携帯電話、ipod、smartwatches、等のような小道具。 私たちの人生の重要な部分となっています。 彼らはすべて1つの問題に直面しており、それは定期的な使用後に充電する必要があります。 あなたが電気が利用できない場所にいるとき、それは大きな関心事になります。 これらの問題に対する解決策の一つは、更新エネルギー源に依存することである。 風力、潮汐、太陽光などの再生可能エネルギー源にはさまざまな種類があります。 今日のプロジェクトでは、私達は私達の可動装置を満たすのに太陽エネルギーを使用しようとしています。 太陽エネルギーを電気に変換するには、太陽電池パネルが必要です。 私達は太陽電池パネルがいかに働くか見、私達の携帯電話を満たすように、また過充電から電池を保護するように太陽携帯電話の充電器回路を設
必要な部品
- 太陽電池パネル（6V、80ma）–2
- マイクロUSBケーブル-1
- LM317電圧レギュレータ-1
- BC547Npnトランジスタ-1
- 小型ブレッドボード
- ポテンショメータ(10k)
- 1N5819ダイオード-2
- 抵抗100オームおよび150オーム-2
- 5.6V1N4734aツェナーダイオード- 1
太陽電池パネルの作業
太陽電池は、通常、シリコンウェーハから作られています。 太陽電池のケイ素原子は、その隣接するケイ素原子と4つの強い結合を形成する。 これらの強い結合を持つことによって、電子は一箇所にとどまり、電流の流れは見られない。 これらの太陽電池は、通常、半導体の二つの層を持っています。 太陽電池の最上層にはリンがドープされてn型半導体に変換され、下層にはホウ素がドープされてp型半導体に変換されます。 N型層は余分な電子を有し、p型層は余分な正孔を有する。 光粒子が太陽電池に衝突すると、光の中に存在する光子は、電子を結合からノックするのに十分なエネルギーを持ち、それをN側に向かって移動させ、正孔（電子が存在しないことによって形成される）はP側に向かって移動する。 移動可能な電子は太陽電池の上で現在の薄い金属材料でそれから集められます。 外部回路がこれらの金属材料に接続されている場合、電子は外部回路に流れ込み、太陽電池の背面に存在する導電性アルミニウムシートに到達する。 その後、電子は太陽電池のP型層に存在する正孔に沈降する。 太陽電池は、必要な電圧を得るために直列に接続されています。 通常、直列に接続された12個の太陽電池は、携帯電話を充電するのに十分です。 太陽電池パネルには3つのタイプがあります。 それらは、単結晶、多結晶、および薄膜である。 私達のプロジェクトでは、私達は2つの6V80mAの太陽電池パネルを使用しようとしています。 私達は12Vおよび80mAの電圧を得るためにシリーズの2つの太陽電池パネルを接続しています。 下の写真は、最大電流80mAで6Vの出力電圧を生成できる単一のミニソーラーパネルを示しています。
下の写真は、最大電流80maで12Vの出力を生成することができる二つのミニソーラーパネルの直列接続を示しています。 余分なソーラーパネルを並列に接続することで出力電流を増やすことができ、各並列接続は2つのソーラーパネルを直列に接続して12Vを供給する必要が
LM317電圧レギュレータ
LM317は可変電圧レギュレータです。 LM317を使用することで、最大電流1.5Aで最大37Vまで電圧を変化させることができます。
出力電圧は以下の式で計算できます。
Vout=1.25(1+(R2/R1))
ここで、抵抗R2の値を変えることにより、出力電圧を変えることができます。
: 出力電圧はLM317に接続されている外付け抵抗に依存しますが、入力電圧は希望の出力電圧よりも大きく(最小3V)なければなりません。
USBケーブル
私は私たちのソーラー携帯電話の充電器回路で携帯電話を充電するために、古いUSB-マイクロUSBケーブルを使用しています。 私はUSBを取り外しました、そして今ケーブルには携帯電話とケーブルのもう一方の端の4本のワイヤに接続するために使用されるマイクロUSBコネ マイクロUSBケーブルは4つのピンで構成されています。 電源を転送するための二つとデータを転送するための別の二つ。 電源を転送するために必要なマイクロUSBケーブルのピン配列を以下に示します。
ピン配列を知った後、それはケーブルのもう一方の端にこれらのピンに接続されたワイヤを知る時間です。 どのワイヤがどのピンに接続されているかを判断するために、導通モードでマルチメータを使用しました。 このようにして、回路の出力に接続するために必要なワイヤが見つかりました。
ソーラー携帯電話充電器の回路図
以下の回路図は、電圧と電流のレギュレーションと過電圧保護回路で構成されています。 ダイオード（D1）の陽極端子は太陽電池パネルの正端子に接続され、ダイオード（D2）の陰極端子はLM317電圧レギュレータの入力端子に接続されています。 LM317の出力端子はダイオードのアノード端子(D2)に接続され、ダイオードのカソード端子(D2)はツェナーダイオードのカソード端子に接続されています。 ツェナーダイオードのアノード端子は、100オームの抵抗を介してBC547トランジスタのベースに接続されています。 BC547トランジスタのコレクタ端子は、150オームの抵抗を介してLM317電圧レギュレータの出力端子に接続されています。 BC547トランジスタのエミッタ端子はGNDに接続されています。 LM317のadjustピンは、ポテンショメータの可変端とBC547トランジスタのコレクタ端子に接続されています。 ポテンショメータの固定端の1つがGNDに接続されています。 Micro USBケーブルのVCC端子に接続されたワイヤはツェナーダイオードのカソード端子に接続され、USBケーブルのGND端子に接続されたワイヤはGNDに接続されます。
この太陽動力を与えられた携帯電話の充電器回路の働き
太陽移動式充電器回路 最初に、あなたが最大の太陽光線を得ることができる場所に全体のセットアップを置きます。 回路から所望の出力電圧を得るには、ポテンショメータを調整します（回路の出力電圧を測定するためにマルチメータを使用します）。 希望の電圧が得られたら（5Vで携帯電話を充電するのに十分です）、micro USBを携帯電話に接続します。 太陽電池パネルのために利用できる適切な太陽放射があれば電話は満たされて得ます。
私たちの回路は、過充電からバッテリーを保護する方法を見てみましょう。 過充電からの保護を理解する前に、私たちはツェナーダイオードについて少し理解してみましょう。 ツェナーダイオードは通常のダイオードと似ていますが、唯一の違いは、逆バイアスで接続すると、特定の入力電圧でツェナーダイオードが導通を開始すること ツェナーダイオードが逆バイアスで伝導する電圧は、逆電圧またはツェナー電圧（Vz）と呼ばれます。 Vz5Vのツェナーダイオードを逆バイアスで接続し、Vzよりも高い入力電圧を印加すると、逆バイアスモードでもツェナーダイオードは導通を開始しますが、ツェナーダイオードに平行な電圧は常に5Vになります。さて、過充電保護に来て、ユーザーが(ポテンショメータを変化させて)所望の出力電圧を5Vに設定し、Vz=5Vのツェナーダイオードを選択すると、充電終了時のバッテリが5V以下になるまで回路は正常に動作します。 充電終了時のバッテリ電圧が5Vを超えると、ツェナーダイオードは逆バイアスで導通を開始します（ツェナー電圧が5Vのため）。 これにより、トランジスタBC547は順方向バイアスモードで動作し、回路からのR2抵抗が遮断され、回路からの出力電圧は1.25ボルトになります（LM317の式から、R2=0のままにしてください）。 この電圧は、私たちのバッテリーを充電するのに十分ではありません。 このように、私達の回路は必須の電圧に達すれば私達の電池を満たさないし、私達の電池は過充電から保護されます。
