مصدر طاقة قابل للتعديل: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

يدور هذا الدليل حول كيفية إنشاء مصدر طاقة بإخراج قابل للتعديل ويمكن تشغيله بمصادر مختلفة ، كل ما تحتاجه هو المعرفة في مجال الإلكترونيات.

إذا كان لديك أي أسئلة أو مشاكل يمكنك الاتصال بي على بريدي الإلكتروني: [email protected] فلنبدأ

المكونات المقدمة من DFRobot

الخطوة 1: المواد

يمكن شراء جميع المواد اللازمة لهذا المشروع تقريبًا من المتجر الإلكتروني: DFRobot بالنسبة لهذا المشروع ، سنحتاج إلى:

- لوحة شمسية 9 فولت

- مدير الطاقة الشمسية

-DC-DC محول دفعة

-شاحن ليبو بالطاقة الشمسية

-مقياس الجهد LED

-أسلاك

-حافظة صندوق تقاطع كهربائي مختومة من البلاستيك على السطح

-3.7 فولت بطارية ليثيوم أيون

موصلات مختلفة

-SPST التبديل 4x

- ملزمة طرفية باللون الأحمر والأسود مقاس 4 مم

الخطوة 2: الوحدات

بالنسبة لهذا المشروع ، استخدمت ثلاث وحدات مختلفة.

مدير الطاقة الشمسية

هذا النموذج مفيد للغاية لأنه يمكن تشغيله بمصادر مختلفة. لذلك يمكن استخدامه في العديد من المشاريع.

يمكن تزويده بلوحة شمسية 7-30V ، بطارية 3.7 Li-ion أو بكابل USB.

لديها أربعة نواتج مختلفة. من 3.3 فولت إلى 12 فولت ، مع مخرج USB 5 فولت وعلى مخرج واحد يمكنك اختيار الجهد 9 فولت أو 12 فولت.

تحديد:

• جهد إدخال الطاقة الشمسية: 7V ~ 30V مدخلات البطارية
• مدخلات البطارية: بطارية ليثيوم بوليمر أحادية الخلية 3.7 فولت / بطارية ليثيوم أيون

• مصدر طاقة منظم:

  • OUT1 = 5V 1.5A ؛
  • OUT2 = 3.3V 1A ؛
  • الإخراج 3 = 9 فولت / 12 فولت 0.5 أمبير

محول دفعة DC-DC

أيضًا وحدة مفيدة جدًا إذا كنت تريد توفير مصدر طاقة متغير بسرعة. يتم تنظيم الجهد باستخدام ماكينة تشذيب 2Mohm.

تحديد:

• جهد الإدخال: 3.7-34 فولت
• جهد الخرج: 3.7-34 فولت
• أقصى تيار الإدخال: 3 أمبير
• الطاقة: 15 واط

شاحن ليبو بالطاقة الشمسية

مصممة للشحن ، مع حماية قطبية عكسية للإدخال. يحتوي على عدد 2 من مصابيح LED لإشارة الشحن.

تحديد:

• جهد الإدخال: 4.4 ~ 6 فولت
• الشحن الحالي: 500mA كحد أقصى
• شحن قطع التيار الكهربائي: 4.2 فولت
• البطارية المطلوبة: بطارية ليثيوم 3.7 فولت

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن هذه الوحدات ، يمكنك زيارة: DFRobot Product Wiki

الخطوة 3: مبيت مزود الطاقة

بالنسبة للإسكان ، استخدمت علبة صندوق تقاطع كهربائية مختومة من البلاستيك مثبتة على السطح.

أولاً ، قمت بترتيب كل مكون حتى عرفت كل الأبعاد. حدقت في الرسم على صندوق التوصيل حتى رأيت كيف سيبدو كل شيء. عندما كنت سعيدًا بالتصميم ، بدأت في عمل ثقوب للمكونات.

لقد استخدمت 2 متر جهد LED لعرض الجهد. أحدهما يعرض خرجًا قابلاً للتعديل والآخر يعرض خرج 9 فولت / 12 فولت ، بحيث تعرف الجهد الذي اخترته. تعد مقاييس الجهد LED هذه مفيدة للغاية لأنك تقوم فقط بتوصيلها بمصدر الجهد وهذا كل شيء. الميزة السيئة فقط هي أنه لا يظهر الجهد تحت 2.8 فولت.

لقد استخدمت ربطًا طرفيًا مقاس 4 مم حتى تتمكن من توصيل الحمل بمصدر الطاقة. يحتوي مصدر الطاقة هذا على 3 مخرجات جهد (9 فولت / 12 فولت ، 5 فولت ومخرج قابل للتعديل).

لقد أضفت أيضًا مخرجي USB بحيث يمكنك توصيل Arduino أو بعض الأجهزة الأخرى مباشرة. يمكن استخدامه أيضًا لشحن الهاتف. يستخدم الإخراج الأخير لشحن البطارية (Li-po ، Li-ion حتى 4V.). لذلك استخدمت شاحن البطارية الشمسية.

الخطوة 4: التوريدات

يمكن تزويد مصدر الطاقة هذا بمصادر طاقة مختلفة.

1. DC جاك ذكر

يمكن أن يتم تشغيله بكابل DC جاك. يوصى بهذا الإمداد إذا كنت تريد مصادر الطاقة التي تحتاج إلى مزيد من الطاقة. يوفر هذا التزويد أيضًا أكبر قدر من الاستقرار للمخرجات ، وهذا يعني أنه عند توصيل المستهلك الكهربائي بالمخرجات ، فإن جهد الخرج لا ينخفض كثيرًا.

2. 3.7V بطارية

يمكنك استخدام بطارية ليثيوم بوليمر أحادية الخلية 3.7 فولت أو بطارية ليثيوم أيون. في حالتي ، استخدمت بطارية Li-ion 3.8 فولت من هاتفي المحمول القديم. يمكن إمدادها بالكامل بهذه البطارية فقط ، ولكن بعد ذلك يكون لها بعض القيود على جهد الخرج والتيار.

كفاءة إمداد الطاقة المنظمة (3.7 فولت بطارية IN)

• الناتج 1: تحميل 86٪ @ 50٪
• الناتج 2: تحميل 92٪ @ 50٪
• الإخراج 3 (9 فولت خارج): 89٪ @ 50٪ تحميل

هذا الاحتمال جيد جدًا عندما تعمل في مكان لا توجد فيه كهرباء.

3. لوحة للطاقة الشمسية

بالنسبة للخيار الثالث ، اخترت مصدر الطاقة الشمسية. يمكن تشغيله بلوحة شمسية 7V-30V.

في حالتي ، استخدمت لوحة شمسية 9 فولت تنتج 220 مللي أمبير. للوهلة الأولى ، بدا أنه سيكون قادرًا على تشغيل مصدر الطاقة هذا. ولكن عندما بدأت في اختبار هذا المشروع باستخدام الألواح الشمسية ، تم إيقاف تشغيل شيء ما لأن الألواح الشمسية لم تكن قادرة على توفير طاقة كافية لتزويد كل شيء. عندما يضيء بالكامل ينتج حوالي 10 فولت وحوالي 2.2 واط.

ثم حدقت في تعويضها بإمدادات أخرى. لقد جمعت بطارية 3.7 فولت ولوحة شمسية. أثناء الاختبار ، أظهر أن البطارية واللوحة الشمسية معًا قادرة على تشغيل مصدر الطاقة هذا.

لذلك لتزويدك بهذا ستحتاج إلى لوحة شمسية قادرة على إنتاج المزيد من الطاقة.

على سبيل المثال:

كفاءة شحن الطاقة الشمسية (18V SOLAR IN) ： 78٪ @ 1A

إذا قمت بتزويدها بلوحة شمسية 18 فولت ، فسيكون تيار الشحن حوالي 780 مللي أمبير.

الخطوة 5: تعديل الوحدات

بالنسبة لهذا المشروع ، كان علي إجراء بعض التعديلات على الوحدات. تم إجراء جميع التعديلات لجعل استخدام مزود الطاقة هذا أسهل.

أولاً قمت بتعديل وحدة مدير الطاقة الشمسية. لقد قمت بإزالة مفتاح smd الأصلي واستبدله بمفتاح رمي مزدوج أحادي القطب 3pin. هذا يجعل التبديل بين 9 فولت و 12 فولت أكثر بساطة وهو أيضًا أفضل لأنه يمكنك تركيب المفتاح على السكن. يمكن أيضًا عرض هذا التعديل على الصورة. يحتوي نموذج مدير الطاقة على خيار تبديل مخرجات التشغيل / الإيقاف. لقد قمت بتوصيل هذه المسامير بمفاتيح SPST حتى تتمكن من إدارة المخرجات

تم إجراء التعديل الثاني على شاحن البطارية. لقد قمت بإزالة مصابيح SMD LED الأصلية واستبدلتها بمؤشر LED أحمر وأخضر عادي.

الخطوة 6: الاختبار

عندما قمت بتوصيل كل شيء معًا ، كان علي إجراء اختبار إذا كان كل شيء يعمل كما خططت.

لاختبار جهد الخرج ، استخدمت مقياس Vellemans المتعدد.

لقد قمت بقياس خرج 5 فولت. أولاً عندما تم تزويد مدير الطاقة ببطارية 3.7 فولت فقط ثم عندما تم تزويده بمحول 10 فولت. كان جهد الخرج هو نفسه في كلتا الحالتين ، ويرجع ذلك في الغالب إلى عدم تحميل الخرج.

ثم قمت بقياس إخراج 12V و 9V. لقد قارنت قيمة الجهد على مقياس Velleman متعدد ومقياس الجهد LED. كان الفرق بين قيمة المتر المتعدد وقيمة مقياس الجهد LED عند 9 فولت حوالي 0.03 فولت وفي 12 فولت كان حوالي 0.1 فولت. لذلك يمكننا القول أن مقياس الجهد LED هذا دقيق إلى حد كبير.

يمكن استخدام الإخراج القابل للتعديل لتشغيل مصابيح LED أو مراوح التيار المستمر أو شيء من هذا القبيل. لقد اختبرت ذلك بمضخة مياه 3.5 واط.