Solcellsladdare för mobiltelefoner med USB-anslutning

[Jonas]

Tack så mycket för det snabba svaret!

Jag befinner mig i USA för att studera (maskinteknik) så jag försöker att hitta komponenterna här.
Här är hur jag har lyckats matcha BOMen:

*USB Hona http://www.newark.com/spectrum-control/56-u04-004/usb-connector-receptacle-4pos-thd/dp/09J8432
*Solpanel 20W http://www.lightobject.com/20watt-Mono-Crystalline-Solar-Panel-in-Anodized-Aluminum-Frame-P610.aspx
*Experimentkort http://www.newark.com/capital-advanced/us-4008/pcb-w-connector-adjustable-circuit/dp/52F1403
*TSR-2450 http://www.newark.com/jsp/search/productdetail.jsp?SKU=08R5932&&CMP=AFC-SF-T11
*resistor 10kohm http://www.newark.com/nte-electronics/hw310/resistor-10kohm-500mw-2-axial-leaded/dp/33C4880
*resistor 33kohm http://www.newark.com/ohmite/oy333ke/resistor-ceramic-33kohm-2w-10/dp/64K5422?in_merch=Popular%20Resistors&in_merch=Popular%20Products&MER=PPSO_N_P_EverywhereElse_None

Övrig utrustning:
*Lödpenna: http://www.newark.com/weller/sp25nkus/soldering-iron-25w-750-deg-celsius/dp/96W2044
*Lödtenn: http://www.newark.com/duratool/sold0001/solder-wire-60-40-183-c-6m-22swg/dp/18J9500

Vore kanon om någon med mer erfarenhet kunde kontrollera att det är rätt utrustning. Framförallt: Solpanelen, USB Hona samt experimentkortet är de jag funderar mest på om de är rätt. Jag ser att experimentkortet har en annan koppling nertill men det är det enda jag hittar med länkar.

Förslag godtas med öppna armar :)

MVH Jonas

[nelos]

Komponentlistan ser bra ut.

Du skulle kunna använda resistorer med lägre maxeffekt, så skulle du på köpet även få mindre komponenter med bättre tolerans.
Det spelar inte så stor roll, men 33kohm-resistorn du länkar till är på hela 2W, och 10% tolerans.

Här är en med 1/4W, och 5% tolerans, som jag skulle föredra:
http://www.newark.com/multicomp/mccfr0w4j0333a50/resistor-carbon-film-33kohm-250mw/dp/58K5044

Experimentkortet ser bra ut, bara alla komponenterna får plats.
Du kommer ju antagligen också borra några hål för att skruva fast kretskortet.

Jag brukar använda kort med länkar, men eftersom det är så få komponenter kan det kanske fungera med hela banor i det här fallet, här är t ex en möjlighet:
http://www.digikey.com/product-detail/en/8022/V2018-ND/565947

Newark borde ha något liknande.


Lödtennet innehåller bly (60% Sn,och 40% Pb).

För något enstaka projekt ska det inte spela någon roll, men om du kommer att ägna någon större tid åt elektroniklödning så är blyfritt att föredra ur hälsosynpunkt.

Blyfritt har en högre smältpunkt, så lödpennan måste i så fall klara den lite högre temperaturen.
Lödtenn som innehåller bly smälter vid ca 180-190 grader celsius.
Smältpunkten för blyfritt är runt 230 grader eller så.

Här är ett alternativ:
http://www.newark.com/multicore-solder/1399075-m-2metre/solder-wire-99-7-0-3-sn-cu-227/dp/93K2260

Håll utkik efter "Rohs", dvs Reduction Of Hazardous Substances.

Solpanelen der utmärkt ut, det är en vanlig "12V-panel", men en maximaleffektpunkt på 17.4V.

Även USB-honan ser bra ut.

[Jonas]

Tack! Verkligen värdefullt att få så kompetent hjälp och så snabbt.
Jag kommer beställa grejerna i dagarna och så återkommer jag nog till denna tråd om någon vecka när jag har satt igång och problemen börjar hopa sig...

Återigen tack,

/Jonas

[Emil]

Tjena! har förstått att man behöver en panel på minst 5v men spelar amperen stor roll?

[nelos]

Regulatorn klarar spänningsområdet 6,5 till 32 V, så minst 6,5 V behövs, men man bör ha god marginal eftersom spänningen sjunker vid svagt solljus, och man vill ju kunna ladda även med svag belysning.

Strömmen (Ampere) är direkt kopplad till solpanelens effekt, och även där bör man ha god marginal eftersom man vill kunna ladda även vid molnigt väder.

Mitt på dagen en klarblå sommardag räcker det teoretiskt med en 5W panel för att ladda 5V med 1A.
Men när molnen sedan kommer klarar den inte att hålla den laddströmmen.

20W är nog en ganska bra kompromiss som gör att man kan ladda även molniga dagar.


 

[Jonas]

Sådär, då har jag fått minga grejer:

Så ser solpanelen ut, dock undrar jag hur jag kopplar in kablarna till solcellen, måste jag skruva mig in i den där svarta lådan?

Här är komponenterna jag köpte, jag köpte två "prototype circuit board" för jag visste inte vilken storlek som var bäst. Tänkte försöka med den lilla. Dock undrar jag på USB-honan, hur kan jag veta vilken som är D- och D+ ?

MVH Jonas

[Gomma]

Det är inte D+/D- du ska ansluta !, detta är databussen. Anlut till +5V och GND(jord)
Se http://www.usbpinout.net/

/Peter

[Jonas]

Det jag menade är på vilken sida vilket motstånd skulle sitta (se bild). Hursomhelst, tack för länken! Den besvarade frågan.

MVH Jonas

[nelos]

Här är närbilder så du ser vilken sida som skall kopplas till 5V, och vilken som skall vara jord.

Här är framifrån.
Den vita "plasttungan" i USB-kontakten sitter i mitt fall uppåt:




Nästa bild är bakifrån.
Den röda 5V-sladden än inkopplad till höger i bilden.
Jord-kabeln är inkopplad till vänster.
D+ och D- är hopkopplade (mittstiften)

[Jonas]

Funkar! Tack så mycket för hjälpen :). Nästa steg nu är att koppla ett batteri till solcellen så att jag kan ladda USB apparater även på natten. Någon som har ett förslag på hur man går vidare?

[nelos]

Snyggt.

Det enklaste om du ska ladda ett externt batteri med solceller är att använda blybatterier.
Beprövat, och det finns många färdiga regulatorer att välja på.

Det kan även fungera att ladda utan regulator, det enda som behövs är en diod mellan solpanelen och blybatteriet.

Problemet med bly är att det väger... bly. Men om man inte ska bära med sig systemet så spelar ju det ingen roll.

För låg vikt kan litumbatterier användas. Här är några länkar:
http://www.ev-power.eu/LiFePO4-small-cells/Lithium-Cylindrical-Cell-LiFePO4-3-2V-5-0Ah.html?cur=1
http://www.ev-power.eu/LiFePO4-small-cells/WINA-LiFePO4-Power-3-2V-8Ah-aluminium-case.html?cur=1

Men litiumbatterier måste hanteras av en batterihanteringsenhet (BMS) för att hålla batterispänningen inom tillåtna värden.

En BMS är ett avancerat projekt, men man kan ju använda färdiga system.

[Jonas]

jag hittade detta blybatteri:

http://www.newark.com/enersys/np4-6/lead-acid-battery-6v-4ah/dp/44F7562?in_merch=Popular%20Batteries

6V och kan lagra 4ah, mitt mobilbatteri är 1.5Ah och 3,7 Volt om jag fattat detta rätt.

Sååååååå hur går jag vidare nu... Ska jag ha kvar TSR 1-2450 regulatorn? Hur vet jag vilken diod jag ska införskaffa?



Återigen, tack på förhand för tålamod!

MVH Jonas

[Emil]

funkar det med  denna resistor? https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/init.do?item=60-792-53&toc=0&q=60-792-53

[nelos]

Här är ett förslag på hur man skulle kunna koppla med ett blybatteri:



Batteriet skall inte sitta mellan regulatorn och USB-uttaget eftersom batterispänningen inte är 5V.
Batterispänningen varierar med laddningsgraden.

Ett 6V-batteri är lite väl lågt relativt spänningen från solpanelen.
Solpaneler med en maximal effekt vid ca 17-18V är anpassade till 12V-batterier, så dessa är mer lämpade.
Men visst laddas 6V-batteriet, man får dock se upp så det inte laddas för mycket.

Solpanelen ger som mest 1.27A, så dioden skall klara denna ström.
Vilken diod som helst fungerar, bara den klarar strömmen.
Det är dock bara med ett så lågt framspänningsfall som möjligt, t ex med en schottkydiod.

Men tänk på att kretsen ovan inte slår av laddningen när batteriet är full-laddat.
Blybatterier tål ett visst mått av överladdning, men inte hur mycket som helst så man bör koppla bort solpanelen när systemet inte används.

[Jonas]

Tack återigen för hjälpen.

Jag var nere på min lokala elbutik här i kalifornien igår och fick tag i följande komponenter:



Batteri: Bly, 5Ah (bör räcka för ca 3 laddningar till min samsung). 6V eftersom de var mycket billigare.
Diod: 1N, ska klara upp till 3 A. Det står 1N 58208623 på den, men jag vet inte vad det betecknar.
Regulator: NTE964, Vo=8V, Io=1A PD=15W Vin=35V Max

Dessa tänkte jag koppla in såhär:



Också dagen batch med frågor :D

1. Min gamla regulator TSR 1-2450 kräver MINST 6,5Volt för att drivas, dvs lägre än batteriet. Kommer det att bli ett problem?
2. NTE964 ger som output 8V. Hur mycket spänningsfall kommer det att bli över dioden? Hur stort problem är det att regulatorn ger 1V mer än vad batteriet är anpassat för? Det står att batteriet ska laddas vid 7-7.5V (se bild).
3. Finns fortfarande problemet att batteriet kan bli överladdat? Hur hindrar jag isåfall det?
4. Jag förstår att ett 12V batteri laddas snabbare än ett 6V batteri, men kommer även hastigheten från mitt blybatteri till min 5V USB port att påverkas av om jag har ett 6V eller 12V blybatteri?
5. Finns det någon säkerhetsrisk med detta projekt såsom brand eller explosion från batteriet?
6. Regulator NTE964 har PD=15W men min solcell ger 20W vid full solinstrålning. Problem?

[nelos]

Regulatorn NTE964 kommer göra att du tappar en hel del energi, eftersom en vanlig spänningsregulator fungerar som en variabel spänningsdelare.
Den sänker helt enkelt spänningen genom att omvandla energi till värme.

En switchande regulator däremot (som TSR 1-2450) använder en helt annan funktionsprincip,så där blir förlusten minimal.
Men jag tror inte det är någon god idé att sätta en extra regulator där, den kommer inte tillföra så mycket.

Så länge batteriet inte är fulladdat kommer solpanelen inte att kunna höja spänningen över batteriet, utan batteriet kommer tvinga ner spänningen till drygt 6V.

Jag skulle seriekoppla två st likadana batterier, så blir det 12V.

Det enda du behöver tänka på då är att vara lite försiktig med alltför stor överladdning.

Det går ju att reglera så att man stänger av laddningen när batteriet är fullt. Se om du kan hitta något på nätet, jag har inget färdigt schema för det.

[Jonas]

Ok, jag ska kika vidare, det är ju det med överladdningsproblemet som jag har...
Om jag använder NTE964 och går med på att förlora mycket energi, skyddar den lösningen mot överladdning av batteriet?

Jag ska se om jag hittar något på lösningen att stänga av batteriet när det är fulladdat.

MVH Jonas

[nelos]

Här finns information om vilka spänningsnivåer som man bör använda till blybatterier:
http://www.kennethshem.se/Laddablybatt.htm

Vore intressant att se ett schema till en laddregulator.

För den icke elektronikintresserade finns det ju mängder av färdiga laddregulatorer att köpa, denna t ex:

http://www.ev-power.eu/Solar-GridFree/PWM-Solar-Regulator-12V-3-A-Input-max-18V.html

[Emil]

har nu provat på att bygga denna solcellsladdare men lyckas inte få den att fungera.. är rätt säker på att jag kopplat allt rätt utom regulatorn som jag är lite osäker på om den är åt rätt håll, kan man koppla den fel?

Tacksam för svar!

[nelos]

Det är lätt att göra misstag även om schemat är enkelt, men det ska nog gå att ordna.

Mät spänningen på de platser jag markerat med solpanelen belyst:



Vilka spänningar har du på position 1, 2 och 3?