Нискотехнологична слънчева лампа с повторно използвани батерии: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Този урок ви позволява да направите слънчева лампа, оборудвана с USB зарядно устройство. Той използва литиеви клетки, които се използват повторно от стар или повреден лаптоп. Тази система, с един слънчев ден, може напълно да зареди смартфон и да има 4 часа светлина. Тази технология е документирана по време на спиране на експедицията "Nomade des Mers" на остров Лузонг в северната част на Филипините. Сдружението Liter of Light вече е инсталирало тази система от 6 години насам в отдалечени села, които нямат достъп до електричество. Те също така организират обучение за селяните, за да ги научат как да поправят слънчевата лампа (вече са инсталирани 500 000 лампи).

Оригиналният урок и много други за изграждане на ниски технологии са достъпни на уебсайта на Low-tech Lab.

Литият е природен ресурс, чиито запаси все повече се използват за електрически автомобили, телефони и компютри. Този ресурс постепенно се изчерпва с течение на времето. Увеличеното му използване в производството на батерии се дължи главно на способността му да съхранява повече енергия от никела и кадмия. Подмяната на електрическо и електронно оборудване се ускорява и става все по -важен източник на отпадъци (DEEE: Отпадъци от електрическо и електронно оборудване). Понастоящем Франция произвежда 14 кг до 24 кг електронни отпадъци на жител годишно. Този процент се увеличава с около 4% годишно. През 2009 г. само 32% от младите французи на възраст между 18 и 34 години веднъж са рециклирали своите електронни отпадъци. През същата 2009 г., според Eco-systèmes, от януари до септември 2009 г. са избегнати 113 000 тона CO2 чрез рециклирането на 193 000 тона DEEE, една от четирите еко-организации в сектора на DEEE.

Тези отпадъци обаче имат висок потенциал за рециклиране. По -специално, литий, присъстващ в клетките на компютърните батерии. Когато батерията на компютъра се повреди, една или повече клетки са дефектни, но някои остават в добро състояние и могат да се използват повторно. От тези клетки е възможно да се създаде отделна батерия, която може да се използва за захранване на електрическа бормашина, за презареждане на телефона ви или за свързване към слънчев панел за управление на лампа. Чрез комбиниране на няколко клетки също е възможно да се образуват по -големи батерии за съхранение на устройства.

Стъпка 1: Инструменти и консумативи

Консумативи

• Използвана батерия за лаптоп
• Слънчев панел 5V-6V / 1-3W Регулатор на зареждане и разреждане (напр.: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino зарядно устройство TP4056)
• DC/DC преобразувател на напрежение DC/DC усилвател MT3608 (електрически компонент, който ще преобразува 3,7 V на батериите в 5 V)
• LED лампа с висока мощност (напр.: LED бутони 3W)
• Превключвател (за да отворите веригата и да изключите светлината)
• Електрическа лента
• Кутия

Инструменти

За извличане на клетки:

• Ръкавици (за да се избегне рязане с пластмаса на батерията на компютъра или с никелови ленти, които свързват клетките)
• Чук
• Длето
• Клещи за рязане

За да изградите самата лампа:

• Пистолет за лепило (и лепилни пръчки)
• Отоплителен пистолет или малка факла
• Трион за дърво
• Отвертка

Стъпка 2: Как работи?

Този урок показва как да възстановите компютърните клетки, за да направите нова батерия. Захранван от слънчев панел или от USB порт, той ще ви позволи да запалите LED лампа.

Системата работи около три модула:

• модулът за приемане на енергия: слънчевият панел и неговият контролер за зареждане
• модулът за съхранение на енергия: батерията
• модулът, който връща енергията: LED лампата и нейният регулатор на напрежението

Модул за получаване на енергия: Фотоволтаичен панел и контролер за зареждане

Фотоволтаичният панел концентрира енергията на слънцето. Той позволява да се възстанови енергията му, за да се съхранява в батерията. Но бъдете внимателни, количеството енергия, получено от панела, е неравномерно в зависимост от времето на деня, времето … важно е да инсталирате регулатор на зареждане/разреждане между панела и батерията. Това ще бъде защитено от претоварване, наред с други неща.

Модул за съхранение на енергия: батерията

Състои се от две литиеви клетки, извлечени от компютър. Накратко, една батерия е малко като кутия, съдържаща няколко батерии: всяка от тях е клетка, единица, която захранва устройството чрез електрохимична реакция.

Клетките, открити в компютрите, са литиеви клетки. Всички те имат еднакъв капацитет за съхранение на енергия, но способността им да я произвеждат е различна за всеки. За да се образува батерия от клетки, е важно всички те да имат еднаква способност да доставят енергия. Следователно е необходимо да се измери капацитетът на всяка клетка да съставя хомогенни батерии.

Модул, който предава енергия: LED лампата, 5V USB портът и неговият преобразувател на напрежение

Нашата батерия ни захранва с 3.7V мощност и използваните от нас LED лампи работят на същото напрежение. В допълнение, USB портовете осигуряват напрежение от 5V. Следователно трябва да преобразуваме клетъчната енергия от 3.7V в 5V: използвайки преобразувател на напрежение, наречен DC/DC усилвател

Стъпка 3: Производствени етапи

Ето различни стъпки, необходими за изграждането на лампата:

1. Премахване на клетките от батерията на компютъра
2. Измерете напрежението на клетките
3. Реализация на 3 -те модула (слънчев панел + регулатор на заряда LED светлина на батерията + регулатор на заряда)
4. Свързване на 3 модула
5. Изграждане на кутия
6. Интегриране на модули в кутията

Стъпка 4: Премахване на клетките от батерията на компютъра

За тази част ви предлагаме да разгледате следния урок: Рециклиране на батерии.

1. Сложете ръкавици, за да защитите ръцете си
2. Поставете батерията на място и я отворете с чук и длето
3. Изолирайте всяка клетка, като премахнете всяка друга част (както е показано на снимката).

Стъпка 5: Измерете напрежението на клетките и техния капацитет

Измерете напрежението:

Започваме с измерване на напрежението на всяка клетка, за да проверим дали работят правилно. Всички клетки с напрежение по -ниско от 3V няма да могат да се използват в този проект и трябва да се рециклират.

Използвайки мултицет, в режим DC, измерете всяка клетка и проверете тази, която може да се използва от проекта.

Бъдете внимателни: Ако батерията на компютъра изглежда има течност отвън, не отваряйте кутията, литийът е вреден във високи дози.

Измерете капацитета:

За да измерим капацитета на клетката, трябва да я заредим максимално и след това да я разредим. Тези клетки са на базата на литий и се нуждаят от специфична система за зареждане и разреждане, обикновено максималният заряд е 4, 2 V, а минималният 3V. Преминаването на тези граници ще увреди клетката.

1. Използвайте PowerBank: той ще ви позволи да зареждате много клетки едновременно с USB порт.
2. Заредете клетките и изчакайте, докато зареждането приключи (цялата лампа трябва да свети), това ще стане след около 24 часа. (образ)

3. Клетките ще се зареждат максимално (4, 2V), сега трябва да ги разредим. Трябва да използвате Imax B6: инструмент, който позволява разтоварване на клетките и проверка на капацитета им. Как да използвате инструмента:

   1. напрежението: ще ви попита кой тип клетки искате да проверите, трябва да изберете литиевата. Той автоматично ще регулира разреждането при минимум 3V.
   2. интензивността: настройте на 1А за бързо и сигурно разреждане. При това състояние изхвърлянето трябва да отнеме между 1 час и 1 час и половина.
   3. Свържете магнита към крокодилските щипки, след това се свържете към клетката, магнитът помага да се позволи на тока да премине през Imax B6 към клетките. (образ)
   4. Разредете клетките до пълното им изпразване.
   5. Обърнете внимание на капацитета на клетката. Колкото по -високо, толкова по -добре.
   6. Сортирайте клетките си по капацитет: 1800 mA.

Забележка: Важно е да се правят хомогенни батерии с клетки с подобен капацитет

Стъпка 6: Реализиране на 3 -те различни модула

Модул 1: Слънчев панел и регулатор на заряда

• Използвайте черен и червен проводник, използвайте клещи, за да оголите проводниците.
• Запоявайте червения проводник от позитивната страна на панела и черния от отрицателната страна.
• Регулаторът на заряда има 2 входа: IN- и IN+ (които са посочени на компонента): Заварете червения проводник (положителен) с входа IN+ на регулатора на заряда и черния проводник (отрицателен) с IN-входа (изображение 5).

Модул 2: Батерия

Поставете литиевата клетка в държача на батерията

Модул 3: LED / USB конвертор

Преобразувателят на напрежение DC / DC има два входа и два изхода: Входове: VIN + и VIN - / Изходи: OUT + и OUT -. Светодиодът има два входни проводника: един положителен и един отрицателен.

• Вземете два проводника (червен и черен).
• Заварете червения проводник с VIN+ входа на преобразувателя на напрежението и черния проводник с VIN-входа.
• Внимание: Полярността на проводника не е посочена на светодиода. За да го идентифицирате, използвайте омметър. Проводът е положителен, когато показва нулева стойност. Когато показва по -висока стойност, проводникът е отрицателен.
• Заварете LED положителния проводник към изхода OUT+ на преобразувателя на напрежението и отрицателния проводник на LED към изхода OUT. (образ)

Стъпка 7: Свързване на 3 -те модула

Регулаторът на заряда има 2 входа: IN- и IN+ (които са посочени на компонента).

1. Заварете червения проводник на соларния панел (положителен) към входа IN+ на регулатора на заряда и черния проводник (отрицателен) към входа IN.
2. Регулаторът на заряда има 2 входа: B- и B+ (които са посочени на компонента). Заварете червения проводник на държача на батерията (положителен) към В+ входа на регулатора на заряда и черния проводник (отрицателен) към В-входа.
3. Заварете червения проводник (положителен) на USB/LED конверторния модул към изхода OUT+ на регулатора на заряда. Заварете черния проводник (отрицателен) към изхода OUT. Забележка: Електрическата верига вече е затворена и светлината се включва.
4. Изрежете положителния проводник, свързващ регулатора с преобразувателя, за да отворите веригата и заварете превключвателя последователно. Той ще се използва за отваряне и затваряне на веригата.

Стъпка 8: Изграждане на случая - Версия 1

Версия 1: Tupperware

Този дизайн произхожда от Open Green Energy, не се колебайте да се консултирате с оригиналния урок. Споделяме го, защото изглежда наистина интересно. Калъфът обаче трябва да бъде адаптиран към нашата схема, по -специално за USB изхода. Скоро ще предложим наш собствен модел, вдъхновен от този дизайн.

Стъпка 9: Изграждане на случая - Версия 2

Версия 2: Голяма бутилка с термоформоване

Този модел позволява веригите да бъдат напълно водоустойчиви, но изисква специфичен материал:

• Една кутия от 5 литра вода
• Дъски от шперплат (или сурова дървесина) с дебелина между 1 и 2 см
• Щипка, минимална дължина 80 см, ширина между 3 и 5 см

Изграждане на двете основи: Това са двата края на лампата, горната част е соларният панел от едната страна и електрическата верига от другата. Долният край се използва за затваряне на лампата и запечатването й непропускливо.

1. Изрежете 2 дъски с размери 15/13cm и 2 дъски с размер 11/13cm.
2. Поставете всяка малка дъска върху по -голяма, като внимавате да я поставите в точния център на голямата дъска. Всеки чифт дъски ще се завинтват по -късно.

Забележка: За водоустойчивост е по -добре да лакирате дъските предварително.

Изграждане на матрицата:

1. В изреза изрежете 4 части по около 20 см.
2. Поставете ги във всеки ъгъл на една от вече нарязаните малки дъски (11/13см) и завийте всяка част от щифта с дъската.
3. Поставете другата малка дъска в другия край на четирите части и ги завийте по същия начин. Резултатът е кубоид с размери 11/13/20, който ще се използва за термоформоване на пластмасовата бутилка.

Термоформоване на обвивката на лампата:

1. Изрежете дъното на бутилката от 5 литра и я поставете вертикално във формата (20 -сантиметровата страна на формата трябва да е успоредна на страната на бутилката).
2. Загрейте бавно с термоотделящ апарат от всяка страна на кубоида. Стриперът трябва да е на около 10 см далеч от бутилката. Ако нямате термичен стрипер, възможно е да използвате друг вид източник на пламък (като нагревател за газ например).
3. След като бутилката получи същата форма като формата, продължете да загрявате, за да изтриете шаблоните на бутилката и да разтегнете правилно пластмасата. Внимавайте да не се нагрява близо до пластмасата или твърде дълго на едно и също място, в противен случай върху пластмасовата повърхност ще се образуват мехурчета.
4. Оставяйки оформената бутилка върху формата, почистете чисто с ниска форма с горната част на бутилката и отново изрежете бутилката на около 17 см по -долу.
5. След като рязането приключи, развийте скобите от всяка страна на формата, за да отделите формата от пластмасата.
6. Във всеки край на оформената бутилка сгънете 1 см широки фиксатори на 90 ° към вътрешността. Всеки раздел трябва да бъде скосен от двете страни (като показания на снимката). Планките ще се плъзгат между двете дъски (голямата и малката) от всяка страна на бутилката, за да се подобри запечатването на лампата. За да сгънете лесно езичетата, очертайте тънка линия с резачката от вътрешната страна на бутилката и я сгънете с ръка.

Закрепване на слънчевия панел:

1. Поставете панела върху по -голямата дъска, маркирайте позицията на + и - изходите на панела и пробийте отвор от 5 мм в двете дъски. (Ако някой компонент вече е на това място, дупката трябва да се премести).
2. Поставете проводниците от контролера на заряда в тези отвори и ги заварете към съответните изходи на слънчевия панел.
3. За да прикрепите панела, идеалното е да използвате тънък слой плат, залепен върху дъската, и да залепите панела върху тъканта (използвайки например силно лепило).
4. За основата на лампата повторете същата операция в другия край на пластмасата.
5. Поставете малката дъска от вътрешната страна на плика и я завийте към по -голямата дъска, с 4 пластмасови фиксатора между двете дъски.
6. За да осигурите запечатването на USB щепсела, можете да закачите малко парче вътрешна тръба за велосипеди.

Не се колебайте да публикувате въпроси или подобрения, за които се сетите. И не забравяйте да споделите лампата си, след като го направите, с #solarlamp #lowtechlab!