Carga solar con una antorcha económica de 9 LED: 14 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hay algo de serendipia en este proyecto y el primer ejemplo de esto es el descubrimiento de que la base de la batería de una linterna barata ampliamente vendida descansará bien dentro de una caja de batería de tamaño D. Esto permite fabricar de forma económica un cargador solar muy compacto.

La imagen compuesta de arriba muestra la omnipresente antorcha a la derecha. A la izquierda de la imagen, vemos la parte trasera de nuestro cargador con la unidad de batería de la antorcha en una caja de batería de tamaño D. En el medio vemos la vista frontal del cargador y la celda solar de silicio de 6 Voltios 100 mili-Amp.

Hay algunas advertencias que debe tener en cuenta e incluso si no desea construir este proyecto, a los usuarios de este tipo de antorcha les gustaría leer la sección "Nada es tan simple" al final del artículo.

Paso 1: Necesitará

Necesitará:

Una linterna de nueve LED con cuerpo de aluminio. Se vende ampliamente en Internet.

Una caja de batería de tamaño D.

Un panel solar de 6 voltios y 100 mA.

Almohadillas adhesivas de doble cara.

(Disponible en Internet en eBay, Amazon, etc. Obtuve el mío en CPS Solar: www.cpssolar.co.uk)

Un diodo rectificador. La clasificación de voltaje bajo y totalmente acrítica será suficiente: utilicé IN4001

3 resistencias de 10 ohmios. No es vital incluirlos, pero es útil; consulte el texto.

La cinta de PVC roja será útil; consulte el texto.

Tres pilas AAA recargables de níquel / hidruro metálico (ver texto).

Herramientas electrónicas básicas como un par de cortadores y alicates de punta estrecha. Necesitará hacer un par de uniones soldadas.

En el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda, la imagen de arriba muestra la antorcha, la caja de la batería, las almohadillas de doble cara con el rectificador y tres resistencias en la parte superior y, finalmente, el panel solar.

Paso 2: prepare el panel solar 1

Cuando lo recibí, mi panel solar tenía cables conectados. Estos deben eliminarse con un soldador. Si su panel no tiene cables conectados, ignore este paso.

Paso 3: prepare el panel solar 2

El panel debe tener la polaridad de las conexiones marcadas con '+' y '-' y esto se puede ver en la imagen de arriba. La imagen también muestra cómo se han agregado cuadrados rojos de cinta de PVC al extremo positivo para mejorar el etiquetado del extremo positivo.

Paso 4: prepare la caja de la batería

Ahora necesitamos preparar la caja de la batería para que se adhiera al panel solar. Raspe suavemente la parte trasera de la caja de la batería con papel de lija o similar. Esto es necesario ya que la caja de la batería está hecha de un tipo de material de polietileno que es resistente a los pegamentos más comunes, pero las almohadillas adhesivas de doble cara parecen funcionar. Ahora cubra completamente la parte trasera de la caja de la batería con almohadillas adhesivas de doble cara y recorte cualquier exceso con unas tijeras afiladas.

Paso 5: pegue la caja de la batería a la celda solar

Retire el papel protector de las almohadillas adhesivas de doble cara y ofrezca la caja de la batería al panel solar con el extremo positivo de la caja al extremo positivo del cargador solar, el extremo positivo de la caja de la batería está marcado en la moldura y el El extremo negativo es el que tiene el resorte rizado. Una vez que esté totalmente seguro de la orientación, presione firmemente la caja de la batería sobre el panel solar. Esto se muestra bien en la imagen de arriba: debe hacerlo de la manera correcta, ya que una vez que haya pegado la caja, ¡deshacerlo será un trabajo muy complicado!

Paso 6: agregue el rectificador y las resistencias - 1

Primero consideramos un diagrama de circuito del ensamblaje final como se muestra en la imagen de arriba. El panel solar genera energía que se alimenta a las tres células recargables a través de un diodo rectificador. Las tres resistencias de 10 ohmios (opcionales) conectadas en paralelo completan el circuito.

El diodo es necesario para evitar que las baterías se descarguen lentamente a través de la celda solar cuando no están iluminadas.

Las tres resistencias opcionales son útiles porque durante la carga, la corriente que pasa a través de ellas genera un pequeño voltaje que se puede medir con un voltímetro sensible que permite monitorear la corriente de carga. Las tres resistencias de 10 ohmios en paralelo dan una resistencia combinada de 3,3 ohmios y si, por ejemplo, medimos un voltaje de 0,1 a través de ellas, la ley de ohmios, I = V / R, muestra que la corriente que pasa es de 0,1 / 3,3 = 0,03 amperios..

Paso 7: agregue el rectificador y las resistencias - 2

Ahora conecte el diodo rectificador entre la conexión positiva del panel solar y el extremo positivo de la caja de la batería soldando como se muestra en el lado izquierdo de la imagen superior en el gráfico compuesto de arriba. De manera similar, suelde las tres resistencias en paralelo entre el extremo negativo de la caja de la batería y el lado negativo del panel solar. Esto se puede ver en el lado derecho de la imagen superior de arriba. Ambas conexiones están anilladas en rojo y se pueden ver mejor en las dos imágenes inferiores.

Si no desea la instalación de medición de corriente, simplemente conecte un trozo de cable entre el extremo negativo de la caja de la batería y el lado negativo del panel solar.

Paso 8: Baterías - 1

La imagen de arriba muestra los componentes de nuestra linterna con el soporte de batería listo para ser cargado con baterías.

Paso 9: Baterías - 2

La imagen de arriba muestra cuatro baterías de níquel / hidruro metálico compradas en nuestra tienda local de libras a dos por libra. Tal bajo costo tiene un costo: tienen una capacidad de solo 350 mA / hora, pero esto será suficiente para el funcionamiento de la antorcha. Independientemente de lo que use, trate de asegurarse de que sean lo más similares posible entre sí e, idealmente, del mismo lote que en este caso.

Paso 10: familiarícese con la base de la batería

La imagen compuesta de arriba muestra los dos extremos del soporte de la batería. El extremo positivo tiene un pip para la conexión y el extremo negativo tiene un hoyuelo. Tenga en cuenta que la polaridad está marcada en el metal; ignore las ventajas y desventajas moldeadas en el plástico; estas se refieren a la polaridad de la batería en ese punto de la base.

Paso 11: agregue sus baterías

Inserte sus tres celdas recargables de la manera normal con el extremo negativo de la batería yendo contra el resorte rizado en cada caso.

El siguiente paso es importante. Es fácil colocar la base con sus baterías en la linterna o en el cargador al revés, ya que la unidad es casi perfectamente simétrica. Si coloca la unidad en la antorcha al revés, no importa en particular, ya que la antorcha simplemente no funciona (los LED son diodos). PERO si coloca la unidad en el cargador al revés, cargará el baterías de la manera incorrecta! Entonces, usando la información del paso anterior, reduzca la probabilidad de errores marcando el extremo positivo con un trozo de cinta de PVC roja como se muestra en la imagen de arriba. Durante el uso, asegúrese de que el extremo rojo de la base coincida con los cuadrados rojos del cargador.

Paso 12: Inserte las baterías Cradle Plus en el cargador

La base de la batería ahora se puede insertar en el cargador. Presione el extremo negativo de la unidad de la batería contra el resorte rizado de la caja de la batería y ubique el pip positivo contra la conexión positiva. Descubrirá que el soporte de la batería colgará dentro de la caja de la batería de una manera bastante positiva y se necesita una fuerza bastante considerable para moverlo.

Esto se muestra bien en la imagen de arriba.

El cargador ya está listo para usarse.

Paso 13: Implemente su cargador

La forma en que usa su cargador depende de sus circunstancias. La imagen de arriba muestra la unidad apoyada con un adorno contra una ventana en nuestro invernadero, pero puede agregar un lazo y colgarlo en una ventana o afuera en condiciones adecuadamente secas.

La tasa de carga dependerá en gran medida de las condiciones locales. Aquí, en el suroeste del Reino Unido, por ejemplo, con la nubosidad total y la lluvia en marzo, la célula solar produce solo unos cuatro voltios, lo que es insuficiente para producir corriente, mientras que la luz solar moderada da una tasa de carga de unos treinta mili amperios. El tiempo que deje su unidad cargándose variará. También será importante la capacidad de las células, que puede llegar a 800 mili Amp / hora, por lo que podría llevar de un día a varios días. La carga completa puede indicarse por un voltaje de alrededor de 4,1 voltios en las tres celdas.

Paso 14: ¡Nada es tan simple

El video anterior publicado en YouTube por 'themetalwithin' lo convierte en una visualización aleccionadora. La sabiduría convencional es que un LED debe tener una resistencia en serie con él y la fuente de alimentación para limitar la corriente a través de los LED y lo más probable es que a 20 mA por LED. Increíblemente, estas linternas baratas NO tienen ninguna resistencia limitadora de corriente en serie y es posible dañar los LED, especialmente si se utilizan baterías capaces de suministrar alta corriente. Si usa pilas AAA de litio, y están disponibles, entonces su antorcha puede tener una vida muy brillante pero corta y esto probablemente se aplicará a pilas alcalinas nuevas de alto rendimiento. Aquellos que no están construyendo este proyecto podrían ser mejor aconsejados que usen celdas de cloruro de zinc y acepten una salida de luz más baja pero una vida útil más larga de la antorcha.

La serendipia puede aplicarse aquí nuevamente, ya que este artículo se basa en celdas de níquel / hidruro metálico que funcionan a alrededor de 1.2 voltios y que serán más suaves con la antorcha, sin embargo, dijo que estoy midiendo un consumo de 0.45 amperios que funciona en alrededor de 50 mA por LED. y que parecería un poco excesivo. No obstante, no he tenido problemas con la degradación de los LED durante el uso, por lo que quizás los LED que se utilizan en estas antorchas tienen calificaciones más altas y los fabricantes de antorchas saben algo que yo no: si miras a tu alrededor, ciertamente puedes encontrar LED individuales con una potencia nominal de 100 mA. El colaborador 'themetalwithin' hizo funcionar sus antorchas durante largos períodos, así que téngalo en cuenta.