Matala tekniikka aurinkovalaisin uudelleenkäytetyillä paristoilla: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tämän opetusohjelman avulla voit valmistaa aurinkolampun, joka on varustettu USB -laturilla. Se käyttää litium -kennoja, joita käytetään uudelleen vanhasta tai vaurioituneesta kannettavasta tietokoneesta. Tämä järjestelmä, jossa on päivänvalo, voi ladata älypuhelimen täyteen ja valoa on 4 tuntia. Tämä tekniikka on dokumentoitu "Nomade des Mers" -retkikunnan pysähdyksen aikana Luzongin saarella Filippiinien pohjoisosassa. Yhdistys Liter of Light on jo 6 vuoden ajan asentanut tämän järjestelmän syrjäisiin kyliin, joissa ei ole sähköä. He järjestävät myös kyläläisille koulutusta opettaakseen aurinkolampun (jo 500 000 lamppua on asennettu) korjaamista.

Alkuperäinen opetusohjelma ja monet muut matalan teknologian rakentamiseen ovat saatavilla Low-tech Labin verkkosivustolla.

Litium on luonnonvara, jonka varastoja käytetään yhä enemmän sähköautoihin, puhelimiin ja tietokoneisiin. Tämä resurssi loppuu vähitellen ajan myötä. Sen lisääntynyt käyttö paristojen valmistuksessa johtuu pääasiassa sen kyvystä varastoida enemmän energiaa kuin nikkeli ja kadmium. Sähkö- ja elektroniikkalaitteiden vaihto kiihtyy ja niistä on tulossa yhä tärkeämpi jätteen lähde (DEEE: Sähkö- ja elektroniikkalaiteromu). Ranska tuottaa tällä hetkellä 14–24 kiloa elektronista jätettä asukasta kohti vuodessa. Tämä määrä kasvaa noin 4% vuodessa. Vuonna 2009 vain 32 prosenttia 18–34 -vuotiaista ranskalaisista nuorista on kerran kierrättänyt elektroniikkaromunsa. Samana vuonna 2009 Eco-systèmesin mukaan tammi-syyskuussa 2009 vältettiin 113 000 tonnia hiilidioksidia kierrättämällä 193 000 tonnia DEEE: tä, joka on yksi DEEE-alan neljästä eko-organisaatiosta.

Tällä jätteellä on kuitenkin suuri kierrätyspotentiaali. Erityisesti litiumia, joka on tietokoneen akkujen kennoissa. Kun tietokoneen akku vioittuu, yksi tai useampi kenno on viallinen, mutta osa niistä on hyvässä kunnossa ja niitä voidaan käyttää uudelleen. Näistä kennoista on mahdollista luoda erillinen akku, jota voidaan käyttää sähköporan tehostamiseen, puhelimen lataamiseen tai liittämiseen aurinkopaneeliin lampun käyttämiseksi. Yhdistämällä useita kennoja on mahdollista muodostaa myös suurempia laitteen akkuja.

Vaihe 1: Työkalut ja tarvikkeet

Tarvikkeet

• Käytetty kannettavan tietokoneen akku
• Aurinkopaneeli 5V-6V / 1-3W Lataus- ja purkaussäädin (esim. 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino Akkulaturi TP4056)
• DC/DC -jännitteenmuunnin DC/DC -tehostin MT3608 (sähkökomponentti, joka muuttaa paristojen 3,7 V: n 5 V: ksi)
• Suuritehoinen LED -lamppu (esim. LED -lamput 3W)
• Kytkin (piirin avaamiseksi ja valon sammuttamiseksi)
• Sähköteippi
• Laatikko

Työkalut

Solujen uuttoa varten:

• Käsineet (välttääksesi leikkaamisen tietokoneen akun muovilla tai kennoja yhdistävillä nikkelinauhoilla)
• Vasara
• Taltta
• Leikkauspihdit

Itse lampun rakentaminen:

• Liimapistooli (ja liimapuikot)
• Lämmityspistooli tai pieni taskulamppu
• Puu saha
• Ruuvimeisseli

Vaihe 2: Miten se toimii?

Tässä opetusohjelmassa kerrotaan, miten tietokoneen akut palautetaan uuden akun tekemiseksi. Aurinkopaneelilla tai USB -portilla toimiva valaisin mahdollistaa LED -lampun sytyttämisen.

Järjestelmä toimii kolmen moduulin ympärillä:

• energian vastaanottoyksikkö: aurinkopaneeli ja sen lataussäädin
• energian varastointimoduuli: akku
• energiaa antava moduuli: LED -lamppu ja sen jännitesäädin

Energian vastaanottomoduuli: Aurinkosähköpaneeli ja latausohjain

Aurinkosähköpaneeli keskittää auringon energian. Se mahdollistaa energian talteenoton akun säilyttämiseksi. Mutta ole varovainen, paneelin vastaanottama energian määrä on epäsäännöllinen kellonajasta, säästä riippuen… on tärkeää asentaa lataus-/purkaussäädin paneelin ja akun väliin. Tämä suojataan muun muassa ylikuormitukselta.

Energian varastointimoduuli: akku

Se koostuu kahdesta litiumkennosta, jotka on otettu talteen tietokoneelta. Lyhyesti sanottuna akku on vähän kuin laatikko, joka sisältää useita paristoja: jokainen niistä on kenno, yksikkö, joka syöttää laitteeseen virtaa sähkökemiallisen reaktion avulla.

Tietokoneissa olevat solut ovat litium -kennoja. Niillä kaikilla on sama kyky varastoida energiaa, mutta kyky tehdä sitä on erilainen jokaiselle. Akun muodostamiseksi kennoista on tärkeää, että niillä kaikilla on sama kyky toimittaa energiaa. Siksi on tarpeen mitata jokaisen kennon kapasiteetti homogeenisten paristojen muodostamiseen.

Moduuli, joka tuottaa energiaa: LED -lamppu, 5 V: n USB -portti ja sen jännitteenmuunnin

Akku toimittaa meille 3,7 V: n virran ja käyttämämme LED -lamput toimivat samalla jännitteellä. Lisäksi USB -portit tarjoavat 5 V: n jännitteen. Siksi meidän on muutettava kennojen energia 3,7 V: sta 5 V: ksi käyttämällä DC/DC -tehostimen nimistä jännitemuunninta

Vaihe 3: Valmistusvaiheet

Tässä on eri vaiheet, jotka ovat tarpeen lampun rakentamiseksi:

1. Solujen poistaminen tietokoneen akusta
2. Mittaa kennojen jännite
3. 3 moduulin toteuttaminen (aurinkopaneeli + varaussäätimen akku LED -valo + varaussäädin)
4. 3 moduulin yhdistäminen
5. Laatikon rakentaminen
6. Moduulien integrointi laatikkoon

Vaihe 4: Solujen poistaminen tietokoneen akusta

Tässä osassa suosittelemme tutustumaan seuraavaan opetusohjelmaan: Paristojen kierrätys.

1. Käytä käsineitä käsiesi suojaamiseksi
2. Aseta akku paikalleen ja avaa se vasaralla ja taltalla
3. Eristä jokainen solu poistamalla kaikki muut osat (kuten kuvassa).

Vaihe 5: Mittaa solujen jännite ja lämpökapasiteetti

Mittaa jännite:

Aloitamme mittaamalla jokaisen kennon jännitteen, jotta voimme tarkistaa, toimivatko ne oikein. Kaikkia kennoja, joiden jännite on alle 3 V, ei voida käyttää tässä projektissa, ja ne tulee kierrättää.

Mittaa yleismittarilla DC -tilassa kukin solu ja tarkista projektissa käytettävät solut.

Ole varovainen: Jos tietokoneen akussa näyttää olevan nestettä ulkopuolelta, älä avaa laatikkoa, litium on haitallista suurina annoksina.

Mittaa kapasiteetti:

Solun kapasiteetin mittaamiseksi meidän on ladattava se maksimiin ja purettava se sitten. Nämä kennot ovat litiumpohjaisia ja tarvitsevat erityisen varaus- ja purkausjärjestelmän, tavallisesti suurin varaus on 4, 2 V ja minimi 3 V. Näiden rajojen ylittäminen vahingoittaa solua.

1. Käytä PowerBankia: sen avulla voit ladata useita soluja kerralla USB -portilla.
2. Lataa kennot ja odota, kunnes lataus on valmis (kaikkien merkkivalojen pitäisi palaa), se suoritetaan noin 24 tunnissa. (kuva)

3. Kennot latautuvat suurimmillaan (4, 2 V), nyt meidän on purettava ne. Käytä Imax B6: työkalua, joka sallii kennojen purkamisen ja niiden kapasiteetin tarkistamisen. Työkalun käyttö:

   1. jännite: se kysyy, minkä tyyppiset kennot haluat tarkistaa, sinun pitäisi valita litium. Se säätää automaattisesti purkautumista vähintään 3 V: n jännitteellä.
   2. voimakkuus: aseta 1A nopean ja turvallisen purkauksen saamiseksi. Tässä tilassa purkauksen tulisi kestää 1 tunti ja 1 tunti ja puoli tuntia.
   3. Liitä magneetti krokotiilipidikkeisiin ja liitä sitten kennoon, magneetti auttaa päästämään virran kulkemaan Imax B6: n läpi kennoihin. (kuva)
   4. Tyhjennä kennot, kunnes ne ovat täysin tyhjiä.
   5. Huomaa solun kapasiteetti. Mitä korkeampi sen parempi.
   6. Lajittele solut kapasiteetin mukaan: 1800 mA.

Huomautus: On tärkeää käyttää homogeenisia paristoja, joissa on samanlainen kapasiteetti

Vaihe 6: Kolmen eri moduulin toteuttaminen

Moduuli 1: Aurinkopaneeli ja varaussäädin

• Käytä mustaa ja punaista lankaa, käytä pihdit raitataksesi johdot.
• Juotos punainen johto paneelin positiiviselle puolelle ja musta negatiiviselle puolelle.
• Lataussäätimessä on 2 tuloa: IN- ja IN+ (jotka on merkitty komponenttiin): Hitsaa punainen johto (positiivinen) lataussäätimen IN+ -tulon kanssa ja musta johto (negatiivinen) IN-tulon kanssa (kuva 5).

Moduuli 2: Akku

Aseta litium -kenno paristopidikkeeseen

Moduuli 3: LED / USB -muunnin

Jännitemuuntimessa DC / DC on kaksi tuloa ja kaksi lähtöä: Tulot: VIN + ja VIN - / Lähdöt: OUT + ja OUT -. LEDissä on kaksi tulojohtoa: yksi positiivinen ja yksi negatiivinen.

• Ota kaksi johtoa (punainen ja musta).
• Hitsaa punainen johto jännitemuuntimen VIN+ -tulolla ja musta johto VIN-tulolla.
• Varoitus: Johdon napaisuutta ei ilmaista LED -valossa. Tunnista se käyttämällä ohmimittaria. Lanka on positiivinen, kun se näyttää nolla -arvon. Kun se näyttää suuremman arvon, johto on negatiivinen.
• Hitsaa positiivinen LED-johdin jännitemuuntimen OUT+ -lähtöön ja LED-negatiivinen johto OUT-ulostuloon. (kuva)

Vaihe 7: 3 moduulin liitäntä

Lataussäätimessä on 2 tuloa: IN- ja IN+ (jotka on merkitty komponenttiin).

1. Hitsaa aurinkopaneelin punainen johto (positiivinen) varaussäätimen IN+ -tuloon ja musta johto (negatiivinen) IN-tuloon.
2. Lataussäätimessä on 2 tuloa: B- ja B+ (jotka on merkitty komponenttiin). Hitsaa paristopidikkeen punainen johto (positiivinen) lataussäätimen B+ -liitäntään ja musta johto (negatiivinen) B-tuloon.
3. Hitsaa USB/LED -muunninmoduulin punainen johto (positiivinen) lataussäätimen OUT+ -ulostuloon. Hitsaa musta johto (negatiivinen) OUT-ulostuloon. Huomautus: Sähköpiiri on nyt suljettu ja valo syttyy.
4. Katkaise positiivinen johto, joka yhdistää säätimen muuntimeen, jotta piiri avautuu ja hitsaa kytkin sarjaan. Sitä käytetään piirin avaamiseen ja sulkemiseen.

Vaihe 8: Kotelon rakentaminen - versio 1

Versio 1: Tupperware

Tämä malli on peräisin Open Green Energystä, älä epäröi tutustua alkuperäiseen opetusohjelmaan. Jaamme sen, koska se vaikuttaa todella mielenkiintoiselta. Kuitenkin kotelo on sovitettava piiriimme, erityisesti USB -lähtöön. Ehdotamme pian omaa mallia, joka on innoitettu tästä suunnittelusta.

Vaihe 9: Kotelon rakentaminen - versio 2

Versio 2: Suuri lämpömuovattu pullo

Tämä malli mahdollistaa piirien olevan täysin vedenpitävät, mutta vaatii erityisiä materiaaleja:

• Yksi 5 litran vesipullo
• Vanerilevyt (tai raakapuu), joiden paksuus on 1-2 cm
• Kiinnike, vähimmäispituus 80 cm, leveys 3 - 5 cm

Kahden pohjan rakentaminen: Nämä ovat lampun kaksi päätä, yläosassa on aurinkopaneeli toisella puolella ja sähköpiiri toisella puolella. Alempaa päätä käytetään lampun sulkemiseen ja tiivistämiseen.

1. Leikkaa 2 lautaa 15/13 cm ja 2 11/13 cm levyä.
2. Peitä jokainen pieni lauta suuremmalla levyllä kiinnittäen huomiota sen asettamiseen suuren levyn keskelle. Jokainen lautapari ruuvataan myöhemmin.

Huomautus: Vedenpitävyyden vuoksi laudat on parempi lakata etukäteen.

Muotin rakentaminen:

1. Leikkaa kiinnikkeestä 4 noin 20 cm: n annosta.
2. Aseta ne jo leikatun pienen laudan (11/13 cm) jokaiseen kulmaan ja ruuvaa jokainen kiinnitysosa laudalla.
3. Aseta toinen pieni levy neljän osan toiseen päähän ja ruuvaa ne samalla tavalla. Tuloksena on kuutio, jonka mitat ovat 11/13/20 ja jota käytetään muovipullon lämpömuovaamiseen.

Lampun kuoren lämpömuovaus:

1. Leikkaa 5 litran pullon pohja ja aseta se muotin sisään pystysuoraan (muotin 20 cm: n sivun tulee olla yhdensuuntainen pullon sivun kanssa).
2. Kuumenna hitaasti lämpösuojaimella, joka on kuution molemmin puolin. Kuorintalaitteen tulisi olla noin 10 cm: n päässä pullosta. Jos sinulla ei ole lämpösuodatinta, voit käyttää mitä tahansa muuta liekinlähdettä (kuten esimerkiksi kaasulämmitintä).
3. Kun pullo on saanut saman muodon kuin muotti, jatka kuumentamista pullon kuvioiden poistamiseksi ja muovin venyttämiseksi oikein. Varo, ettet kuumenna lähelle muovia tai liian kauan samassa paikassa, muuten muovipintaan muodostuu kuplia.
4. Jätä muodostettu pullo muottiin, leikkaa pullon yläosa puhtaasti muotin kanssa ja leikkaa pullo uudelleen noin 17 cm alapuolelta.
5. Kun leikkaus on valmis, ruuvaa muotin kummallakin puolella olevat kiinnikkeet irti muotista muovista.
6. Taita muodostetun pullon kummassakin päässä 1 cm leveät kielekkeet 90 ° sisäänpäin. Jokaisen välilehden tulee olla viistetty molemmin puolin (kuten kuvassa). Kielekkeet liukuvat kahden laudan (suuren ja pienen) väliin pullon kummallakin puolella parantaakseen lampun tiivistystä. Jotta kielekkeet taittuisivat helposti, vedä pullon sisäpuolella olevalla leikkurilla ohut viiva ja taita se kädellä.

Aurinkopaneelin kiinnitys:

1. Aseta paneeli isommalle levylle, merkitse paneelin + ja - ulostulojen sijainti ja poraa 5 mm reikä molempiin levyihin. (Jos jokin osa on jo tässä paikassa, reikä on siirrettävä).
2. Aseta lataussäätimen johdot näihin reikiin ja hitsaa ne aurinkopaneelin vastaaviin lähtöihin.
3. Paneelin kiinnittämiseksi ihanteellinen tapa on käyttää ohut kangasta, joka on kiinnitetty levyyn, ja liimata paneeli kankaaseen (esimerkiksi vahvalla liimalla).
4. Toista sama toimenpide muovin toisessa päässä lampun kannalle.
5. Aseta pieni lauta kirjekuoren sisäpuolelle ja ruuvaa se isompaan levyyn siten, että 4 muovikielekettä on kahden levyn välissä.
6. USB -pistokkeen tiivistymisen varmistamiseksi voit nitoa pienen palan polkupyörää liitosputkeen.

Älä epäröi lähettää kysymyksiä tai parannuksia, joita saatat ajatella. Ja älä unohda jakaa lamppua, kun olet tehnyt sen, #solarlamp #lowtechlab!