Žemos technologijos saulės lempa su pakartotinai naudojamomis baterijomis: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Ši pamoka leidžia jums pagaminti saulės lempą su USB įkrovikliu. Jis naudoja ličio elementus, kurie pakartotinai naudojami iš seno ar sugadinto nešiojamojo kompiuterio. Ši sistema, turinti saulės šviesos dieną, gali visiškai įkrauti išmanųjį telefoną ir turėti 4 valandas šviesos. Ši technologija buvo užfiksuota sustojus „Nomade des Mers“ekspedicijai Luzongo saloje šiaurinėje Filipinų dalyje. Asociacija „Liter of Light“jau 6 metus įdiegė šią sistemą atokiuose kaimuose, kuriuose nėra prieigos prie elektros. Jie taip pat organizuoja mokymus kaimo gyventojams, kad išmokytų juos taisyti saulės lempą (jau sumontuota 500 000 lempų).

Originalią mokymo programą ir daugelį kitų, skirtų kurti žemas technologijas, galite rasti „Low-tech Lab“svetainėje.

Ličio yra gamtos išteklius, kurio atsargos vis dažniau naudojamos elektromobiliams, telefonams ir kompiuteriams. Laikui bėgant šie ištekliai pamažu išeikvojami. Jo naudojimas akumuliatorių gamyboje daugiausia susijęs su galimybe kaupti daugiau energijos nei nikelis ir kadmis. Elektros ir elektroninės įrangos keitimas įsibėgėja ir tampa vis svarbesniu atliekų šaltiniu (DEEE: elektros ir elektroninės įrangos atliekos). Šiuo metu Prancūzijoje vienam gyventojui per metus pagaminama nuo 14 iki 24 kg elektroninių atliekų. Šis rodiklis padidėja maždaug 4% per metus. 2009 m. Tik 32% jaunų prancūzų nuo 18 iki 34 metų amžiaus kartą perdirbo savo elektronikos atliekas. Tais pačiais 2009 m., Remiantis „Eco-systèmes“duomenimis, nuo 2009 m. Sausio iki rugsėjo buvo išvengta 113 000 tonų CO2 perdirbant 193 000 tonų DEEE, vienos iš keturių ekologinių organizacijų DEEE sektoriuje.

Tačiau šios atliekos turi didelį perdirbimo potencialą. Visų pirma, ličio, esančio kompiuterių baterijų elementuose. Kai sugenda kompiuterio baterija, viena ar kelios ląstelės yra sugedusios, tačiau kai kurios išlieka geros būklės ir gali būti pakartotinai naudojamos. Iš šių elementų galima sukurti atskirą akumuliatorių, kurį galima naudoti elektriniam grąžtui maitinti, telefonui įkrauti arba prijungti prie saulės kolektoriaus, kad būtų galima valdyti lempą. Sujungus kelias ląsteles taip pat galima suformuoti didesnes prietaisų baterijas.

1 žingsnis: įrankiai ir reikmenys

Prekės

• Naudota nešiojamojo kompiuterio baterija
• Saulės skydelis 5V-6V / 1-3W Įkrovimo ir iškrovimo reguliatorius (pvz., 4-8V 1A mini ličio jonų USB „Arduino“įkroviklis TP4056)
• DC/DC įtampos keitiklis DC/DC stiprintuvas MT3608 (elektrinis komponentas, kuris 3,7 V baterijas pavers į 5 V)
• Didelės galios LED lempa (pvz., LED lemputės 3W)
• Jungiklis (norint atidaryti grandinę ir išjungti šviesą)
• Elektrinė juosta
• Dėžė

Įrankiai

Ląstelių ekstrahavimui:

• Pirštinės (kad būtų išvengta pjovimo naudojant kompiuterio baterijos plastiką arba nikelio juostas, jungiančias ląsteles)
• Plaktukas
• Kaltas
• Pjovimo replės

Norėdami patys pastatyti lempą:

• Klijų pistoletas (ir klijų lazdelės)
• Šildymo pistoletas arba mažas degiklis
• Medžio pjūklas
• Atsuktuvas

2 veiksmas: kaip tai veikia?

Ši pamoka parodo, kaip atkurti kompiuterio ląsteles, kad būtų sukurta nauja baterija. Naudojant saulės kolektorių arba USB prievadą, galėsite uždegti LED lemputę.

Sistema veikia trimis moduliais:

• energijos priėmimo modulis: saulės kolektorius ir jo įkrovimo valdiklis
• energijos kaupimo modulis: akumuliatorius
• modulį, kuris grąžina energiją: LED lempą ir jos įtampos reguliatorių

Energijos priėmimo modulis: fotoelektros skydas ir įkrovimo valdiklis

Fotoelektrinis skydas sutelkia saulės energiją. Tai leidžia atgauti energiją, kad ją būtų galima laikyti akumuliatoriuje. Tačiau būkite atsargūs, skydelio gaunamas energijos kiekis yra nereguliarus, priklausomai nuo paros laiko, oro sąlygų … svarbu tarp skydelio ir akumuliatoriaus įdiegti įkrovimo/iškrovimo reguliatorių. Tai, be kita ko, bus apsaugota nuo perkrovos.

Energijos kaupimo modulis: akumuliatorius

Jį sudaro dvi ličio elementai, paimti iš kompiuterio. Trumpai tariant, akumuliatorius yra šiek tiek panašus į dėžutę, kurioje yra kelios baterijos: kiekviena iš jų yra elementas, įrenginys, tiekiantis elektros energiją prietaisui elektrocheminės reakcijos būdu.

Kompiuteriuose randamos ląstelės yra ličio elementai. Jie visi turi tą patį pajėgumą kaupti energiją, tačiau jų gebėjimas ją gaminti yra skirtingas. Norint suformuoti akumuliatorių iš elementų, svarbu, kad jie visi turėtų vienodas galimybes tiekti energiją. Todėl būtina išmatuoti kiekvienos ląstelės pajėgumą sudaryti vienalytes baterijas.

Energiją skleidžiantis modulis: LED lemputė, 5 V USB prievadas ir jo įtampos keitiklis

Mūsų baterija tiekia mums 3,7 V galią, o mūsų naudojamos LED lempos veikia ta pačia įtampa. Be to, USB prievadai užtikrina 5 V įtampą. Todėl turime transformuoti ląstelių energiją nuo 3,7 V iki 5 V: naudodami įtampos keitiklį, vadinamą DC/DC stiprintuvu

3 žingsnis: Gamybos etapai

Norėdami sukurti lempą, atlikite šiuos veiksmus:

1. Ląstelių pašalinimas iš kompiuterio akumuliatoriaus
2. Išmatuokite ląstelių įtampą
3. 3 modulių realizavimas (saulės kolektorius + įkrovimo reguliatoriaus akumuliatoriaus šviesos diodas + įkrovimo reguliatorius)
4. Sujungti 3 modulius
5. Dėžutės statymas
6. Modulių integravimas dėžutėje

4 žingsnis: pašalinkite ląsteles iš kompiuterio akumuliatoriaus

Šioje dalyje siūlome pažvelgti į šią pamoką: Baterijų perdirbimas.

1. Uždėkite pirštines, kad apsaugotumėte rankas
2. Įdėkite bateriją ir atidarykite ją plaktuku ir kaltu
3. Izoliuokite kiekvieną ląstelę, pašalindami visas kitas dalis (kaip parodyta nuotraukoje).

5 žingsnis: išmatuokite ląstelių įtampą ir talpą

Įtampos matavimas:

Mes pradedame matuoti kiekvienos ląstelės įtampą, kad patikrintume, ar jos tinkamai veikia. Šiame projekte nebus galima naudoti visų elementų, kurių įtampa yra mažesnė nei 3 V, ir jie turėtų būti perdirbami.

Naudodamiesi multimetru, nuolatinės srovės režimu, išmatuokite kiekvieną langelį ir patikrinkite, ar galima naudoti projektą.

Būkite atsargūs: jei kompiuterio akumuliatoriaus išorėje yra skysčio, neatidarykite dėžutės, ličio kiekis yra kenksmingas.

Išmatuoti talpą:

Norėdami išmatuoti ląstelės talpą, turime ją maksimaliai įkrauti ir tada iškrauti. Šios ląstelės yra pagrįstos ličiu ir joms reikalinga speciali įkrovimo ir iškrovimo sistema, paprastai maksimalus įkrovimas yra 4, 2 V, o mažiausias - 3 V. Viršijus šias ribas, ląstelė bus pažeista.

1. Naudokite „PowerBank“: jis leis įkrauti daug elementų vienu metu naudojant USB prievadą.
2. Įkraukite ląsteles ir palaukite, kol įkrovimas bus baigtas (visa lemputė turėtų degti), tai bus padaryta maždaug per 24 valandas. (vaizdas)

3. Ląstelės bus įkrautos maksimaliai (4, 2 V), dabar turime jas iškrauti. Turėtumėte naudoti „Imax B6“: įrankį, leidžiantį iškrauti ląsteles ir patikrinti jų talpą. Kaip naudoti įrankį:

   1. įtampa: ji paklaus, kokio tipo elementus norite patikrinti, turėtumėte pasirinkti ličio. Jis automatiškai sureguliuos iškrovą esant mažiausiai 3 V įtampai.
   2. intensyvumas: nustatykite 1A, kad būtų galima greitai ir saugiai išsikrauti. Esant tokiai būklei, iškrovimas turėtų trukti nuo 1 valandos iki 1 valandos su puse valandos.
   3. Prijunkite magnetą prie krokodilo spaustukų, tada prijunkite prie ląstelės, magnetas padeda praleisti srovę per „Imax B6“į ląsteles. (vaizdas)
   4. Išleiskite ląsteles, kol jos bus visiškai tuščios.
   5. Atkreipkite dėmesį į ląstelės talpą. Kuo aukštesnis, tuo geriau.
   6. Rūšiuokite ląsteles pagal talpą: 1800 mA.

Pastaba: svarbu naudoti vienarūšes baterijas, kurių elementai yra panašios talpos

6 žingsnis: 3 skirtingų modulių realizavimas

1 modulis: saulės kolektorius ir įkrovimo reguliatorius

• Naudokite juodą ir raudoną vielą, naudokite replėmis laidus.
• Lituokite raudoną laidą į teigiamą skydo pusę, o juodą - į neigiamą pusę.
• Įkrovimo reguliatorius turi 2 įėjimus: IN- ir IN+ (kurie nurodyti ant komponento): suvirinkite raudoną laidą (teigiamą) su įkrovimo reguliatoriaus įėjimu IN+ ir juodą laidą (neigiamą) su IN įvestimi (5 pav.)).

2 modulis: Baterija

Įdėkite ličio elementą į akumuliatoriaus laikiklį

3 modulis: LED / USB keitiklis

Įtampos keitiklis DC / DC turi du įėjimus ir du išėjimus: Įėjimai: VIN + ir VIN - / Išėjimai: OUT + ir OUT -. Šviesos diodas turi du įvesties laidus: vieną teigiamą ir vieną neigiamą.

• Paimkite du laidus (raudoną ir juodą).
• Suvirinkite raudoną laidą su įtampos keitiklio VIN+ įvadu ir juodą laidą su VIN įėjimu.
• Dėmesio: šviesos diodas nerodo laidų poliškumo. Norėdami jį identifikuoti, naudokite ommetrą. Viela yra teigiama, kai ji rodo nulinę vertę. Kai rodoma didesnė vertė, laidas yra neigiamas.
• Suvirinkite teigiamą šviesos diodo laidą prie įtampos keitiklio OUT+ išvesties ir neigiamą šviesos diodo laidą prie išvesties. (vaizdas)

7 žingsnis: 3 modulių prijungimas

Įkrovos reguliatorius turi 2 įėjimus: IN- ir IN+ (kurie nurodyti ant komponento).

1. Suvirinkite raudoną saulės kolektoriaus laidą (teigiamą) prie įkrovos reguliatoriaus IN+ įvesties ir juodą laidą (neigiamą) prie įėjimo IN.
2. Įkrovos reguliatorius turi 2 įėjimus: B- ir B+ (kurie nurodyti ant komponento). Suvirinkite raudoną akumuliatoriaus laikiklio (teigiamą) laidą prie įkrovimo reguliatoriaus B+ įvesties, o juodą laidą (neigiamą)- prie B įvesties.
3. Suvirinkite raudoną (teigiamą) USB/LED keitiklio modulio laidą prie įkrovimo reguliatoriaus OUT+ išvesties. Suvirinkite juodą laidą (neigiamą) prie išvesties OUT. Pastaba: elektros grandinė dabar uždaryta ir lemputė įsijungia.
4. Nupjaukite teigiamą laidą, jungiantį reguliatorių su keitikliu, kad atidarytumėte grandinę ir nuosekliai suvirintumėte jungiklį. Jis bus naudojamas grandinei atidaryti ir uždaryti.

8 žingsnis: korpuso kūrimas - 1 versija

1 versija: „Tupperware“

Šis dizainas kilęs iš „Open Green Energy“, nedvejodami peržiūrėkite originalią mokymo programą. Dalinamės tuo, nes atrodo tikrai įdomu. Tačiau korpusas turi būti pritaikytas prie mūsų grandinės, ypač USB išvesties. Netrukus pasiūlysime savo modelį, įkvėptą šio dizaino.

9 veiksmas: korpuso kūrimas - 2 versija

2 versija: didelio dydžio termiškai suformuotas butelis

Šis modelis leidžia grandinėms būti visiškai atspariems vandeniui, tačiau reikalauja specialių medžiagų:

• Viena 5 litrų vandens skardinė
• Faneros plokštės (arba žalia mediena) nuo 1 iki 2 cm storio
• Rankena, mažiausias ilgis 80 cm, plotis nuo 3 iki 5 cm

Dviejų pagrindų statymas: Tai yra du žibinto galai, viršutinėje pusėje yra saulės kolektorius vienoje pusėje ir elektros grandinė kitoje. Apatinis galas naudojamas lempai uždaryti ir nelaidžiai uždaryti.

1. Iškirpkite 2 lentas po 15/13 cm ir 2 lentas po 11/13 cm.
2. Uždenkite kiekvieną mažą lentą didesne, atkreipdami dėmesį į tai, kad ji būtų tiksliai didžiosios lentos centre. Kiekviena lentų pora bus prisukta vėliau.

Pastaba: Siekiant užtikrinti atsparumą vandeniui, lentas geriau lakuoti iš anksto.

Formos kūrimas:

1. Smeigtuku išpjaukite 4 maždaug 20 cm dydžio dalis.
2. Įdėkite juos į vieną iš jau nupjautų mažų lentų (11/13 cm) kiekviename kampe ir suverkite kiekvieną lentynos dalį.
3. Kitą mažą lentą uždėkite kitame keturių dalių gale ir užsukite juos taip pat. Rezultatas yra stačiakampis, kurio matmenys 11/13/20, kuris bus naudojamas plastikiniam buteliui termoformuoti.

Šviesos gaubto terminis formavimas:

1. Iškirpkite 5L butelio dugną ir įdėkite į formos vidų vertikaliai (20 cm formos pusė turi būti lygiagreti butelio šonui).
2. Lėtai kaitinkite šiluminiu nuėmikliu kiekvienoje stačiakampio pusėje. Nuėmiklis turi būti maždaug 10 cm atstumu nuo buteliuko. Jei neturite terminio nuėmiklio, galite naudoti bet kokį kitą liepsnos šaltinį (pvz., Gazinį šildytuvą).
3. Kai butelis įgaus tokią pačią formą kaip ir forma, toliau kaitinkite, kad ištrintumėte buteliuko raštus ir tinkamai ištemptumėte plastiką. Būkite atsargūs ir nešildykite, kad nepriartėtų prie plastiko, arba per ilgai toje pačioje vietoje, ant plastiko paviršiaus susidarys burbuliukai.
4. Palikę suformuotą buteliuką ant formos, švariai nupjaukite lygiąja forma viršutinę butelio dalį ir vėl nupjaukite buteliuką maždaug 17 cm žemiau.
5. Baigę pjaustyti, atsukite raištelius iš kiekvienos formos pusės, kad pelėsis būtų atskirtas nuo plastiko.
6. Kiekviename suformuoto butelio gale sulenkite 1 cm pločio skirtukus 90 ° kampu į vidų. Kiekvienas skirtukas turi būti išlenktas iš abiejų pusių (pvz., Kaip parodyta nuotraukoje). Smeigtukai slysta tarp dviejų plokščių (didelės ir mažos) abiejose butelio pusėse, kad pagerintų lempos sandarumą. Norėdami lengvai sulankstyti skirtukus, buteliuko vidinėje pusėje esančia pjaustykle nubrėžkite ploną liniją ir sulenkite ją ranka.

Saulės skydelio tvirtinimas:

1. Padėkite skydelį ant didesnės lentos, pažymėkite panelio + ir - išėjimų padėtį ir išgręžkite 5 mm skylę abiejose lentose. (Jei šioje vietoje jau yra bet koks komponentas, skylę reikia perkelti).
2. Įdėkite laidus iš įkrovimo valdiklio į šias skyles ir suvirinkite juos prie atitinkamų saulės skydelio išėjimų.
3. Norėdami pritvirtinti skydelį, idealiai tinka plonas audinio sluoksnis, priklijuotas prie lentos, ir klijuoti plokštę ant audinio (pavyzdžiui, naudojant stiprius klijus).
4. Lempos pagrindui pakartokite tą patį veiksmą kitame plastiko gale.
5. Padėkite mažą lentą ant voko vidinės pusės ir prisukite ją prie didesnės plokštės, o tarp dviejų plokščių - 4 plastikinius skirtukus.
6. Norėdami užtikrinti USB kištuko sandarumą, galite susegti nedidelį dviračio gabalėlį į vamzdelį.

Nesivaržykite paskelbti bet kokių klausimų ar patobulinimų. Ir nepamirškite pasidalinti savo lempa, kai tai padarysite, su #solarlamp #lowtechlab!