Ako vyrobiť solárnu nabíjačku iPod/iPhone -aka MightyMintyBoost: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Chcel som nabíjačku pre svoj iPodTouch a MintyBoost bola rozhodne moja prvá voľba. Chcel som to posunúť o niečo ďalej a dosiahnuť, aby to bolo nielen nabíjateľné, ale aj solárne. Ďalším problémom je, že iPhone a iPodTouch majú v sebe veľké batérie a dosť rýchlo vyčerpajú dve AA batérie v MintyBoost, takže som chcel zvýšiť aj výkon batérie. To, čo som naozaj chcel, bol MightyMintyBoost!

Spoločnosť Apple predala viac ako 30 miliónov jednotiek iPodTouch/iPhone- predstavte si, že by ste ich všetky nabíjali slnečnou energiou … Ak by bol každý predaný iPhone/iPodTouch každý deň plne nabitý (priemer kapacity batérie) slnečnou energiou namiesto energie z fosílnych palív, ušetrili by sme približne 50,644 gWh energie, čo je zhruba ekvivalent 75, 965, 625 libier. CO2 v atmosfére za rok. Je pravda, že je to najlepší prípad (za predpokladu, že môžete získať dostatok slnečného svetla za deň a približne 1,5 libry CO2 produkovaného na použitú kWh.) To však samozrejme nefunguje ani vo všetkých ostatných prehrávačoch iPod, mobilných telefónoch, PDA a mikrokontroléroch (použite ho na napájanie mojich projektov Arduino) a ďalších zariadení USB, ktoré je možné napájať z tejto nabíjačky- jedna malá nabíjačka solárnych článkov sa nemusí zdať, že by mohla znamenať rozdiel, ale spojte všetky tie milióny zariadení dohromady a je to veľa energie! Táto nabíjačka má niekoľko skutočne dobrých funkcií: Je napájaná solárnou energiou! Je to malé. Veľká kapacita batérie- 3,7 V @2 000 mAh Integrovaná nabíjačka sa nabíja pomocou solárnej, USB alebo nástennej bradavice. Prijíma vstupný výkon od 3,7 do 7 voltov. Po nabití vyberte solárny článok a máte pekný kompaktný napájací zdroj USB. Odpojte solárny článok a pomocou suchého zipsu zaistite MightyMintyBoost v batohu alebo taške- teraz zapojte väčší solárny článok pripevnený k taške pre ešte rýchlejšie nabíjanie. S o niečo väčším solárnym článkom (6v/250mAh) dokážete vygenerovať dostatok energie na úplné nabitie iPhonu za zhruba 5,5 hodiny a iPodu Touch za 4 hodiny. Postaviť to je skutočne jednoduché a jednoduché- trvalo mi to asi hodinu, takže sa riaďte a vytvorte si ho sami! Bezpečnostná poznámka a všeobecné vylúčenie zodpovednosti: Pri rezaní plechu Altoids buďte opatrní, pretože môže mať skutočne ostré hrany- v prípade potreby ich opilujte. Zostavte to na vlastné riziko- hoci je skutočne ľahké ho postaviť, ak niečo pokazíte, môže dôjsť k poškodeniu elektronického zariadenia, ktoré sa pokúšate nabiť. Pri montáži a spájkovaní buďte opatrní a dodržiavajte osvedčené bezpečnostné postupy. Používajte iba typ nabíjačky batérií, ktorá je špeciálne navrhnutá pre typ batérie, ktorú používate. Pred kladením otázok si prečítajte celý návod- v prípade akýchkoľvek otázok sa pýtajte a ja vám pomôžem, ako najlepšie budem vedieť!

Krok 1: Nástroje a materiály

Na vybudovanie vlastného MightyMintyBoost budete potrebovať toto:

Náradie: Spájkovačka Nožnice Nôž na strihanie drôtov Kliešte (alebo muiltitool) Multimetr Nožnice na kov Priehľadná baliaca páska Materiály: Súprava MintyBoost Lítiovo -polymérová nabíjačka batérií (pôvodná špecifikovaná bola ukončená) Pre lepší výkon používajte lítiovú nabíjačku Adafruit Solar Lithium (pripojenia sú podobné, ale sú o niečo väčšie) - pozri aktualizáciu nižšie) Lítium -polymérová batéria 3,7 V, 2 000 mAh, konektor JST/drôt Malý solárny článok s lepiacou podložkou 2 "x 3" Malé obojstranné lepiace štvorčeky Altoidy cínu 7/10/10 AKTUALIZÁCIA: Adafruit teraz predáva aj všetky diely potrebné na jeho výrobu trochu mocnejšie. Pozrite sa sem! Http: //www.adafruit.com/blog/2010/07/09/how-to-make-a-solar-mintyboost-a-solar-power-charger-for-your-gadgets/7 /18/11- ĎALŠÍ AKTUALIZÁCIA: Spoločnosť Adafruit nedávno predstavila novú nabíjačku LiPo, ktorá je špeciálne navrhnutá pre solárne nabíjanie a má oveľa lepší výkon. Nie je to také malé, ale vďaka zvýšeniu výkonu to stojí za to. Pozrite sa a prečítajte si o dizajne tu-https://www.adafruit.com/products/390 Niekoľko poznámok: Jednobunková lítium-polymérová nabíjačka môže akceptovať vstupný výkon, ktorý sa pohybuje maximálne od 3,7 do 7 V. Keď sa článok úplne nabije, nabíjačka sa automaticky prepne na udržiavacie nabíjanie. Pri nabíjaní pomocou mini USB portu je nabíjací prúd obmedzený na 100 mA. Pri nabíjaní pomocou valcového konektora je nabíjací prúd obmedzený na 280 mA. Solárny článok dosahuje pri jasnom slnečnom svetle maximum približne 5 V pri 100 mA. Ak potrebujete rýchlejšie nabíjanie, jednoducho použite väčší solárny článok- 6 V článok pri 250 mA by fungoval veľmi dobre a sú ľahko dostupné a lacné. Použil som veľkosť solárneho článku, ktorý som urobil, pretože som chcel, aby bol super kompaktný. Od výrobcu som nemohol zistiť, či solárny článok, ktorý som použil, má blokovaciu diódu. V mnohých solárnych nabíjacích systémoch sa používa blokovacia dióda, aby sa zabránilo vybitiu solárneho článku z batérie za zhoršených svetelných podmienok. Člen Instructables RBecho poukázal na to, že použitý nabíjací obvod neguje potrebu blokovacej diódy v tejto aplikácii. Môžete zistiť, kedy solárny článok vyrába dostatok energie, pretože malá červená dióda LED na nabíjačke sa počas nabíjania rozsvieti.

Krok 2: Zostavte si sadu Minty Boost

Najprv zostavte súpravu MIntyBoost podľa jej pokynov. Zostavenie je skutočne jednoduché- zvládne to aj úplný nováčik. Namiesto pripojenia držiaka batérie v súprave spájkujeme konektor JST s doskou MintyBoost. Tento malý konektor potom umožní zapojeniu obvodu MintyBoost k obvodu nabíjačky lítium -polymérových batérií. Dbajte na správnu polaritu! Otestujte MintyBoost zapojením batérie (uistite sa, že je batéria nabitá) a obvodu nabíjačky. MintyBoost sa pripája ku konektoru označenému SYS na doske nabíjačky a lítium -polymérová batéria sa pripája ku konektoru označenému GND. Teraz odrežte zárez v plechu Altoids pre port USB a pomocou obojstranného lepidla pripevnite dosku plošných spojov k plechu Altoids..

Krok 3: Pridajte batériu a nabíjačku

Teraz vyrežte zárez z druhej strany plechu Altoids, aby sa zmestil do nabíjačky, a zaistite obojstranné lepidlo nabíjací obvod k spodnej časti plechu Altoids. Znova zapojte batériu a dosku plošných spojov MintyBoost do nabíjacieho obvodu. Uistite sa, že sa nič na spodnej strane jednej z obvodových dosiek nedotýka spodnej časti plechu Altoids.

Krok 4: Pridajte solárny článok

Existuje niekoľko spôsobov, ako pripojiť solárny článok. Prvá je jednoduchým skrátením káblov konektora a zapojením valcovej zástrčky do valcového konektora v nabíjacom obvode.

Druhý spôsob je nahradiť konektor iným konektorom JST a zapojiť ho do tretieho konektora označeného 5v na nabíjacom obvode. Nemal som poruke ďalší konektor JST, takže som iba spájkoval zachránený dvojpólový konektor do nabíjacieho obvodu, kde sú na linke 5 V dva otvorené kolíky. Použitie druhej metódy je určite o niečo čistejšie, pretože z boku plechu nevyčnieva veľká hlavová zástrčka. AKTUALIZÁCIA- Pretože bol pôvodný nabíjací obvod prerušený, je najlepším spôsobom pripojenia novej verzie nabíjačky LiPo Sparkfun je spojiť mini USB kábel s vodičmi solárneho článku, aby sa mohol zapojiť priamo do nabíjačky. Tu je jednoduchý návod, ako to urobiť-https://ladyada.net/make/solarlipo/ Teraz pripevnite solárny článok na vrch plechu Altoids pomocou asi 2 širokého suchého zipsu. Batériu som zabalil do vrstva priehľadnej baliacej pásky, ktorá ju pomôže chrániť. Potom sa batéria jednoducho položí na dve dosky plošných spojov- je takmer dokonalá. Teraz nastavte MightyMintyBoost na jasné slnko a nabite ho! Mali by ste vidieť rozsvieti sa malá červená dióda LED na doske nabíjačky. Keď je batéria úplne nabitá, pripojte zariadenie napájané zo zariadenia iPod/iPhone/USB a užívajte si!

Krok 5: Časté otázky a dodatočné informácie

Tu je zoznam často kladených otázok: Otázka: Je možné lítium-polymérovú batériu prebíjať? Odpoveď: Nie- nabíjačka sa automaticky prepne na udržiavacie nabíjanie a potom sa vypne. Otázka: Je možné lítium-polymérovú batériu úplne vybiť a poškodiť? Odpoveď: Nie- batéria má vlastný obvod prerušenia nízkeho napätia, ktorý zabráni úplnému vybitiu- prerušenie nízkeho napätia je okolo 2,8 VQ: Má solárny článok blokovaciu diódu, ktorá bráni vybitiu lítia? Polymérová batéria? Odpoveď: Nie sú potrebné žiadne blokovacie diódy- nabíjačka lítium-polymérového akumulátora chráni batériu pred prúdom. Otázka: Ako dlho bude trvať úplné nabitie lítium-polymérovej batérie a ako dlho bude trvať nabíjanie môjho zariadenia iPod/iPhone? A: Ako dlho bude úplné nabitie trvať, závisí od množstva slnečného svetla, ktoré je k dispozícii, ale ako hrubý odhad by použitie malého solárneho článku na priamom slnečnom svetle trvalo asi 20 hodín. Použitie väčšieho solárneho článku môže ľahko trvať polovicu, ak nie jednu tretinu času. Rovnaké údaje by platili aj vtedy, ak by ste ich nabíjali cez USB alebo pomocou nástenného napájania. Nabíjanie iPodu je oveľa rýchlejšie. Ako rýchlo to funguje, závisí od kapacity batérie vášho zariadenia. Zariadenie iPod Touch má batériu 1 000 mAh, takže by sa malo úplne nabiť približne za 2 hodiny. 3G telefón iPhone má 1150mAh batériu, takže to bude trvať o niečo dlhšie a 2G iPhone bude mať 1400mAh batériu, takže to bude trvať asi 3 hodiny. Otázka: Nabíjačka lítium-polymérového polyméru má rozsah vstupného napätia minimálne 3,7 V až 7 V- čo ak chcem na rýchlejšie nabíjanie použiť solárny článok s vyšším výkonom? Odpoveď: Na používanie solárneho článku s napätím vyšším ako 7v potrebujete regulátor napätia, ktorý zníži napätie na úroveň, ktorú zvládne nabíjačka. Na obmedzenie výstupu na +5 V môžete použiť regulátor napätia 7805 -stoja iba asi 1,50 dolára a dajú sa veľmi jednoducho zapojiť. 7805 vám poskytne pevný +5 V a zvyčajne je dobrý až do prúdu 1 A. Môžete tiež použiť LM317T, ktorý je nastaviteľný regulátor, ale jeho použitie bude vyžadovať trochu viac obvodov. Niektorí ľudia tiež používajú diódy na zníženie napätia, pretože mnohé diódy majú pokles napätia 0,7v. Viac informácií nájdete tu: https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_regulator Ďalšou možnosťou by bolo použiť solárny panel 6v/250mA. Zostane to v rámci aktuálneho vstupného rozsahu a rozsahu vstupného napätia nabíjačky lítium -polyméru. Pamätajte si, že môžete tiež pripojiť menšie solárne články paralelne, aby ste zvýšili dostupný prúd- dva solárne články 5v/100mA spojené paralelne poskytnú výkon 5v @200mA Otázka: Čo keď chcem použiť nabíjačku s vyšším vstupným prúdom A? Sparkfun má nabíjačku z lítiového polyméru, ktorá dosahuje maximálnu kapacitu 1A: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php? products_id = 8293Q: Ako by som pripojil výkonnejšiu nabíjačku- neexistuje Zdá sa, že je to jasný spôsob, ako to urobiť? Odpoveď: Na používanie výkonnejšej nabíjačky 1A budete musieť k batérii pripojiť dvojcestný prepínač, aby v jednej polohe bola batéria pripojená k nabíjačke a v druhej polohe. batéria by bola pripojená k obvodu MintyBoost. Otázka: Bude to fungovať aj s inými zariadeniami USB ako iPod a iPhone? A: Stavíte sa! Tu je zoznam: https://www.ladyada.net/make/mintyboost/Q: Nezkratuje obvod Altoidov obvod? A: Nie- používanie obojstrannej penovej pásky na pripevnenie dosiek plošných spojov udržuje spodná časť dosky nesmie prísť do styku s vnútorným dnom plechu. Ak sa skutočne obávate, môžete vnútorné dno plechovky prikryť priehľadnou baliacou páskou. Otázka: Koľko to stojí? Môžem ho postaviť za menej? Je to nákladovo efektívne? Odpoveď: Ak si kúpite všetko, čo je uvedené, bude to stáť 70,75 dolára (bez plechu Altoids alebo poštovného.) Ak by ste ho chceli postaviť na začiatku pomocou dosky plošných spojov MintyBoost od spoločnosti Adafruit, vybudovania vlastného nabíjacieho obvodu a dodania vlastných dielov z rôznych zdrojov môžete celkom ušetriť. Nabíjací obvod aj obvod MintyBoost sú k dispozícii online- stačí navštíviť webové stránky uvedené v sekcii nástrojov a materiálov- sú tiež uvedené v spodnej časti tejto stránky. Maxim aj Linear Technology dodávajú vzorky zadarmo (podľa ich webových stránok) svojich integrovaných obvodov, takže stačí poskytnúť všetky ostatné bity (dostupné z miest ako Mouser a Digikey.) Použitím o niečo menšieho solárneho článku a batérie 2 200 mAh je možné ich postaviť za oveľa nižšiu cenu: 2 200 mAh batéria solárny článok MintyBoost PC Ak zrátate malé časti pre obvod MintyBoost, malú prázdnu dosku plošných spojov pre nabíjací obvod (dosku by ste museli vyleptať sami) a mini USB konektor, dalo by sa to postaviť za približne 21,00 dolárov (bez poštovného alebo plechu Altoids).) Nebolo by to samozrejme úplne rovnaké, ale funkčne by to bolo rovnaké. Neviem, či by sa batéria 2200mAh zmestila aj do plechu Altoids. Bolo by to samozrejme oveľa viac práce a mohlo by dôjsť k značnému riešeniu problémov, ak nemáte skúsenosti s budovaním týchto typov obvodov alebo spájkovaním komponentov pre povrchovú montáž. Je to teda nákladovo efektívne? Absolútne- to závisí od množstva práce, ktorú chcete urobiť. V každom prípade získate veľmi užitočnú a všestrannú solárnu nabíjačku. Otázka: Ako ste vypočítali spotrebu energie a ekvivalentné hodnoty CO2? Odpoveď: Tu je matematika-3,7 V (menovité napätie LiPo) x. 1 A (solárny nabíjací prúd) = 0,37 W, 37 W x 12,5 hodiny (doba nabíjania na základe priemernej kapacity batérie) = 4,625 Wh 4,625 Wh x 365 dní = 1688,125 Wh za rok 1688,125 Wh za rok x 30 000 000 predaných kusov = 50, 643, 750 000 000 Wh celkom použité za rok (50,644 gWh) 50,644 gWh za rok x 1,5 lbs CO2 produkovaného na použitú kWh = 75, 965, 625 lbs. CO2 produkovaný za rok Uvedené sú viac -menej maximálne hodnoty, ale zjavne ukazujú určitý potenciál pre vážne úspory energie. Solárny čas nabíjania 12,5 hodiny denne nie je pre väčšinu planéty realistický, ale ak skrátite čas slnečného nabíjania na približne 4,5 hodiny pri prúde 280 mA, výsledky zostanú rovnaké. Všeobecné informácie o nabíjacom obvode lítium -polymérového polyméru ako schéma zapojenia a list s technickými údajmi nájdete tu: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=726Kompletný popis a dokumentáciu obvodu MintyBoost nájdete tu: https:// www.ladyada.net/make/mintyboost/

Veľká cena v hre Earthjustice United States of Efficiency Contest