Jinsi ya Kuendesha Saa ya Betri kwenye Nguvu ya jua: Hatua 15 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mchango huu unafuata kutoka kwa uliopita katika 2016, (tazama hapa,) lakini katika kipindi cha kuingilia kati kumekuwa na maendeleo katika vifaa ambavyo hufanya kazi iwe rahisi na utendaji uboreshwe. Mbinu zilizoonyeshwa hapa zitawezesha saa inayotumiwa na jua kutumiwa kwa urahisi katika maeneo kama ukumbi wa kihafidhina au uliohifadhiwa na labda ndani ya nyumba ambayo taa ya kutosha inapatikana wakati wa mchana kama vile kwa dirisha au mlango wa nje ulio na glasi. itakuwa chini ya majaribio. Matumizi ya saa inayodhibitiwa na redio inafungua uwezekano wa kuwa na saa ya saa ambayo inaweza kushoto bila kutunzwa kwa miaka.

Usalama Jua kuwa capacitor kubwa kubwa inaweza kushikilia nguvu nyingi na ikiwa imepunguzwa inaweza kutoa sasa ya kutosha kufanya waya ziwaka moto nyekundu kwa muda mfupi.

Ningeongeza kuwa saa zilizoonyeshwa kwenye Agizo la kwanza bado zinafanya kazi kwa furaha.

Hatua ya 1: Super Super Capacitors

Picha hapo juu inaonyesha supercapacitor mwenye uwezo wa 500 Farads. Hizi sasa zinapatikana kwa bei rahisi kwenye eBay na hutumiwa katika mazoezi ya uhandisi wa magari. Ni kubwa sana kuliko vitengo 20 au 50 vya Farad vinavyopatikana kila wakati wakati wa nakala yangu ya kwanza. Unaweza kuona kwenye picha kuwa ni kubwa kwa mwili na hawatatoshea nyuma ya saa nyingi na lazima wapewe nyumba tofauti.

Muhimu sana kwa kusudi letu ni kwamba wakati unachajiwa hadi Volts 1.5 kuna nishati ya kutosha iliyohifadhiwa katika capacitor ya 500 Farad kuendesha saa ya kawaida ya betri kwa wiki tatu kabla ya voltage kushuka hadi juu ya Volt na saa inaacha. Hii inamaanisha kuwa capacitor inaweza kuweka saa ikipita kwa vipindi vichache wakati wa baridi wakati nishati ya jua inakosekana na kisha kupata siku mkali.

Inaweza pia kutajwa hapa kwamba saa kubwa za nje zimekuwa za mtindo katika nyakati za hivi karibuni na hizi zingewezekana sana kwa mbinu zilizoonyeshwa kwenye kifungu hicho. (Ikiwa saa hizi za nje zitakuwa na nguvu ya kutosha kudumu nje kwa muda mrefu ni hatua ya moot.)

Hatua ya 2: Vipengele vinahitajika

Utahitaji saa ya betri. Ile iliyoonyeshwa katika nakala hii ina kipenyo cha inchi 12 na inadhibitiwa na redio kutoka Anthorn nchini Uingereza ambayo inasambaza kwa 60 kHz. Ilinunuliwa katika duka la karibu.

Vipengele vingine vinaonyeshwa kwenye picha hapo juu.

Moja ya 500 Farad super capacitor. (eBay.)

Safu moja ya jua 6 Volt 100mA. Ile iliyoonyeshwa hapa ni 11cm x 6 cm na ilipatikana kutoka kwa Messrs CPS Solar:

www.cpssolar.co.uk

lakini inapatikana sana kwenye mtandao.

Vipengele vilivyobaki vinapatikana sana kutoka kwa wauzaji wa vifaa vya elektroniki. Natumia Messrs Bitsbox:

www.bitsbox.co.uk/

1 2N3904 transistor ya NPN ya silicon. Kazi nzuri lakini NPN yoyote ya silicon itafanya kazi.

4 1N4148 diode ya silicon. Sio muhimu lakini nambari inayohitajika inaweza kutofautiana, angalia maandishi ya baadaye.

1 100 x 75 x 40mm ABS iliyofungwa. Nilikuwa mweusi kwani seli ya jua ni nyeusi. Kwa upande wangu super capacitor imewekwa tu na njia ndogo sana - huenda ukahitaji kwenda kwa saizi inayofuata ya sanduku!

Kipande cha stripboard. Changu kilikatwa kutoka kipande cha 127x95mm na kinatoa upana wa kulia wa kuingizwa kwenye sanduku la ABS.

Utahitaji waya mweusi na mweusi uliokwama na kwa kusanyiko la mwisho nilitumia kipande cha bodi tupu ya mzunguko iliyochapishwa na wambiso wa silicone rahisi.

Utahitaji zana za kawaida kwa ujenzi wa elektroniki pamoja na chuma cha kutengeneza.

Hatua ya 3: Mzunguko

Super capacitor ina kiwango cha juu cha voltage ya 2.7 Volts. Ili kuendesha saa yetu tunahitaji kati ya 1.1 na 1.5 Volts. Harakati za saa za umeme za betri zinaweza kuvumilia voltages juu ya hii lakini saa ya redio ina mizunguko ya elektroniki ambayo inaweza kuwa mbaya ikiwa voltage ya usambazaji iko juu sana.

Mzunguko hapo juu unaonyesha suluhisho moja. Mzunguko kimsingi ni mfuasi wa emitter. Pato la seli ya jua hutumiwa kwa mtoza wa 2N3904 transistor na kwa msingi kupitia kontena la 22k Ohm. Kutoka kwa msingi hadi ardhini tuna mlolongo wa diode nne za ishara ya silicon 1N4148 ambayo, iliyolishwa na kontena la 22k inasababisha voltage ya karibu 2.1 Volt kwenye msingi wa transistor kwani kila diode ina kushuka kwa voltage mbele ya karibu nusu ya volt chini ya hizi masharti. Voltage inayosababisha mtoaji wa transistor kulisha super capacitor iko karibu na Volt 1.5 inayohitajika kwani kuna kushuka kwa voltage ya 0.6 Volt kwenye transistor. Diode ya kawaida ya kuzuia inahitajika kuzuia kuvuja kwa sasa kupitia seli ya jua haihitajiki kwani makutano ya mtoaji wa msingi wa transistor hufanya kazi hii.

Hii ni mbaya lakini inafaa sana na ni ya bei rahisi. Diode moja ya Zener inaweza kuchukua nafasi ya mlolongo wa diode lakini Zeners za voltage ndogo hazipatikani sana kama zile za juu. Voltages ya juu au ya chini inaweza kupatikana kwa kutumia diode zaidi au chache kwenye mnyororo au kwa kutumia diode tofauti na sifa tofauti za mbele za voltage.

Hatua ya 4: Jaribu Mzunguko wetu 1

Kabla ya kutoa toleo la mwisho "gumu" tunahitaji kujaribu mzunguko wetu ili kuona kuwa yote ni sawa na kwamba tunazalisha voltage sahihi ya super capacitor na, muhimu zaidi, kwamba voltage inayozalishwa haiwezi kuzidi kiwango cha 2.7 Volt.

Katika picha hapo juu utaona mzunguko wa jaribio ambao ni sawa na skimu iliyoonyeshwa katika hatua ya awali lakini hapa capacitor kubwa imebadilishwa na capacitor 1000 ya microFarad electrolytic ambayo ina kinzani ya 47 kOhm sambamba. Kontena inaruhusu voltage kuvuja ili kutoa usomaji wa kisasa wakati uingizaji wa taa unatofautiana.

Hatua ya 5: Jaribu Mzunguko Wetu 2

Katika picha hapo juu unaweza kuona jinsi mzunguko huo ulikuwa umewekwa waya kwa fomu ya muda mfupi kwenye ubao wa mkate usiouzwa na pato la voltage lililopimwa kwenye multimeter. Mzunguko uliwekwa karibu na dirisha na vipofu vilipatikana kutofautisha taa inayofikia picha hiyo.

Multimeter inaonyesha Volt 1.48 ya kuridhisha ambayo ilitofautisha pamoja au kupunguza 0.05 Volt kama pembejeo nyepesi lilitofautiana. Hii ndio hasa inahitajika na mkusanyiko huu wa vifaa unaweza kutumika.

Ikiwa matokeo sio sahihi ni katika hatua hii unaweza kuongeza au kuondoa diode kutoka kwenye mnyororo ili kuongeza au kupunguza voltage ya pato au kujaribu majaribio anuwai na tabia tofauti za mbele.

Hatua ya 6: Kata Stripboard

Kwa upande wangu hii ilikuwa rahisi sana kwani ubao wa kupindua una upana wa 127mm na kipande kilichunwa kwa kuingizwa kwenye sanduku la ABS.

Hatua ya 7: Andaa Kiini chako cha jua

Ukiwa na safu kadhaa za jua unaweza kugundua kuwa waya nyekundu na nyeusi tayari zimeuzwa kwa anwani kwenye seli ya jua, vinginevyo hutengeneza urefu wa waya mweusi uliokwama kwa unganisho hasi la seli ya jua na urefu sawa wa waya uliokwama nyekundu kuwa chanya uhusiano. Kuzuia unganisho kutoka kuvutwa kutoka kwa jopo la jua wakati wa ujenzi nilitia waya kwenye mwili wa seli ya jua kwa kutumia gundi ya silicone inayobadilika na nikaacha hii kuweka.

Hatua ya 8: Tumia Kiini cha jua kwenye Sanduku la ABS

Piga shimo ndogo chini ya sanduku la ABS kwa njia ya unganisho. Tumia doli nne kubwa za gundi ya silicone kama inavyoonyeshwa, pitisha njia za kuunganisha kupitia shimo na upake upole seli ya jua. Seli ya jua itajivunia sanduku la ABS kuruhusu njia ya kuunganisha ipite chini kwa hivyo dollops kubwa za gundi zinahitaji kuwa kubwa - kubadilisha mawazo yako katika hatua hii itakuwa fujo sana! Acha kuweka.

Hatua ya 9: Kagua Kazi Yako

Unapaswa sasa kuwa na kitu kama matokeo kwenye picha hapo juu.

Hatua ya 10: Piga Shimo kwa Nguvu ya Kutoka Moduli ya Nguvu ya jua

Katika hatua hii tunahitaji kufikiria mbele na kuzingatia jinsi nguvu inavyoacha kitengo cha umeme na kulisha hadi saa na tunahitaji kuchimba shimo kwenye sanduku la ABS kuruhusu hii. Picha hapo juu inaonyesha jinsi nilivyofanya lakini ningefanya vizuri kwa kwenda zaidi katikati na hivyo kuweka waya katika nafasi isiyoonekana. Saa yako labda itakuwa tofauti kwa hivyo toa kitengo cha umeme juu yake na utafute nafasi nzuri ya shimo lako ambalo linapaswa kuchimbwa sasa kabla sanduku halijafungwa na vifaa anuwai.

Hatua ya 11: Solder Vipengele kwenye Stripboard

Solder vifaa kwenye ubao wa mkanda kama kwenye picha hapo juu. Mzunguko ni rahisi na kuna nafasi nyingi ya kueneza vifaa karibu. Jisikie huru kuruhusu solder kuziba safu mbili za shaba kwa unganisho kwa ardhi, chanya na pato. Ukanda wa kisasa ni dhaifu na ikiwa utatumia kwa muda mrefu sana na kusambaratisha nyimbo zinaweza kuinuka.

Hatua ya 12: Unganisha Kitengo cha Umeme wa Jua

Kutumia waya mweusi na mweusi uliyokwama na kuzingatia polarity kwa uangalifu unganisha paneli ya jua inaongoza kwenye ukanda wa umeme na nguvu ya pato kwa capacitor kubwa na kisha kuendelea kutengeneza jozi ya inchi 18 ambayo mwishowe itaunganisha saa. Tumia waya wa kutosha kuruhusu mkutano nje ya sanduku. Sasa weka mkusanyiko wa mkanda kwenye nafasi kwenye sanduku la ABS na ufuate na capacitor bora kutumia pedi za Blu-Tack kushikilia kitengo mahali. Kwa usalama tumia mkanda wa kufunika kushikilia ncha zilizo wazi za pato husababisha kuwazuia wafupishe. Upole waya uliozidi kwenye nafasi iliyobaki kwenye sanduku na kisha unganisha kifuniko.

Hatua ya 13: Unganisha Kitengo kwa Saa

Kila Saa itakuwa tofauti. Katika kesi yangu kuoa saa na kitengo cha umeme wa jua lilikuwa swali tu la kutumia kipande cha bodi moja ya mzunguko iliyochapishwa iliyo karibu moja kwa nusu na inchi mbili na inchi mbili zilizofungwa kwa saa na kitengo cha jua na gundi ya silicone na kuruhusu kuweka. Laminate ya sakafu inaweza kuwa ya kutosha. Usiunganishe kitengo kwa umeme lakini weka saa pamoja na jopo la jua kwenye jua au mahali penye mwangaza na uruhusu capacitor kubwa kuchaji hadi 1.4Volts.

Mara tu capacitor inapochajiwa unganisha elekezi kwa saa ukitumia urefu wa kitambaa cha mbao kushikilia viunganisho. Saa inapaswa sasa kukimbia.

Katika picha iliyoambatanishwa na picha kwamba waya zilizofunguliwa zimeunganishwa na matiti kadhaa ya Blu-Tack.

Hatua ya 14: Imemalizika

Picha hapo juu inaonyesha saa yangu ikikimbia kwa furaha katika kihafidhina chetu ambapo inapaswa kuendelea na kukabiliana na siku nane za majira ya baridi na 'spring mbele rudi nyuma'. Voltage ya usambazaji inachukua Volts 1.48 licha ya sisi kupita zamani ya msimu wa msimu wa mchana na siku za kufupisha.

Usanidi huu unaweza kusambazwa ndani ya nyumba lakini hiyo itahitaji kuwa mada ya jaribio. Kuna tabia ya nyumba nchini Uingereza kuwa na madirisha madogo siku hizi na taa iliyoko inaweza kuwa hafifu lakini taa ya bandia inaweza kurekebisha salio.

Hatua ya 15: Mawazo mengine ya Mwisho

Wengine wanaweza kusema kuwa betri ni za bei rahisi sana kwa nini ujisumbue? Sio swali rahisi kujibu lakini kwangu mimi ni kuridhika kwa kuanzisha kitu ambacho kinaweza kukimbia bila kutunzwa kwa miaka na miaka ikiwezekana mahali pa mbali na kisichoweza kufikiwa.

Swali lingine halali ni "Kwanini usitumie kiini cha rechargeable cha Ni / Mh badala ya super capacitor?". Hii ingefanya kazi, vifaa vya elektroniki vinaweza kuwa rahisi zaidi na voltage ya Volt ya 1.2 ya seli kama hiyo ingehudumia mahitaji ya kiwango cha chini cha saa ya betri. Walakini, seli zinazoweza kuchajiwa zina maisha ya mwisho lakini tunatumahi kuwa super capacitors watakuwa na maisha ambayo tunatarajia kutoka kwa sehemu nyingine yoyote ya elektroniki ingawa hiyo bado inaonekana.

Mradi huu umeonyesha kuwa capacitors yenye thamani kubwa sasa inayotumika katika uhandisi wa magari inaweza kuchajiwa kwa urahisi kwa kutumia nguvu ya jua. Hii inaweza kufungua uwezekano kadhaa:

Maombi ya mbali kama vile taa za redio ambapo kila kitu ikiwa ni pamoja na seli ya jua inaweza kuwekwa salama katika nyumba thabiti ya glasi kama jarida tamu.

Ni kamili kwa mizunguko ya aina ya Joule mwizi na capacitor moja kubwa inayoweza kusambaza mizunguko kadhaa wakati huo huo.

Super capacitors inaweza kuwa na waya kwa urahisi sawa na kila capacitors pia inawezekana kuweka mbili mfululizo bila shida ya kusawazisha vipinga. Ninaona uwezekano wa kuwa na ya kutosha ya vitengo hivi vya mwisho sambamba na kuchaji simu ya rununu, kwa mfano, haraka sana kupitia kibadilishaji cha mmiliki wa upandishaji wa voltage.