Самодельная солнечная зарядка для смартфона. Зарядное устройство на солнечных батареях. Что нужно для самостоятельного изготовления зарядного устройства

Дата написания: 23.08.2023

Время на чтение: 12 минут

Солнечные технологии преобразования света в электрическую энергию, стали очень популярны сегодня и их число растет каждый день. Предлагаю вам собрать очень простое зарядное устройство на солнечных батареях своими руками. Использовать его по назначению вы можете в любой солнечный день и зарядить от него мобильный телефон или планшетный компьютер. А для создания этой полезной конструкции вам понадобится только умение пользоваться паяльником, немного денежных средств на приобретение нужных компонентов и времени.

Как было упомянуто немного выше, потребуется немного денежных средств и времени. Все необходимое можно приобрести очень дешево в китайских интернет магазинах с бесплатной доставкой в Россию. Итак, нам понадобится:

Солнечный элемент 6V, 50 mA или любой другой с более лучшими параметрами. Корпус, можно приобрести универсальный, а можно приспособить что-нибудь из уже имеющегося у вас под рукой. Клей, паяльник и монтажные провода.

Откройте крышку с универсального корпуса. В ней уже есть четыре гнезда под винтики. Положите крышку на стол и осторожно сделайте отверстие слева или справа для монтажных проводов.

Более крупное отверстие нужно аккуратно вырезать в нижней части корпуса. Отверстие должно быть подходящего размера, чтобы закрепить в нем розетку, но при этом учтите что розетка должна сидеть в нем плотно. Поэтому вырежьте сначала небольшое отверстие и постепенно подгоняйте его, примеряя розетку. Главное не спешите и не волнуйтесь.

Возьмите солнечный модуль и без лишней суеты и спешки поместите монтажные провода от него внутрь корпус. Это дает возможность установить батарею сверху корпуса. Следующим действием возьмите автомобильную розетку и, заведя провода внутрь через специальное отверстие в нижней части корпуса, плотно засуньте ее на место.

Используя специальный инструмент, надеюсь вы знаете , соедините вместе красные и черные проводки от модуля и автомобильной розетки.

Спрячьте все провода внутри корпуса и закройте крышку, а затем прикрутите ее к нижней части универсального корпуса и приклейте к ней модуль солнечной батареи. Теперь в любой ясный день вы сможете без проблем зарядить ваш мобильный телефон

Схема, показанная на рисунке ниже - это отличное и простое автоматическое ЗУ, которое может быть применено для зарядки 12 вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов от солнечных батарей. Солнечнык панели можно взять любые готовые, ведь их можно легко заказать с популярных интернет аукционов.

Основа конструкции микросхем - интегрального стабилизатор напряжения. Транзистор BC548 работает как , который отключит микросборку от солнечной батареи когда аккумулятор полностью зарядится.

Схема выгодно отличается от других подобных, что имеет , который повышает низкий уровень напряжение от солнечных элементов при недостаточном освещении в пасмурный день до требуемых мобильному телефону 5В. Практическая эксплуатация этого ЗУ показала, что данная конструкция выдает на выходе до 100мА.

PC1 - трех вольтовая солнечная батарея
Конденсаторы: C1 22 uF, 10 v; C2 100 pF; C3 10 uF, 16 v
Резисторы: R1 1.5 кОм; R2 3.9 кОм; R3 10 кОм; R4 180 Ом; R5 4.7 кОм; R6 10 Ом L1 50 to 300 мГн
D1 1N5818 диод Шоттки
Транзисторы: Q1 2N4403; Q2 2N4401
J1 - выходное гнездо для вашего мобильного телефона

Дроссель изготавливается из отрезка ферритового стержня магнитной антенны CD приёмников. Количество витков подбираем экспериментальным путем по максимальному выходному току - приблизительно 20-50.

С помощью этого устройства можно получить стандартное постоянное напряжение 5 В. Подзаряжается конструкция от типовой солнечной батареи, внутрь имеется два аккумулятора типа АА и стабилизирующий инвертор на микросхеме LТ1302.

Схема ЗУ представлена на рисунке ниже:

К контактам 1-1, подключают солнечную батарею с напряжением 4,5Вольта и силой тока 900 мА. При тестирование схемы нужно убедиться в способност устройства заряжать NiМН от солнечной энергии.

Собранную схему можно разместить в консервной банке. На свободном месте размещают четыре батарейки АА (или 2 литиевые).

Автору пришла идея создать зарядное устройство для своего телефона на основе солнечной батареи. Обычно для того, чтобы зарядить мобильный телефон требуется постоянное напряжение в 5 В. Напряжение вырабатываемое от солнечных батарей не постоянное и во многом зависит от освещенности. Поискав выход из данной ситуации автор обратил внимание на стабилизатор напряжения КР142ЕН5А, который позволит питать аккумулятор телефона от энергии сообщаемой солнечной батареей.

Материалы необходимые для создания зарядного устройства на основе солнечной батареи:

1) солнечные батареи с напряжением по 3В 2 штуки
2) стабилизатор напряжения на 5 В, в данном случае микросхема КР142ЕН5А
3) USB разъем для кабеля питания телефона
4) провода
5) припой
6) термоклей
7) паяльник

Рассмотрим основные моменты создания данного устройства.

Стабилизатор КР142ЕН5А является зарубежным аналогом L7805CV, их вы можете заказать через интернет или посмотреть в магазине радиодеталей своего города. Главное достоинство подобного стабилизатора заключено в том, что при подаче на вход напряжения от 5 В до 15 В, он выводит стабильные 5 В.

Это в свою очередь означает возможность использования солнечной панели с вырабатываемым напряжением от 5 В до 15 В соответственно диапазону работы стабилизатора.

Однако у данной схемы есть и минус, который заключается в том, что если подаваемое напряжение от солнечной батареи будет меньше 5 В, то устройство не будет заряжать аккумулятор телефона.

Кроме данного стабилизатора так же были приобретены солнечная батарея, USB разъем, провода и другие незначительные вещи.
После того как были подготовлены все необходимые элементы автор приступил к сборке компонентов зарядного устройства.

Ниже вы можете видеть примерную схему зарядного устройства на солнечной батарее:

У автора имелись две солнечные батареи с рабочим напряжением в 3 В. Так как для работы устройства необходимо напряжением минимум в 5 В, то автор просто соединил эти две батареи последовательно.

После чего была произведена пайка всех элементов в одну схему.

После сборки устройства автор провел испытания его работы на телефоне. Солнечная батарея была помещена под свет, к ней был подключен мобильный телефон через USB разъем.

Как это видно на фотографиях аккумулятор телефона начал заряжаться, что означает правильную работу данного устройства. Данное зарядное устройство оказалось очень легким для сборки, содержит в себе минимум работы паяльником, но в то же время является очень полезным. Так как его размеры минимальны, его довольно удобно брать с собой и заряжать свой телефон в случае необходимости.

Не нужно обладать особыми инженерными способностями, чтобы самому сделать солнечную батарейку для мобильного устройства. Надо лишь сходить до ближайшего радиомагазина и приобрести все необходимые для изобретения элементы по невысокой цене.

Порядок изготовления батареи своими руками. Выбор комплектующих

Следует начать с зарядного контроллера и самой солнечной батареи. Если нет контроллера, подойдет преобразователь напряжения до 5 Вольт. Контроллер нужен, если солнечная батарейка вырабатывает напряжение от 7 до 20 Вольт. Он преобразовывает из них нужные 5 В для необходимой зарядки мобильника. В случае же малой продуктивности батареи (от 0,5 В до 5 В), используется преобразователь напряжения. Его плюс в том, что если вы имеете всего 0,5 В на входе, то все равно получите необходимые 5 В на выходе. Благодаря этому, можно использовать солнечные батарейки от обычных фонариков. Есть еще батареи на транзисторах. Но их нежелательно использовать, последние вырабатывают слишком маленький ток - телефон будет заряжаться часами.

Разумнее использовать преобразователи: они дешевле по цене, их легче найти, имеют маленький размер, в отличие от контроллеров. Рассмотрим два варианта изготовления батареи.

Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Простой вариант

Следует припаять провод солнечной батарейки к преобразователю напряжения, и зарядка готова. Чтобы плата не болталась, можно поместить ее в какую-нибудь коробочку, приклеить к небольшой картонке или перевернуть другой стороной к батарее.

Дизайн такой батареи зависит лишь от вкуса владельца. По сути, главное для такого устройства - его удобство и функциональность. Но такой простой способ изготовления батарейки обладает множеством минусов: устройство будет разряжаться само по себе. А отсутствие внешнего аккумулятора лишит гаджета возможности восполнять заряд. Поэтому, есть и более сложный вариант самодельного устройства.

Усложненный вариант

К панели батареи нужно купить диоды «Шоттки». Они предотвращают разрядку устройства. Ведь, когда аксессуар не используется длительное время, он разряжается сам по себе. Следует позаботиться покупкой внешнего аккумулятора, накапливающего заряд от батарейки. Тогда ваш мобильник будет сразу же заряжаться, независимо от того, светит солнце или нет.

Следует припаять диод Шоттке к плюсовой клемме батареи. Потом внешний аккумулятор, выбирать который следует исходя из характеристик энергоемкости мобильного телефона, припаять ко всем «одноименным» клеммам. Не забудьте проделать два отверстия в корпусе: через одно будет выходить батарейка, второе для выхода usb-провода.

Повсеместное использование солнечных батарей - не плод фантазии киносценаристов. Если раньше источник энергии применялся только в промышленных масштабах, то сегодня доступ к нему получили обычные пользователи. Это экологичное и экономичное новшество, которое становится все более популярным. Если вы еще не знакомы с трендом и не знаете, как зарядить телефон от солнечной батареи, эта статья для вас.

Внешне солнечная батарея для телефона напоминает электронную книжку в чехле, которая вместо экрана снабжается фотоячейками. Чтобы не допустить разрядку батареи, производители снабжают приборы диодными вставками, которые «запечатывают» энергию внутри аккумулятора. В дорогих моделях предусмотрены защитные функции: в случае перегрузки батареи или короткого замыкания во внешнем устройстве система питания автоматически отключается.

Основные компоненты гелиогаджета:

Солнечная батарея. Элемент отвечает за получение энергии.
USB-разъем. Порт предназначен для присоединения мобильного устройства к батарее.
Литиевый аккумулятор. Накапливает полученную энергию и позволяет воспользоваться ею в тот момент, когда не получается организовать зарядку напрямую от солнечных лучей (ночь, облачная погода).
Фонарик. Для удобства пользователей некоторые модели снабжаются светодиодными элементами. Такой фонарик можно использовать для подсветки в случае отсутствия электроэнергии.

В целях безопасности некоторые производители оснащают солнечные батареи пластиковыми водонепроницаемыми корпусами. Это очень удобное решение не только для путешественников, но и для городских пользователей.

Особенности работы

Принцип действия модели зависит от того, предусмотрен ли в комплекте аккумулятор. Если панель снабжена накопителем, солнечные лучи попадают на поверхность прибора, преобразуются в энергию и заряжают аккумулятор, после чего можно подсоединять смартфон. При этом накопленная в носителе энергия не пропадает спустя время. Если аккумулятора нет, то зарядка телефона происходит непосредственно от преобразованных в энергию лучей.

Чтобы зарядить телефон от батареи напрямую от получаемых солнечных лучей, необходимо установить панель под углом 70°-80° к поверхности земли и подсоединить гаджет. Для полноценного заряда девайса, придется делать вынужденные привалы и терять драгоценное время. Кроме того, могут возникнуть трудности с проводами, особенно, если к одной батарее одновременно подключено сразу несколько потребителей.

Упростить задачу можно, используя пауэр-банк. Это зарядка внешнего аккумулятора, которая во время пути находится в рюкзаке путешественника и используется, например, ночью. Наиболее приемлемый вариант - отстегиваемый, а не прикрепленный к панели накопитель. Его следует хранить отдельно во избежании перегрева. В противном случае чрезмерное нагревание пауэр-банка станет причиной ухудшения его характеристик.

Рейтинг солнечных батарей для зарядки телефона с Алиэкспресс

Гелиогаджеты довольно дорогостоящие устройства, поэтому многие пользователи не торопятся покупать их в магазинах своего города, а заказывают у китайских продавцов.

KERNUAP

Стоимость: 1667-1882 рубля (в зависимости от комплектации)

Устройство номинальной мощностью 10000 мАч и максимальной мощностью 8 Вт - прибор с несколькими складными солнечными панелями из монокристаллического силикона. Батарея прекрасно подходит для зарядки смартфонов, планшетов и других устройств. Это удобное и компактное устройство пригодится пользователю как в условиях города, так и на природе. При заказе можно выбрать тип прибора (с 3 или 4 складными панелями).

FGHGF

Стоимость: 675 рублей

Это компактное устройство предназначено для зарядки телефона в экстремальных ситуациях. Материал панели - поликристаллический кремний. Прочный водонепроницаемый корпус позволяет защитить гаджет от случайного проникновения влаги. Батарея емкостью 15 000 мАч подходит для большинства моделей современных мобильных телефонов, планшетов, GPS-трекеров и прочих устройств. Достоинства:

защита от перезаряда, перегрева, перенапряжения, короткого замыкания;
возможность подключения двух устройств;
индикатор заряда батареи;
использование энергии солнца или электричества;
компактность;
стильный дизайн.

GOLDFOX

Стоимость: 1428 рублей

Батарея - складная солнечная панель, поставляемая в водонепроницаемой ПВХ-упаковке. Максимальная мощность составляет 7Вт, что позволяет использовать батарею для обслуживания простых телефонов, плееров и других нетребовательных устройств. Прибор можно применять и для подзарядки мощных смартфонов, однако на это потребуется на 2 часа больше, чем если бы вы подключили свой гаджет к батарее 10-15Вт. Компактный и легкий прибор прекрасно подходит для походов.

Amzdeal

Стоимость: 611 рублей

Устройство - солнечная монокристаллическая силиконовая панель. Эта батарея прекрасно подходит для гаджетов на платформе Android, но не годится для обслуживания iPhone. Конструкция снабжена одним USB-портом. Максимальная мощность - 3,6 Вт, что не соответствует требованиям современных девайсов. В то же время это отличный выбор для обеспечения энергией нетребовательных устройств (простых телефонов, трекеров, часов).

Если у вас ранее не было опыта работы с такими приборами, обратите внимание на следующие рекомендации:

Выбирайте устройства нужной мощности. Планируете заряжать старый телефон? Вам вполне подойдет недорогая батарея на 5Вт. Смартфонам и планшетам нового поколения этого не достаточно, поэтому отдавайте предпочтение приборам мощностью 10-15Вт.
Удостоверьтесь, что производитель предусмотрел функцию автоматической настройки. Это позволит пользователю в условиях переменной облачности не производить ручные запуски зарядки.
Минимальные требования к установке. Хорошо, если модель не нуждается в особых условиях и большом количестве времени на установку.
Учитывайте вес. Слишком тяжелые приборы вызывают трудности при транспортировке.
Тип устройства. При выборе помните, что вы не сможете приобрести универсальный аппарат, который бы эффективно заряжал все ваши устройства.

Было бы здорово, если бы вы могли заряжать батарею мобильных телефонов, используя солнце вместо зарядного устройства USB, неправда ли?

В этом уроке мы покажем вам, как заряжать литиевую батарейку 18650, используя чип TP4056 и солнечную энергию (или просто СОЛНЦЕ). В итоге у нас получится портативный блок питания.

Общая стоимость этого проекта, за исключением батареи, составляет чуть менее 5 долларов США. Батарея добавит еще от $4 до $5 баксов. Таким образом, общая стоимость проекта составляет около 10 долларов США. Все компоненты доступны на АлиЭкспресс по действительно хорошей цене.

Для этого проекта нам понадобятся:

5В солнечная батарея (убедитесь, что она составляет 5В и не меньше);
монтажная плата общего назначения, макетная плата;
1N4007 высоковольтный высокоомный диод (для защиты от обратного напряжения). Этот диод рассчитан на ток в прямом направлении 1А с пиковым значением обратного напряжения 1000 В;
Медный провод;
2x клеммные колодки PCB;
держатель батареи 18650;
аккумулятор 3.7V 18650;
плата защиты аккумулятора TP4056 (с защитой IC или без нее);
усилитель мощности 5В;
некоторые соединительные провода;
оборудование для пайки.

Как работает TP4056

Если посмотреть на саму плату, то мы увидим, что она имеет чип TP4056 наряду с несколькими другими компонентами, представляющими для нас интерес.

На плате один красный и один синий светодиод. Красный загорается, когда он заряжается, а синий - при полной зарядке. Также есть мини-USB-разъем для зарядки аккумулятора от внешнего USB-зарядного устройства. Еще есть также два места куда вы можете припаять свою собственную зарядную единицу. Эти места отмечены как IN- и IN +.

Мы будем использовать их для питания этой платы. Батарея будет подключена к этим двум точкам, обозначенным как BAT + и BAT-. Плата требует входного напряжения от 4,5 до 5,5 В для зарядки аккумулятора.

На рынке доступны две версии этой платы. Один с модулем защиты от разряда батареи и один без него. Обе платы имеют ток зарядки 1А и отключении по завершении.

Кроме того, один с защитой отключает нагрузку, когда напряжение аккумулятора падает ниже 2,4 В, чтобы защитить батарею от слишком низкого тока (например, в пасмурный день), а также защищает от перенапряжения и обратной полярности (обычно уничтожает себя вместо батареи), однако, пожалуйста, проверьте, правильно ли вы всё подключили в самый первый раз.

Схема устройства

Эти платы действительно очень сильно нагреваются, поэтому мы будем паять их немного над печатной платой. Для этого мы будем использовать жесткий медный провод, чтобы сделать ножки для печатной платы. У нас будет 4 кусочка медных проводов, чтобы сделать 4 ножки для монтажной платы. Для этого вы также можете использовать - штыревые разъемы вместо медного провода.

Сборка очень проста.

Солнечный элемент подключается к клеммам IN + и IN-платы зарядки TP4056 соответственно. Диод вставлен в положительный конец для защиты от обратного напряжения. Затем BAT + и BAT- платы подключаются к + ve и -ve концам батареи. Это все, что нам нужно для зарядки аккумулятора.

Теперь для питания платы Arduino нам нужно увеличить выход до 5В. Итак, мы добавляем усилитель напряжения 5 В к этой схеме. Подключите -ve батареи к IN- усилителя и ve+ к IN+, добавив переключатель между ними. Мы подключили бустерную плату прямо к зарядному устройству, но мы рекомендуем установить там SPDT-переключатель. Поэтому, когда устройство заряжает батарею, она заряжается и не используется.

Солнечные элементы подключены к входу зарядного устройства литиевой батареи (TP4056), выход которого подключен к литиевой батарее 18560. Усилитель напряжения 5 В также подключен к аккумулятору и используется для преобразования от 3,7 В постоянного тока до 5 В постоянного тока.

Напряжение зарядки обычно составляет около 4,2 В. Вход усилителя напряжения варьируется от 0,9 до 5,0 В. Таким образом, он увидит около 3,7 В на его входе, когда батарея разряжается, и 4.2 В, когда она подзаряжается. Выходной сигнал усилителя до остальной части цепи будет поддерживать его значение 5 В.

Этот проект будет очень полезен для питания удаленного регистратора данных. Как известно, источник питания всегда является проблемой для удаленного регистратора, и в большинстве случаев нет доступной розетки. Подобная ситуация заставляет вас использовать некоторые батареи для питания вашей цепи. Но в конце концов, батарея умрет. Наш недорогой проект солнечного зарядного устройства станет отличным решением для такой ситуации.