Zemo tehnoloģiju saules lampa ar atkārtoti izmantotām baterijām: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šī apmācība ļauj izgatavot saules lampu, kas aprīkota ar USB lādētāju. Tas izmanto litija šūnas, kuras atkārtoti izmanto no veca vai bojāta klēpjdatora. Šī sistēma ar saules gaismas dienu var pilnībā uzlādēt viedtālruni un nodrošināt 4 stundu apgaismojumu. Šī tehnoloģija ir dokumentēta ekspedīcijas "Nomade des Mers" apstāšanās laikā Lūzonas salā Filipīnu ziemeļu daļā. Biedrība Liter of Light jau kopš 6 gadiem šo sistēmu ir uzstādījusi attālos ciematos, kuriem nav piekļuves elektrībai. Viņi arī organizē apmācības ciema iedzīvotājiem, lai iemācītu viņiem salabot saules lampu (jau uzstādītas 500 000 lampas).

Sākotnējā apmācība un daudzi citi, lai izveidotu zemas tehnoloģijas, ir pieejami Low-tech Lab tīmekļa vietnē.

Litijs ir dabas resurss, kura krājumus arvien vairāk izmanto elektromobiļiem, telefoniem un datoriem. Laika gaitā šis resurss tiek pakāpeniski izsmelts. Tā palielināta izmantošana akumulatoru ražošanā galvenokārt ir saistīta ar spēju uzglabāt vairāk enerģijas nekā niķelis un kadmijs. Elektrisko un elektronisko iekārtu nomaiņa paātrinās, un tā kļūst par aizvien nozīmīgāku atkritumu avotu (DEEE: Elektrisko un elektronisko iekārtu atkritumi). Pašlaik Francija uz vienu iedzīvotāju gadā saražo no 14 kg līdz 24 kg elektronisko atkritumu. Šis rādītājs palielinās par aptuveni 4% gadā. 2009. gadā tikai 32% franču jauniešu vecumā no 18 līdz 34 gadiem savulaik ir pārstrādājuši savus elektroniskos atkritumus. Tajā pašā 2009. gadā, saskaņā ar Eco-systèmes datiem, no 2009. gada janvāra līdz septembrim tika novērsta 113 000 tonnu CO2, pārstrādājot 193 000 tonnas DEEE, kas ir viena no četrām ekoorganizācijām DEEE nozarē.

Tomēr šiem atkritumiem ir augsts pārstrādes potenciāls. Jo īpaši litijs, kas atrodas datoru bateriju šūnās. Ja datora akumulators neizdodas, viena vai vairākas šūnas ir bojātas, bet dažas paliek labā stāvoklī un var tikt izmantotas atkārtoti. No šīm šūnām ir iespējams izveidot atsevišķu akumulatoru, ko var izmantot, lai darbinātu elektrisko urbjmašīnu, uzlādētu tālruni vai pievienotu saules paneli, lai darbinātu lampu. Apvienojot vairākas šūnas, ir iespējams veidot arī lielākas ierīces akumulatorus.

1. darbība. Rīki un piederumi

Piegādes

• Lietots klēpjdatora akumulators
• Saules panelis 5V-6V / 1-3W Uzlādes un izlādes regulators (piemēram: 4-8V 1A mini litija jonu USB Arduino akumulatora lādētājs TP4056)
• Līdzstrāvas/līdzstrāvas sprieguma pārveidotājs Līdzstrāvas/līdzstrāvas pastiprinātājs MT3608 (elektriskā sastāvdaļa, kas pārveidos 3,7 V baterijas par 5 V)
• Lieljaudas LED lampa (piem., 3W LED spuldzes)
• Slēdzis (lai atvērtu ķēdi un izslēgtu gaismu)
• Elektriskā lente
• Kastīte

Rīki

Šūnu ekstrakcijai:

• Cimdi (lai izvairītos no griešanas ar datora akumulatora plastmasu vai ar niķeļa lentēm, kas savieno šūnas)
• Āmurs
• Kalts
• Griešanas knaibles

Lai izveidotu pašu lampu:

• Līmes pistole (un līmes nūjas)
• Apkures lielgabals vai mazs lodlampa
• Koka zāģis
• Skrūvgriezis

2. darbība. Kā tas darbojas?

Šī apmācība parāda, kā atgūt datora šūnas, lai izveidotu jaunu akumulatoru. Ja to darbina saules panelis vai USB ports, tas ļaus iedegt LED lampu.

Sistēma darbojas trīs moduļos:

• enerģijas uztveršanas modulis: saules panelis un tā uzlādes kontrolieris
• enerģijas uzkrāšanas modulis: akumulators
• modulis, kas atdod enerģiju: LED lampa un tās sprieguma regulators

Enerģijas uztveršanas modulis: fotoelektriskais panelis un uzlādes kontrolieris

Fotoelektriskais panelis koncentrē saules enerģiju. Tas ļauj atgūt enerģiju, lai to uzglabātu akumulatorā. Bet esiet piesardzīgs, paneļa saņemtais enerģijas daudzums ir neregulārs atkarībā no diennakts laika, laika apstākļiem … ir svarīgi uzstādīt uzlādes/izlādes regulatoru starp paneli un akumulatoru. Cita starpā tas tiks pasargāts no pārslodzes.

Enerģijas uzkrāšanas modulis: akumulators

Tas sastāv no divām litija šūnām, kas atgūtas no datora. Īsāk sakot, akumulators ir mazliet kā kaste, kurā ir vairākas baterijas: katra no tām ir šūna, vienība, kas elektroķīmiskās reakcijas rezultātā nodrošina ierīci ar strāvu.

Datoros atrodamās šūnas ir litija šūnas. Viņiem visiem ir vienādas spējas uzglabāt enerģiju, taču viņu spējas to iegūt ir atšķirīgas. Lai izveidotu bateriju no šūnām, ir svarīgi, lai tām visām būtu vienāda spēja piegādāt enerģiju. Tāpēc ir jāizmēra katras šūnas spēja veidot viendabīgas baterijas.

Modulis, kas nodrošina enerģiju: LED lampa, 5V USB ports un tā sprieguma pārveidotājs

Mūsu akumulators piegādā mums 3,7 V jaudu, un mūsu izmantotās LED lampas darbojas ar tādu pašu spriegumu. Turklāt USB porti nodrošina 5V spriegumu. Tāpēc mums ir jāpārveido šūnas enerģija no 3,7 V uz 5 V: izmantojot sprieguma pārveidotāju, ko sauc par DC/DC pastiprinātāju

3. darbība. Ražošanas posmi

Lai izveidotu lampu, ir jāveic dažādas darbības:

1. Šūnu noņemšana no datora akumulatora
2. Izmēriet šūnu spriegumu
3. 3 moduļu realizācija (saules panelis + uzlādes regulatora akumulatora LED gaisma + uzlādes regulators)
4. 3 moduļu savienošana
5. Kastes veidošana
6. Moduļu integrācija kastē

4. solis: šūnu noņemšana no datora akumulatora

Šajā daļā mēs iesakām apskatīt šādu pamācību: Bateriju pārstrāde.

1. Uzvelciet cimdus, lai aizsargātu rokas
2. Ievietojiet akumulatoru vietā un atveriet to ar āmuru un kaltu
3. Izolējiet visas šūnas, noņemot visas pārējās daļas (kā parādīts fotoattēlā).

5. darbība. Izmēriet šūnu spriegumu un to jaudu

Sprieguma mērīšana:

Mēs sākam ar katras šūnas sprieguma mērīšanu, lai pārbaudītu, vai tās darbojas pareizi. Šajā projektā nevarēs izmantot visas šūnas, kuru spriegums ir zemāks par 3 V, un tās vajadzētu pārstrādāt.

Izmantojot multimetru, DC režīmā izmēriet katru šūnu un pārbaudiet to, kas ir izmantojams projektā.

Esiet piesardzīgs: ja datora akumulatora ārpuse šķiet šķidra, neatveriet kastīti, litijs ir kaitīgs lielās devās.

Izmēra jaudu:

Lai izmērītu šūnas ietilpību, mums tā ir jāuzlādē maksimāli un pēc tam jāizlādē. Šīs šūnas ir uz litija bāzes, un tām ir nepieciešama īpaša uzlādes un izlādes sistēma, parasti maksimālā uzlāde ir 4, 2 V un minimālā - 3 V. Pārsniedzot šīs robežas, šūna tiks sabojāta.

1. Izmantojiet PowerBank: tas ļaus jums vienlaikus uzlādēt daudzas šūnas, izmantojot USB portu.
2. Uzlādējiet šūnas un pagaidiet, līdz uzlāde ir pabeigta (visai gaismai vajadzētu iedegties), tas tiks izdarīts aptuveni 24 stundu laikā. (attēls)

3. Šūnas tiks uzlādētas maksimāli (4, 2V), tagad mums tās ir jāizlādē. Jums vajadzētu izmantot Imax B6: rīku, kas ļauj izlādēt šūnas un pārbaudīt to ietilpību. Kā izmantot rīku:

   1. spriegums: tas jautās, kāda veida šūnas jūs vēlaties pārbaudīt, jums vajadzētu izvēlēties litija vienu. Tas automātiski regulēs izlādi vismaz 3V.
   2. intensitāte: iestatiet uz 1A, lai nodrošinātu ātru un drošu izlādi. Šādā stāvoklī izlādei vajadzētu ilgt no 1 stundas līdz 1 stundai un pusei.
   3. Savienojiet magnētu ar krokodila spailēm, pēc tam pievienojiet šūnu, magnēts palīdz izlaist strāvu caur Imax B6 uz šūnām. (attēls)
   4. Izlādējiet šūnas, līdz tās ir pilnīgi tukšas.
   5. Ievērojiet šūnas ietilpību. Jo augstāk, jo labāk.
   6. Kārtojiet šūnas pēc jaudas: 1800 mA.

Piezīme: Ir svarīgi izmantot viendabīgas baterijas ar līdzīgas jaudas elementiem

6. solis: 3 dažādu moduļu realizācija

1. modulis: Saules panelis un uzlādes regulators

• Izmantojiet melnu un sarkanu vadu, izmantojiet knaibles, lai noņemtu vadus.
• Lodējiet sarkano vadu paneļa pozitīvajā pusē un melno - negatīvajā pusē.
• Uzlādes regulatoram ir 2 ieejas: IN- un IN+ (kas ir norādītas uz detaļas): metiniet sarkano vadu (pozitīvs) ar uzlādes regulatora ieeju IN+ un melno vadu (negatīvo) ar ieeju IN (5. attēls)).

2. modulis: akumulators

Ievietojiet litija elementu akumulatora turētājā

3. modulis: LED / USB pārveidotājs

Sprieguma pārveidotājam DC / DC ir divas ieejas un divas izejas: Ieejas: VIN + un VIN - / Izejas: OUT + un OUT -. LED ir divi ievades vadi: viens pozitīvs un viens negatīvs.

• Paņemiet divus vadus (sarkanu un melnu).
• Metiniet sarkano vadu ar sprieguma pārveidotāja VIN+ ieeju un melno vadu ar VIN ieeju.
• Uzmanību: Vadu polaritāte nav norādīta uz gaismas diodes. Lai to identificētu, izmantojiet ommetru. Vads ir pozitīvs, ja tas parāda nulles vērtību. Kad tas parāda augstāku vērtību, vads ir negatīvs.
• Metiniet LED pozitīvo vadu pie sprieguma pārveidotāja OUT+ izejas un LED negatīvo vadu pie OUT-izejas. (attēls)

7. solis: 3 moduļu savienošana

Uzlādes regulatoram ir 2 ieejas: IN- un IN+ (kas norādītas uz detaļas).

1. Saules paneļa sarkano vadu (pozitīvs) sametiniet ar uzlādes regulatora ieeju IN+ un melno vadu (negatīvo) pie ieejas IN.
2. Uzlādes regulatoram ir 2 ieejas: B- un B+ (kas norādītas uz detaļas). Metiniet akumulatora turētāja sarkano vadu (pozitīvs) pie uzlādes regulatora B+ ieejas un melno vadu (negatīvo) pie B ieejas.
3. Metiniet sarkano vadu (pozitīvo) USB/LED pārveidotāja modulī pie uzlādes regulatora OUT+ izejas. Metiniet melno vadu (negatīvs) pie izejas OUT. Piezīme: elektriskā ķēde tagad ir slēgta un gaisma iedegas.
4. Izgrieziet pozitīvo vadu, kas savieno regulatoru ar pārveidotāju, lai atvērtu ķēdi un sērijveidā metinātu slēdzi. Tas tiks izmantots ķēdes atvēršanai un aizvēršanai.

8. darbība: lietas izveidošana - 1. versija

1. versija: Tupperware

Šī dizaina izcelsme ir Open Green Energy, nevilcinieties iepazīties ar oriģinālo apmācību. Mēs to dalāmies, jo tas šķiet patiešām interesanti. Tomēr korpuss ir jāpielāgo mūsu shēmai, jo īpaši USB izejai. Mēs drīz piedāvāsim savu modeli, kas iedvesmots no šī dizaina.

9. darbība: lietas izveidošana - 2. versija

2. versija: liela izmēra termoformēta pudele

Šis modelis ļauj ķēdēm būt pilnīgi ūdensnecaurlaidīgām, taču tām ir nepieciešami īpaši materiāli:

• Viena 5 litru ūdens bundža
• Saplākšņa dēļi (vai neapstrādāta koksne), kuru biezums ir 1–2 cm
• Kleita, minimālais garums 80 cm, platums no 3 līdz 5 cm

Divu pamatu izveide: tie ir abi lampas gali, augšējā daļā atrodas saules panelis vienā pusē un elektriskā ķēde otrā. Apakšējo galu izmanto, lai aizvērtu lampu un necaurlaidīgi to noslēgtu.

1. Izgrieziet 2 dēļus 15/13 cm un 2 dēļus 11/13 cm.
2. Pārklājiet katru mazo dēli ar lielāku, pievēršot uzmanību tam, lai tas tiktu novietots lielās tāfeles centrā. Katrs dēļu pāris tiks ieskrūvēts vēlāk.

Piezīme: Ūdensnecaurlaidības labad dēļus labāk iepriekš lakot.

Veidnes veidošana:

1. Kleitā izgrieziet 4 apmēram 20 cm lielas daļas.
2. Novietojiet tos katrā no jau sagrieztiem mazajiem dēļiem (11/13 cm) katrā stūrī un ar dēlīti pieskrūvējiet katru skavas daļu.
3. Ievietojiet otru mazo dēli četru daļu otrā galā un pieskrūvējiet tos tādā pašā veidā. Rezultāts ir kvadrātveida izmērs 11/13/20, kas tiks izmantots plastmasas pudeles termoformēšanai.

Lampas apvalka termiskā formēšana:

1. Izgrieziet 5L pudeles dibenu un ievietojiet veidnes iekšpusē vertikāli (20 cm veidnes malai jābūt paralēlai pudeles pusei).
2. Lēnām karsējiet ar termoizņēmēju katrā taisnstūra pusē. Noņēmējam jābūt apmēram 10 cm attālumā no pudeles. Ja jums nav termiskās noņēmēja, varat izmantot jebkura cita veida liesmas avotu (piemēram, gāzes sildītāju).
3. Kad pudele iegūst tādu pašu formu kā veidnei, turpiniet karsēšanu, lai izdzēstu pudeles rakstus un pareizi izstieptu plastmasu. Uzmanieties, lai nesasildītos, lai tuvotos plastmasai vai pārāk ilgi tajā pašā vietā, pretējā gadījumā pie plastmasas virsmas veidosies burbuļi.
4. Atstājot izveidoto pudeli uz veidnes, ar pelējumu tīri nogrieziet pudeles augšējo daļu un vēlreiz nogrieziet pudeli apmēram 17 cm zemāk.
5. Kad griešana ir pabeigta, atskrūvējiet fiksatorus katrā veidnes pusē, lai veidni atdalītu no plastmasas.
6. Katrā veidotās pudeles galā salieciet 1 cm platas cilpas 90 ° virzienā uz iekšpusi. Katrai cilnei jābūt nošķeltai abās pusēs (piemēram, kā parādīts fotoattēlā). Cilnes slīdēs starp diviem dēļiem (lielo un mazo) katrā pudeles pusē, lai uzlabotu luktura blīvējumu. Lai viegli salocītu cilnes, ar griezēju izspiediet plānu līniju pudeles iekšpusē un salieciet to ar roku.

Saules paneļa stiprināšana:

1. Novietojiet paneli uz lielākās plāksnes, atzīmējiet paneļa + un - izejas pozīciju un izurbiet 5 mm caurumu abos dēļos. (Ja kāds elements jau atrodas šajā vietā, caurums ir jāpārvieto).
2. Ievietojiet vadus no uzlādes kontrollera šajos caurumos un sametiniet tos ar atbilstošajām saules paneļa izejām.
3. Lai piestiprinātu paneli, ideāls ir izmantot plānu auduma kārtu, kas pielīmēta pie tāfeles, un pielīmēt paneli uz auduma (piemēram, izmantojot stipru līmi).
4. Lampas pamatnei atkārtojiet to pašu darbību plastmasas otrā galā.
5. Novietojiet mazo tāfelīti aploksnes iekšpusē un pieskrūvējiet to pie lielākās tāfeles ar 4 plastmasas cilpiņām starp abiem dēļiem.
6. Lai nodrošinātu USB spraudņa blīvējumu, pievienojiet nelielu velosipēda gabalu.

Nevilcinieties publicēt visus jautājumus vai uzlabojumus, kas jums varētu šķist. Un, kad esat to izdarījis, neaizmirstiet koplietot savu lampu ar #solarlamp #lowtechlab!