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制作杯子里面的太阳.pptx

上传人:weiwoduzun 文档编号:5693540 上传时间:2019-03-13 格式:PPTX 页数:27 大小:147.60KB
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资源描述

1、想必你已 经 在什么地方 见 到 过这 种神奇的罐子了,它像魔法一 样 将阳光的温暖触角延伸到夜晚, 让 人回 忆 起儿 时 的幻想。 这 里不 仅 有阳光罐的 DIY 指南, 还 有太阳能利用的 实 用教程!接下来是我的材料清 单 :5V260ma 多晶硅太阳能 电 池板 x1凌特的 LTC3105 集成 电 路 x122uH 电 感 x110uF 电 容 x21uF 电 容 x2300K 电 阻 x20c85f9e EBET 900K 电 阻 x1充 电电 池:5V1F 法拉 电 容 x1(手 头 找不到 够 小的 电 池,用 这 个代替一下)光敏 LED 驱动电 路:CDS 光敏 电 阻

2、 x12K 电 阻 x1100K 电 阻 x1蓝 色 发 光二极管 x1(显 而易 见 , 这 里 LED 的颜 色就是之后罐子的 颜 色。黄色的是阳光罐, 蓝0c85f9e EBET 色的是月光罐,七彩自 动变 色的 叫金木水火土日月罐好了? )APM2014NMOSx1(一般的 NMOS 都能用)电 烙 铁 , 镊 子, 钳 子, 导线 ,胶 带 等相关器材若干。其 实 如果不想自己 动 手搭各个分 电 路的 话 ,淘宝上有 专 用的太阳能灯控制芯片 选择 。搜索太阳能草坪灯 +驱动 芯片可以得到很多信息,但是这 些芯片都有特定的 应 用范 围 (比如搭配的充 电电 池 规 格),用之前要

3、看看 说 明文档。这 是 给电 工苦手的福利。在淘宝上搜索太阳0c85f9e EBET 能草坪灯 +不 锈钢 ,可以看到很多奇低的适合插在草坪上的太阳能灯,并且它 们 都是 组 装好的!买 一个回来拆掉支柱,剩下要怎么做就不用我 说了。如果 连电 都不打算用的 话 ,淘宝上 还 有一种神奇的 东 西叫做夜光漆,由 长 余 辉发 光材料和油漆配成。 选 取合适的 颜 色, 买 回来在罐体内部旋涂一遍,或者洒上小点,日照后 发 光的效果也是刚刚 的。制作步 骤1 原型 设计 阳光罐最初的 创 意来自TobiasWong,并由英国的 SuckUK 生 产 。它依靠太阳能 电 池 获 取阳光中的能量并

4、在夜 间驱动 LED0c85f9e EBET 发 光,大 约 一天的充 电 可以使罐子在黑暗中持 续发 光 6小 时 左右。作 为创 意的先行者, 现 在 suckUK网站上的售价是 20 英 镑 ,略 贵 。山寨大国里的国内仿品也是雨后春笋一 样 冒出来并且开价相当低,但是 对 于 DIYer 而言,只是 邮购 一个 现 成的罐子是 满 足不了我 们 的电 路原理理 论 上 说 , Sunjar 的 电 路构成非常简单 ,只有收集能量的太阳能 电 池, 储 存能量的充 电电 池和 负责 消耗能量 发 光的 LED 三个大件。但是并不是将它 们简单 接在一起就可以的, 图 1这样 的 电 路

5、虽 然也能 够 ,但是存在一些 问题 :首先,太阳能 电 池和普通的 电 源不一 样 ,它0c85f9e EBET 的 电 源内阻比 较 大,所以在 输 出 电 流很大 时 , 输出功率反而会急 剧 下降。商品化的太阳能 电 池通常会 带 有最大功率点跟踪( MPPT)功能,以达到提高光能 转换 效率的目的。太阳能 电 池 输 出特性其次是 电压 的匹配 问题 , 驱动单 个 LED 发 光的最佳 电压 是 2.5V ( 红 ,黄), 3.5V(蓝 , 绿 ,白 ),给锂 离子 电 池充 电 的 电压 4.2V, 铁锂 3.6V, 镍氢电 池 1.4V,而太阳能 电 池本身的 输 出 电压 随

6、模块 数可以从 1V 到数百 V 不等。而且太阳能 电 池的 电压输 出随光照 变 化很大,如果要充分利用白天的光照,直接 连 接的太阳能 电 池 电压 就要比 电池的充 电电压 高不少,因此存在充 满电 池后 过 充0c85f9e EBET 导 致 损 坏的 风险 。 对 于 这 一 问题 ,最好是在太阳能 电 池之后增加一 级稳压 充 电电 路,如果用 镍氢电 池的 话还 需要一 级 升 压驱动电 路 给 LED 供 电 。最后一点是能耗上的, 这 个 电 路的 LED 实际上全天 发 光,但是日照之下效果微弱没有 实际 意义 ,只会消耗能量降低充 电 速度。增加一个光敏开关来控制 LED

7、 只在夜 间 亮起能更 为节 能。综 合以上各点,比 较 完善的 Sunjar 包括太阳能 电 池, 稳压 充 电电 路,充 电电 池,光敏 LED驱动电 路几个部分。事 实 上 这 也是太阳能草坪灯和路灯的 标 准配置,只是它 们 的功率比 较 大,亮度也很高。0c85f9e EBET 稳压 充 电电 路首先是 稳压 充 电电 路。凌特的 这 一款LTC3105 提供了最大功率点跟踪功能,并且可以将 0.25V5V 的 输 入 电压变换为 1V5V 的任意 输出 电压 ,不 仅 能用于 Sunjar,稍加改 动 就可以做成 输 出 4.2V 的太阳能 电 池充 电 器和 输 出 5V 的太阳

8、能 USB 电 源, 这 也是我 选 用它而不是 专 用控制芯片的原因。充 电电 路的 电 路 图 ,一些元件参数根据 实际情况做了改 动 。Vin 和 SW 之 间 的 10uH 电 感 换为 22uH 电 感:手 头 只有 这 个0c85f9e EBET LDO 外接的 4.7uF 电 容 换为 1uF 电 容:原因同上MPPC 外接的 40.2K 换为 300K:将最大功率点的控制 电压调 整 为 3V,适 应 5V 输 出的太阳能电 池板。SHDN 和 PGOOD: 悬 空FB 外接的 1020K 和 332K 电 阻 换为 900K 和300K 电 阻: 这 里通 过 两个 电 阻的

9、比例可以控制 输出 电压 在 1V5V 之 间变 化。考 虑 到 给锂电 池充 电以及后 级 LED驱动 不需要升 压 的原因 选 取了 4.1V输 出, 电 阻的 值 稍有 变 化是因 为 手 头 的阻 值选择有限。0c85f9e EBET 电 路直接在一 块 MSOP-DIP 转 接板上搭 焊 完成,都是 贴 片元件所以体 积 很小。光敏 LED 驱动电 路由于供 电电压 比 较 高,所以 LED 的 驱动电 路就 变 得很 简单 了。 这 个 电 路适用于 3V5V 的供 电电压 。用一个 NMOS 直接控制 LED,元件很少所以可以全部 选 用直插元件搭 焊 。焊 完之后找个 电 源上

10、 电 ,然后制造一小片黑暗看看光敏 电 路是否正常。组 装0c85f9e EBET 全部 焊 完以后就可以 组 装了。在太阳能 电 池的正 负 极各 焊 一条 输 出 线 ,正极 线连 接到LTC3105 的 Vin, 负 极 连 接到 LTC3105 的 GND。然后把 LTC3105 的 Vout 和 GND 分 别连 接到法拉 电容(或者 锂电 池)的正 负 极,再把光敏 电 路的 VCC和 GND 分 别 接到法拉 电 容(或者 锂电 池)的正 负极上。这 里我用法拉 电 容的主要原因是手 头 的 锂电 池都是大号的 18650,各种不方便,就先拿它暂 代一下。对 自己有信心的 话 可

11、以开始下一步,否 则 可以 检测 一下。在阳光直射下 测 量 电 容两端 电压 ,应该 在逐 渐 上升,到 4.1V 左右停止 变 化。( 电 容0c85f9e EBET 相 对电 池来 说 能量密度小,不 过 也便于 检测电压变 化。 电 池的 话 大 约 就要晒几个小 时 再来 测 了)现 在可以拿黑胶布把 LTC3105 的 电 路板直接贴 到太阳能 电 池板背后,找个壳子或者罐子装 进法拉 电 容和 LED,制作就完成了。继续 改造如前所述 LTC3105 稍加改 动 就可以做成 输 出4.2V 的太阳能 电 池充 电 器和 输 出 5V 的太阳能USB 电 源, 这样 的 DIY 机

12、会可不能 错过 。理 论 上说 ,供 给 LED 夜 间发 光 3V, 40ma 的小 电 池就能满 足,之所以准 备 了 5V260mA 的大号 电 池板,就是 为 了 给 改造留出空 间 。0c85f9e EBET 将两个反 馈电 阻的 值 改 为 800K 和 200K 就能实现 5V 输 出,再接上一个 USB 母 头 就可以 给 大多数移 动设备 充 电 。 虽 然功率不算高( 这 需要更大的 电 池板),只有 100ma 的 输 出 电 流(扣除 电池板内阻和 转换损 耗), 应 急一用 还 是能行的。而如果将 LTC3105 的 4.1V 输 出接上 18650电 池座,一个太阳能 锂电 池座充就完成了。稍微留些余量能避免 过 充, 毕 竟比起略微充不 满 来 说过 充的危害要大很多。再在后面加一 级 升 压电 路输 出 5V 电压 的 话 ,就是 传说 中的太阳能移 动电源了。最后秀一个用一个以前的自制 2 节 18650 电0c85f9e EBET 池移 动电 源完成的最 终 改造,在原有的 miniUSB充 电 外新增了太阳能充 电 功能。

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