Nizkotehnološka sončna svetilka z ponovno uporabljenimi baterijami: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta vadnica vam omogoča izdelavo sončne svetilke, opremljene s polnilnikom USB. Uporablja litijeve celice, ki jih ponovno uporabimo iz starega ali poškodovanega prenosnika. Ta sistem z enim dnevom sončne svetlobe lahko popolnoma napolni pametni telefon in ima 4 ure svetlobe. Ta tehnologija je bila dokumentirana med postankom odprave "Nomade des Mers" na otoku Luzong na severnem delu Filipinov. Društvo Liter of Light že šest let namešča ta sistem v oddaljenih vasicah, ki nimajo dostopa do električne energije. Organizirajo tudi usposabljanje za vaščane, da bi jih naučili, kako popraviti sončno svetilko (že nameščenih 500 000 svetilk).

Izvirna vadnica in mnoge druge za izdelavo nizkotehnoloških tehnologij so na voljo na spletnem mestu Low-tech Lab.

Litij je naravni vir, katerega zaloge se vse pogosteje uporabljajo za električne avtomobile, telefone in računalnike. Ta vir se sčasoma izčrpava. Njegova povečana uporaba v proizvodnji baterij je predvsem posledica njene sposobnosti shranjevanja več energije kot nikelj in kadmij. Zamenjava električne in elektronske opreme se pospešuje in postaja vse pomembnejši vir odpadkov (DEEE: Odpadna električna in elektronska oprema). Francija trenutno proizvede 14 kg do 24 kg elektronskih odpadkov na prebivalca na leto. Ta stopnja se letno poveča za približno 4%. Leta 2009 je le 32% mladih Francozov, starih med 18 in 34 let, nekoč recikliralo svoje elektronske odpadke. Istega leta 2009 se je po podatkih Eco-systèmes od januarja do septembra 2009 izognilo 113 000 ton CO2 z recikliranjem 193 000 ton DEEE, ene od štirih eko-organizacij v sektorju DEEE.

Vendar imajo ti odpadki velik potencial za recikliranje. Zlasti litij, prisoten v celicah računalniških baterij. Ko računalniška baterija odpove, je ena ali več celic okvarjenih, nekatere pa ostanejo v dobrem stanju in jih je mogoče ponovno uporabiti. Iz teh celic je mogoče ustvariti ločeno baterijo, ki jo lahko uporabite za napajanje električnega vrtalnika, polnjenje telefona ali priključitev na sončno celico za upravljanje svetilke. Z združevanjem več celic je mogoče oblikovati tudi večje baterije za shranjevanje naprav.

Korak: Orodja in potrebščine

Zaloge

• Rabljena baterija prenosnega računalnika
• Solarna plošča 5V-6V / 1-3W Regulator polnjenja in praznjenja (npr.: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino polnilec baterij TP4056)
• DC/DC napetostni pretvornik DC/DC ojačevalnik MT3608 (električna komponenta, ki pretvori 3,7 V baterij v 5 V)
• LED svetilka visoke moči (npr.: LED butoni 3 W)
• Stikalo (za odpiranje vezja in prekinitev luči)
• Električni trak
• Škatla

Orodja

Za ekstrakcijo celic:

• Rokavice (da se izognete rezanju s plastiko računalniške baterije ali z nikljevimi trakovi, ki povezujejo celice)
• Kladivo
• Dleto
• Rezalne klešče

Za izdelavo same svetilke:

• Pištola za lepilo (in lepilne palice)
• Grelna pištola ali majhna svetilka
• Žaga za les
• Izvijač

2. korak: Kako deluje?

Ta vadnica prikazuje, kako obnoviti računalniške celice za novo baterijo. Napaja ga sončna celica ali vrata USB, kar vam bo omogočilo prižiganje LED svetilke.

Sistem deluje okoli treh modulov:

• modul za sprejem energije: sončna celica in njen regulator polnjenja
• modul za shranjevanje energije: baterija
• modul, ki vrača energijo: LED svetilka in njen regulator napetosti

Modul za sprejem energije: fotonapetostna plošča in krmilnik polnjenja

Fotovoltaična plošča koncentrira sončno energijo. Omogoča ponovno pridobivanje energije in shranjevanje v bateriji. Vendar bodite previdni, količina energije, ki jo prejme plošča, je nepravilna, odvisno od časa dneva, vremena … pomembno je, da med ploščo in baterijo namestite regulator polnjenja/praznjenja. To bo med drugim zaščiteno pred preobremenitvijo.

Modul za shranjevanje energije: baterija

Sestavljen je iz dveh litijevih celic, pridobljenih iz računalnika. Na kratko, baterija je nekoliko podobna škatli z več baterijami: vsaka je celica, enota, ki napaja napravo z elektrokemijsko reakcijo.

Celice v računalnikih so litijeve celice. Vsi imajo enako sposobnost shranjevanja energije, vendar je njihova sposobnost, da jo proizvedejo, različna za vsakega. Za tvorbo baterije iz celic je pomembno, da imajo vsi enako sposobnost oddajanja energije. Zato je treba izmeriti zmogljivost vsake celice za sestavo homogenih baterij.

Modul, ki daje energijo: LED svetilka, 5V USB priključek in njegov pretvornik napetosti

Naša baterija nam napaja 3,7 V, LED svetilke, ki smo jih uporabljali, delujejo pri isti napetosti. Poleg tega vrata USB zagotavljajo napetost 5V. Zato moramo celično energijo pretvoriti iz 3,7 V v 5 V: z uporabo napetostnega pretvornika, imenovanega DC/DC ojačevalnik

3. korak: Faze proizvodnje

Za izdelavo svetilke so potrebni različni koraki:

1. Odstranitev celic iz baterije računalnika
2. Izmerite napetost celic
3. Realizacija 3 modulov (sončna plošča + regulator polnjenja LED LED lučka + regulator polnjenja)
4. Povezovanje treh modulov
5. Izdelava škatle
6. Integracija modulov v škatli

4. korak: Odstranitev celic iz baterije računalnika

Za ta del vam predlagamo, da si ogledate naslednjo vadnico: Recikliranje baterij.

1. Za zaščito rok si nadenite rokavice
2. Vstavite baterijo in jo odprite s kladivom in dletom
3. Vsako celico izolirajte tako, da odstranite vse druge dele (kot je prikazano na fotografiji).

5. korak: Izmerite napetost celic in njihovo kapaciteto

Izmerite napetost:

Začnemo z merjenjem napetosti vsake celice, da preverimo, ali delujejo pravilno. Vse celice z napetostjo nižjo od 3 V se ne bodo mogle uporabiti v tem projektu in jih je treba reciklirati.

Z multimetrom v načinu DC izmerite vsako celico in preverite tisto, ki je uporabna za projekt.

Bodite previdni: če se zdi, da je v računalniški bateriji zunaj tekočina, ne odpirajte škatle, ker je litij v velikih odmerkih škodljiv.

Izmerite zmogljivost:

Če želimo izmeriti zmogljivost celice, jo moramo maksimalno napolniti in nato izprazniti. Te celice temeljijo na litiju in potrebujejo poseben sistem polnjenja in praznjenja, običajno je največji naboj 4, 2 V in najmanjši 3V. Če presežete te meje, se celica poškoduje.

1. Uporabite PowerBank: omogočil vam bo polnjenje več celic hkrati z vrati USB.
2. Napolnite celice in počakajte, da se polnjenje konča (vsa lučka naj sveti), to bo storjeno v približno 24 urah. (slika)

3. Celice bodo napolnjene največ (4, 2V), zdaj jih moramo izprazniti. Uporabiti morate Imax B6: orodje, ki omogoča praznjenje celic in preverjanje njihove zmogljivosti. Kako uporabljati orodje:

   1. napetost: vprašal vas bo, katero vrsto celic želite preveriti, izberite litijevo. Samodejno bo reguliral praznjenje pri najmanj 3V.
   2. intenzivnost: nastavite na 1A za hiter in varen izpust. V tem stanju mora izcedek trajati med 1 uro in 1 uro in pol.
   3. Magnet povežite s krokodilskimi sponkami, nato se povežite s celico, magnet pomaga pustiti tok skozi Imax B6 do celic. (slika)
   4. Izpraznite celice, dokler niso popolnoma prazne.
   5. Upoštevajte kapaciteto celice. Višje, bolje.
   6. Razvrstite svoje celice po zmogljivosti: 1800 mA.

Opomba: Pomembno je, da naredite homogene baterije s celicami s podobno zmogljivostjo

6. korak: Realizacija 3 različnih modulov

Modul 1: Sončna plošča in regulator polnjenja

• Uporabite črno in rdečo žico, s kleščami počistite žice.
• Rdečo žico spajkajte na pozitivni strani plošče, črno pa na negativni strani.
• Regulator polnjenja ima 2 vhoda: IN- in IN+ (ki sta označena na komponenti): Rdečo žico (pozitivno) zvarite z vhodom IN+ regulatorja polnjenja in črno žico (negativno) z vhodom IN (slika 5).

Modul 2: Baterija

Litijevo celico vstavite v nosilec baterije

Modul 3: LED / USB pretvornik

Pretvornik napetosti DC / DC ima dva vhoda in dva izhoda: Vhodi: VIN + in VIN - / Izhodi: OUT + in OUT -. LED ima dve vhodni žici: eno pozitivno in eno negativno.

• Vzemite dve žici (rdečo in črno).
• Zvarite rdečo žico z vhodom VIN+ napetostnega pretvornika in črno žico z vhodom VIN.
• Pozor: Polarnost žice ni označena na LED. Za identifikacijo uporabite ohmmeter. Žica je pozitivna, če prikazuje ničelno vrednost. Ko prikaže višjo vrednost, je žica negativna.
• Pozitivno žico LED privijte na izhod OUT+ napetostnega pretvornika, negativna žica LED pa na izhod OUT. (slika)

7. korak: Priključitev treh modulov

Regulator polnjenja ima dva vhoda: IN- in IN+ (ki sta navedena na komponenti).

1. Rdečo žico solarne plošče (pozitivno) privarite na vhod IN+ regulatorja polnjenja in črno žico (negativno) na vhod IN.
2. Regulator polnjenja ima 2 vhoda: B- in B+ (ki sta navedena na komponenti). Rdečo žico nosilca baterije (pozitivno) privarite na vhod B+ regulatorja polnjenja, črno žico (negativno) pa na vhod B.
3. Zvarite rdečo žico (pozitivno) modula pretvornika USB/LED na izhod OUT+ regulatorja polnjenja. Črno žico (negativno) privarite na izhod OUT. Opomba: Električni krog je zdaj zaprt in lučka se prižge.
4. Prerežite pozitivno žico, ki povezuje regulator s pretvornikom, da odprete vezje, in stikalo varite zaporedno. Uporablja se za odpiranje in zapiranje vezja.

8. korak: Izdelava primera - različica 1

Različica 1: Tupperware

Ta zasnova izvira iz Open Green Energy, ne oklevajte in si oglejte izvirno vadnico. Delimo jo, ker se zdi res zanimiva. Vendar pa bo ohišje prilagojeno našemu vezju, zlasti za izhod USB. Kmalu bomo predlagali lasten model, navdihnjen s tem dizajnom.

9. korak: Izdelava primera - različica 2

Različica 2: termoformirana steklenica velike velikosti

Ta model omogoča, da so vezja popolnoma vodotesna, vendar zahteva poseben material:

• Ena 5 -litrska posoda za vodo
• Vezan les (ali surov les) debeline 1 do 2 cm
• Zatič, najmanjša dolžina 80 cm, širina med 3 in 5 cm

Gradnja dveh podstavkov: To sta dva konca lampe, na zgornji strani je na eni strani sončna plošča, na drugi pa električni tokokrog. Spodnji del se uporablja za zapiranje svetilke in njeno neprepustno tesnjenje.

1. Izrežite 2 deski 15/13cm in 2 deski 11/13cm.
2. Vsako majhno ploščo prekrijte na večjo ploščo, pri tem pa pazite, da jo postavite točno na sredino velike plošče. Vsak par plošč bo kasneje privit.

Opomba: Zaradi vodotesnosti je plošče bolje lakirati vnaprej.

Gradnja kalupa:

1. V zatiču izrežite 4 dele približno 20 cm.
2. Postavite jih v vsak vogal ene od že izrezanih majhnih desk (11/13 cm) in privijte vsak del zatiča z desko.
3. Drugo majhno ploščo postavite na drugi konec štirih delov in jih privijte na enak način. Rezultat je kuboid dimenzij 11/13/20, ki bo uporabljen za termoformiranje plastične steklenice.

Termooblikovanje ovojnice svetilke:

1. Izrežite dno 5 -litrske steklenice in jo navpično vstavite v kalup (stran kalupa 20 cm mora biti vzporedna s stranjo steklenice).
2. Počasi segrevajte s termičnim odstranjevalcem na vsaki strani kvadra. Odstranjevalec naj bo od steklenice oddaljen približno 10 cm. Če nimate termičnega odstranjevalca, lahko uporabite kateri koli drug vir vira plamena (na primer grelnik plina).
3. Ko steklenica dobi isto obliko kot kalup, jo še naprej segrevajte, da izbrišete vzorce steklenic in ustrezno raztegnete plastiko. Pazite, da se ne segrejete blizu plastike ali predolgo na istem mestu, sicer se na plastični površini tvorijo mehurčki.
4. Oblikovano steklenico pustite na kalupu, čisto odrežite zgornji del steklenice s kalupom in steklenico znova prerežite približno 17 cm spodaj.
5. Ko je rezanje končano, odvijte sponke na vsaki strani kalupa, da ločite kalup od plastike.
6. Na vsakem koncu oblikovane steklenice prepognite jezičke širine 1 cm pod 90 ° navznoter. Vsak jeziček mora biti poševen na obeh straneh (kot je prikazano na fotografiji). Zavihki bodo zdrsnili med dvema ploščama (veliko in majhno) na vsaki strani steklenice, da bi izboljšali tesnjenje svetilke. Če želite jezičke zlahka zložiti, z rezalnikom na notranji strani steklenice potegnite tanko črto in jo zložite z roko.

Pritrditev sončne celice:

1. Ploščo postavite na večjo ploščo, označite položaj izhodov + in - na plošči ter izvrtajte luknjo 5 mm na obeh ploščah. (Če je katera komponenta že na tem mestu, je treba luknjo premakniti).
2. V te luknje vstavite žice iz regulatorja polnjenja in jih zvarite na ustrezne izhode na sončni plošči.
3. Za pritrditev plošče je idealno, da uporabite tanko plast tkanine, pritrjeno na ploščo, in lepite ploščo na tkanino (na primer z močnim lepilom).
4. Za osnovo svetilke ponovite isto operacijo na drugem koncu plastike.
5. Majhno desko položite na notranjo stran ovojnice in jo privijte na večjo ploščo s štirimi plastičnimi jezički med obema ploščama.
6. Če želite zagotoviti tesnjenje vtiča USB, lahko spenete majhen kos kolesarske notranje cevi.

Ne oklevajte in objavite kakršna koli vprašanja ali izboljšave, na katere pomislite. In ne pozabite deliti svetilke, ko to storite, s #solarlamp #lowtechlab!