Gadget come telefoni, iPod, smartwatch, ecc. sono diventati una parte importante della nostra vita. Tutti affrontano un problema, e che è la necessità di caricare dopo l’uso regolare. Diventa una preoccupazione importante quando ci si trova in un luogo dove l’elettricità non è disponibile. Una delle soluzioni a questo tipo di problemi è quella di dipendere dalle fonti di energia di rinnovamento. Esistono diversi tipi di fonti di energia rinnovabili come vento, marea, solare, ecc. Nel progetto di oggi, useremo l’energia solare per caricare i nostri cellulari. Per convertire l’energia solare in elettricità, avremo bisogno di pannelli solari. Vedremo come funziona un pannello solare e progettare un circuito solare caricatore del telefono mobile per caricare il nostro telefono cellulare, nonché per proteggere la batteria dal sovraccarico.
Componenti
- pannello Solare (6V, 80mA) – 2
- cavo Micro USB -1
- Regolatore di Tensione LM317 – 1
- BC547 Transistor NPN -1
- Piccola Basetta
- Potenziometro (10K)
- Diodi 1N5819 – 2
- Resistenze Da 100 Ohm e 150 Ohm – 2
- 5.6 V 1N4734A Diodo Zener – 1
funzionamento del Pannello Solare
celle Solari sono di solito fatta di wafer di silicio. Gli atomi di silicio nelle celle solari formano 4 forti legami con i suoi atomi di silicio vicini. Avendo questi legami forti, gli elettroni rimarranno in un posto e non si vede alcun flusso di corrente. Queste celle solari di solito hanno due strati di semiconduttori. Lo strato superiore della cella solare è drogato con fosforo per convertirlo in un semiconduttore di tipo n, e lo strato inferiore è drogato con boro per convertirlo in un semiconduttore di tipo P. Lo strato di tipo N ha elettroni in eccesso e lo strato di tipo p ha fori extra. Quando le particelle di luce colpiscono la cella solare, i fotoni presenti nella luce avranno abbastanza energia per battere gli elettroni dal loro legame, portandolo a muoversi verso il lato N, e il foro (formato dall’assenza di un elettrone) si sposterà verso il lato P. Gli elettroni mobili vengono quindi raccolti nel materiale metallico sottile presente nella parte superiore della cella solare. Se un circuito esterno è collegato a questi materiali metallici, gli elettroni fluiranno nel circuito esterno e quindi raggiungeranno il foglio di alluminio conduttivo presente sul retro della cella solare. L’elettrone si deposita quindi nel foro presente nello strato di tipo P della cella solare. Ogni cella solare ha una tensione da 0,5 V a 0,6 V. Le celle solari sono collegate in serie per ottenere la tensione richiesta. Di solito, 12 celle solari collegate in serie sono sufficienti per caricare un telefono cellulare. Ci sono tre tipi di pannelli solari. Sono monocristallini, policristallini e a film sottile. Nel nostro progetto, useremo due pannelli solari 6V 80mA. Stiamo collegando i due pannelli solari in serie per ottenere una tensione di 12V e 80mA. La foto qui sotto mostra il singolo mini pannello solare che può generare una tensione di uscita di 6 V con una corrente massima di 80mA.
La foto qui sotto mostra il collegamento in serie di due mini pannelli solari, che può generare un’uscita di 12 V con una corrente massima di 80mA. È possibile aumentare la corrente di uscita collegando pannelli solari aggiuntivi in parallelo e ogni connessione parallela deve avere due pannelli solari collegati in serie per fornire 12V. Quindi, per ottenere una corrente di uscita 800mA, avrai bisogno di 20 pannelli solari.
LM317 Regolatore di tensione
LM317 è un regolatore di tensione variabile. Utilizzando LM317, possiamo variare la tensione fino a 37V con una corrente massima di 1,5 A. Per ottenere la tensione di uscita variabile, viene utilizzato il circuito sottostante.
La tensione di uscita può essere calcolato utilizzando la seguente formula:
Vout = 1.25 (1 + (R2/R1))
Ora, variando il valore della resistenza R2, è possibile variare la tensione di uscita.
Nota: Anche se la tensione di uscita dipende dai resistori esterni collegati al LM317, la tensione di ingresso dovrebbe essere maggiore (minimo di 3V) rispetto alla tensione di uscita desiderata.
Cavo USB
Ho usato un vecchio cavo da USB a micro USB per caricare il telefono cellulare con il nostro circuito di ricarica solare per telefoni cellulari. Ho rimosso l’USB e ora il cavo contiene un connettore micro USB, che viene utilizzato per connettersi al telefono cellulare e 4 fili sull’altra estremità del cavo. Il cavo micro USB è composto da 4 pin. Due per il trasferimento di energia e altri due per il trasferimento dei dati. La piedinatura del cavo micro USB necessario per il trasferimento di alimentazione è mostrato di seguito.
Dopo aver conosciuto la piedinatura, è il momento di conoscere i fili collegati a questi pin sull’altra estremità del cavo. Per determinare quale filo è collegato a quale pin, ho usato un multimetro in modalità continuità. In questo modo, ho trovato i fili necessari per connettersi all’uscita del nostro circuito.
Solare del caricatore del telefono mobile Schema elettrico
Lo schema elettrico mostrato di seguito è costituito da tensione e regolazione della corrente con il circuito di protezione di sovratensione. Le connessioni sono le seguenti: il terminale anodo del diodo (D1) è collegato al terminale positivo del pannello solare e il terminale catodo del diodo (D2) è collegato al pin di ingresso del regolatore di tensione LM317. Il terminale di uscita del LM317 è collegato al terminale anodo del diodo (D2), e il terminale catodo del diodo (D2) è collegato al terminale catodo del diodo Zener. Il terminale anodo del diodo Zener è collegato alla base del transistor BC547 attraverso un resistore da 100 Ohm. Il terminale collettore del transistor BC547 è collegato al pin di uscita del regolatore di tensione LM317 attraverso un resistore da 150 Ohm. Il terminale emettitore del transistor BC547 è collegato al GND. Il pin di regolazione del LM317 è collegato all’estremità variabile del potenziometro e al terminale del collettore del transistor BC547. Una delle estremità fissa del potenziometro è collegata al GND. Il filo collegato al pin VCC del cavo micro USB è collegato al terminale catodico del diodo Zener e il filo collegato al pin GND del cavo USB è collegato al GND.
Di lavoro di questo solar powered caricatore del telefono cellulare circuito
Il funzionamento del solare caricatore mobile circuito è semplice da capire. In un primo momento, posizionare l’intera configurazione in un luogo dove è possibile ottenere i raggi solari massimi. Per ottenere la tensione di uscita desiderata dal circuito, regolare il potenziometro (Utilizzare un multimetro per misurare la tensione di uscita del circuito). Una volta ottenuta la tensione desiderata (5V sarà sufficiente per caricare un telefono cellulare), collegare il micro USB al telefono cellulare. Se c ‘ è una corretta radiazione solare disponibile per il pannello solare, il telefono sarà ottenere carica.
Vediamo come il nostro circuito protegge la batteria dal sovraccarico. Prima di capire la protezione dal sovraccarico, cerchiamo di capire un po ‘ di diodo Zener. Il diodo Zener è simile a quello di un diodo normale, ma l’unica differenza è che quando è collegato in polarizzazione inversa, a una certa tensione di ingresso, il diodo Zener inizierà la conduzione. La tensione alla quale il diodo Zener conduce in polarizzazione inversa è chiamata tensione inversa o tensione Zener (Vz). Se un diodo Zener di Vz 5V è collegato in polarizzazione inversa e applicata una tensione di alimentazione superiore a quella di Vz, il diodo Zener inizierà a condurre anche in polarizzazione inversa modalità, ma la tensione in parallelo al diodo Zener sarà sempre 5V. Ora, venendo alla protezione di sovraccarico, Se l’utente imposta la tensione di uscita desiderata (variando il potenziometro) a 5V e scegliere un diodo Zener di Vz = 5V, il circuito funziona bene fino a quando la batteria a fine carica è inferiore o pari a 5V. Una volta che la tensione della batteria all’estremità di ricarica è superiore a 5V, il diodo Zener inizierà a condurre nella polarizzazione inversa (poiché la tensione Zener è 5V). Questo fa sì che il transistor BC547 funzioni in modalità bias in avanti, che interrompe la resistenza R2 dal circuito e la tensione di uscita dal nostro circuito sarà di 1,25 volt (dalla formula di LM317, mantenere R2 =0). Questa tensione non è sufficiente per caricare la nostra batteria. In questo modo, il nostro circuito non caricherà la nostra batteria una volta raggiunta la tensione richiesta e la nostra batteria è protetta dal sovraccarico.
