Зарядное устройство на солнечных батареях: устройство и принцип работы зарядки от солнца. Зарядка аккумулятора от солнечной батареи Простая мощная схема зарядного от солнечной батареи

Схема контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи строится на базе чипа, который является ключевым элементом всего устройства в целом. Чип – основная часть контроллера, а сам контроллер – это ключевой элемент гелиосистемы. Данное устройство отслеживает работу всего устройства в целом, а также руководит зарядкой аккумулятора от солнечных батарей.

При максимальном заряде аккумулятора, контроллер будет регулировать подачу тока на него, уменьшая ее до необходимой величины компенсации саморазряда устройства. Если же аккумулятор полностью разряжается, то контроллер будет отключать любую входящую нагрузку на устройство.

Необходимость этого устройства можно свести к следующим пунктам:

Зарядка аккумулятора многостадийная;
Регулировка включения/отключения аккумулятора при заряде/разряде устройства;
Подключение аккумулятора при максимальном заряде;
Подключение зарядки от фотоэлементов в автоматическом режиме.

Контроллер заряда аккумулятора для солнечных устройств важен тем, что выполнение всех его функций в исправном режиме сильно увеличивает срок службы встроенного аккумулятора.

Как работает контроллер зарядки аккумулятора

В отсутствие солнечных лучей на фотоэлементах конструкции он находится в спящем режиме. После появления лучей на элементах контроллер все еще находится в спящем режиме. Он включается лишь в том случае, если накопленная энергия от солнца достигает 10 В напряжения в электрическом эквиваленте.

Как только напряжение достигнет такого показателя, устройство включится и через диод Шоттки начнет подавать ток к аккумулятору. Процесс зарядки аккумулятора в таком режиме будет продолжаться до тех пор, пока напряжение, получаемое контроллером, не достигнет 14 В. Если это произойдет, то в схеме контроллера для солнечной батареи 35 ватт или любого другого будут происходить некоторые изменения. Усилитель откроет доступ к транзистору MOSFET, а два других, более слабых, будут закрыты.

Таким образом, заряд аккумулятора прекратится. Как только напряжение упадет, схема вернется в начальное положение и зарядка продолжится. Время, отведенное на выполнение этой операции контроллеру около 3 секунд.

Типы

Данный тип устройств считается наиболее простым и дешевым. Его единственная и главная задача – это отключение подачи заряда на аккумулятор при достижении максимального напряжения для предотвращения перегрева.

Однако данный тип имеет определенный недостаток, который заключается в слишком раннем отключении. После достижения максимального тока необходимо еще пару часов поддерживать процесс заряда, а этот контроллер сразу его отключит.

В результате зарядка аккумулятора будет в районе 70% от максимальной. Это негативно отражается на аккумуляторе.

PWM

Данный тип является усовершенствованным On/Off. Модернизация заключается в том, что в него встроена система широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Эта функция позволила контроллеру при достижении максимального напряжения не отключать подачу тока, а уменьшать его силу.

Из-за этого появилась возможность практически стопроцентной зарядки устройства.

Данный типаж считается наиболее продвинутым в настоящее время. Суть его работы строится на том, что он способен определить точное значение максимального напряжения для данного аккумулятора. Он непрерывно следит за током и напряжением в системе. Из-за постоянного получения этих параметров процессор способен поддерживать наиболее оптимальные значения тока и напряжения, что позволяет создать максимальную мощность.

Если сравнивать контроллер МРРТ и PWN, то эффективность первого выше примерно на 20-35%.

Параметры выбора

Критериев выбора всего два:

Первый и очень важный момент – это входящее напряжение. Максимум данного показателя должен быть выше примерно на 20% от напряжения холостого хода солнечной батареи.
Вторым критерием является номинальный ток. Если выбирается типаж PWN, то его номинальный ток должен быть выше, чем ток короткого замыкания у батареи примерно на 10%. Если выбирается МРРТ, то его основная характеристика – это мощность. Этот параметр должен быть больше, чем напряжение всей системы, умноженной на номинальный ток системы. Для расчетов берется напряжение при разряженных аккумуляторах.

Как сделать своими руками

Если нет возможности приобрести уже готовый продукт, то его можно создать своими руками. Но если разобраться в том, как работает контроллер заряда солнечной батареи довольно просто, то вот создать его будет уже сложнее. При создании стоит понимать, что такой прибор будет хуже аналога, произведенного на заводе.

Это простейшая схема контроллера солнечной батареи, которую создать будет проще всего. Приведенный пример пригоден для создания контроллера для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с напряжением в 12 В и подключением маломощной солнечной батареей.

Если заменить номинальные показатели на некоторых ключевых элементах, то можно применять эту схему и для более мощных систем с аккумуляторами. Суть работы такого самодельного контроллера будет заключаться в том, что при напряжении ниже, чем 11 В нагрузка будет выключена, а при 12,5 В будет подана на аккумулятор.

Стоит сказать о том, что в простой схеме используется полевой транзистор, вместо защитного диода. Однако если есть некоторые знания в электрических схемах, можно создать контроллер более продвинутый.

Данная схема считается продвинутой, так как ее создание намного сложнее. Но контроллер с таким устройством вполне способен на стабильную работу не только с подключением к солнечной батарее, а еще и к ветрогенератору.

Видео

Как правильно подключить контроллер, вы узнаете из нашего видео.

Сегодня в тренде технологии, которые позволяют экономить электроэнергию и являются экологически чистыми. Очень многие люди предпочитают использовать солнечные батареи для самых разнообразных целей. Такому устройству всегда найдется применение в домашнем обиходе. Например, для той же зарядки мобильного телефона.

Такое зарядное устройство на солнечных батареях своими руками может сделать каждый человек, и наша статья поможет вам в этом.

Применение

Каждый год наступает лето. А это пора, когда все ездят отдыхать на моря или природу. И здесь совсем нелишним будет озаботиться, чтобы все нужное было на своих местах и работало как следует. А самой востребованной вещью является мобильный телефон. Его, как известно, нужно заряжать, а в лесу или на природе это не всегда удобно. Отличным решением будет использовать зарядку на солнечной батарее, которую легко можно сделать своими руками.
Такое устройство позволит вам:

не переживать по поводу зарядки смартфона где-нибудь вдали от розетки;
не тратить лишние деньги на приобретение подобных зарядок. Покупные модели таких приборов стоят довольно дорого;
не быть зависимым от электроэнергии;
постоянно находиться на связи и использовать все функции телефона в любом месте вашего отдыха;
и еще один плюс — компактные размеры такого зарядного устройства;

Обратите внимание! Можно сделать как мини зарядку так и устройство несколько больших размеров.

не таскать за собой много лишнего, чтобы подзаряжать электроприборы.

Такая мини солнечная батарея своими руками обладает массой преимуществ, которые будут неоценимы во время любого отдыха.

Внешний вид

Дизайн, который может иметь мини солнечная батарея своими руками, бывает различным и, в принципе, зависит от вас. Единственное, о чем нужно не забывать, так это про особенности использования и функциональность.

Дизайн зарядки

Предполагается что такое устройство, предназначенное для зарядки сотового телефона, должно отличаться портативностью, чтобы свободно умещаться в сумке или даже кармане. Поэтому зачастую зарядник такого плана делают складным. Также корпус самодельного изделия должен выдерживать незначительные механические воздействия. В противном случае он может просто развалиться в кармане при движении.
Вместе с тем, бывают ситуации, когда зарядное устройство для смартфона на солнечных батарейках предполагает использоваться в домашних условиях (офис, дом и т.д.) без транспортировки на значительные расстояния. Тогда о прочности корпуса можно не так сильно беспокоиться.

Обратите внимание! Чтобы придать красоты вашему самодельному заряднику, можно использовать различные декоративные украшения. Однако они в любом случае не должны влиять на комфортность использования самодельного устройства.

Чтобы устройство могло выполнять возложенную на него функцию, нужна правильная схема сборки. В зависимости от того, какой вид будет иметь зарядка, схема может несколько отличаться.

Что собираем

Рассмотрим, каким образом собирается мини солнечная батарея своими руками на примере складного зарядника для сотового телефона. Это устройство будет обладать следующими характеристиками:

Примерный вид

мощность — 20 ватт;
конструкция состоит из 2-х панелей (12в – 10 ватт). Размер панелей составляет 30х35 см, а в разложенном состоянии самодельная солнечная панель будет 35х60 см;
стабилизированное напряжения для выхода — 14в- 20 ватт;
в конструкции имеется встроенный аккумулятор на 14,8в – 4,3 ампер-часа. Такой аккумулятор обычно используется для питания планшета или ноутбука;
два USB выхода, каждый по 5в – 4,3 ампер-часа. В итоге в сумме получается примерно 5в – 8,6 ампер-час.

Как видим по фото, конструкция имеет вид дипломата. В закрытом виде она полностью предотвращает любого рода повреждения солнечной панели.
По сути такое зарядное устройство для сотового телефона представляет собой два зарядника со встроенными в них аккумуляторами 7,4в — 4,3 ампер-часа.
Чтобы собрать такой прибор, вам понадобятся:

две солнечных панели (в примере используются панели на 12в-10 ватт). Можно применять разнообразные модели с алюминиевыми рамками. Все зависит от ваших финансовых возможностей;

Обратите внимание! Можно использовать солнечные панели китайского производства. Они обойдутся гораздо дешевле.

петли. С их помощью будут соединяться между собой две панели нашего «дипломата». Их можно снять со старого шкафчика. Обычно нужна одна или две петли;
аккумуляторы;
USB гнезда. Их берем из старого системного блока. Также их можно отрезать от USB удлинителя;
два сверхярких светодиода. Они понадобятся для того чтобы создать индикацию зарядки, а также для подсветки окружающего пространства (если есть такая необходимость);
выключатели и прочие небольшие детали.

Некоторые детали для сборки

Так как нельзя допускать полной разрядки аккумулятора, в нашем самодельном устройстве необходимо применять блок контроля за разрядкой АКБ. Он состоит из встроенной батареи. Эта батарея отключается в ситуации
снижения напряжения на имеющихся литиевых аккумуляторах (до 6,1в).
Обратите внимание! Данная батарея легко перестраивается на необходимое вам напряжение.
Батарея может отключаться и при наличии на выходе кроткого замыкания.

Описание сборки

Сборка зарядного устройства для любого типа смартфона строго по схеме. В нашем случае будет использоваться следующая схема.

Схема сборки

Здесь представлена полная схема сборки для одного блока будущей зарядки. В данной ситуации допускается запараллеливания панелей для использования их в качестве одного блока.
Обратите внимание! На схеме имеются пунктирные линии, по которым следует делать подключение второй панели к единому блоку стабилизации.
Схема собирается на корпусе, которым могут выступать деревянные доски, сколоченные по типу шахматной доски или другие конструкции аналогичного строения.

Расшифровка обозначений

Как видим, на схеме нанесены специальные пометки, которые являются условными обозначениями деталей. Поэтому чтобы правильно подсоединить между собой составные компоненты, нужно знать расшифровку этих символов:

SZ1 – солнечная панель;
VD1 и VD2 — диоды. Эти элементы будут предохранять панель от переполюсовки, которая формируется на входе при заряде от сетевого адаптера;
DD1,DD2 — стабилизаторы. Они позволяют добиться стабильного напряжения при зарядке;
R1,R2 — резисторы. С их помощью устанавливается нужное напряжение для подзарядки аккумуляторов;
R4 — резистор, необходимый для ограничения тока при наличии разряженного аккумулятора;
R5 — резистор. Он устанавливает ток, идущий через светодиод подсветки и индикации;
R6-R9 — резисторы, на которых собраны делители, создающие для USB необходимые уровни;
SA1 — клавишный переключатель. С его помощью можно делать выбор режима использования. Если стоит режим 14В, можно производить зарядку аккумуляторов (внешний свинцовый и т.д.), а в режиме 8,4В — подключать в схему встроенный аккумулятор. На встроенный аккумулятор от солнечной панели будет подаваться напряжение.

Зная эту расшифровку, вы без проблем соберете портативный зарядник на солнечных батареях.

Как работать с устройством

Теперь, когда мы знаем, как собирается схема, необходимо разобраться, как она будет работать. При полностью разряженном аккумуляторе включение устройства возможно только в режиме SA1 8,4В. Здесь контактная группа SA1/2 разблокирует аккумулятор, а его подключение на зарядку произойдет автоматически.

Готовая зарядка

При заряженном аккумуляторе включение прибора произойдет в режиме SA1 8,4В в случае быстрого нажатия на кнопку КН1. Когда зарядка мобильного телефона будет завершена, переводим SA1 в положение 14В. Таким образом отключится встроенный аккумулятор, о чем просигнализирует выключившийся светодиод.

Заключение

При точном следовании схемы и правильном подключении всех ее компонентов, вы получите компактное портативное устройство для зарядки мобильного устройства от солнечных панелей. Такой самодельный зарядный прибор позволит вам комфортно отдыхать на природе и всегда оставаться на связи с цивилизацией.

Подробно о выключателе с датчиком движения
Выбираем уличный датчик движения для включения света

Несложное зарядное устройство на солнечных батареях своими руками.

Н аступает летний сезон, пора отпусков и выезда для отдыха на природу. Вот и я, после нескольких поездок на природу и мучений с бензиновым генератором, который имеет большой вес, прилично рокочет и воняет, решил обзавестись солнечным зарядным устройством. Мне необходимо заряжать портативную радиостанцию, электронную книгу, ноутбук, фонарик на светодиодах, фотоаппарат и мобильные телефоны, использовать светодиодную лампу, а также возможно подзарядить 12 вольтовый свинцовый аккумулятор. В интернете зарядные устройства для заряда перечисленной аппаратуры существуют, но при этом стоят очень дорого, да имеют слабую солнечную панель. Как всегда нас пенсионеров давит «жаба» и мы не ищем легких путей.

П редлагаю вашему вниманию свою конструкцию, собранную на основе публикаций из интернета и своих доработок. Мое зарядное устройство имеет мощность 20 ватт и состоит из двух панелей 12в – 10 ватт 30х35 см, в разложенном положении солнечная панель получается 35х60 см. И обеспечивает на выходе стабилизированные напряжения 14в- 20 ват, напрямую от панелей и от встроенного аккумулятора 14,8в – 4,3 ампер-часа для питания ноутбука или планшета, а также два USB выхода 5в – 4,3 ампер-часа каждый, в сумме 5в – 8,6 ампер-час.

П анель собрана в виде «дипломата», что в закрытом состоянии полностью предотвращает повреждение самой панели. По сути, здесь сделаны два самостоятельных зарядных устройства со встроенными аккумуляторами 7,4в 4,3 ампер-часа. При последовательном включении мы получим на выходе 14,8 вольт. 4,3 ампер-часа, для наших нужд в ночное время, или два блока аккумуляторов 7,4в в сумме 8,6 ампер-часа. Также есть выходы для зарядки свинцовых аккумуляторов. Я использовал литиевые аккумуляторы от вышедших батарей ноутбука. Как правило, в батарее выходит из строя одна секция и батарея не держит заряд. Отобрал только рабочие банки. Вы можете использовать любые аккумуляторы, схема позволяет настроить стабилизированное напряжение на выходе устройства. В моем случае для зарядки литиевых аккумуляторов 8,4в, свинцовых 14в и USB устройств и мобильных телефонов 5в. Имея эти напряжения и используя токоограничивающий резистор можно заряжать все виды устройств от 1,2в до 12-14в. Вы можете использовать одну панель 12в-10 ват, тогда дипломат будет вполовину тоньше и дольше заряжать батарею.

Конструкция и схема

Ч то нам понадобится – это две солнечных панели 12в-10 ватт, в моем случае это панели китайского производства стоимостью 18 долларов одна штука, итого 18х2=36 долларов (мне обошлись 435 грн на момент покупки вместе с пересылкой из Киева). Можно использовать и другие модели в алюминиевых рамках.

Т акже необходима петля для соединения панелей в «дипломат» можно использовать и две подходящих петли от шкафчиков.

USB гнезда в моем случае это дополнительные гнезда для задней панели системного блока, можно использовать USB гнезда отрезанные от USB удлинителя,только крепить в панели их придется вклейкой или хомутиками.

А ккумуляторы, два сверхярких светодиода (можно от фонарика) – используются для индикации заряда и ночью для подсветки в палатке, если не используется мощная светодиодная лампа. Выключатели и прочая мелочевка, все видно на приложенных фотографиях.

П оскольку не допустим полный разряд аккумуляторов в конструкции используется блок контроля разряда АКБ который отключает встроенную батарею при снижении напряжения на литиевых аккумуляторах до 6,1в (вы можете легко перестроить на любое напряжение для своих аккумуляторов), также батарея отключается и при коротком замыкании на выходе.

Н а рисунке приведена полная схема одного блока зарядного устройства. У меня для каждой панели свой блок и свои аккумуляторы, можно просто запараллелить панели и использовать один блок, на схеме пунктиром указано как правильно подключить вторую солнечную панель к одному блоку стабилизации.

Описание схемы

SZ1 – солнечная панель, диоды VD1 и VD2 защищают солнечную панель при заряде от сетевого адаптера и от переполюсовки на входе. VD2 – защищает регулируемый стабилизатор DD1 от выхода из строя при отсутствии напряжения на входе стабилизатора. Стабилизаторы DD1,DD2 позволяют получить стабильные напряжения для заряда. Резисторами R1,R2 устанавливаем необходимые напряжения для заряда аккумуляторов. Резистор R4 служит для ограничения тока при разряженном аккумуляторе, у меня при его номинале 1 Ом порядка 1-1,25 А. Резистором R5 устанавливаем ток через светодиод индикации и подсветки VD4 . Светодиод служит для индикации подключения встроенного аккумулятора и индикации наличия напряжения заряда. На резисторах R6-R9 собраны делители, задающие необходимые уровни для USB. Клавишный переключатель SA1 позволяет выбрать режим использования, в положении 14В мы можем заряжать внешний свинцовый или другой аккумулятор при этом контакты SA1/2 отключают встроенный в панель аккумулятор. В положении 8,4В подключается встроенный аккумулятор, на него подается напряжение от солнечной панели для заряда, а также им можно пользоваться в ночное время для зарядки любых устройств и питания светодиодной лампы (у меня светодиодная USB лампа для компьютера). В режиме экономии для подсветки ночью в палатке достаточно свечения сверхярких светодиодов индикации при этом суммарный ток потребления от встроенного аккумулятора составит 10мА (5мА светодиод и 5мА стабилизатор КРЕН5В) Гнездо ГН1 служит для подключения сетевого адаптера и подзарядки встроенной батареи от сети адаптер должен обеспечивать на выходе постоянное напряжение 20-16в при токе нагрузки 1,5-2А.

Работа с солнечным устройством

Включение устройства при полностью разряженном встроенном аккумуляторе (блок защиты АКБ отключил аккумулятор) произойдет только в режиме SA1 8,4В при этом контактная группа SA1/2 разблокирует работу аккумулятора, подключение же его на зарядку произойдет автоматически при подаче напряжения заряда от сетевого адаптера или раскрытой солнечной панели при солнечном освещении, засветившийся светодиод укажет на наличие напряжения заряда.

Включение работы при заряженной аккумуляторной батарее , при отсутствии достаточного освещения производится в режиме SA1 8,4В кратковременным нажатием кнопки КН1 при этом засветившийся светодиод укажет на подключение АКБ. По окончании заряда телефонов и др. устройств, переводом SA1 в положение 14В мы отключаем встроенный аккумулятор, светодиод погаснет.

В положении SA1-14В и освещении солнечной панели солнечным светом или подключении сетевого адаптера на выходном разъеме для внешнего аккумулятора будет стабилизированное напряжение 14 вольт, которое можно также использовать для заряда портативной радиостанции. При этом на USB разъеме будет напряжение 5 вольт для заряда USB устройств независимо от встроенного аккумулятора.

В положении SA1-8,4В и освещении солнечной панели солнечным светом или подключении сетевого адаптера на выходном разъеме будет напряжение аккумулятора и в процессе заряда встроенного аккумулятора поднимется до 8,4 вольта. При этом на USB разъеме будет напряжение 5 вольт. Для освещения палатки я использую пятивольтовые светодиодные лампы рассчитанные на подключение к USB, подключаю их к USB выходу поскольку напряжение 5 вольт стабилизировано то и лампа светит стабильно до полного разряда встроенной аккумуляторной батареи.

Защищает встроенный дорогостоящий аккумулятор от выхода из строя при коротком замыкании и от полного разряда, а также позволяет отключать полностью заряженный аккумулятор от схемы в режиме дежурного хранения. Заменой стабилитрона VD1 и подбором резистора R3 его можно настроить на любое напряжение отключения, например для 12 вольтового свинцового аккумулятора минимальное напряжение не должно быть ниже 9-10 вольт. Кратковременное нажатие кнопки КН1 позволяет в режиме 8,4В подключать встроенный аккумулятор, также в режиме 8,4В аккумулятор автоматически подключается при подаче напряжения на гнездо ГН1 или раскрытии солнечной панели на солнце.

Порядок настройки

Блок стабилизаторов
Для настройки блока стабилизаторов на всякий случай отключаем солнечную панель, на гнездо ГН1 подаем напряжение от источника питания. Переключаем переключатель SA1 в положение 14В и резистором R2 устанавливаем напряжение на 1 контакте разъема для внешнего аккумулятора 14 вольт затем при отключенном встроенном аккумуляторе SA1 переключаем в положение 8,4В резистором R1 устанавливаем напряжение 8,4 вольта на 1 контакте разъема для внешнего аккумулятора (если используем другой встроенный аккумулятор то устанавливаем другое напряжение). Обязательно настройку начать с режима 14В! Затем подключаем разряженный встроенный аккумулятор и подбором резистора R4 (изготовлен из куска нихромовой спирали от электроплитки) устанавливаем максимальный ток заряда у меня 1-1,25А. Необходимо учитывать что на выходе для зарядки ток заряда от одной солнечной панели не будет превышать 500мА при работе в параллель двух панелей 1А, при заряде от сетевого адаптера будет достигать 1-1,25А.

На вход блока вместо аккумулятора подключаем регулируемый блок питания, устанавливаем напряжение 12-14в, на выход подключаем через резистор 1ком светодиод. Кратковременно нажимаем на кнопку КН1 светодиод должен засветится, затем плавно уменьшаем напряжение с блока питания до того момента пока не погаснет светодиод и замеряем напряжение на входе блока контроля АКБ это напряжение будет соответствовать напряжению отключения батареи. Подбором резистора R3 блока АКБ устанавливаем напряжение срабатывания защиты у меня 6,1в. Поочередно увеличивая напряжение блока питания и нажимая кнопку КН1 запускаем АКБ и уменьшая напряжение делаем замеры несколько раз убеждаясь в правильности настройки защиты. Также замыкание точек А и В между собой должно приводить к немедленному отключению АКБ независимо от напряжения на входе АКБ. Заменой стабилитрона на большее или меньшее напряжение и подбором резистора R3 можно перестроить защиту на любое напряжение.

Монтаж
Монтаж блоков выполняется на двух отдельных стеклотекстолитовых платах, детали располагаются со стороны печатного монтажа. Монтажные дорожки выполнены путем прорезания резаком из ножовочного полотна под металлическую линейку. Размеры плат позволяют использовать любые детали. Чертеж платы блока контроля АКБ приведен на рисунках №1 и №2, чертеж платы стабилизаторов на рисунках №4 и №5

Рисунок 1-3:

Рисунок 4-5:

Микросхемы стабилизаторов укреплены непосредственно на алюминиевой рамке солнечной панели через изолирующие прокладки, взятые с вышедшего из строя компьютерного блока питания. Платы и аккумуляторы приклеены на двусторонний скотч и дополнительно по контуру проклеены силиконовым термоклеем. Светодиод индикации также приклеен силиконовым термоклеем. Полевой транзистор блока АКБ припаян непосредственно к фольге платы 60 ватным паяльником.

Детали

Стабилизатор DD1 можно заменить любым регулируемым стабилизатором на 3-5А напряжение до 35 вольт например LM 317, LM117,
Стабилизатор USB 5в DD2 заменяется любым пятивольтовым на ток 2-3А например КР142ЕН5А или LM 7805,

Диоды FR156 заменимы любыми кремнеевыми диодами расчитаными на ток не менее 1,5А например FR302, FR207, CT2A05 и др.
Транзистор КТ361Е блока АКБ можно зменить на анологичный с любой буквой или на КТ3107.
блока АКБ можно зменить на любой выпаяный из старой материнской платы полевой с каналом N типа(N-Channel Enhancement Mode MOSFET), как правило мощность и ток транзисторов в материнской плате в таких корпусах не ниже 10А

Конструкция защелки «дипломата» выполнена из куска листовой пружины от ножовочного полотна по дереву или любой другой. Отверстия пробиваются пробойчиком, поскольку просверлить ее не отпуская метал не просто.

Разъемы для подключения сетевого адаптера и внешнего аккумулятора могут быть любыми но желательно с изолированными от корпуса контактами, поскольку у меня два отдельных зарядных и можно при помощи перемычек через эти разъемы соединить панели последовательно, и получить общее напряжение 28 вольт для заряда 24 вольтовых устройств. Если общий провод и один из контактов будет соединен с корпусом панели то подключить две панели последовательно будет невозможно. Для изоляции общего провода от корпуса панели микросхема DD2 изолирована через прокладку, если вы не планируете последовательного подключения встроенных аккумуляторов или используете один блок стабилизаторов для двух солнечных панелей то микросхему DD2 можно не изолировать.

Обратная сторона панелей закрыта крышками из фанеры можно использовать и пластик, от качества крышек во многом будет зависеть внешний вид «дипломата». Крышки прикручены винтами М3 с потайной головкой утопленой в фанеру, чтобы головка винта не царапала стол. В корпусах панелей для крепления крышек нарезана резьба М3

Для переноски используется плечевой капроновый ремень с карабинчиками от ученической сумки, а на корпусе зарядного укреплены петли для карабинчиков.

Вот пожалуй и все. Я думаю информации достаточно для повторения или творческой переработки для своих условий.

73! С уважением ко всем UR3ID [email protected]
Милюшин Сергей Анатольевич

Собираясь в пеший поход по туристическим маршрутам, необходимо решить вопрос зарядки мобильных устройств - телефона, смартфона, ноутбука или планшета. При отсутствии доступных источников электропитания решить проблему поможет солнечное зарядное устройство для мобильных гаджетов .

Возможность использовать абсолютно бесплатный и неиссякаемый источник энергии привлекательна сама по себе, а когда в этом имеется насущная необходимость, интерес к подобным устройствам возрастает многократно. Рассмотрим зарядное устройство с солнечной батареей внимательнее.

Зарядка от солнца - привлекательный и удобный способ поддерживать работоспособность мобильных устройств, находясь вдали от обычных источников электроэнергии. С этой целью разработаны специализированные устройства, преобразующие в электроток, питающий аккумуляторы телефона или иного подобного устройства.

Солнечные зарядки позволяют не таскать с собой в походе запас тяжелых аккумуляторов, обеспечивая энергией мобильные устройства даже в пасмурные дни, правда, с меньшей эффективностью. Внешне это портативное устройство, размером с планшет средней величины или немного больше (это зависит от конкретной модели или производителя). Солнечная батарея для мобильных телефонов имеет малый вес, который не создаст лишней нагрузки и не займет много места в рюкзаке.

Туристы, люди, работающие в полевых условиях, по достоинству оценили возможности портативных зарядных устройств . Современные средства коммуникации обладают широким выбором гаджетов - GPS, эхолоты, видео- и фотокамеры, радиостанции — все они нуждаются в обновлении источника питания , и возможность использовать зарядку от солнечной батареи оказывает путешественнику заметную помощь.

Конструктивные особенности прибора

Основным элементом прибора является солнечный элемент, улавливающий свет и преобразующий его в электрический сигнал. Зарядник на солнечных батареях способен подавать напряжение непосредственно на аккумулятор телефона или , или накапливать энергию в собственные , что позволяет увеличить скорость зарядки гаджета.

Существуют солнечные аккумуляторы для подзарядки мобильных устройств, или отдельные солнечные панели для зарядки, не имеющие встроенных батарей. Все варианты обладают определенной мощностью и предназначены для использования в определенных условиях.

Основные элементы прибора:

кристаллические элементы, улавливающие солнечную энергию;
контроллер заряда;
преобразователь, перерабатывающий солнечную энергию в электрический ток.

Наличие буферных дополнительных батарей изменяет назначение устройства, делая из него полноценный внешний аккумулятор для телефона на солнечной батарее , обладающий способностью самоподзарядки. Для пользования таким прибором не обязательно присутствие солнца, можно заряжать телефон и в ночное время.

Главное, чтобы аккумуляторные батареи успели получить достаточное количество энергии. Портативная зарядка с солнечной батареей снабжена обычным разъемом USB, большинство моделей комплектуется переходниками под разные виды коннекторов.

Принцип работы устройства

Принцип действия прибора состоит в получении кристаллическими элементами солнечной энергии , передаче ее на преобразователь, откуда она подается либо на буферный накопитель (встроенную батарею), либо непосредственно на прибор потребления - телефон, ноутбук или иной гаджет.

Современные кристаллические элементы способны получать световую энергию не только от солнца, но даже от ламп дневного света. Они могут работать в пасмурные дни, но КПД заметно снижается . Такая универсальность существенно расширяет возможности зарядных устройств на солнечной батарее, позволяя использовать их в ночное время или в сложных погодных условиях.

Виды солнечных зарядок

Существуют разные виды солнечных зарядников для телефона, оформленных в том или ином варианте исполнения, дизайна или конструкции. Они делятся на три категории:

Маломощные. Способны выдавать доли ватта. Применяются для подзарядки смартфонов, КПК или иных гаджетов, не требующих большой мощности. Отличаются небольшой площадью фотоэлементов, относительно дороги.
Универсальные. Используются для зарядки различных устройств в полевых условиях. Наиболее популярный вариант среди туристов, любителей пеших прогулок или людей, работающих вдали от источников электропитания. Имеют широкий ассортимент, массу вариантов исполнения и другие особенности.
Панели солнечных фотоэлементов. Представляют собой компоненты для сборки различных более продвинутых комплектов - для присоединения к преобразователям, подключения друг к другу, прямого питания гаджетов и т.д.

Наиболее популярны:

Моноблок. Размерами и внешним видом напоминает обычный смартфон, но с несколько утолщенным корпусом. Способен заряжаться от солнца, а также от ноутбука или компьютера.
Гибкая панель. Тонкая панель, имеющая довольно большую площадь фотоэлементов. Она имеет гибкую форму, способна сворачиваться в трубку. При этом, она уступает в эффективности моноблочным конструкциям из-за слабых фотоэлементов. Кроме того, большинство гибких панелей способны работать только от солнца, хотя можно подключить их к внешнему накопителю энергии.
Встроенное зарядное устройство. Наиболее выразительным примером подобного девайса служит «энергорюкзак» - походная сумка с вставленными в специальный карман солнечными батареями для зарядки мобильного телефона. Удобны тем, что работают во время движения, не заставляя пользователя останавливаться.
Раскладушка. Корпус таких устройств раскрывается наподобие книжки. Активными элементами могут служить два моноблока, несколько гибких панелей или иные варианты компоновки фотоэлементов. В сложенном виде занимает немного места, но в разложенном обеспечивает довольно большой захват солнечной энергии.

Несмотря на внешние различия, общий принцип работы практически у всех приборов одинаков. Различия состоят лишь в мощности и количестве фотоэлементов и сопровождающих узлов.

Как выбрать подходящее устройство?

Выбор нужного вида солнечного зарядника обусловлен потребностями пользователя, количеством и потребляемой мощностью используемых гаджетов, интенсивностью эксплуатации. Необходимо также выбрать соответствующий тип коннектора, или приобрести переходник к своим гаджетам, чтобы не оказаться в неприятной ситуации. Следует уточнить напряжение питания, емкость собственного аккумулятора и время автономной работы. Эти параметры обычно указаны на штатных ЗУ или в паспорте.

Основные параметры и приятные дополнения

В числе основных параметров, которые имеет зарядное устройство от солнца, имеются:

Ток зарядки. Обычно это значение принято делить на три категории - 1, 2 и 3 ампера. Первая группа предназначена для мобильных телефонов, аудиоплееров, электронных сигарет и т.п. Вторая группа способна зарядить фотоаппарат или видеокамеру, планшет или смартфон. Третья группа предназначена для обслуживания ноутбуков или иных подобных устройств. Важно также знать напряжение, которое имеет портативное зарядное устройство со встроенной солнечной батареей на выходе. Это поможет исключить ситуации, когда прибор потребления имеет большее напряжение, чем способен выдать зарядник.
Мощность солнечных элементов. Этот показатель измеряется в ваттах (W). Мощность напрямую связана с емкостью аккумулятора. Например, 5 W обеспечивает 900 ma/h, а 10 W соответствует 1500 ma/h, что позволяет уменьшить время зарядки почти вдвое. Если мощность зарядки не превышает 2 W, возможна только работа со встроенным аккумулятором. Если мощность превышает 3 W, допускается прямая зарядка приборов потребления.

Кроме того, существуют и другие параметры, определяющие функциональные возможности солнечной зарядки для телефона:

Наличие собственного аккумулятора, увеличивающего возможности работы в условиях отсутствия освещения.
Тип фотоэлементов. Наиболее предпочтительны монокристаллы, имеющие по сравнению с поликристаллами (13-18% против 10-12%). Монокристаллы черные, а поликристаллы имеют темно-синий цвет.
Интерфейс устройства, позволяющий подключение различных разъемов. Некоторые модели имеют индикацию уровня заряда
Защита . Предохраняет приборы от дождя, пыли, ветра или иных природных проявлений.

В качестве бонуса производители снабжают устройства функциями «фонарь» или оборудуют точку WI-FI .

После покупки солнечное зарядное устройство для телефона, оборудованное собственным аккумулятором, необходимо полностью зарядить от электросети . Затем следует подключить разряженный гаджет и полностью слить в него энергию. Только после этого прибор можно выносить на солнце и производить зарядку нуждающихся устройств. Это касается только моделей с аккумуляторами, отдельная для зарядки телефона может использоваться по прямому назначению сразу же, без предварительных действий.

Устройство надо располагать так, чтобы лучи солнца падали на фотоэлементы под прямым углом . Если используется раскладушка, надо обеспечить равномерную освещенность обеих сторон. Для аккумуляторных устройств большой емкости необходим «разгон» - 3-4 цикла полной зарядки и разрядки. Хранить устройство следует при комнатной температуре, зарядив его на 50-70%.

Как сделать зарядное устройство своими руками?

Зарядное устройство на солнечных батареях можно изготовить самостоятельно. Д ля этого надо обладать определенными навыками и познаниями, а также приобрести необходимые детали. Готовые модели вполне доступны по цене и функционалу, но для любителей самодельных устройств задача будет по вкусу. Рассмотрим ее внимательнее.

Схема устройства

Чтобы изготовить солнечное зарядное устройство, необходимо запастись некоторыми элементами:

с моно- или поликристаллическими элементами;
отсек с держателем ;
диод Шоттки;
разъемы, корпус.

Простейшего варианта солнечного аккумулятора для зарядки мобильных устройств выглядит так:

GB1 - это солнечная батарея, к которой через развязывающий диод Шоттки подключается аккумулятор GB2. XS1 и XS2 - это разъемы, соединяющие разные элементы схемы друг с другом.

Сборка действующей модели ЗУ

Сборка модели ЗУ не составляет никакой сложности , главное - наличие всех необходимых деталей. Они аккуратно припаиваются в соответствии со схемой, устанавливаются в корпус и включаются для проверки работоспособности. Необходимо учитывать, что без обладания достаточным познаниями браться за создание ЗУ не следует, так как можно по ошибке вывести из строя гаджеты.

Использование солнечного света для зарядки аккумуляторов давно перестало быть сюжетом для фантастических книг и эффективно используется в современном мире. При помощи зарядного устройства на базе солнечных батарей можно легко зарядить MP3-плееры, ноутбуки, сотовые телефоны и смартфоны, что может быть очень кстати в ситуациях внезапного отключения электричества или нахождения вдали от источников электрического питания.

Зарядное устройство на солнечных батареях очень легко в использовании: достаточно расположить его под прямым солнечным светом и подсоединить гаджет и портативное устройство произведёт зарядку.

Принцип работы его достаточно прост: солнечный свет попадает на специальную панель, которая поглощает его, после чего энергия перерабатывается устройством в электрический ток и подаётся на встроенный источник питания.

Подобные устройства отличаются рядом преимуществ: они бесшумны, безопасны для окружающей среды, долговечны, не требуют топлива и вырабатывают электроэнергию бесплатно.

Разновидности

Если вы решили купить внешнее зарядное устройство на солнечных батареях, для начала стоит определиться, где вы планируете его применять.

Это может быть:

Зарядка мобильных телефонов , смартфонов и других карманных устройств. Для подзарядки телефона в случае форс-мажора вам будет достаточно самого миниатюрного зарядного устройства, однако если вы желаете использовать вдали от цивилизации все возможности своих мобильных устройств, тогда следует выбрать зарядку с более высокой ёмкостью аккумулятора.
Зарядка ноутбуков или планшетов. Для планшетов с исходящим напряжением 5 В также подойдёт практически любое устройство, а вот с прожорливыми ноутбуками сложнее – покупая зарядку, нужно убедиться, что выходное напряжение не ниже напряжения вашего ноутбука. Вместе с этим зарядка будет способна восстановить энергию смартфона, камеры и пр.
Зарядные устройства для дачных участков и кемпингов. Наиболее мощные из зарядных устройств со встроенными розетками переменного тока, в которые можно включать бытовую или медицинскую технику.

Также зарядки бывают с аккумулятором и без него. При наличии аккумулятора преобразуемая солнечная энергия заряжает его, после чего он заряжает ваши гаджеты. При его отсутствии солнечные лучи, преобразуясь, напрямую заряжают технику.

Критерии выбора

Итак, вам необходимо зарядное устройство на солнечных батареях – как выбрать оптимальный в соотношении цены и качества вариант?

Для этого необходимо следовать простой инструкции:

Изучите технические характеристики зарядного устройства и сравните их с параметрами гаджетов, которые вы собираетесь заряжать.
Проверьте совместимость разъёмов зарядного устройства и подсоединяемых приборов, а также наличие дополнительных штекеров и переходников.
Изучите дополнительные функции и выберите подходящие. Многие модели оборудованы встроенным фонариком, выпускаются устройства с функцией Bluetooth и даже с радиоприёмником.
Оцените компактность конструкции, вес и удобство в использовании и переноске.
Определитесь с выбором внешнего вида и дизайна устройства. Также существуют разнообразные варианты исполнения основанных на работе солнечных батарей зарядок: в жёстком корпусе, гибкие, антиударные, влагонепроницаемые, а также устройства с буферным аккумулятором.
Выберите подходящее по цене. Стоит учитывать, что главным ценообразующим фактором является мощность устройства.

Важные моменты использования

При использовании зарядного устройства на солнечных батареях следует знать несколько моментов, которые помогут максимально использовать возможности вашего устройства и продлят срок эксплуатации.

На производительность солнечной батареи могут повлиять такие факторы как:

Площадь панели. При большей площади энергии вырабатывается, соответственно, больше.
Тип ячеек. Наиболее высокой производительностью отличаются полисиликоновые и монокристаллические элементы.
Облачность увеличивает время накопления энергии в аккумуляторе.
Если панель неправильно расположить по отношению к солнцу, это тоже может существенно понизить скорость. Выбрать наиболее удачное место для расположения панели можно с помощью миниатюрного индикатора интенсивности света, при его отсутствии действует общее правило: вертикальное расположение панели удачнее, чем горизонтальное.
Для постоянной подзарядки нужного устройства вы можете закрепить зарядник на рюкзак. Но не стоит забывать, что работать он будет только под прямым солнцем на открытых площадках – в лесной чаще толку от него не будет.
Время зарядки подключенного гаджета определяется выходной мощностью аккумулятора.
Время заряда с помощью фотоэлемента меньше, чем при использовании обычной зарядки от электрической сети.
При использовании зарядного устройства на базе солнечных батарей следует контролировать температуру: его нежелательно перегревать — в слишком жаркий день зарядник желательно периодически убирать в тень. Также слишком высокий (или низкий) уровень температуры способен значительно уменьшить ёмкость аккумулятора.
При хранении желательно время от времени подзаряжать аккумулятор во избежание увеличения коэффициента статического разряжения.
Перед тем, как начинать использовать зарядник, рекомендуется 2-3 раза провести тренировочный цикл (полностью зарядить — полностью разрядить).

Как сделать своими руками

Некоторые предпочитают альтернативный вариант, такой как сделать зарядку из солнечной батареи самостоятельно, тем более что это не так сложно, не затратно и интересно.

Инструменты

Чтобы сделать зарядное устройство на солнечных батареях своими руками, понадобятся инструменты:

пинцет;
плоскогубцы;
клеевой пистолет;
паяльная лампа;

Материалы

А также приготовьте следующие материалы:

панель солнечной батареи на 5 В или больше;
литий-ионный аккумулятор на 3,7 В;
схема контроля заряда аккумулятора;
повышающая схема постоянного тока (USB);
два разъёма 2,5 мм – один с креплением к панели, второй с проводом;
диод 1N4001;
провод.

И вспомогательные материалы для конструкции: изоляционная лента, термоусадочные трубки (желательно), двухсторонняя пенолента, припой, коробка (жестяная или любая подходящая).

Этапы работы

Приготовив всё необходимое, можно начинать изготавливать зарядное устройство на солнечной батарее своими руками.

Этапы изготовления следующие:

Присоединение провода.
Подготовка отверстий для разъёмов в корпусе.
Подключение контроллера заряда.
Подключение аккумулятора и USB схемы.
Тщательная изоляция проводов.
Размещение электронных компонентов в корпусе.

Если вы сделали зарядное от солнечной батареи своими руками, вы знаете, что заряжается оно также от солнечного света или через мини порт USB. В процессе зарядки светодиод должен гореть красным цветом, по окончании – синим.

Теперь вы можете не только выбрать оптимальный вариант зарядки, но и знаете, как из солнечной батареи сделать зарядное устройство, которое поможет вам сэкономить электричество и не остаться без связи и прочих удобства современной техники в экстремальных ситуациях, да и просто на отдыхе.