorumluluk reddi: Altoids kutusunu keserken dikkatli olun, çünkü gerçekten keskin kenarları olabilir - gerekirse düzgün şekilde eğeleyin. Bunu kendi sorumluluğunuzda monte edin - inşa etmek gerçekten kolay olsa da, bir şeyi karıştırırsanız, şarj etmeye çalıştığınız elektronik cihaza zarar verme potansiyeli vardır. Montaj ve lehimleme işlerinizde dikkatli olun ve iyi güvenlik uygulamalarına uyun. Yalnızca kullandığınız pil türü için özel olarak tasarlanmış bir tür pil şarj cihazı kullanın. Lütfen soru sormadan önce tüm Talimatları okuyun - herhangi bir sorunuz varsa sadece sorun ve elimden geldiğince yardımcı olacağım!

Adım 1: Araçlar ve Malzemeler

İşte kendi MightyMintyBoost'unuzu oluşturmak için ihtiyacınız olacak:

Araçlar: Havya Makas Tel kesiciler Pense (veya çok amaçlı alet) Multimetre Metal makaslar Şeffaf ambalaj bandı Malzemeler: MintyBoost kitiLityum polimer pil şarj cihazı (belirtilen orijinali üretilmiyor) Daha iyi performans için Adafruit Solar Lityum şarj cihazını kullanın (bağlantılar benzerdir ancak biraz daha büyüktür) - aşağıdaki güncellemeye bakın)3.7v 2000mAh Lityum Polimer pilJST konektör/telKüçük güneş pili 2" x 3" arkası yapışkanlı Velcro Küçük çift taraflı yapışkan kareler Altoids teneke 7/10/10 GÜNCELLEME: Adafruit artık bunu yapmak için ihtiyacınız olan tüm parçaları da satıyor biraz daha güçlü. Buraya bir göz atın!https://www.adafruit.com/blog/2010/07/09/how-to-make-a-solar-mintyboost-a-solar-power-charger-for-your-gadgets/7 /18/11- BAŞKA BİR GÜNCELLEME: Adafruit kısa süre önce solar şarj için özel olarak tasarlanmış ve çok daha iyi performansa sahip yeni bir LiPo şarj cihazı tanıttı. O kadar küçük değil ama performans kazanımları buna değer. Bir göz atın ve tasarımı buradan okuyun-https://www.adafruit.com/products/390 Bazı notlar: Tek hücreli Lityum Polimer şarj cihazı, maksimum 3,7 ila 7v arasında değişen giriş gücünü kabul edebilir. Hücre tam şarja ulaştığında, şarj cihazı otomatik olarak yavaş şarja geçecektir. Mini USB bağlantı noktasını kullanarak şarj ederken, şarj akımı 100mA ile sınırlıdır. Namlu fiş jakını kullanarak şarj ederken, şarj akımı 280mA ile sınırlıdır. Güneş pili, parlak güneş ışığında yaklaşık 5v @ 100mA'da maksimuma çıkar. Daha hızlı şarja ihtiyacınız varsa, sadece daha büyük bir güneş pili kullanın - 250mA'da 6v'lık bir hücre çok iyi çalışır ve bunlar kolayca elde edilebilir ve ucuzdur. Süper kompakt olmasını istediğim için yaptığım güneş pilinin boyutunu kullandım. Üreticiden kullandığım güneş pilinde engelleyici diyot olup olmadığını öğrenemedim. Düşük ışık koşullarında güneş pilinin pili boşaltmasını önlemek için birçok solar şarj sisteminde bir engelleme diyotu kullanılır. Instructables üyesi RBecho, kullanılan şarj devresinin bu uygulamada bir engelleme diyotuna olan ihtiyacı ortadan kaldırdığına dikkat çekti. Şarj sırasında şarj cihazındaki küçük kırmızı LED yanacağından güneş pilinin ne zaman yeterli güç ürettiğini anlayabilirsiniz.

2. Adım: Minty Boost Kit'i oluşturun

İlk önce MIntyBoost kitini talimatlarına göre oluşturun. Montajı gerçekten çok kolay - tam bir acemi bile yapabilir. Kitteki pil tutucuyu bağlamak yerine MintyBoost PCB'ye bir JST konektörü lehimleyeceğiz. Bu küçük konektör daha sonra MintyBoost devresinin Lityum Polimer pil şarj devresine bağlanmasına izin verecektir. Polariteyi doğru yaptığınızdan emin olun!Pil paketini (pil paketinin şarjlı olduğundan emin olun) ve şarj devresini bağlayarak MintyBoost'u test edin. MintyBoost, şarj cihazı kartında SYS işaretli konektöre bağlanır ve lityum polimer pil, GND işaretli konektöre bağlanır. Şimdi, USB bağlantı noktası için Altoids kalayda bir çentik açın ve PCB'yi Altoids kalayına monte etmek için çift taraflı yapışkan kullanın..

3. Adım: Pili ve Şarj Cihazını Ekleyin

Şimdi Altoids kutusunun diğer tarafından şarj cihazını takmak için bir çentik kesin ve şarj devresini Altoids kutusunun altına çift taraflı yapışkanla sabitleyin. Pili ve MintyBoost PCB'yi şarj devresine yeniden bağlayın. Devre kartlarından herhangi birinin altındaki hiçbir şeyin Altoids kutusunun altına dokunmadığından emin olun.

Adım 4: Güneş Hücresini Ekleyin

Güneş pilini bağlamanın birkaç farklı yolu vardır. Birincisi, konektör uçlarını basitçe kısaltarak ve namlu fişini şarj devresindeki namlu jakına takarak.

İkinci yöntem, konektörü başka bir JST konektörüyle değiştirmek ve şarj devresinde 5v ile işaretlenmiş üçüncü konektöre takmaktır. Kullanışlı başka bir JST konektörüm yoktu, bu yüzden 5v hattında iki açık pimin olduğu şarj devresine kurtarılmış iki uçlu bir konektör lehimledim. İkinci yöntemi kullanmak kesinlikle biraz daha temiz çünkü tenekenin yanından dışarı çıkan büyük namlu fişi yok. GÜNCELLEME- Orijinal şarj devresi kaldırıldığından, yeni sürüm Sparkfun LiPo şarj cihazını bağlamanın en iyi yolu doğrudan şarj cihazına takılabilmesi için güneş pili kablolarına bir mini USB kablosu eklemektir. Bunun nasıl yapılacağına dair basit bir kılavuz burada-https://ladyada.net/make/solarlipo/ Şimdi güneş pilini 2 genişliğinde bir Velcro kullanarak Altoids kutusunun üstüne takın. korunmasına yardımcı olmak için şeffaf ambalaj bandı tabakası. Ardından pil takımı iki devre kartının üzerine yerleştirilir - neredeyse mükemmel bir uyum sağlar. Şimdi MightyMintyBoost'unuzu parlak güneşe koyun ve şarj edin! şarj panosundaki küçük kırmızı LED yanar. Tam şarj olduğunda iPod/iPhone/USB ile çalışan cihazınızı bağlayın ve keyfini çıkarın!

Adım 5: SSS ve Ek Bilgi

İşte sık sorulan soruların bir listesi:S: Lityum Polimer pili aşırı şarj etmek mümkün mü?Y: Hayır- şarj cihazı otomatik olarak yavaş şarja geçecek ve ardından kapanacaktır. S: Lityum Polimer pili tamamen boşaltmak ve A: Hayır- pilin tamamen boşalmasını önleyecek kendi düşük voltaj kesme devresi vardır- düşük voltaj kesmesi yaklaşık 2,8vQ: Güneş pilinin Lityumu boşaltmasını önlemek için bir engelleme diyotu var mı? Polimer pil?A: Engelleyici diyot gerekmez - Lityum Polimer şarj cihazı pilin akım sızdırmasını önler. S: Lityum Polimer pili tam olarak şarj etmek ne kadar sürer ve iPod/iPhone'umu şarj etmek ne kadar sürer?A: Tam şarjın ne kadar süreceği, mevcut güneş ışığı miktarına bağlıdır, ancak kabaca bir tahmin olarak, küçük güneş pilini doğrudan güneş ışığında kullanmak yaklaşık 20 saat sürer. Daha büyük bir güneş pili kullanmak, zamanın üçte biri olmasa bile yarısını kolayca alabilir. Aynı rakamlar, onu USB üzerinden şarj ediyor olsaydınız veya bir duvar siğil güç kaynağı kullanıyorsanız geçerli olurdu. iPod'unuzu şarj etmek çok daha hızlıdır. Ne kadar hızlı olduğu cihazınızın pil kapasitesine bağlıdır. Bir iPod Touch'ın 1000 mAh pili vardır, bu nedenle onu yaklaşık 2 saat içinde tamamen şarj etmesi gerekir. 3G iPhone'un 1150mAh pili vardır, bu nedenle biraz daha uzun sürer ve 2G iPhone'un 1400mAh pili vardır, bu nedenle yaklaşık 3 saat sürer. S: Lityum Polimer şarj cihazının giriş voltajı minimum 3,7v ile maksimum 7v arasındadır- ne daha hızlı şarj için daha yüksek çıkışlı bir güneş pili kullanmak istersem?Y: 7v'den daha yüksek bir voltaj çıkışı olan bir güneş pili kullanmak için voltajı şarj cihazının kaldırabileceği bir seviyeye düşürmek için bir voltaj regülatörüne ihtiyacınız var. Çıkışı +5v ile sınırlamak için bir 7805 voltaj regülatörü kullanabilirsiniz -sadece yaklaşık 1,50$'a mal olurlar ve kablolamaları çok basittir. 7805 size sabit +5v verir ve genellikle 1A akıma kadar iyidir. Ayarlanabilir bir regülatör olan bir LM317T de kullanabilirsiniz, ancak kullanımı biraz daha fazla devre gerektirecektir. Birçok diyotun voltaj düşüşü.7v olduğundan, bazı insanlar diyotları voltajı düşürmek için de kullanırlar.. Bu, Lityum Polimer şarj cihazının mevcut giriş aralığı ve voltaj giriş aralığı içinde kalacaktır. Mevcut akımı artırmak için daha küçük güneş pillerini paralel olarak da bağlayabileceğinizi unutmayın - paralel olarak birbirine bağlanan iki 5v/100mA güneş pili 5v @200mA çıkış verecektir S: Daha yüksek giriş akımına sahip bir şarj cihazı kullanmak istersem ne olur? limit?A: Sparkfun, 1A:https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8293'te maksimuma ulaşan bir Lityum Polimer şarj cihazına sahip. Bunu yapmanın açık bir yolu gibi görünüyor mu? A: Daha güçlü 1A şarj cihazını kullanmak için, aküye iki yönlü bir anahtar bağlamanız gerekir, böylece bir konumda pil şarj cihazına, diğer konumda ise şarj cihazına bağlanır. pil MintyBoost devresine bağlanacaktı. S: Bu, iPod'lar ve iPhone'lar dışındaki USB aygıtlarıyla çalışacak mı?Y: Bahse girerim! Burada bir liste var: https://www.ladyada.net/make/mintyboost/S: Altoidlerin iç kısmı devreyi kısa devre yapmaz mı?Y: Devre kartlarını monte etmek için çift taraflı köpük bant kullanılmaz tahtanın alt kısmının tenekenin iç kısmıyla temas etmesini önleyin. Gerçekten endişeleniyorsanız, kutunun içini şeffaf ambalaj bandıyla kaplayabilirsiniz. S: Bunun maliyeti nedir? Daha ucuza inşa edebilir miyim? Uygun maliyetli mi?Y: Listelenen her şeyi satın alırsanız 70.75$'a mal olur (Altoids teneke veya nakliye hariç). çeşitli kaynaklardan biraz tasarruf edebilirsiniz. Hem şarj devresi hem de MintyBoost devresi çevrimiçi olarak mevcuttur - sadece araçlar ve malzemeler bölümünde listelenen web sayfalarına gidin - bunlar ayrıca bu sayfanın alt kısmında listelenmiştir. Hem Maxim hem de Linear Technology ücretsiz numuneler sağlar (bunlara göre web sitelerinde) kendi IC'lerinin tüm diğer bitlerini sağlamanız yeterlidir (Mouser ve Digikey gibi yerlerden edinilebilir.) Biraz daha küçük bir güneş pili ve 2200mAh pil kullanarak çok daha ucuza inşa etmek mümkündür:2200mAh pilgüneş piliMintyBoost PCBSonra MintyBoost devresi için küçük parçalar, şarj devresi için küçük bir boş PCB (kartı kendiniz aşındırmanız gerekir) ve bir mini USB konektörü ekleyerek, bunu yaklaşık 21,00 $ 'a (nakliye veya Altoids teneke dahil değil) inşa edebilirsiniz..) Elbette tam olarak aynı olmayacaktı ama işlevsel olarak aynı olacaktı. 2200mAh pilin Altoids kutusuna da sığıp sığmayacağını bilmiyorum. Tabii ki çok daha fazla iş olurdu ve bu tür devreleri inşa etme veya yüzeye montaj bileşenlerini lehimleme konusunda deneyimli değilseniz, biraz sorun giderme olabilir. Peki uygun maliyetli mi? Kesinlikle- sadece yapmak istediğiniz iş miktarına bağlıdır. Her iki durumda da, çok kullanışlı ve çok yönlü bir güneş enerjisiyle çalışan şarj cihazı elde edersiniz. S: Güç kullanımını ve eşdeğer CO2 değerlerini nasıl hesapladınız?A: İşte matematik-3.7v (LiPo anma gerilimi) x.1A (solar şarj akımı)= 0,37W,37W x 12,5saat (ortalama pil kapasitesine dayalı şarj süresi) = 4,625Wh4,625Wh x 365 gün = Yılda 1688,125Wh1688,125Wh x 30, 000, 000 birim satıldı = toplam 50, 643, 750.000 Wh yılda kullanılan (50.644gWh)Yılda 50,644gWh x kullanılan kWh başına üretilen 1,5 libre CO2 = 75, 965, 625 libre. Yılda üretilen CO2 Verilmiş olan bu değerler aşağı yukarı maksimum değerlerdir, ancak ciddi enerji tasarrufu için bazı potansiyelleri açıkça göstermektedirler. Günde 12,5 saatlik solar şarj süresi gezegenin çoğu için gerçekçi değildir, ancak solar şarj süresini 280mA akımda yaklaşık 4,5 saate kısaltırsanız sonuçlar yine aynı kalır. Lityum Polimer şarj devresi hakkında genel bilgiler: ayrıca devre şeması ve veri sayfası burada bulunabilir: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=726MintyBoost devresinin tam açıklaması ve dokümantasyonu burada bulunabilir:https://www.ladyada.net/make/mintyboost/

Earthjustice Birleşik Devletler Verimlilik Yarışmasında Büyük Ödül