Зарядно-питающее устройство на солнечных батареях

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Зарядные устройства

Опубликовано: 24.03.2017 10:11

Просмотров: 2595

И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Об автономных газонных светодиодных светильниках и конструкциях на их основе уже было рассказано на страницах журнала "Радио". Из-за доступности и невысокой стоимости как сами светильники, так и их отдельные элементы могут найти применение в радиолюбительской практике. Например, солнечные батареи можно использовать для питания различной радиоаппаратуры или зарядки аккумуляторов. Именно так и сделано в предлагаемом устройстве.

Это может быть важно, если использовать сетевые источники питания неудобно или невозможно. А сами светильники, оставшиеся без батарей, впоследствии были немного доработаны и на их основе изготовлены индикаторы и сигнализаторы различного назначения.
Схема устройства представлена на рис. 1.
 
 В нём применены четыре солнечные батареи (размеры каждой 25x25 мм) с номинальным напряжением около 2,5 В от малогабаритных светодиодных светильников торговой марки Wolta Solar. Чтобы увеличить выходной ток, солнечные батареи соединены попарно параллельно. Выходное напряжение устанавливают переключателем SA1. В нижнем по схеме положении переключателя пары солнечных батарей соединены параллельно и максимальный суммарный выходной ток при ярком солнечном освещении достигает 30...40 мА. В верхнем положении контактов переключателя пары батарей соединены последовательно и выходное напряжение возрастает вдвое (до 5 В), а максимальный ток во столько же раз уменьшается. Устройство может обеспечить питание малогабаритной радио аппаратуры, а также подзарядку аккумуляторов, например, светодиодного фонаря или сотового телефона.
Все элементы устройства размещены в прозрачном пластиковом корпусе размерами 15x62x75 мм из-под канцелярских кнопок. Корпус имеет "ручку", с помощью которой устройство можно закрепить и разместить в удобном месте. Солнечные батареи  размещают на крышке корпуса и по краю закрепляют клеем. Переключатель SA1 — любой малогабаритный на два положения и два направления, он установлен на боковой стенке. Гнездо XS1 (USB-A) установлено там же, Применение этого гнезда обусловлено тем, что оно одно из самых распространённых и позволяет подключать к устройству сотовые телефоны для подзарядки их аккумуляторов. Конденсатор С1 устанавливают, если устройство планируется использовать для питания какой-либо звуковоспроизводящей аппаратуры, например радиоприёмника. После проверки устройства корпус (кроме окон для солнечных батарей) покрывают белой краской. Это нужно для того, чтобы уменьшить нагрев корпуса при воздействии прямых солнечных лучей.
Рассмотрим пример применения предложенного устройства для карманного радиоприёмника Powerline с УКВ- и СВ-диапазонами (рис. 2).
 
 Он питается от батареи напряжением 3 В, состоящей из двух гальванических элементов типоразмера АА. Потребляемый при средней громкости ток — 20...25 мА. На корпусе приёмника устанавливают любое малогабаритное гнездо и подключают к элементам питания (схема на рис. 3).
 
 Для этой цели можно использовать гнездо для подключения головных телефонов, которое отключают от динамической головки и выхода УЗЧ (динамическую головку подключают непосредственно к УЗЧ). Гальванические элементы заменяют Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторами типоразмера АА. Диод VD1 исключает разрядку элементов питания через солнечные батареи.
Для питания радиоприёмника устанавливают выходное напряжение устройства 2,5 В. Аккумуляторы в этом случае работают как буферные элементы питания. При слабом освещении и большой громкости часть необходимой для питания радиоприёмника энергии отдают аккумуляторы, а при сильном освещении и малой громкости они подзаряжаются. Но напряжения 2,5 В недостаточно для их полной зарядки, поэтому, чтобы их зарядить, на выходе устройства устанавливают напряжение 5 В, а приёмник выключают. При желании указанные солнечные батареи можно разместить непосредственно на корпусе радиоприёмника. Но тогда придётся постоянно ориентировать его на источник света, что неудобно, и к тому же пропадёт универсальность устройства.
Провод, соединяющий устройство с приёмником, если он длиной около 1 м, можно использовать как антенну УКВ-диапазона, что позволит улучшить качество приёма на большом удалении от радиостанций. Для этого схему питания изменяют в соответствии с рис. 4.
 
 Можно применить отечественные дроссели серии ДМ или импортные серии ЕС24. Конденсаторы — любые керамические малогабаритные.
Чтобы от устройства заряжать аккумулятор или аккумуляторную батарею, например светодиодного фонаря, на его корпусе нужно установить малогабаритный разъём. В качестве источника света можно использовать и настольную лампу. Дальнейшее направление доработки — установка аккумуляторов внутри корпуса.
Радио №3/2014