Cześć. Jako że zbliżają się wakacje, postanowiłem zrobić magazyn energii ładowany energią słoneczną.
Potrzebne elementy:
- Panel słoneczny (najlepiej 3W lub więcej),
- Ładowarka Li-Pol TP4056,
- Przetwornica step-up z wyjściem USB, której napięcie wejściowe wynosi 2,5-5V,
- Jeżeli Wasz panel słoneczny nie posiada przetwornicy, potrzebna jest odpowiednia dla Waszego panelu, z wyjściowym napięciem 4,5-5,5V,
- Akumulator Li-Pol 18650,
- Płytka stykowa lub uniwersalna,
- Kabel micro lub mini USB,
- 4 małe wkręty (2mm).
Elementy drukowane:
- Podstawka na panel słoneczny,
- Obudowa.
Drukowanie elementów:
Mój panel ma wymiary 14,5×14,5cm, więc zaprojektowałem podstawkę właśnie pod ten panel. Ten element najlepiej drukować z podporami. Podstawka ustawia panel słoneczny pod kątem 30 stopni, aby była jak największa wydajność.
Obudowę można drukować z podporami, aby miejsce na wkręty wydrukowało się lepiej (jednak nie jest to wymagane).
Podłączanie elektroniki:
Ładowarka przyjmuje prąd wejściowy w zakresie 4,5-5,5V. Mój panel słoneczny posiada wbudowaną przetwornicę na 5V, więc nie muszę się martwić, że napięcie będzie za małe. Jeżeli Wasze ogniwo nie posiada takiej przetwornicy, musicie się w odpowiednią zaopatrzyć.
Podłączamy panel słoneczny do ładowarki. Mój posiada wyprowadzenie USB, więc podłączam kablem do wejścia micro USB. Jeżeli Wasze ogniwo nie ma wyjścia USB, to kable od panelu lutujemy do pól lutowniczych w ładowarce oznaczonych znakami “+” i “-“, które znajdują się obok gniazda USB lub w obu rzeczach lutujemy goldpiny i łączymy na płytce stykowej. Jeżeli podłączenie jest poprawne, na ładowarce zapali się czerwona dioda.
Zabieramy się za podłączenie akumulatora do pinów “B+” i “B-” w ładowarce. Ja do akumulatora przylutowałem kable zakończone szpilkami i wszystko podłączam na płytce stykowej.
Sama ładowarka na wyjściu daje nam napięcie takie, jakie jest aktualnie na akumulatorze, a my musimy uzyskać 5V. W tym celu łączymy wyjście (“OUT+” i “OUT-“) ładowarki z wejściem przetwornicy step-up (“+” i “-“).
Do przetwornicy podłączamy kabel micro lub mini USB, w zależności od tego, jakie wejście ma nasze urządzenie. Gdy akumulator jest naładowany możemy uzyskać prąd do 1A. Panel słoneczny w miarę możliwości będzie doładowywał nasz akumulator. Jednak, gdy nasze ogniwo rozładuje się, to możemy albo ładować urządzenie korzystając tylko z panelu słonecznego, albo poczekać aż ogniwo słoneczne naładuje nasz akumulator. Między wyjście ładowarki a wejście przetwornicy step-up możemy także dodać włącznik, aby gdy nie używamy ładowarki przetwornica nie rozładowywała nam akumulatora.
Teraz wystarczy położyć panel słoneczny na podstawkę, elektronikę włożyć do obudowy, zamknąć i gotowe! Dla największej wydajności należy skierować panel słoneczny na południe.
To ten uklad obsluguje jednozesne ladowanie ogniwa i wypuszczaie pradu przez USB? Wydaje mi sie ze ogniwo jednoczesnie jest ladowane i jednoczesnie oddaje prad czyli panel nie wspomaga procesu ladowania za pomoca ogniwa?
Tak. Ogniwo oddaje prąd na wyjściu a panel słoneczny je ładuje ;)
I jak to wpływa na jego żywotność?
W sumie nie wiem.
Jaka jest wydajność tego układu? Policzyłem sobie teorię i jestem ciekaw jak to wygląda w praktyce :-)
Panel ma 6V i 3W. Szacuję że w warunkach idealnych tyle będzie (wyciągnie 0,5A przy maksymalnym oświetleniu i prostopadłej wiązce), realnie powiedzmy góra 0,3A. Daje to realną moc ok 1,8W. Zakładając sprawność przetwornicy optymistycznie 80% do ogniwa wchodzi 1,4W, w godzinę 1,4Wh. Ogniwo 2000mAh ma ok 7,4Wh (2A*3,7V), plus sprawność niech to będzie 7,5Wh. Czas naładowanie ogniwa to 7.4/1.4 czyli 5h20min. Jako że słońce też różnie świeci szacowałbym jakieś 6h do pełnego naładowania ogniwa.
Ile się pomyliłem? :-)
Nie ładowałem nigdy tym panelem ogniwa od zera do pełna, ale wydaje mi się że będzie to więcej niż 6 godzin. Miałem układ pobierający ~60mA i przy pełnym naładowaniu akumulatora układ wytrzymał dzień i noc, ale na kolejny dzień nie naładował się na tyle aby przetrwać drugą noc ;)
Bardzo fajny projekt .
Ale mam pewne pytanie jakiego programu użyłeś do zaprojektowania obudowy ?
Z góry dzięki ;)
Tinkercad. Dziękuję za pozytywną opinię :)
Li-Pol czy Li-Ion?
Teoretycznie Li-Pol, ale Li-Ion też powinien działać.
Pare pytan i sugestji.
Czy przetwornica na panelu zabezpiecza przed nadmiernym poborem natezenia z panelu? Bo z tego co wiem i obserwuje to zbyt duzy pobor napiecia z panelu powoduje znaczacy spadek napiecia.
Czy nie lepszym rozwiązaniem byłoby podłączenie panelu bezpośrednio do TP4056? Obecnie chyba są jakieś straty na przetornicy na panelu a później na samym TP4056.
Dodatkowo z tego co wiem nie powinno sie ladowac Li-pol pradem wiekszym niz 1/10C. Możesz się jakoś ustosunkować do tego?
Pozdrawiam
Panel kupowałem u chińczyka i nie mam pojęcia czy ta przetwornica zabezpiecza. Gdy jest słońce napięcie spada do ~4,3V.
To zależy jaki panel. Jeżeli panel dawałby powyżej 4V tylko w bardzo dużym słońcu to nie ma sensu, bo ładowarka działałaby tylko wtedy gdy jest słońce. Jednak, jeżeli panel nawet w pochmurny dzień dawał 4V to można go podłączyć bezpośrednio do ładowarki, pod warunkiem że w słońcu nie da powyżej 6V ;)
Ładowarka ładuje akumulator maksymalnym prądem 1A. Nie mam aż takiej wiedzy żeby powiedzieć czy to dobrze czy nie ;) Ładowarka posiada zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora, naładowaniem i poborem prądu na OUT większym od 3A
Jasne jest ze panel do USB/ladowania Li-po powinien miec przynajmniej 5.5V. Panele daja nawet w pochmurny dzien maksymalne napiecie. W pochmurny dzien po prostu nie sa w stanie dac wiekszego natezenia pradu i przy wiekszym poborze zaczyna spadac napiecie. Te ~4.3V wynika pewnie z tego ze sam TP4056 wymaga min 4.3 wiec gdy zaczyna brac wiekszy prad to sie odlacza, napiecie wzrasta i tak w kolko.
Co do ladowania akumaltora to na TP4056 jest opornik, ktory mozna zmienic zeby zmienic prad ladowania, ale lutowanie SMD. W przypadku ladowania tego power banku z panelu nie osiagniesz wiecej niz 500mA, jesli ladowalbys inna ladowarka to wydaje mi sie ze moze dojsc do przegrzania sie baterii co obniza jego zywotnosc i wydaje mi sie ze moze grozic wybuchem albo zaplonem.
A ja sie przyczepie do obudowy. Z czego to jest wydrukowane? Wyglada mi na pla (plastspaw). O ile bialy wydruk sie powinien obronic, to czerwony po wystawieniu na slonce splynye jak galaretka.
Wiem bo w zeszlym roku drukowalem sobie zaczepy do rolet do okien dachowych i zgadnijcie co :)
Jak juz to drukowalbym to z pet’a
Tak, ja drukowałem z PLA. Białego filamentu mam mało, a będę go później potrzebował, dlatego obudowę drukowałem z czerwonego i wiem że może się roztopić. Będę to chował w cieniu za panelem słonecznym ;)
Z ABSu nigdy nie drukowałem, ale muszę spróbować, bo być może będzie mi potrzebny :)
Abs jest dla odmiany wredny i kaprysny.do prawidlowego wydruku muisz miec najlepiej komore utrzymujaca stala temperature,brak przeciagow i powolne chlodzenie,roprezanie.
Abs sie prezy kiedy stygnie.zaleznie od odmiany bedzie nawet 1% skurczu. Przy wysokich detalach kiedy masz goracy stol i zimnych ilestam warstw wyzej, wydruk na 100% trzasnie.
Podobnie jest z duzymi powoerzchniami.bedzie sie odrywal od stolu jak spadnie temp ponizej 80-90 st. Aceton troche ratuje sytuacje ale podsumowujac druk z absu : pare kilo wywalisz na smietnik zanim trafisz na ten filament co akurat sie nadaje i ustawienia samego druku na wlasnej maszynie. Mozna sie wsciec :) ja po wydruku kilku(nastu, dziesieciu?) kilogrmow w abs mam go po dziurki w nosie.
Aprpos nosa. Opary sa rakotworcze o czym sie raczej rzadko mowi.
Właśnie zapakowałem ABS i będę próbował :D Tylko mam dylemat. Czy przy 90 stopniach zwykła szyba grubości 3mm wytrzyma? :D Wiem właśnie że ABSem ciężko jest, a ja w drukarce nie mam komory. Opary są rakotwórcze, ale musiałbyś pracować z ABSem na co dzień żeby było to już problemem.
Ja mam hartowana 4mm. Zwykla 3mm trzasnie i to wcale nie od temperatury tylko od skurczu abs przy duzej powirzchni oczywiscie.nie chcesz byc wtedy w poblizu.
Pisze o oparach bo nie bardzo mozesz drukpwac przy otwartm oknie :)
oczywiscie oboiazkowe przy abs jest przygotowanie powierzchno szkla.na goła szybe abs sie nie przyklei przy mniej niz 85st. A jak juz to z moment sie zawinie.
Polecam kleje w sztyftach (niebieski,biurowy nazwe moge prawdzic jak bede w domu)
Ja na szybie mam jeszcze podkładkę, więc chyba niemożliwe żeby trzasła od skurczu?
No jm masz cos na szybie to nie powinna. Cos sie oferwie wczesniej.albo wydruk albo pofkladka.Poekperymentuj.u mnie ugiecie szyby jak drukowalem forme do betonu wynioslo ok 3mm na 22 cm. Wydruk i tak wyszel nierowny…
W ogole to pytanie co to za podkladka i ile masz temp na niej.
Podkładkę dostałem do testów, podobna do arkusza PEI, rozgrzewałem do 100 stopni.
czesc,
dolacze sie do dyskusji o druku ABS
z mojego doswiadczenia wynika ze jesli jest stabilna temperatura w pomieszczeniu i brak przeciagow to nie ma problemu z drukowaniem ABS,
do “łapania” wydruku na stole polecam szklo i klej w sprayu DIMAFIX
oczywiscie wydruk z PET jest o wiele latwiejszy ale ma tez swoje wady (trudniejsza obrobka po wydruku)
ABS zawsze mozna pociagnac acetonem w miejscach gdzie prowadzilo sie reczne poprawki/docinki/doklejki
poza tym mala uwaga
ABS jest malo odporny na UV, potem zaczyna byc kruchy i lamliwy
ja uzylbym PET
Do takich obudow gdzie pozniej nie ma recznej obrobki pet by byl ok.a tu przeciez zwykla puszka.
Co do absu i przeciagow to u mnie samo chlodzenie glowicy powoduje problemy wysokimi wydrukami tak powyzej 6cm.
Jedyny plus absu to cena. No i fakt,mozna go nadtopic acetonem i nieco poprawic wytrzymalosc.