Любители активного отдыха часто сталкиваются с проблемой разрядки аккумуляторов мобильных телефонов, навигаторов, планшетных ПК и прочего, необходимого в походе, оборудования. Запасные аккумуляторы – не лучший выход из положения. Предлагаем попробовать изготовить зарядку на солнечной батарее своими руками. Так можно не только обеспечить бесперебойную связь во время путешествия, но и сэкономить немалые деньги.
Определяем параметры зарядки
Чтобы определиться с мощностью солнечной батареи, нужно знать ее предназначение. Для того, чтобы зарядить мобильный телефон и навигатор, достаточно источника напряжения в 6 В мощностью около 4 Вт. Для планшетного ПК, фотоаппарата и ноутбука потребуется 12 В напряжения мощностью 15 Вт. Изготавливать солнечную батарею самостоятельно – дело хлопотное, проще приобрести складную конструкцию в готовом виде в радиомагазине.
Следует учитывать, что напряжение зарядки (ЗУ) должно соответствовать параметрам аккумулятора заряжаемого устройства. Процесс зарядки не будет происходить при напряжении зарядника более низком, чем у аккумулятора. Превышение приводит к разрушению пластин и выходу аккумулятора из строя.
Схема зарядки на солнечной батарее своими руками
Зарядное устройство на солнечных батареях своими руками можно собрать по несложной схеме. Аккумулятор GB2 подключается к одноименным клеммам GB1 солнечной батареи. В цепь последовательно включается VD1 (диод Шоттки), например, MBR140 или 1N5817, 1N5818 для того, чтобы аккумулятор не разряжался через солнечную батарею. Принцип его работы не отличается от других полупроводниковых приборов, использующих принцип p-n перехода, но основан на использовании перехода «металл-полупроводник».
Диод такого типа имеет преимущество перед другими диодами: падение напряжения при его использовании не превышает 0,4 В. Для батареи на 6в достаточно одного диода. Чертой на корпусе диода обозначают катод, другой выход является анодом. Схему можно упростить, если приобрести батарею с уже встроенным обратным диодом.
Что нужно для самостоятельного изготовления зарядного устройства
Итак, для изготовления ЗУ понадобится: солнечная гибкая батарея, двужильный медный кабель с сечением жил 0,75 мм², диод Шоттки, два штекера типа PLUG (или аналогичных) для устройства разъемов XS1 и XS2, два JACK-гнезда, штекер, такой как у ЗУ от сети 220 В и термоклей. Для изготовления разъемов можно использовать разъемы для наушников. Если потребуется зарядка аккумуляторов типа ААА или АА, необходимо приобрести специальный контейнер. Эти детали есть на радиорынке или в специальном магазине. Штекеры для зарядки современных мобильных телефонов унифицированы под micro-USB. В том случае, если для зарядки сотового терминала потребуется штекер старого образца, следует приобрести универсальный переходник, который не следует включать в схему на постоянной основе: в будущем такие все равно использоваться не будут.
Процесс сборки
Собрать зарядное устройство на солнечных батареях своими руками достаточно просто. Двужильный кабель необходимо припаять к выходам солнечной гибкой панели, а к другому его концу – штекер. Если солнечная панель уже оснащена выходным разъемом – необходимо подобрать к нему ответную часть для коммутации с остальной частью устройства.
Следующий этап – сборка контейнера для зарядки аккумуляторов типа ААА (АА). Желательно использовать корпус для трех элементов питания: два места в нем будут служить по назначению, а в одном необходимо собрать схему с диодом Шоттки. Двужильный провод, ограниченный штекером, вводим в корпус, фиксируем термоклеем и соединяем со схемой. Для надежности, весь отсек со схемой можно полностью залить термоклеем.
Если необходимо заряжать только ноутбуки, планшетные ПК, фотоаппараты и мобильные устройства, диодную схему можно собрать в корпусе штекера XS2, где для фиксации следует также применить термоклей. Для удобства коммутации желательно изготовить переходной кабель, ограниченный соответствующими разъемами. При необходимости контролировать силу тока во время зарядки в схему можно последовательно включить амперметр, в качестве которого можно использовать самый дешевый китайский тесте
Сделать самодельное зарядное устройство не слишком сложно - необходимые компоненты не очень дорогие и их легко достать. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки небольших устройств, например, телефона.
Слабым местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторы. Большинство зарядных устройств на солнечных батареях собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторов - дешёвых, доступных и безопасных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторов слишком низкие напряжение и ёмкость, чтобы их можно было серьёзно рассматривать в качестве зарядных устройств для современных гаджетов, энергопотребление которых с каждым годом только растёт.
Например, аккумулятор iPhone 4 на 2000 мА*ч ещё можно полностью перезарядить от самодельной солнечной зарядки с двумя или четырьмя аккумуляторами АА, но вот iPad 2 оснащён аккумулятором на 6000 мА*ч, который уже не так просто перезарядить с помощью подобного зарядного устройства.
Решением данной проблемы является замена никель-металл-гидридных аккумуляторов на литиевые.
Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, по сравнению с коммерческими зарядными устройствами это самодельное зарядное устройство обойдётся вам очень дёшево. Во-вторых, собрать его очень просто. И самое главное - эта литиевая USB зарядка безопасна при эксплуатации.
Шаг 1: Необходимые компоненты для сборки солнечной USB зарядки.
Электронные компоненты:
- Солнечная батарея на 5 В или выше
- Литий-ионный аккумулятор на 3,7 В
- Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора
- Повышающая USB схема постоянного тока
- Разъём 2,5 мм с креплением на панель
- Разъём 2,5 мм с проводом
- Диод 1N4001
- Провод
Конструкционные материалы:
- Изолента
- Термоусадочные трубки
- Двухсторонняя лента из пеноматериала
- Припой
- Жестяная коробка (или другой корпус)
Инструменты:
- Паяльник
- Пистолет для склеивания горячим клеем
- Дрель
- Дремель (не обязателен, но желателен)
- Кусачки
- Инструмент для зачистки проводов
- Помощь друга
- Защитные очки
В этом руководстве рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии. Вы можете отказаться от использования солнечных батарей и ограничиться только изготовлением обычной USB зарядки на литий-ионных аккумуляторах.
Большинство компонентов для этого проекта можно купить в интернет магазинах электроники, но повышающую USB схему постоянного тока и контроллер заряда литий-ионного аккумулятора найти будет не так просто. Далее в этом руководстве я расскажу, где можно достать большинство необходимых компонентов и для чего каждый из них нужен. Исходя из этого вы сами решите какой вариант вам лучше всего подходит.
Шаг 2: Преимущества зарядных устройств с литиевыми аккумуляторами.
Может быть вы не догадываетесь, но скорей всего литий-ионный аккумулятор прямо сейчас лежит у вас в кармане или на столе, а может и в вашем кошельке или рюкзаке. В большинстве современных электронных устройств используются литий-ионные аккумуляторы, характеризующиеся большой ёмкостью и напряжением. Их можно перезаряжать множество раз. Большинство аккумуляторов формата АА по химическому составу являются никель-металл-гидридными и не могут похвастаться высокими техническими характеристиками.
С химической точки зрения разница между стандартным никель-металл-гидридным аккумулятором АА и литий-ионным аккумулятором заключается в химических элементах, содержащихся внутри элемента питания. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов Менделеева, то увидите, что литий находится в левом углу рядом с самыми химически активными элементами. А вот никель расположен в середине таблицы рядом с химически неактивными элементами. Литий обладает такой высокой химической активностью из-за того, что у него только один валентный электрон.
И как раз именно по этой причине на литий много нареканий - иногда он может выходить из-под контроля из-за своей высокой химической активности. Несколько лет назад компания Sony, лидер в производстве аккумуляторов для ноутбуков, изготовила партию некачественных аккумуляторов для ноутбуков, некоторые из которых самопроизвольно возгорались.
Именно поэтому при работе с литий-ионными аккумуляторами мы должны придерживаться определенных мер предосторожности - очень точно поддерживать напряжение во время зарядки. В этой инструкции используются аккумуляторы на 3,7 В, которые требуют заряжающего напряжения 4,2 В. При превышении или уменьшении этого напряжения химическая реакция может выйти из-под контроля со всеми вытекающими последствиями.
Вот почему при работе с литиевыми батареями необходимо проявлять предельную осторожность. Если обращаться с ними осторожно, то они достаточно безопасны. Но если вы будете делать с ними недопустимые вещи, то это может привести к большим неприятностям. Поэтому их следует эксплуатировать только строго по инструкции.
Шаг 3: Выбор контроллера заряда литий-ионного аккумулятора.
Из-за высокой химической реактивности литиевых аккумуляторов вы должны быть на сто процентов уверены, что схема контроля напряжения заряда вас не подведёт.
Хотя можно изготовить собственную схему контроля напряжения, но лучше просто купить уже готовую схему, в работоспособности которой вы будете уверены. На выбор доступны несколько схем контроля заряда.
На данный момент Adafruit выпускает уже второе поколение контроллеров заряда для литиевых аккумуляторов с несколькими доступными значениями входящего напряжения. Это весьма неплохие контроллеры, но у них слишком большой размер. Вряд ли на их базе получится собрать компактное зарядное устройство.
В интернете можно купить небольшие модули контроллеров зарядки литиевых аккумуляторов, которые и используются в данном руководстве. На базе этих контроллеров я также собрал множество других самоделок. Они мне нравятся за компактность, простоту и наличие светодиодной индикации заряда аккумулятора. Как и в случае с Adafruit, при отсутствии солнца литиевый аккумулятор можно зарядить через USB порт контроллера. Возможность зарядки через USB порт является крайне полезной опцией для любого зарядного устройства на солнечных батареях.
Независимо от того, какой контроллер вы выбрали, вы должны знать как он работает и как его правильно эксплуатировать.
Шаг 4: USB порт.
Через USB порт можно заряжать большинство современных устройств. Это стандарт во всём мире. Почему бы просто не подключить USB порт напрямую к аккумулятору? Зачем нужна специальная схема для зарядки через USB?
Проблема заключается в том, что по стандарту USB напряжение составляет 5 В, а литий-ионные аккумуляторы, которые мы будем использовать в данном проекте, имеют напряжение всего 3,7 В. Поэтому нам придётся воспользоваться повышающей USB схемой постоянного тока, которая увеличивает напряжение до достаточного для зарядки различных устройств. В большинстве коммерческих и самодельных USB зарядок, наоборот, используются понижающие схемы, так как они собираются на базе аккумуляторов на 6 и 9 В. Схемы с понижением напряжения более сложные, поэтому в солнечных зарядных устройствах их лучше не применять.
Схема, которая применяется в данной инструкции, была выбрана в результате длительного тестирования различных вариантов. Она практически идентична схеме Minityboost Adafruit, но стоит дешевле.
Конечно вы можете купить онлайн недорогое зарядное USB устройство и разобрать его, но нам нужна схема, преобразующая 3 В (напряжение двух батареек АА) в 5 В (напряжение на USB). Разборка обычной или автомобильной USB зарядки ничего не даст, так как их схемы работают на понижение напряжения, а нам наоборот нужно повышать напряжение.
Кроме того следует учесть, что схема Mintyboost и используемая в проекте схема способны работать с гаджетами Apple, в отличии от большинства других зарядных USB устройств. Устройства от Apple проверяют информационные пины на USB, чтобы знать куда они подключены. Если гаджет Apple определит, что информационные пины не работают, то он откажется заряжаться. У большинства других гаджетов такая проверка отсутствует. Поверьте мне - я перепробовал множество дешёвых схем зарядки с интернет-аукциона eBay - ни от одной из них мне не удалось зарядить свой айфон. Вы же не хотите, чтобы от вашей самодельной USB зарядки нельзя было заряжать гаджеты Apple.
Шаг 5: Выбор аккумулятора.
Если вы немного погуглите, то обнаружите огромный выбор аккумуляторов разных размеров, ёмкостей, напряжений и стоимости. Поначалу во всём этом многообразии будет несложно запутаться.
Для нашего зарядного устройства мы будет использовать литий-полимерный (Li-Po) аккумулятор на 3,7 В, который очень напоминает аккумулятор для айпода или мобильного телефона. Действительно, нам нужен аккумулятор исключительно на 3,7 В, так как схема зарядки рассчитана именно на это напряжение.
То, что аккумулятор должен быть оснащён встроенной защитой от перезаряда и переразряда, даже не обсуждается. Обычно эта защита называется «PCB protection» («схема защиты»). Поищите по этим ключевым словам на интернет-аукционе eBay. Из себя она представляет всего лишь небольшую печатную плату с чипом, которая защищает аккумулятор от чрезмерного заряда и разряда.
При выборе литий-ионного аккумулятора смотрите не только на его ёмкость, но и на его физический размер, который преимущественно зависит от выбранного вами корпуса. В качестве корпуса у меня выступила жестяная коробка Altoids, так что я был ограничен в выборе аккумулятора. Я сначала думал купить аккумулятор на 4400 мА*ч, но из-за его больших размеров мне пришлось ограничиться аккумулятором на 2000 мА*ч.
Шаг 6: Подсоединение солнечной батареи.
Если вы не собираетесь делать зарядное устройство с возможностью подзарядки от солнца, то можете пропустить этот этап.
В этом руководстве используется солнечная батарея в жестком пластиковом корпусе на 5,5 В и 320 мА. Вам подойдет любая большая солнечная батарея. Для зарядного устройства лучше всего выбирать батарею, рассчитанную на напряжение 5 — 6 В.
Возьмите провод за кончик, разделите его на две части и немного зачистите концы. Провод с белой полоской отрицательный, а полностью чёрный провод - положительный.
Припаяйте провода к соответствующим контактам с обратной стороны солнечной батареи.
Закройте места пайки с помощью изоленты или горячего клея. Это защитит их и поможет снизить нагрузку на провода.
Шаг 7: Сверлим жестяную коробку или корпус.
Так как в качестве корпуса я использовал жестяную коробку Altoids, то мне пришлось немного поработать дрелью. Кроме дрели нам понадобится ещё и такой инструмент, как дремель.
Перед тем, как начать работу с жестяной коробкой, сложите в неё все компоненты, чтобы убедиться на практике, что она вам подходит. Продумайте, как лучше всего в ней разместить компоненты, и только потом сверлите. Места расположения компонентов можете обозначить маркером.
После обозначение мест можете приниматься за работу.
Вывести USB порт можно несколькими способами: сделать небольшой надрез прямо вверху на коробке или же сбоку на коробке просверлить отверстие соответствующего размера. Я решил сделать отверстие сбоку.
Сначала приложите USB порт к коробке и обозначьте его место. Внутри обозначенной области просверлите дрелью два или больше отверстий.
Зашлифуйте отверстие дремелем. Обязательно соблюдайте технику безопасности, чтобы не травмировать пальцы. Ни в коем случае не держите коробку в руках - зажмите её в тиски.
Просверлите отверстие диаметром 2,5 мм для USB порта. При необходимости расширьте его с помощью дремеля. Если вы не планируете устанавливать солнечную батарею, то в отверстии 2,5 мм нет необходимости!
Шаг 8: Подключение контроллера зарядки.
Одна из причин, по которой я выбрал этот компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впереди рядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две сзади для аккумулятора.
Чтобы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, необходимо подпаять два проводка и диод от разъёма к контроллеру. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Зафиксируйте диод 1N4001, контроллер зарядки и разъём 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. Если смотреть на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний - положительным, а правый вообще не используется.
Один конец проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а другой к отрицательному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как можно ближе к основанию диода, чтобы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Опять же, постарайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к положительному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Шаг 9: Подключение аккумулятора и USB схемы.
На данном этапе потребуется всего лишь подпаять четыре дополнительных контакта.
Нужно подсоединить аккумулятор и USB схему к плате контроллера зарядки.
Сначала отрежьте несколько проводков. Подпаяйте их к положительным и отрицательным контактам на USB схеме, которые расположены на нижней стороне платы.
После этого соедините вместе эти проводки с проводками, идущими от литий-ионного аккумулятора. Убедитесь, что вы соединили вместе отрицательные проводки и соединили вместе положительные проводки. Напоминаю, что красные провода у нас положительные, а чёрные - отрицательные.
После того, как вы скрутили проводки вместе, приварите их к контактам на аккумуляторе, которые находятся на обратной стороне платы контроллера зарядки. Перед пайкой проводки желательно продеть в отверстия.
Теперь можно поздравить вас - вы на 100% справились с электрической частью этого проекта и можете немного расслабиться.
На этом этапе неплохой идеей будет проверить работоспособность схемы. Так как все электрические компоненты подсоединены, то всё должно работать. Попробуйте зарядить айпод или любой другой гаджет, оснащённый USB портом. Устройство не будет заряжаться, если аккумулятор разряжен или неисправен. Кроме того поместите зарядное устройство на солнце и посмотрите будет ли заряжаться аккумулятор от солнечной батареи - при этом должен загореться маленький красный светодиод на плате контроллера зарядки. Также вы можете зарядить аккумулятор через mini-USB кабель.
Шаг 10: Электрическая изоляция всех компонентов.
Перед тем, как разместить все электронные компоненты в жестяной коробкой, мы должны быть уверены, что она не сможет стать причиной короткого замыкания. Если у вас пластиковый или деревянный корпус, то пропустите этот этап.
На дне и по бокам жестяной коробки наклейте несколько полос изоленты. Именно в этих местах будет находиться USB схема и контроллер зарядки. На фотографиях видно, что контроллер зарядки у меня остался незакреплённым.
Постарайтесь тщательно всё заизолировать, чтобы не произошло короткого замыкания. Перед тем, как наносить горячий клей или наматывать изоленту, убедитесь в прочности пайки.
Шаг 11: Размещение электронных компонентов в корпусе.
Так как 2,5 миллиметровый разъём необходимо закрепить с помощью болтов, то разместите его в первую очередь.
На моей USB схеме сбоку имелся переключатель. Если у вас такая же схема, то сначала проверьте работает ли переключатель, который нужен для включения и отключения «режима зарядки».
И наконец нужно закрепить аккумулятор. С этой целью лучше использовать не горячий клей, а несколько кусочков двустороннего скотча или изоленты.
Шаг 12: Эксплуатация самодельного зарядного устройства на солнечных батареях.
В завершение поговорим о правильной эксплуатации самодельной USB зарядки.
Заряжать аккумулятор можно через mini-USB порт или от солнца. Красный светодиод на плате контроллера зарядки указывает на процесс зарядки, а синий на полностью заряженный аккумулятор.
Во время своего последнего похода мне удалось в самолёте зарядить свой iPhone 4 почти на 80%, учитывая, что при этом я слушал музыку. Ёмкость аккумулятора составляла 2000 мА*ч. Чтобы зарядить аккумуляторы на 4400 или 6600 мА*ч, потребуется намного больше времени. Особенно это относится к айподам и другим планшетам.
Хотя это и достаточно сложная инструкция, я надеюсь, что вам удалось собрать своими руками USB зарядку с литий-ионным аккумулятором. Учитывая, что цены на литиевые аккумуляторы и контроллеры к ним падают, то нет никакого смысла делать самодельную зарядку на аккумуляторах других типов. Литий-ионные аккумуляторы особенно хорошо подходят для проектов, в которых крайне важны габариты устройства. Сейчас можно купить литий-ионные аккумуляторы даже самых безумно маленьких размеров. Это самый лучший источник энергии для автономных походов.
Все больше ценителей активного отдыха предпочитают проводить отпуск и уик-энды поближе к первозданной природе. Но современному человеку сложно отказаться от благ цивилизации – кто из нас не берет в путешествие мобильный телефон, ноутбук или камеру?
Но если в вашем багаже окажется зарядное устройство на солнечных батареях, проблема с питанием девайсов будет решена. Осталось только разобраться, как правильно выбрать прибор. Представленная нами статья окажет действенную помощь в прояснении всех вопросов.
Эти зарядные устройства способны преобразовывать солнечную энергию в постоянный электрический ток. Они могут работать с различными моделями навигаторов, плееров, ноутбуков, телефонов, камер и других портативных приборов.
Но время зарядки напрямую зависит от мощности самого устройства и вида разряженного девайса, поэтому, чтобы подобрать действительно практичный и универсальный прибор, стоит разобраться с его характеристиками.
Галерея изображений
Компактный прибор, собирающий, аккумулирующий, хранящий и передающий заряд, полученный при переработке солнечной энергии, обеспечит независимость от источников электропитания
Если в экипировке туриста имеется зарядное устройство, использующее солнечный свет для выработки электричества, экстремальные ситуации исключены
Небольшой по размерам независимый от электросети прибор без проблем зарядит мобильник, ноутбук, планшет, портативную медиа-систему
Зарядное устройство, работающее на солнечных батареях, зарядит мобильную технику в считанные минуты. Само оно получает энергию практически непрерывно
Мобильный преобразователь и аккумулятор солнечной энергии
Зарядное устройство в экипировке туристов
Зарядка для непрерывного поддержания связи
Процесс зарядки смартфона
Конструктивные особенности прибора
Само устройство состоит из кристаллической панели, контроллера уровня заряда/разряда и преобразователя солнечной энергии в электрическую.
Некоторые модели оснащены еще и буферным аккумулятором из нескольких литиевых элементов, который позволяет прибору не только преобразовывать, а и накапливать энергию, чтобы отдавать заряд даже в темное время суток.
Всего пару лет назад солнечные зарядные устройства были достаточно дорогими приборами, а сегодня – это массовый продукт с доступной ценой
Преимущества солнечных зарядок:
- Универсальны – адаптированы под различные устройства (на корпусе предусмотрены USB-разъемы, а большинство моделей дополнительно укомплектованы специальными переходниками под различные виды электротехники).
- Занимают мало места в дорожном багаже.
- Есть широкий выбор форм, цветов, размеров и мощности под различные нужды и эстетический вкус.
Ну а самый значимый недостаток для всех солнечных зарядок – долгое время, которое требуется им для накопления «силы». Кроме того, следует понимать, что если с питанием мобильного телефона или фотоаппарата справиться практически любая модель, то активный «поглотитель» энергии типа ноутбука уже потребует внушительной мощности солнечной батареи и емкостного аккумулятора.
Принцип работы устройства
Портативные зарядки на солнечных батареях – автономные системы, которые могут перерабатывать энергию как от лучей, так и от электросети, ламп дневного света или компьютера. Причем многим моделям необязательно наличие интенсивного солнца – они накапливают заряд даже в пасмурные дни, хотя КПД, разумеется, падает (от 20 до 70%).
Если купить устройство с возможностью подключения к электросети, можно значительно сэкономить время на накопление заряда при пасмурной погоде
Работает прибор так: кристаллы на панели поглощают солнечную энергию, преобразователь ее «перерабатывает» в электрический ток, который поступает к источнику питания. Когда к этому источнику с помощью шнура присоединяется мобильный телефон или другой прибор, накопленная энергия постепенно перетекает в разряженное устройство.
Виды солнечных зарядок
Что касается внешнего вида – здесь уже производители постарались не только разнообразить цветовую гамму и форму устройств, а и сделать девайс максимально удобным для применения в различных ситуациях. Рассмотрим самые популярные варианты.
Моноблок – компактное устройство из панели и накопителя, заключенных в твердом корпусе из металла или пластика. Такой прибор «спасет» разряженный телефон на пляже или пикнике и не займет много места в обычной сумке.
Моноблоки удобны для повседневной жизни – много места они не занимают и могут заряжаться не только от солнца, а и во время работы на ноутбуке или компьютере
Гибкая панель – тонкая складывающаяся или разворачиваемая панель с фотоэлементами. Она занимает мало места в багаже, да и весит намного меньше своего твердого конкурента, заключенного в корпус. Но, несмотря на приличную площадь «охвата», гибкие пластины накапливают солнечный заряд почти в два раза медленней, чем моноблоки.
Кроме того, большинство панелей работает только от прямых лучей солнца, не накапливая энергию впрок – у них отсутствует встроенный аккумулятор. Впрочем, всегда можно доукомплектовать свою зарядку внешним накопителем требуемой мощности.
Так что гибкие панели – это хороший вариант для решения вопроса с подзарядкой маломощных приборов при «стационарном» отдыхе – на даче, рыбалке, с палаткой. А вот для пешего путешествия лучше присмотреть другой вариант.
Во время движения гибкую панель можно компактно сложить и поместить в багажник или прикрепить на крышу автомобиля, а на привале – просто расстелить под солнечными лучами
Встроенная зарядка – устройство состоит из , которые крепятся к внешней стороне сумок или туристических рюкзаков. Они позволяют подзаряжать приборы прямо во время пути или накапливать заряд во встроенном аккумуляторе.
А еще такой аксессуар можно использовать по прямому назначению – для переноса любых предметов или той же электроники, что очень удобно для тех, кто увлекается пешим туризмом или работает под открытым небом.
Хотя «энергорюкзаки» выглядят привлекательно и стильно, но с таким же успехом можно временно прикрепить на сумку и любой другой вид зарядки (многие модели даже оснащены специальными карабинами) и не волноваться за сохранность устройства во время дождя или чистки
Раскладушки – это могут быть как несколько гибких панелей, компактно сложенных «стопкой», так и вариация из двух моноблоков, заключенных в жесткий корпус в форме раскрывающейся книжки.
Главная цель такого устройства – минимизировать «захват» полезной площади в объеме вашего багажа и увеличить КПД за счет большего количества фотоэлементов. Приятный бонус – большинство моделей комплектуются креплениями на рюкзак или автомобильное стекло.
Размер «раскладушки» можно подобрать исходя из ваших потребностей: чтобы заряжать мобильный, достаточно устройства размером с сам телефон, а вот для ноутбуков и планшетов панель даже в сложенном состоянии будет не меньше листа А5
Но вне зависимости от дизайна, все солнечные зарядки работают по одинаковому принципу, поэтому рассмотрим важные технические нюансы, которые помогут при покупке прибора.
Как выбрать подходящий вариант?
Для начала стоит определиться с количеством и видами приборов, которые вы планируете заряжать от солнечной зарядки. От этих параметров зависит мощность устройства и тип выходного порта.
Если на устройстве предусмотрено несколько USB портов, можно одновременно подключать и заряжать различные приборы, главное, чтобы позволяла мощность батареи
Характеристики различных девайсов можно уточнить, заглянув в инструкцию по их эксплуатации, а в некоторых приборах рабочее напряжение указано и на ЗУ, которое входит в комплект, поэтому сориентироваться будет несложно. В крайнем случае, нужный переходник всегда можно докупить.
Основные параметры и приятные дополнения
От характеристики зарядного тока зависит время, которое понадобится устройству для подпитки различных девайсов. Этот показатель измеряется в амперах и указан на портах прибора.
Значения:
- 1 ампер – предназначен для мобильных телефонов, электронных сигарет, часов, плееров.
- 2 ампера – подходит для планшетов, смартфонов, цифровых фотоаппаратов и видео-камер.
- 2,5-3 ампера – справится с зарядкой нетбуков и ноутбуков.
Также важно знать и напряжение на выходе, ведь заряжаемые приборы могут по мощности превосходить возможности солнечной зарядки. Так, для большинства телефонов и простых планшетов потребуется выход в 5 вольт, для цифровых камер и игровых гаджетов – 9, а для ноутбуков и автомобильных холодильников – 12-24.
Но все же главная характеристика зарядного устройства – мощность солнечной панели. От этого показателя напрямую зависит время зарядки батареи. А здесь все упирается в характеристики светоулавливающих панелей.
К примеру, у элементов с мощностью 5 W (стандартный бюджетный вариант) будет ток 900 ma часов, а у 10 W – 1500 ma. То есть, чтобы зарядить телефон от солнечной зарядки в 5 W, понадобится 2-3 часа, а вот панель мощностью 10 W справится и за полтора.
Для мощных устройств типа игровых планшетов и ноутбуков лучше покупать складные модели из нескольких панелей, которые быстро генерируют заряд
Кроме того, устройства с панелями, мощность которых не превышает 2 W, используются только для накопления заряда встроенного аккумулятора. А чтобы напрямую заряжать приборы от солнечных лучей, нужны панели с мощностью 3 W и больше.
Другие важные параметры:
- Наличие аккумулятора – если в устройстве не предусмотрен накопитель, работать оно сможет только во время нахождения на освещенном месте. Приборы же с аккумуляторами способны отдавать заряд в любое время суток, а также заряжаться от других источников – USB-порта ноутбука или розетки с подключением к 220V.
- Тип фотоэлементов – считается, что эффективней поглощают солнечные лучи монокристаллы (их КПД на уровне 13-18%). У поликристаллов этот показатель ниже – около 10-12%. Различить их можно даже невооруженным взглядом – поликристаллические панели имеют темно-синий оттенок, а их конкуренты – черный.
- Интерфейс – универсальные зарядки от солнца оснащены информативными USB, где можно выбрать нужный вариант в зависимости от типа разряженного устройства. Некоторые приборы оснащены и индикатором интенсивности солнечных лучей, которые помогут определить оптимальное местоположение для быстрого заряда.
- Защита – априори на всех устройствах предусмотрена система безопасности, позволяющая их эксплуатацию на природе. Но для любителей экстремальных приключений стоит поискать прибор с усиленной защитой от дождя, пыли, грязи, ударов и других форс-мажоров.
Дополнительные возможности чаще всего представлены функцией «фонарь» или «светильник». Это может быть актуально не только для любителей отдыха на природе, а и для автомобилистов – при замене колеса или ремонте на ночной дороге яркий свет станет незаменимым помощником.
Из других бонусов производители могут предложить USB-хаб или точку Wi-Fi. Но, разумеется, любые дополнения значительно увеличивают конечную стоимость продукта. А так ли они нужны – решать вам.
По интенсивности совершения покупок у нас лидируют следующие модели:
Галерея изображений
Достаточно мощное зарядное устройство запросто помещается в сумку или рюкзак. Способно одновременно заряжать два мобильных устройства на Android и iOS
Восемь панелей устройства генерируют 28 Ватт. Подходит для зарядки планшетов и мобильников. На зарядку батареи ноутбука таким устройством придется потратить 3 часа
Лучший вариант для зарядки мобильника и смартфона. Без проблем помещается в кармане. Производят устройство в противоударном влагозащищенном корпусе
Эффектное зарядное устройство в виде кепки с козырьком, оснащенным мини солнечными панельками. Самое удобное и практичное, но пригодное только для зарядки мобильников
Anker 21W 2-Port USB Solar Charger
ALLPOWERS 28W Foldable Solar Panel Laptop Charger
Portable solar powerbank
SOLSOL Solar Hat
Устройства с встроенным аккумулятором перед первой эксплуатацией нужно полностью зарядить, причем не на солнце, а от электросети. Затем подключите к ЗУ какой-либо прибор, чтобы он принял энергию и разрядил накопитель.
После этого панель можно подставлять под лучи и компенсировать потерянный заряд. Для моделей, работающих напрямую от солнца, это правило не работает – их можно сразу устанавливать на освещенные участки и подключать приборы.
Большинство солнечных зарядок предназначены для эксплуатации в температурном режиме от – 20 до + 45 градусов, но есть и специальные модели, работающие в условиях экстремального климата, только их изготавливают под заказ
Чтобы максимально повысить КПД солнечной зарядки, рекомендуем следующее:
- Располагайте прибор так, чтобы лучи падали на панель под прямым углом. Даже если солнце не стоит в зените, можно придать зарядке правильное положение, приподняв под углом в 40 градусов с помощью какой-нибудь подпорки. Так вы сможете собрать заряда на 20-30 % больше, чем если горизонтально положите панель на освещенное место.
- Используйте устройство вместе с накопителем, причем не только на привалах, а и во время поездки на авто или в походе. Такой тандем сможет собрать энергию для 2-3 зарядок телефона даже в пасмурную погоду без прямых солнечных лучей.
- Учитывайте, что в большинстве раскладных приборов панели подключены последовательно, поэтому важно, чтобы все элементы были равномерно освещены. Например, даже если тень закроет всего лишь половину первой из четырех панелей, мощность батареи упадет в два раза.
- Чтобы аккумуляторы большой емкости вышли на заявленные параметры, их рекомендуют «разогнать» – полностью разрядить, затем зарядить до 100%. И так 3-4 раза.
- На время длительного перерыва в работе (месяц и больше) храните ЗУ при комнатной температуре. Если это прибор со встроенным аккумулятором, его предварительно нужно зарядить до 50-70 %.
И последний совет – даже если зарядка стала хуже работать или совсем вышла из строя, не разбирайте ее самостоятельно, чтобы не повредить элементы системы и сам корпус. Разобранное устройство автоматически снимается с гарантии, поэтому лучше обратиться в авторизированный сервисный центр или к поставщику.
Как сделать зарядное устройство своими руками?
Хотя современные зарядки уже перестали быть приборами премиум-класса и вполне доступны по цене рядовому потребителю, если хочется сэкономить, всегда есть возможность изготовить такой девайс самому.
Пример самодельного устройства в жестком корпусе из металлической банки, оснащенного USB-разъемом и преобразователем энергии для зарядки маломощных приборов
Чтобы сделать простое солнечное ЗУ нужно приобрести несколько основных элементов:
- поли- или монокристаллическую панель;
- держатель для аккумуляторов;
- блокирующий диод Шоттки;
- гнездо для разъема;
- контроллер заряда (впрочем, если зарядка будет вырабатывать 0,5-5В можно использовать вместо контроллера более дешевый повышающий преобразователь на 5В).
Что касается самой панели, здесь нужно сделать небольшой расчет количества элементов, исходя из мощностей прибора, который планируется заряжать.
Например, если ток заряда для аккумулятора составит около 10% его емкости, то для зарядки в 20 000 мА нужен ток 2А, и для питания прибора понадобится около 14 часов. Если же увеличить ток вдвое до 4А, время на подзарядку сократится до 7 часов.
Замена контроллера на преобразователь позволит собрать ЗУ даже с помощью маломощной батареи от солнечного газонного фонаря – все равно на выходе получим требуемые 5В (правда заряжаться оно будет долго)
В зависимости от параметров тока для будущей зарядки (2 или 4А) выбираются и кристаллические элементы. Обычно, 1 деталь вырабатывает около 0,5В, то есть чтобы получить хотя бы 5В понадобится 10-12 элементов.
Затем их нужно последовательно спаять между собой. Если же используется панель от фонарика, то даже стандартная 70*70 см может выдавать от 2,5 до 4,5В, поэтому лучше проверить вольтметром.
Завершающий этап – заключить самодельную зарядку в любой подходящий каркас (подойдет даже банка из-под конфет) и оснастить USB-разъемом. Затем к разъему нужно припаять блокирующий диод, а также провода от солнечной панели к преобразователю и держателю согласно нижеприведенной схеме.
Диод Шотки необходим, чтобы при включении устройства аккумуляторы не разряжались через солнечную батарею. Приобрести его можно, как и другие составляющие, на радиорынках или в интернете
Осталось проверить работу устройства на солнце с любым разряженным девайсом. Если все в порядке, можно использовать соответствующие переходники и заряжать различные приборы.
Фото-инструкция для самостоятельных мастеров
Собрать компактное зарядное устройство с USB-портом для питания телефона запросто можно собственными руками. Все компоненты есть в свободной продаже, в крайнем случае их можно выписать. Обойдется самоделка в десятки раз дешевле, чем продукт заводского изготовления, особенно, если он широко разрекламирован.
Галерея изображений
Все комплектующие для сборки самодельного зарядного устройства, вырабатывающего электроэнергию при воздействии солнечных лучей или обычной лампочки, можно приобрести в онлайн и офлайн торговых точках
Домашнему мастеру потребуется инструмент, имеющийся в распоряжении практически каждого хозяина. Запастись надо паяльником, кусачками, дрелью, стриппером для удаления изоляции с проводов, клеящим пистолетом. Желательно пригласить помощника
Если предполагается подзаряжать более серьезные и прожорливые устройства, чем смартфон, лучше купить литий-ионный аккумулятор и контроллер к нему
В случае изготовления зарядки для обслуживания только мобильного телефона, в схеме самоделки можно использовать блоки из батареек АА по 2-4 штуки или никель-металлгидридный аккумулятор
В работе потребуется двухсторонняя клейкая лента, припой, изоляционная лента, термотрубки для изоляции соединений
Компактный вариант солнечной панели можно приобрести в готовом виде или соорудить самодельную панель из последовательно подключенных моно- или поликристаллических фотоэлементов
Все функциональные составляющие портативной зарядной системы располагают в жестком корпусе. В нем нужно будет вырезать выходы для подключения заряжаемых гаджетов. Идеально подходят для этих целей жестяные коробки
Стандартный USB порт, рассчитанный на 5В, подключаться будет через повышающую сопротивление схему. Так нужно, чтобы снизить напряжение на входе в аккумулятор до 3,7В
Самодельная зарядка от солнечной батарее
Инструменты для сборки самоделки
Литий-ионный аккумулятор с контроллером
Блоки батареек для маломощных устройств
Расходные материалы и инструменты для него
Небольшая солнечная панель
Жестяная коробка для изготовления корпуса
USB порт для подключения заряжаемого объекта
Зарядить сотовый телефон можно многими способами. В нашем сайте вы можете ознакомиться многими такими способами, а мы сегодня будем рассматривать еще одно, так называемое солнечное зарядное устройство. Заряжать мы сегодня наш телефон будем солнечными элементами. В производстве есть калькуляторы с солнечной батарейкой, стоят они копейки (10 рублей), если купить оптом, то дешевле. Нам нужно 9 калькуляторов, почему именно девять - узнаете чуть позже.
Сначала осторожно разбираем калькуляторы и достаем оттуда солнечные элементы. Одна такая батарейка способна отдавать до 3 вольт напряжения на ярком солнце. Так называемое <<Золотое напряжение>> для всеx типов мобильныx телефонов составляет 5 вольт (напряжение USB борта компьютера). Берем три батарейки (далее в тексте, солнечные панельки от калькуляторов назовем батарейками) и подключаем иx последовательно, затем таким образом поступаем с остальными 6-ю батарейками, подключая по три батарейки последовательно.
Таким образом мы получили три блока, в каждом блоке по три батарейки. Затем блоки нужно подключить параллельно для получении большого зарядного тока. И зарядный ток может достигать 80-100 миллиампер. Но телефон мы будем заряжать не от солнечныx батареек. Берем 5 никель-металл-гидридные батареек с напряжением 1,2 вольт, с емкостью от 800 миллиампер и подключаем иx последовательно получая общее напряжение 7,2 вольт. Итак, принцип работы нашего солнечного зарядного устройства очень простой - солнечные элементы , а батарейки в свою очередь заряжают наш мобильный телефон. Ниже приведена сxема зарядного устройства.
Такая конструкция дает возможность заряжать мобильник в любое время суток независимо от погоды. Теперь нужно поискать удобный корпус для такого девайса. Его также можно сделать своими руками из пластмассовыx лист. Для клейки пластмассы удобно использовать силикон. Можно изготовить две солнечные панельки рецептом который был указан выше и подключить иx параллельно для получении зарядного тока до 200 миллиампер. Итак, после изготовлении корпуса нужно внутрь поместить батарейки и диоды, а снаружи при помощи клея момент приклеить солнечную панель. Теперь у вас своя собственная электростанция и его можно использовать не только для зарядки мобильного телефона, но и для радио приемников, плееров и так далее.
Можно также смастерить небольшой светильник из светодиодов и у вас будет свет в палатке во время поxодов. Нужно дополнить устройство гнездом и выключателем, который будет отключать и включать панель от аккумуляторов. Это делают для того, чтобы в нужный момент можно было бы использовать солнечный элемент в другиx целяx, например для зарядки батареек или сотового телефона напрямую от солнца, или же для зарядки более мощного аккумулятора и тому подобное. Такое зарядное устройство может служить вам десятки лет, поскольку солнечные модули практически вечные, а срок годности аккумуляторов свыше 5 лет! На этом всё, удачи - АКА.
Солнечная батарея для зарядки телефона , планшета, ноутбука собирается совсем несложно. Понадобятся доступные и дешевые комплектующие.
Изобретать колесо заново не нужно. Заводские изделия складываются из мини-элементов по 5–6 вольт, контроллера заряда и встроенного аккумулятора, запасающего энергию. Электрическое соединение между отдельными элементами делается через диоды Шоттки. Такие диоды с низким сопротивлением p-n перехода необходимы, чтобы предотвратить протекание обратного тока между двумя элементами батареи.
Значит, вам всего лишь нужно иметь:
- несколько солнечных панелек;
- столько же диодов Шоттки;
- кабель mini USB или другой, подходящий для подключения к заряжаемому устройству;
- контроллер заряда;
- аккумулятор как можно большей ёмкости.
Чтоб мобильник уверенно заряжался, когда солнце время от времени прячется за облака, потребуется собрать панель с током на выходе 1000 мА при 5–6 В или 300 мА при 12 В. Чем мощнее солнечный генератор, тем меньше вы будете зависеть от открытого яркого солнца.
У солярной батареи без контроллера есть один недостаток - она может разрядить ваш телефон, вместо того чтоб зарядить. В плохую погоду напряжение на выходе самодельного устройства может стать ниже, чем на аккумуляторе мобильника. Неприятно, но ток потечет от уже разряженного аккумулятора к неправильно собранному генератору.
Автомобильное зарядное для телефонов преобразовывает входное напряжение 7–30 в стабильные 5 вольт. Такое устройство можно применить в самоделке как контроллер зарядки телефона или планшета.
Ваш, собранный собственными руками, альтернативный источник энергии выдает меньше 5 вольт. Тогда используйте повышающий преобразователь напряжения. Даже если вырабатывается полвольта, то с повышающим стабилизатором можно получить 5 В. Благодаря ему, вы сможете применить слабые черные панельки из садовых фонариков. Реально собрать солнечную батарею из транзисторов. Правда, транзисторы в режиме генератора выдают очень слабый ток, так что телефон будет заряжаться не меньше недели.
Припаивать собранную батарею к преобразователю напряжения нужно прямо, без использования диодов.
Чтобы плата преобразователя не болталась, приклейте её сзади к солнечной панели либо засуньте в родной корпус.
Удобно как подставку к самодельной солярной батарее использовать согнутую банковскую карту или визитку из плотного картона.
Имея различные переходники, можно зарядить любой мобильник или планшет от самодельного зарядного.
Теперь вы независимы от розеток, и можете долго наслаждаться удобствами цивилизации за городом, на природе.
Насчет расходов: один солнечный элемент на 100 мА обойдется в 3–5 долларов, цены на автомобильные преобразователи напряжения начинаются от 2 долларов, а без встроенного аккумулятора реально и вовсе обойтись.
USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками Как сделать простой Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank
