Chargez à l'énergie solaire une torche à 9 LED bon marché : 14 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Il y a un certain heureux hasard dans ce projet et le premier exemple en est la découverte que le support de batterie d'une torche bon marché largement vendue reposera bien dans un boîtier de batterie de taille D. Cela permet de fabriquer à moindre coût un chargeur solaire très compact.

L'image composite ci-dessus montre la torche omniprésente sur la droite. Sur la gauche de l'image, nous voyons l'arrière de notre chargeur avec l'unité de batterie torche nichée dans un boîtier de batterie de taille D. Au milieu, nous voyons la vue de face du chargeur et de la cellule solaire au silicium 6 volts 100 milliampères.

Il y a quelques mises en garde dont il faut être conscient et même si vous ne voulez pas construire ce projet, les utilisateurs de ce type de torche pourraient vouloir lire la section "Rien n'est jamais aussi simple" à la fin de l'article.

Étape 1: Vous aurez besoin

Tu auras besoin de:

Une torche à neuf LED en aluminium. Vendu largement sur internet.

Un boîtier de batterie de taille D.

Un panneau solaire 6 Volts 100mA.

Tampons adhésifs double face.

(Disponible sur Internet sur eBay, Amazon, etc. J'ai reçu le mien de CPS Solar--www.cpssolar.co.uk)

Une diode de redressement. Une tension nominale totalement non critique et basse suffira - j'ai utilisé IN4001

3 résistances de 10 Ohm. Il n'est pas essentiel de les inclure mais utile - voir le texte.

Du ruban PVC rouge sera utile - voir le texte.

Trois piles nickel/hydrure métallique rechargeables AAA (voir texte.)

Outils électroniques de base comme une paire de cutters et une pince à bec étroit. Vous aurez besoin de faire quelques joints soudés.

Dans le sens horaire à partir du haut à gauche, l'image ci-dessus montre la torche, le boîtier de la batterie, les plots double face avec le redresseur et trois résistances en haut et, enfin, le panneau solaire.

Étape 2: préparer le panneau solaire 1

Une fois reçu, mon panneau solaire avait des fils attachés. Ceux-ci doivent être enlevés avec un fer à souder. Si votre panneau n'a pas de fils connectés, ignorez cette étape.

Étape 3: préparer le panneau solaire 2

Le panneau doit avoir la polarité des connexions marquée '+' et '-' et cela peut être vu dans l'image ci-dessus. L'image montre également comment l'extrémité positive a eu des carrés rouges de ruban PVC ajoutés pour améliorer l'étiquetage de l'extrémité positive.

Étape 4: préparer le boîtier de batterie

Nous devons maintenant préparer le boîtier de la batterie pour l'adhésion au panneau solaire. Abrasez doucement l'arrière du boîtier de la batterie avec du papier de verre ou similaire, cela est nécessaire car le boîtier de la batterie est fabriqué à partir d'un matériau de type polyéthylène résistant à la plupart des colles courantes, mais les tampons adhésifs double face semblent fonctionner. Maintenant, couvrez complètement l'arrière du boîtier de la batterie avec des tampons adhésifs double face et coupez tout excès avec des ciseaux pointus.

Étape 5: Collez le boîtier de batterie sur la cellule solaire

Retirez le papier protecteur des tampons adhésifs double face et offrez le boîtier de batterie au panneau solaire avec l'extrémité positive du boîtier à l'extrémité positive du chargeur solaire, l'extrémité positive du boîtier de batterie est marquée dans le moulage et le l'extrémité négative est celle avec le ressort bouclé. Une fois que vous êtes totalement sûr de l'orientation, appuyez fermement sur le boîtier de la batterie sur le panneau solaire. Ceci est bien montré dans l'image ci-dessus - vous devez le faire dans le bon sens car une fois que vous avez collé la boîte, ce sera un travail très salissant pour le défaire!

Étape 6: Ajouter le redresseur et les résistances--1

Tout d'abord, nous considérons un schéma de circuit de l'assemblage final comme indiqué dans l'image ci-dessus. Le panneau solaire génère de l'énergie qui alimente les trois piles rechargeables via une diode de redressement. Les trois résistances (optionnelles) de 10 Ohm câblées en parallèle complètent le circuit.

La diode est nécessaire pour empêcher les batteries de se décharger lentement à travers la cellule solaire lorsqu'elles ne sont pas allumées.

Les trois résistances en option sont utiles car pendant la charge, le courant qui les traverse génère une petite tension qui peut être mesurée avec un voltmètre sensible permettant de surveiller le courant de charge. Les trois résistances de 10 Ohm en parallèle donnent une résistance combinée de 3,3 Ohms et si, par exemple, nous mesurons une tension de 0,1 à leurs bornes alors la loi d'Ohm, I = V/R, montre que le courant passant est de 0,1/3,3 = 0,03 Ampères.

Étape 7: Ajouter le redresseur et les résistances--2

Connectez maintenant la diode de redressement entre la connexion positive du panneau solaire et l'extrémité positive du boîtier de batterie en soudant comme indiqué sur le côté gauche de l'image supérieure dans le graphique composite ci-dessus. De même, soudez les trois résistances en parallèle entre l'extrémité négative du boîtier de la batterie et le côté moins du panneau solaire. Cela peut être vu sur le côté droit de l'image supérieure ci-dessus. Les deux connexions sont entourées de rouge et sont mieux visibles sur les deux images du bas.

Si vous ne voulez pas d'installation de mesure de courant, connectez simplement un morceau de fil entre l'extrémité négative du boîtier de la batterie et le côté négatif du panneau solaire.

Étape 8: Piles-1

L'image ci-dessus montre les composants de notre torche avec le support de batterie prêt à être chargé avec des batteries.

Étape 9: Piles-2

L'image ci-dessus montre quatre batteries nickel/hydrure métallique achetées dans notre magasin de livres local à deux par livre. Un tel bas prix a un coût - ils ont une capacité de seulement 350 mA/heures, mais cela suffira pour le travail au chalumeau. Quoi que vous utilisiez, essayez de vous assurer qu'ils sont aussi similaires que possible les uns aux autres et idéalement du même lot que dans ce cas.

Étape 10: Familiarisez-vous avec le support de batterie

L'image composite ci-dessus montre les deux extrémités du support de batterie. L'extrémité positive a un point pour la connexion et l'extrémité négative a une fossette. Notez que la polarité est marquée sur le métal - ignorez les avantages et les inconvénients moulés dans le plastique - ceux-ci se réfèrent à la polarité de la batterie à ce point dans le berceau.

Étape 11: ajoutez vos batteries

Insérez vos trois piles rechargeables normalement avec l'extrémité négative de la batterie contre le ressort bouclé dans chaque cas.

La prochaine étape est importante. Il est facile de mettre le berceau avec ses batteries dans la torche ou dans le chargeur à l'envers car l'ensemble est presque parfaitement symétrique. Si vous placez l'unité dans la torche dans le mauvais sens, cela n'a pas d'importance car la torche ne fonctionne tout simplement pas (les LED sont des diodes.) MAIS si vous placez l'unité dans le chargeur dans le mauvais sens, vous chargez le piles dans le mauvais sens ! Ainsi, en utilisant les informations de l'étape précédente, réduisez le risque d'erreurs en marquant l'extrémité positive avec un morceau de ruban PVC rouge, comme indiqué dans l'image ci-dessus. Lors de l'utilisation, assurez-vous que l'extrémité rouge du socle correspond aux carrés rouges sur le chargeur.

Étape 12: Insérez les batteries Cradle Plus dans le chargeur

Le support de batterie peut maintenant être inséré dans le chargeur. Appuyez sur l'extrémité négative de l'unité de batterie contre le ressort bouclé du boîtier de batterie et localisez le point positif contre la connexion positive. Vous constaterez que le berceau de la batterie s'accrochera à l'intérieur du boîtier de la batterie de manière assez positive et qu'il faut une force assez importante pour le déplacer.

Ceci est bien montré dans l'image ci-dessus.

Le chargeur est maintenant prêt à être utilisé.

Étape 13: Déployez votre chargeur

La façon dont vous utilisez votre chargeur dépend de votre situation. L'image ci-dessus montre l'unité calée avec un ornement contre une fenêtre dans notre véranda, mais vous pouvez ajouter une boucle et l'accrocher dans une fenêtre ou à l'extérieur dans des conditions suffisamment sèches.

Le taux de charge dépendra beaucoup de vos conditions locales. Ici, dans le sud-ouest du Royaume-Uni, par exemple, en cas de couverture nuageuse totale et de pluie en mars, la cellule solaire ne produit que quatre volts environ, ce qui est insuffisant pour produire du courant, alors qu'un ensoleillement modeste donne un taux de charge d'environ trente milliampères. La durée pendant laquelle vous laissez votre unité en charge variera donc. La capacité des cellules qui peut aller jusqu'à 800 milliampères/heure est également importante, ce qui peut prendre d'un jour à plusieurs jours. Une charge complète peut être indiquée par une tension d'environ 4,1 volts entre les trois cellules.

Étape 14: Rien n'est jamais aussi simple

La vidéo ci-dessus publiée sur YouTube par « themetalwithin » donne à réfléchir. La sagesse conventionnelle est qu'une LED doit avoir une résistance en série avec elle et la source d'alimentation pour limiter le courant à travers les LED et très probablement à 20 mA par LED. Incroyablement, ces torches bon marché n'ont AUCUNE résistance de limitation de courant en série et il est possible de détériorer les LED, en particulier si des batteries capables de fournir un courant élevé sont utilisées. Si vous utilisez des piles au lithium AAA et qu'elles sont disponibles, votre torche peut avoir une durée de vie très brillante mais courte et cela s'appliquera probablement aux piles alcalines hautes performances fraîches. Ceux qui ne construisent pas ce projet pourraient être mieux avisés d'utiliser des cellules au chlorure de zinc et d'accepter un rendement lumineux inférieur mais une durée de vie plus longue de la torche.

Le hasard peut s'appliquer ici encore car cet article est basé sur des cellules nickel/hydrure métallique qui fonctionnent à environ 1,2 volts et qui seront plus douces avec la torche, mais cela dit, je mesure une consommation de 0,45 ampères, ce qui correspond à environ 50 mA par LED. et qui semblerait un peu excessif. Néanmoins, je n'ai eu aucun problème avec la dégradation des LED pendant l'utilisation, donc peut-être que les LED utilisées dans ces torches ont des cotes plus élevées et les fabricants de torches savent quelque chose que je ne sais pas - si vous regardez autour de vous, vous pouvez certainement trouver des LED individuelles évaluées à 100 mA. Le contributeur 'themetalwithin' a fait fonctionner ses torches pendant de longues périodes, alors gardez cela à l'esprit.