Lavteknologisk sollampe med gjenbrukte batterier: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Denne opplæringen lar deg lage en sollampe utstyrt med en USB -lader. Den bruker litiumceller som gjenbrukes fra en gammel eller skadet bærbar datamaskin. Dette systemet, med en dag med sollys, kan lade en smarttelefon fullstendig og ha 4 timers lys. Denne teknologien er blitt dokumentert under en mellomlanding av "Nomade des Mers" -ekspedisjonen på øya Luzong i den nordlige delen av Filippinene. Foreningen Liter of Light har allerede installert dette systemet siden 6 år i fjerntliggende landsbyer som ikke har tilgang til elektrisitet. De organiserer også opplæring for landsbyboerne for å lære dem å fikse sollampen (allerede 500 000 lamper installert).

Den originale opplæringen, og mange andre for å bygge lavteknologi, er tilgjengelig på Low-tech Labs nettsted.

Litium er en naturressurs hvis aksjer i økende grad brukes til elektriske biler, telefoner og datamaskiner. Denne ressursen blir gradvis tømt over tid. Den økte bruken i batteriproduksjon skyldes hovedsakelig evnen til å lagre mer energi enn nikkel og kadmium. Utskiftingen av elektrisk og elektronisk utstyr akselererer, og det blir en stadig viktigere kilde til avfall (DEEE: Avfall elektrisk og elektronisk utstyr). Frankrike produserer for tiden 14 til 24 kg elektronisk avfall per innbygger og år. Denne raten øker med omtrent 4% per år. I 2009 har bare 32% av unge franskmenn mellom 18 og 34 år en gang resirkulert elektronisk avfall. Samme år 2009, ifølge Eco-systèmes, ble det fra januar til september 2009 unngått 113 000 tonn CO2 gjennom resirkulering av 193 000 tonn DEEE, en av de fire miljøorganisasjonene i DEEE-sektoren.

Dette avfallet har imidlertid et stort resirkuleringspotensial. Spesielt litium som er tilstede i cellene i datamaskinbatterier. Når et datamaskinbatteri svikter, er en eller flere celler defekte, men noen forblir i god stand og kan gjenbrukes. Fra disse cellene er det mulig å lage et eget batteri, som kan brukes til å drive en elektrisk drill, lade telefonen eller kobles til et solcellepanel for å betjene en lampe. Ved å kombinere flere celler er det også mulig å danne større enhetslagringsbatterier.

Trinn 1: Verktøy og rekvisita

Rekvisita

• Brukt bærbart batteri
• Solcellepanel 5V-6V / 1-3W Lade- og utladningsregulator (eks: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino batterilader TP4056)
• DC/DC spenningsomformer DC/DC booster MT3608 (elektrisk komponent som vil transformere 3,7 V på batteriene til 5 V)
• LED -lampe med høy effekt (f.eks. LED -boutons 3W)
• Bryter (for å åpne kretsen og kutte lyset)
• Elektrisk tape
• Eske

Verktøy

For ekstraksjon av celler:

• Hansker (for å unngå å kutte med plasten på datamaskinbatteriet eller med nikkelbåndene som forbinder cellene)
• Hammer
• Meisel
• Skjære tang

For å bygge lampen selv:

• Limpistol (og limpinner)
• Varmepistol eller liten lommelykt
• Tresag
• Skrutrekker

Trinn 2: Hvordan fungerer det?

Denne opplæringen viser hvordan du gjenoppretter dataceller for å lage et nytt batteri. Drevet av et solcellepanel eller en USB -port, lar deg tenne en LED -lampe.

Systemet fungerer rundt tre moduler:

• energimottaksmodulen: solcellepanelet og ladestyringen
• energilagringsmodulen: batteriet
• modulen som gir tilbake energien: LED -lampen og dens spenningsregulator

Energimottaksmodul: Fotovoltaisk panel og ladekontroller

Det fotovoltaiske panelet konsentrerer solens energi. Den lar deg gjenvinne energien for å lagre den i batteriet. Men vær forsiktig, mengden energi som mottas av panelet er uregelmessig avhengig av tid på dagen, været … det er viktig å installere en lade/utladningsregulator mellom panelet og batteriet. Dette skal blant annet beskyttes mot overbelastning.

Energilagringsmodul: batteriet

Den består av to litiumceller som er hentet fra en datamaskin. For å si det i et nøtteskall, er et batteri litt som en eske som inneholder flere batterier: hver av dem er en celle, en enhet som leverer strøm til enheten ved elektrokjemisk reaksjon.

Cellene som finnes i datamaskiner er litiumceller. De har alle samme kapasitet til å lagre energi, men deres evne til å gjøre det er forskjellig for hver. For å danne et batteri fra celler er det viktig at de alle har samme evne til å levere energi. Det er derfor nødvendig å måle kapasiteten til hver celle for å komponere homogene batterier.

Modul som gir energi: LED -lampen, 5V USB -porten og dens spenningsomformer

Batteriet vårt gir oss 3,7V strøm og LED -lampene vi brukte, opererer med samme spenning. I tillegg gir USB -portene en spenning på 5V. Vi må derfor transformere celleenergien fra 3,7V til 5V: ved hjelp av en spenningsomformer kalt DC/DC booster

Trinn 3: Produksjonsfaser

Her er forskjellige trinn som er nødvendige for å bygge lampen:

1. Fjerne cellene fra datamaskinbatteriet
2. Mål spenning av celler
3. Realisering av de 3 modulene (solcellepanel + ladningsregulator batteri LED -lys + laderegulator)
4. Koble sammen de 3 modulene
5. Å bygge en boks
6. Integrering av moduler i esken

Trinn 4: Fjerne cellene fra datamaskinbatteriet

For denne delen foreslår vi at du ser på følgende opplæring: Resirkulering av batterier.

1. Ta på hansker for å beskytte hendene
2. Sett på plass batteriet, og åpne det med en hammer og meisel
3. Isolere hver cellene ved å fjerne alle andre deler (som vist på bildet).

Trinn 5: Mål spenning av celler og terakapasitet

Mål spenning:

Vi starter med å måle spenningen til hver celle for å kontrollere om de fungerer som de skal. Alle celler som har en spenning lavere enn 3V vil ikke kunne brukes i dette prosjektet og bør resirkuleres.

Ved hjelp av et multimeter, i DC -modus, måler du alle cellene og sjekker den som er brukbar for prosjektet.

Vær forsiktig: Hvis datamaskinbatteriet ser ut til å ha væske på utsiden, må du ikke åpne esken. Litium er skadelig i høy dose.

Mål kapasitet:

For å måle kapasiteten til en celle, må vi lade den maksimalt og deretter tømme den. Disse cellene er litiumbaserte og trenger et spesifikt ladnings- og utladningssystem. Vanligvis er maksimal ladning 4, 2 V og minimum er 3V. Å gå over disse grensene vil skade cellen.

1. Bruk en PowerBank: den lar deg lade mange celler samtidig med en USB -port.
2. Lad cellene og vent til ladingen er fullført (alt lyset skal være på), det vil være gjort om 24 timer. (bilde)

3. Cellene vil bli ladet maksimalt (4, 2V), nå må vi tømme dem. Du bør bruke en Imax B6: et verktøy som lar deg tømme cellene og kontrollere kapasiteten. Slik bruker du verktøyet:

   1. spenningen: den vil spørre deg hvilken type celler du vil sjekke, du bør velge litium. Det vil automatisk regulere utladningen ved minimum 3V.
   2. intensiteten: sett til 1A for å få en rask og sikker utladning. I denne tilstanden bør utslippet ta mellom 1 time og 1 time og en halv.
   3. Koble magneten til krokodilleklipsene, og koble deretter til cellen, magneten hjelper til med å la strømmen passere gjennom Imax B6 til cellene. (bilde)
   4. Slipp ut cellene til de er helt tomme.
   5. Legg merke til kapasiteten på cellen. Jo høyere jo bedre.
   6. Sorter cellene dine etter kapasitet: 1800 mA.

Bemerkning: Det er viktig å gjøre homogene batterier, med celler som har lignende kapasitet

Trinn 6: Realisering av de tre forskjellige modulene

Modul 1: Solcellepanel og laderegulator

• Bruk en svart og en rød ledning, bruk en tang for å stripe ledningene.
• Lodd den røde ledningen på den positive siden av panelet og den svarte på den negative siden.
• Laderegulatoren har 2 innganger: IN- og IN+ (som er angitt på komponenten): Sveis den røde ledningen (positiv) med IN+ -inngangen på ladningsregulatoren og den svarte ledningen (negative) med IN-inngangen (bilde 5).

Modul 2: Batteri

Sett litiumcellen inn i batteriholderen

Modul 3: LED / USB -omformer

Spenningsomformeren DC / DC har to innganger og to utganger: Innganger: VIN + og VIN - / Utganger: OUT + og OUT -. Lysdioden har to inngangskabler: en positiv og en negativ.

• Ta to ledninger (rød og svart).
• Sveis den røde ledningen med VIN+ -inngangen på spenningsomformeren og den svarte ledningen med VIN-inngangen.
• Forsiktig: Ledningens polaritet er ikke angitt på LED -en. For å identifisere det, bruk et ohmmeter. Ledningen er positiv når den viser en nullverdi. Når den viser en høyere verdi, er ledningen negativ.
• Sveis den positive LED-ledningen til OUT+ -utgangen til spenningsomformeren og den negative LED-ledningen til OUT-utgangen. (bilde)

Trinn 7: Tilkobling av de tre modulene

Laderegulatoren har 2 innganger: IN- og IN+ (som er angitt på komponenten).

1. Sveis den røde ledningen til solpanelet (positiv) til IN+ -inngangen på ladningsregulatoren og den svarte ledningen (negative) til IN-inngangen.
2. Laderegulatoren har 2 innganger: B- og B+ (som er angitt på komponenten). Sveis den røde ledningen til batteriholderen (positiv) til B+ -inngangen på ladningsregulatoren og den svarte ledningen (negative) til B-inngangen.
3. Sveis den røde ledningen (positiv) til USB/LED -omformermodulen til OUT+ -utgangen på ladningsregulatoren. Sveis den svarte ledningen (negativ) til OUT-utgangen. Merknad: Den elektriske kretsen er nå stengt og lyset tennes.
4. Kutt den positive ledningen som kobler regulatoren til omformeren for å åpne kretsen og sveise bryteren i serie. Den vil bli brukt til å åpne og lukke kretsen.

Trinn 8: Bygg saken - versjon 1

Versjon 1: Tupperware

Dette designet stammer fra Open Green Energy, ikke nøl med å konsultere den originale opplæringen. Vi deler det fordi det virker veldig interessant. Imidlertid skal saken tilpasses vår krets, spesielt for USB -utgangen. Vi vil snart foreslå vår egen modell inspirert av dette designet.

Trinn 9: Bygg saken - versjon 2

Versjon 2: Storformet termoformet flaske

Denne modellen lar kretsene være helt vanntette, men krever spesifikt materiell:

• En 5L vannburk
• Kryssfinerplater (eller rått tre) mellom 1 og 2 cm tykke
• En kloss, minimum lengde 80cm, bredde mellom 3 og 5 cm

Bygg de to basene: Dette er lampens to ender, den øvre er vert for solcellepanelet på den ene siden og den elektriske kretsen på den andre. Den nedre enden brukes til å lukke lampen og tette den ugjennomtrengelig.

1. Klipp ut 2 brett på 15/13cm og 2 brett på 11/13cm.
2. Legg hvert lille brett over på et større, og vær oppmerksom på å plassere det i midten av det store brettet. Hvert par brett blir skrudd senere.

Bemerkning: For vanntetthet er det bedre å lakke platene på forhånd.

Bygg formen:

1. Klipp ut 4 porsjoner på ca 20 cm i klossen.
2. Plasser dem i hvert hjørne av et av de allerede kuttede små brettene (11/13cm) og skru hver klosseparti med brettet.
3. Plasser det andre lille brettet i den andre enden av de fire porsjonene og skru dem på samme måte. Resultatet er en kuboid av dimensjoner 11/13/20, som skal brukes til å termoforme plastflasken.

Termoforming av lampen envelopp:

1. Klipp ut bunnen av 5L flasken og sett den inn i formen vertikalt (20 cm siden av formen skal være parallell med siden av flasken).
2. Varm sakte med en termisk stripper på hver side av kuben. Avdriveren skal være omtrent 10 cm langt fra flasken. Hvis du ikke har en termisk stripper, er det mulig å bruke andre typer flammekilder (for eksempel en gaz -varmeapparat for eksempel).
3. Når flasken har samme form enn formen, fortsetter du å varme opp for å slette flaskemønstrene og strekke plasten ordentlig. Vær forsiktig så du ikke varmes for nær plasten eller for lenge på samme sted, ellers dannes det bobler på plastoverflaten.
4. La den formede flasken ligge på formen, skjær rent i nivå med formen den øvre delen av flasken, og kutt flasken igjen ca 17 cm under.
5. Når skjæringen er ferdig, skru av klossene på hver side av formen for å skille formen fra plasten.
6. I hver ende av den formede flasken brettes 1 cm brede tapper 90 ° mot innsiden. Hver kategori skal være faset på begge sider (slik som vist på bildet). Fanene glir mellom de to brettene (den store og den lille) på hver side av flasken, for å forbedre lampens tetning. For lett å brette tappene, spor en tynn linje med kutteren på innsiden av flasken og brett den med hånden.

Festing av solcellepanelet:

1. Plasser panelet på det større brettet, merk posisjonen til + og - utgangene på panelen og bor et hull på 5 mm i begge brettene. (Hvis en komponent allerede er på dette stedet, bør hullet flyttes).
2. Sett ledningene fra ladestyringen i disse hullene, og sveis dem til de tilsvarende utgangene på solcellepanelet.
3. For å feste panelet er det ideelle å bruke et tynt lag stoff klistret på brettet og lime panelet på stoffet (for eksempel med sterkt lim).
4. For lampefoten, gjenta den samme operasjonen i den andre enden av plasten.
5. Legg det lille brettet på innsiden av konvolutten og skru det til det større brettet, med de 4 plastflikene mellom de to brettene.
6. For å sikre at USB -pluggen forsegles, kan du stifte et lite stykke sykkelrør.

Ikke nøl med å legge ut spørsmål eller forbedringer du tenker på. Og ikke glem å dele lampen din når du har gjort det, med #solarlamp #lowtechlab!