Słońce to przyszłość…
08Wrz

Ładowanie USB (telefon itp.) i baterii

Wszelkie opisane metody testujesz i używasz na własną odpowiedzialność.

Ładowanie wszelakich urządzeń USB takich jak telefony, mp3,  GPS, PDA, PNA jest w miarę proste do zrealizowania. Aby wykorzystać baterię do ładowania należy dysponować napięciem 5V. Zależnie od tego jaką baterią dysponujemy są różne drogi uzyskania tegoż napięcia. Oczywiście sposoby opisane poniżej są wręcz barbarzyńsko proste i zawsze można zrobić je lepiej. No ale o prostotę wykonania głównie nam chodzi.

Rozpatrzymy wszelkie warianty.

Uwaga: są pewne modele telefonów (na pewno tyczy się to kilku modeli NOKIA), które wymagają ładowarki do działania (telefon sprawdza, czy jest ładowany oryginalną ładowarką) i nie będą chcieć się ładować ze słońca. Są jednak sposoby, by ową blokadę usunąć. Więcej szczegółów można znaleźć na internecie i specjalistycznych forach.

Wariant 1: 1V-4V (2-7 ogniw)

Jeśli nasza bateria dysponuje napięciem 1V – 4V lub inaczej – jeśli składa się z 2-7 ogniw to aby uzyskać 5V należy użyć przetwornicy podnoszącej napięcie do poziomu 5V. Jest wiele rozwiązań gotowych przetwornic. Jedną z bardziej interesujących jest zakup prostej, ale skutecznej przetwornicy przeznaczonej do latarek LED w tym miejscu lub w tym miejscu i wiele innych sklepów z klonem tych sterowników (mają wysyłkę gratis, płatność poprzez system PayPal. To zaufane sklepy, choć trzeba liczyć minimum 2 tyg oczekiwania na przesyłkę)

Instalacja nie jest trudna, wymaga jednak lutownicy i odrobiny wprawy.

Jak widać na załączonych zdjęciach montaż można podzielić na kilka kroków:

  1. Przylutowanie przewodu do podłączenia baterii słonecznej
  2. Przylutowanie przewodu do kondensatora C5 w sposób przedstawiony na zdjęciach.
  3. Podłączamy zasilanie 1.5V-4V (czyli baterię słoneczną wystawioną na słońce lub baterię AA/AAA) i regulujemy potencjometrem, aż na wyjściu uzyskamy 5V (regulację przeprowadzamy jednorazowo)
  4. Gdy mamy już na wyjściu 5V – możemy podłączyć jakieś urządzenie USB typu telefon lub GPS

 

 

 

Jak widać nawet 1.5V wystarcza, by rozpocząć ładowanie.  Trzeba jednak pamiętać, że przetwornica podnosi napięcie kosztem prądu. Zatem by ładowanie mogło się odbywać nasza bateria o małym napięciu musi produkować dużo prądu. W praktyce wygląda to tak, że w najbardziej pochmurny dzień bateria może nie mieć dość mocy lub ładowanie może potrwać dłużej. Nie mniej jednak w dobrych warunkach oświetleniowych wszystko będzie działać. Użycie więcej jak 2 ogniw poprawi sprawność ładowania i umożliwi działanie w gorszych warunkach oświetleniowych oraz ładowanie większym prądem.

Wariant 2: 4.5V-5.5V (8-10 ogniw)

Tutaj sprawa jest jasna i prosta. Możemy podłączyć baterię słoneczną bezpośrednio do urządzenia USB. 4.5V-5.5V idealnie nadaje się do ładowania. Trzeba jednak pamiętać, że złe podłączenie przewodów w telefonie (pomylony plus i minus) prawdopodobnie uszkodzi urządzenie. Dlatego dbamy o to by nie było żadnej pomyłki.

Na zdjęciach przykładowe urządzenia bezpośrednio ładujące się z baterii słonecznej. Na multimetrze można zobaczyć prąd ładowania tych urządzeń.

 

 

Wariant 3: 10V-24V (20-36 ogniw)

Tutaj sytuacja także jest prosta. Aby otrzymać 5V z baterii produkującej 10v – 35V należy użyć stabilizatora. Najpopularniejszy i najtańszy jest LM7805. Kosztuje 1zł w każdym sklepie elektronicznym. Aby stabilizator pracował prawidłowo – należy zaopatrzyć go w kondensatory gasząc. Przeciwdziała to wzbudzeniu naszego stabilizatora. Poniższe zdjęcie i schemat przedstawiają sposób montażu tej bardzo prostej instalacji.

Różowe elementy to 2 kondensatory SMD 100nF – zapobiegają samowzbudzeniu stabilizatora. Najwygodniej zalutować je na nóżki układu w przedstawiony sposób.

Pamiętaj, że stabilizator, mimo iż bardzo wygodny i prosty, ma swoje graniczenia. Posiada wydajność maksymalnie 1A – i pod takim obciążeniem będzie się bardzo nagrzewać, wiec może wyniknąć potrzeba dokręcenia mu niewielkiego radiatora (może to być jakiś kawałek aluminium). Co prawda w normalnych zastosowaniach dla ładowania małych urządzeń takie prądy nie występują – ale trzeba być świadomym potrzeby odpowiedniego chłodzenia tego aktywnego elementu.

 

Akumulatory AA/AAA 1.2V

Tutaj sprawa wygląda bardzo prosto. Najpierw należy dysponować napięciem 5V. Jak tego dokonać dysponując rożnymi rodzajami baterii fotowoltaicznej wiemy z tekstu powyżej. Dzięki temu, niezależnie od tego jakie napięcie generuje nasza bateria – możemy ładować akumulatorki AA/AAA. Najprościej zakupić na Allegro prostą ładowarkę USB dla takich baterii. Koszt to 10zł. Pracujące na napięciu roboczym 5V urządzenie idealnie naładuje akumulatorki z naszej instalacji. Trzeba jednak pamiętać, że bateria słoneczna może wymagać dobrych warunków oświetleniowych.

 

 

Akumulatory LiIon 3.7V

Jest to cała rodzina akumulatorów stosowanych we wszystkich telefonach komórkowych, nawigacjach GPS, PDA, MDA, Mp3, Mp4 itp itd. Wlicza się w to także akumulatory 3.7V typu 18650 i pochodne, używane np w latarkach. Oczywiście standardowym sposobem ładowania np baterii z telefonu komórkowego czy MP3 jest ładowanie wewnątrz danego urządzenia zgodnie z opisem powyżej, ale można to robić także poza nim. Tutaj sytuacja także wygląda bardzo prosto. Trzeba zakupić taką ładowarkę przystosowaną do napięcia 5V. W serwisie Ebay jest tego cała masa, w cenach już od 25 zł z przesyłką gratis. Co prawda ładowarka jest przystosowana do ładowania akumulatorków LiIon 18650, ale z powodzeniem możemy ładować każdy inny akumulator tego typu (na przykład wyjęty z telefonu). Wystarczy tylko podłączyć go do styków „+” i „-” w ładowarce.

 

Pakiety, balansery i inne takie

Niestety, nie da się podłączyć ładowarki/balansera bezpośrednio do 36 ogniwowej baterii słonecznej. Ta dysponując ponad 20 woltami przekracza maksymalny próg zasilania urządzenia. Aby ominąć tą niedogodność mamy 2 warianty.

  1. Zastosowanie wraz z baterią słoneczną akumulatora i regulatora ładowania. Regulator na wyjściu ma 12V – co umożliwi pracę innych urządzeń. Dodatkowo akumulator działa jak bufor przeciwdziałając przerywaniu ładowania w przypadku chmur.
  2. Budowa baterii słonecznej z 24-30 ogniw. Taka bateria ma już na starcie napięcie jałowe mniejsze niż 18V, więc bez problemu zasili urządzenia z wąskimi przedziałami napięcia wejściowego.

Uwagi? Pytania? Propozycje?

Odpowiedzi: 15 do wpisu “Ładowanie USB (telefon itp.) i baterii”

  1. elektryk pisze:

    Lebski Panie policzmy : Aby uzyskac 5 v z 24 v przy pradzie 1 A musimy wytracic 24-5=19v na stabilizatorze, co przy pradzie 1A daje 19 WAT mocy wytraconej w powietrze na cieplo. Aby ladowac urzadzenie moca 5 W wyrzucamy 19 W w powietrze! i to mocy pozyskanej z baterii slonecznej !

  2. Krzysiek pisze:

    Witam posiadam samochod dla dziecko mini rc truggy ale stasznie w nim slabo trzyma bateria znaczy wbudowany akumulatorek ladowany przez usb czy i jest napisane ze napieci 3.7v czy gdybym podlaczym bezporednio do tego np akumulatorek ladowany i dajacy moc przez usb no do doladowywania telefonow tylko ze jak juz mowilem samochod ma 3.7 a ten ten 5v najmniejszya jaki znalazlem bo samochod ma 120mah a chcem podlaczyc i zamontowac do niego taki 1000mah zeby dluzej pracowal i zamontowac go np na samochodziku zeby akumulatorek wbudowany w samochodziku na bierzaca po przez kabelek pobieral moc z akumulatorka tego mocniejszego przez usb wiem ze to pogmatane ale czy cos sie stanie z samochdozikiem glownie chodzi i o to 3.7 a 5 v ??

  3. alien pisze:

    Autor powyzszego bloga jest nieodpowiedzialny, poniewaz kolejny raz wykasowuje moj wpis, ktory mogl by sie przydac dla potomnych ale widocznie taka jego natura.

  4. alien pisze:

    Posiadajac ogniwo 12V/5W/0.29A i stosujac stabilizator w celu redukcji z 12V na 5V jaki prad otrzymam? Nie liczyc samego ograniczenia stabilizatora

  5. Benek Śmietana pisze:

    Witam. Posiadam panel sloneczny 12V/0.6A/5W. Ile {A} i {W} uzyskam po zredukowaniu napiecia do 5V stabilizatorem 5V nie patrzac na jego ograniczenie pradowe {A} ?

  6. jasio pisze:

    chce miec w styczniu 7kwh mocy jak to osiagnac

  7. Tomek pisze:

    Witam!Mam solar 5V 210mA 1.1W Solar Cell Panel Module Charger USB 5.5V -jak zrobić żeby ten solar ładował baterię za dnia, a wieczorem jak nie ma słońca, naładowana bateria ładowała iphone?
    i jaką najlepiej użyć do tego baterie?
    z góry wielkie dzięki za odpowiedż!

  8. Artur pisze:

    do Wariant 3:

    Drobne sprostowanie
    LM7805 wymaga na wejsciu przynajmniej o 2,5 V napięcia wyższego niż wyjściowe, czyli 7,5-8, a nie jak jest to napisane 6V. Lepiej kupic stabilizator na +5V typu LDO jest trochę droższy niż 1 PLN, ale wymaga zapasu tylko +0,5V, a więc 5,5V na wejsciu 🙂

    • zuo pisze:

      Dziękuje za zwrócenie uwagi, poprawka naniesiona.
      Oczywiście chodzi o różnicę w napięciu wymaganą do rozpoczęcia kluczowania stabilizatora. W niesprzyjających warunkach mogłoby wystąpić napięcie 5V+2,4V=7,4V co dla urządzenia ładowanego mogłoby spowodować awarię

  9. Stefan pisze:

    W treści pisze-cytuję poniższe zdjęcie i schemat przedstawiają sposób montażu tej bardzo prostej konstrukcji-koniec cytatu.Gdzie to jest?

  10. marcin pisze:

    1. Czyli podłączając kolejne ogniwa (zwiększając V) mogę zbudować dowolny „zasilacz”?
    2. Czy można przy tak małej konstrukcji (powiedzmy 10 ogniw) użyć płyty PLEXI+żywicy do zabezpieczenia ogniw?

    • zuo pisze:

      Odpowiedź na pierwsze pytanie znajduje się w artykule „Instalacje Solarne”. Odpowiedź na drugie pytanie znajduje się w dziale „Montaż na płycie”

  11. marcin pisze:

    Witam, pytanie do wariantu 2go. Specyfikacja USB przewiduje 500-900mA. W tym przypadku będziemy mieli do 3.75A? Czy to nie za wiele?

    • zuo pisze:

      Pobór prądu przez urządzenia wymienione w treści opisu reguluje ono samo. Przedstawiają to też zdjęcia. Prezentowany przykładowy moduł 10szt ogniw dający grubo ponad 3A nie uszkadza telefonu. Telefon pobiera tyle ile potrzebuje, np 800mA. Po prostu wyższa wydajność ogniw pozwala nam na jednoczesne ładowanie kilku urządzeń. Zwykle jednak lepiej pozostawiać „zapas mocy” aby urządzenie mogło być zasilane także w nieoptymalnych warunkach oświetlenia słonecznego.