Yeniden Kullanılmış Pillerle Düşük Teknolojili Solar Lamba: 9 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu eğitim, bir USB şarj cihazı ile donatılmış bir güneş lambası yapmanızı sağlar. Eski veya hasarlı bir dizüstü bilgisayardan yeniden kullanılan lityum hücreleri kullanır. Bir gün güneş ışığı alan bu sistem, bir akıllı telefonu tam olarak şarj edebilir ve 4 saat ışık alabilir. Bu teknoloji, Filipinler'in kuzeyindeki Luzong adasındaki " Nomade des Mers " seferinin bir molası sırasında belgelenmiştir. Litre of Light derneği bu sistemi 6 yıldan beri elektriğe erişimi olmayan uzak köylerde kurmuştur. Ayrıca köylülere güneş lambasını nasıl tamir edeceklerini öğretmek için eğitimler düzenliyorlar (zaten 500.000 lamba takılı).

Düşük teknolojiler oluşturmak için orijinal öğretici ve diğerleri, Düşük Teknoloji Laboratuvarı'nın web sitesinde mevcuttur.

Lityum, stokları giderek elektrikli arabalar, telefonlar ve bilgisayarlar için kullanılan doğal bir kaynaktır. Bu kaynak zamanla yavaş yavaş tükeniyor. Pil üretiminde artan kullanımı, esas olarak nikel ve kadmiyumdan daha fazla enerji depolama kabiliyetinden kaynaklanmaktadır. Elektrikli ve elektronik ekipmanların değiştirilmesi hızlanıyor ve giderek daha önemli bir atık kaynağı haline geliyor (DEEE: Atık elektrikli ve elektronik ekipman). Fransa şu anda kişi başına yılda 14 ila 24 kg elektronik atık üretiyor. Bu oran her yıl yaklaşık %4 oranında artmaktadır. 2009 yılında, 18 ila 34 yaş arasındaki genç Fransızların yalnızca %32'si elektronik atıklarını bir kez geri dönüştürmüştür. Aynı yıl, Eco-systèmes'e göre, Ocak-Eylül 2009 arasında, DEEE sektöründeki dört eko-kuruluştan biri olan 193.000 ton DEEE'nin geri dönüştürülmesi yoluyla 113.000 ton CO2 önlendi.

Ancak bu atıkların geri dönüşüm potansiyeli yüksektir. Özellikle, bilgisayar pillerinin hücrelerinde bulunan lityum. Bir bilgisayar pili arızalandığında, bir veya daha fazla hücre arızalıdır, ancak bazıları iyi durumda kalır ve yeniden kullanılabilir. Bu hücrelerden elektrikli matkaba güç sağlamak, telefonunuzu şarj etmek veya bir lambayı çalıştırmak için bir güneş paneline bağlamak için kullanılabilecek ayrı bir pil oluşturmak mümkündür. Birkaç hücreyi birleştirerek daha büyük cihaz depolama pilleri oluşturmak da mümkündür.

Adım 1: Araçlar ve Malzemeler

Gereçler

• Kullanılmış dizüstü bilgisayar pili
• Güneş paneli 5V-6V / 1-3W Şarj ve deşarj regülatörü (örn: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino Pil Şarj Cihazı TP4056)
• DC/DC gerilim dönüştürücü DC/DC güçlendirici MT3608 (akülerin 3,7 V'sini 5 V'a dönüştürecek elektrikli bileşen)
• Yüksek güçlü LED Lamba (ör: LED yaka 3W)
• Anahtar (devreyi açmak ve ışığı kesmek için)
• Elektrik bandı
• Kutu

Aletler

Hücre ekstraksiyonu için:

• Eldivenler (bilgisayar pilinin plastiğiyle veya hücreleri birbirine bağlayan nikel şeritlerle kesilmemesi için)
• Çekiç
• keski
• Pense kesme

Lambanın kendisini oluşturmak için:

• Tutkal tabancası (ve tutkal çubukları)
• Isıtma tabancası veya küçük meşale
• Ağaç testeresi
• Tornavida

Adım 2: Nasıl Çalışır?

Bu öğretici, yeni bir pil yapmak için bilgisayar hücrelerinin nasıl kurtarılacağını gösterir. Bir güneş paneli veya bir USB portu ile güçlendirilmiş, bir LED lambayı yakmanıza izin verecektir.

Sistem üç modül etrafında çalışır:

• enerji alım modülü: güneş paneli ve şarj kontrolörü
• enerji depolama modülü: pil
• enerjiyi geri veren modül: LED lamba ve voltaj regülatörü

Enerji Alma Modülü: Fotovoltaik Panel & Şarj Kontrol Cihazı

Fotovoltaik panel, güneşin enerjisini yoğunlaştırır. Enerjisini aküde depolamak için geri kazanmasını sağlar. Ancak dikkatli olun, panelin aldığı enerji miktarı günün saatine, hava durumuna göre düzensizdir… Panel ile akü arasına bir şarj/deşarj regülatörü takılması önemlidir. Bu, diğer şeylerin yanı sıra aşırı yüklenmeye karşı korunacaktır.

Enerji depolama modülü: pil

Bir bilgisayardan kurtarılan iki lityum hücreden oluşur. Kısaca söylemek gerekirse, pil, içinde birkaç pil bulunan bir kutu gibidir: her biri bir hücredir, elektrokimyasal reaksiyonla cihaza güç sağlayan bir birimdir.

Bilgisayarlarda bulunan hücreler lityum hücreleridir. Hepsinin enerji depolama kapasitesi aynıdır, ancak üretme yetenekleri her biri için farklıdır. Hücrelerden bir pil oluşturmak için hepsinin aynı enerjiyi iletme yeteneğine sahip olması önemlidir. Bu nedenle, homojen piller oluşturmak için her bir hücrenin kapasitesini ölçmek gereklidir.

Enerjiyi veren modül: LED lamba, 5V USB portu ve voltaj dönüştürücü

Bataryamız bize 3.7V güç sağlıyor ve kullandığımız LED lambalar aynı voltajda çalışıyor. Ek olarak, USB portları 5V'luk bir voltaj sağlar. Bu nedenle hücre enerjisini 3,7V'den 5V'a dönüştürmemiz gerekiyor: DC/DC güçlendirici adı verilen bir voltaj dönüştürücü kullanarak

Adım 3: Üretim Aşamaları

Lambayı oluşturmak için gereken farklı adımlar şunlardır:

1. Hücreleri bilgisayar pilinden çıkarma
2. Hücrelerin voltajını ölçün
3. 3 modülün gerçekleştirilmesi (güneş paneli + şarj regülatörü pil led ışığı + şarj regülatörü)
4. 3 modülün bağlanması
5. Bir kutu inşa etmek
6. Kutudaki modüllerin entegrasyonu

Adım 4: Hücreleri Bilgisayar Pilinden Çıkarma

Bu bölüm için aşağıdaki eğiticiye bakmanızı öneririz: Pillerin geri dönüşümü.

1. Ellerinizi korumak için eldiven giyin
2. Pili yerine yerleştirin ve bir çekiç ve keski ile açın.
3. Diğer tüm parçaları çıkararak her hücreyi izole edin (fotoğrafta gösterildiği gibi).

Adım 5: Hücrelerin Voltajını ve Kapasitesini Ölçün

Voltajı ölçün:

Düzgün çalışıp çalışmadıklarını kontrol etmek için her bir hücrenin voltajını ölçerek başlıyoruz. Voltajı 3V'un altında olan her hücre bu projede kullanılamayacak ve geri dönüşüme kazandırılmalıdır.

DC modunda bir multimetre kullanarak her bir hücreyi ölçün ve proje için kullanılabilir olanları kontrol edin.

Dikkat: Bilgisayar pili dışarıdan sıvı gibi görünüyorsa kutuyu açmayın, yüksek dozda lityum zararlıdır.

Kapasiteyi ölçün:

Bir hücrenin kapasitesini ölçmek için, onu maksimumda şarj etmemiz ve sonra boşaltmamız gerekir. Bu hücreler lityum bazlıdır ve belirli bir şarj ve deşarj sistemine ihtiyaç duyar, genellikle maksimum şarj 4, 2 V ve minimum 3 V'tur. Bu sınırları aşmak hücreye zarar verir.

1. PowerBank kullanın: Bir USB portu ile birçok hücreyi aynı anda şarj etmenizi sağlar.
2. Hücreleri şarj edin ve şarj tamamlanana kadar bekleyin (tüm ışıklar yanmalıdır), yaklaşık 24 saat içinde yapılacaktır. (resim)

3. Hücreler maksimumda (4, 2V) şarj olacak, şimdi onları boşaltmamız gerekiyor. Bir Imax B6 kullanmalısınız: hücreleri boşaltmaya ve kapasitelerini kontrol etmeye izin veren bir araç. Araç nasıl kullanılır:

   1. voltaj: size hangi tip hücreleri kontrol etmek istediğinizi soracaktır, lityum olanı seçmelisiniz. Deşarjı minimum 3V'da otomatik olarak düzenler.
   2. yoğunluk: hızlı ve güvenli bir deşarj sağlamak için 1A'ya ayarlayın. Bu durumda deşarj 1 saat ile 1 saat ve yarım saat arasında sürmelidir.
   3. Mıknatısı timsah klipslerine bağlayın, ardından hücreye bağlayın, mıknatıs akımın Imax B6'dan hücrelere geçmesine izin vermeye yardımcı olur. (resim)
   4. Hücreleri tamamen boşalana kadar boşaltın.
   5. Hücredeki kapasiteye dikkat edin. Ne kadar yüksek o kadar iyi.
   6. Hücrelerinizi kapasiteye göre sıralayın: 1800 mA.

Açıklama: Benzer kapasiteye sahip hücrelerle homojen piller yapmak önemlidir.

Adım 6: 3 Farklı Modülün Gerçekleştirilmesi

Modül 1: Güneş paneli ve şarj regülatörü

• Siyah ve kırmızı bir tel kullanın, telleri şeritlemek için bir pense kullanın.
• Panelin pozitif tarafındaki kırmızı kabloyu ve negatif taraftaki siyah kabloyu lehimleyin.
• Şarj regülatörünün 2 girişi vardır: IN- ve IN+ (bileşen üzerinde gösterilir): Kırmızı kabloyu (pozitif) şarj regülatörünün IN+ girişi ile ve siyah kabloyu (negatif) IN- girişi ile kaynak yapın (resim 5).

Modül 2: Pil

Lityum hücreyi pil yuvasına yerleştirin

Modül 3: LED / USB dönüştürücü

DC/DC gerilim dönüştürücünün iki girişi ve iki çıkışı vardır: Girişler: VIN + ve VIN - / Çıkışlar: OUT + ve OUT -. LED'in iki giriş kablosu vardır: bir pozitif ve bir negatif.

• İki kablo alın (kırmızı ve siyah).
• Kırmızı kabloyu voltaj dönüştürücünün VIN+ girişiyle ve siyah kabloyu VIN girişiyle kaynak yapın.
• Dikkat: Kablo polaritesi LED'de gösterilmez. Tanımlamak için bir ohmmetre kullanın. Tel, boş bir değer gösterdiğinde pozitiftir. Daha yüksek bir değer gösterdiğinde tel negatiftir.
• LED pozitif kablosunu voltaj dönüştürücünün OUT+ çıkışına ve LED negatif kablosunu OUT çıkışına kaynak yapın. (resim)

Adım 7: 3 Modülün Bağlantısı

Şarj regülatörünün 2 girişi vardır: IN- ve IN+ (bileşen üzerinde gösterilir).

1. Güneş panelinin kırmızı kablosunu (pozitif) şarj regülatörünün IN+ girişine ve siyah kabloyu (negatif) IN- girişine kaynak yapın.
2. Şarj regülatörünün 2 girişi vardır: B- ve B+ (bileşen üzerinde gösterilir). Pil tutucunun kırmızı kablosunu (pozitif) şarj regülatörünün B+ girişine ve siyah kabloyu (negatif) B- girişine kaynak yapın.
3. USB/LED dönüştürücü modülünün kırmızı kablosunu (pozitif) şarj regülatörünün OUT+ çıkışına kaynak yapın. Siyah kabloyu (negatif) OUT çıkışına kaynak yapın. Açıklama: Elektrik devresi şimdi kapalıdır ve ışık yanar.
4. Devreyi açmak için regülatörü dönüştürücüye bağlayan pozitif kabloyu kesin ve anahtarı seri olarak kaynaklayın. Devreyi açmak ve kapatmak için kullanılacaktır.

Adım 8: Vakayı Oluşturma - Sürüm 1

Sürüm 1: Tupperware

Bu tasarım Open Green Energy'den kaynaklanmaktadır, orijinal öğreticiye başvurmaktan çekinmeyin. Gerçekten ilginç göründüğü için paylaşıyoruz. Ancak durum özellikle USB çıkışı için devremize uyarlanmalıdır. Yakında bu tasarımdan esinlenerek kendi modelimizi önereceğiz.

Adım 9: Vakayı Oluşturma - Sürüm 2

Versiyon 2: Büyük boy termoform şişe

Bu model, devrelerin tamamen su geçirmez olmasına izin verir, ancak özel malzeme gerektirir:

• Bir 5L su bidonu
• 1 ila 2 cm kalınlığında kontrplak levhalar (veya ham ahşap)
• Bir krampon, minimum uzunluk 80 cm, genişlik 3 ile 5 cm arasında

İki tabanın inşası: Bunlar, lambanın iki ucudur, üst kısım bir tarafta güneş panelini ve diğer tarafta elektrik devresini barındırır. Alt uç, lambayı kapatmak ve sızdırmazlığı sağlamak için kullanılır.

1. 15/13cm'lik 2 tahta ve 11/13cm'lik 2 tahta kesin.
2. Her küçük tahtayı, büyük tahtanın tam ortasına yerleştirmeye dikkat ederek daha büyük bir tahtanın üzerine yerleştirin. Her bir tahta çifti daha sonra vidalanacaktır.

Not: Su geçirmezlik için levhaları önceden cilalamak daha iyidir.

Kalıp yapımı:

1. Kelepçede yaklaşık 20 cm'lik 4 parça kesin.
2. Bunları önceden kesilmiş küçük tahtalardan birinin (11/13 cm) her bir köşesine yerleştirin ve her bir kilit parçasını tahta ile vidalayın.
3. Diğer küçük tahtayı dört parçanın diğer ucuna yerleştirin ve aynı şekilde vidalayın. Sonuç, plastik şişeyi ısıyla şekillendirmek için kullanılacak 11/13/20 boyutlarında bir küboiddir.

Lamba zarfının ısıyla şekillendirilmesi:

1. 5L şişenin altını kesin ve kalıbın içine dikey olarak yerleştirin (kalıbın 20 cm'lik tarafı şişenin kenarına paralel olmalıdır).
2. Küboidin her iki tarafını bir termal striptizci ile yavaşça ısıtın. Striptizci şişeden yaklaşık 10 cm uzakta olmalıdır. Termal striptizciniz yoksa, başka herhangi bir alev kaynağı (örneğin gaz ısıtıcısı gibi) kullanmak mümkündür.
3. Şişe kalıpla aynı şekli aldıktan sonra, şişe desenlerini silmek ve plastiği düzgün bir şekilde germek için ısıtmaya devam edin. Plastiğe yakın veya aynı yerde çok uzun süre ısıtmamaya dikkat edin, aksi takdirde plastik yüzeyde kabarcıklar oluşur.
4. Şekillendirilmiş şişeyi kalıbın üzerinde bırakarak, şişenin üst kısmını kalıpla temiz bir şekilde kesin ve şişeyi yaklaşık 17 cm aşağıdan tekrar kesin.
5. Kesme işlemi tamamlandıktan sonra, kalıbı plastikten ayırmak için kalıbın her iki tarafındaki kilitleri sökün.
6. Oluşturulan şişenin her iki ucunda 1 cm genişliğindeki tırnakları 90° içe doğru katlayın. Her sekme her iki taraftan da eğimli olmalıdır (fotoğrafta gösterildiği gibi). Tırnaklar, lambanın sızdırmazlığını iyileştirmek için şişenin her iki yanındaki iki levha (büyük ve küçük) arasında kayar. Tırnakları kolayca katlamak için şişenin iç kısmındaki kesici ile ince bir çizgi çizin ve elinizle katlayın.

Güneş panelinin sabitlenmesi:

1. Paneli daha büyük olan panoya yerleştirin, panonun + ve - çıkışlarının konumunu işaretleyin ve her iki panoya da 5 mm'lik bir delik açın. (Bu yerde zaten herhangi bir bileşen varsa, delik hareket ettirilmelidir).
2. Bu deliklere şarj kontrol cihazından gelen kabloları yerleştirin ve bunları güneş panelindeki ilgili çıkışlara kaynak yapın.
3. Paneli tutturmak için ideal olan, tahtaya yapıştırılmış ince bir kumaş tabakası kullanmak ve paneli kumaş üzerine yapıştırmaktır (örneğin güçlü bir yapıştırıcı kullanarak).
4. Lamba tabanı için aynı işlemi plastiğin diğer ucunda tekrarlayın.
5. Küçük levhayı zarfın içine yerleştirin ve iki levha arasında 4 plastik çıkıntı olacak şekilde daha büyük levhaya vidalayın.
6. USB fişinin sızdırmazlığını sağlamak için küçük bir parça bisiklet iç tüpünü zımbalayabilirsiniz.

Aklınıza gelebilecek herhangi bir soru veya iyileştirme göndermekten çekinmeyin. Ve lambanızı yaptıktan sonra #solarlamp #lowtechlab ile paylaşmayı unutmayın!