ساخت شارژر خورشیدی موبایل

وسایل الکترونیکی مانند تلفن همراه و آیپاد زندگی ما را بسیار راحت تر کرده اند. ولی همه این وسایل یک ایراد اساسی دارند و آن نیاز به شارژ شدن در بازه های زمانی مشخص است که این موضوع زمانی که ما در سفر هستیم و یا به برق دسترسی نداریم مشکل بزرگی را ایجاد می کند. از طرفی استفاده از انرژی های تجدید پذیر به عنوان سوخت نسل آینده برای همه نیاز های برقی یاد می شود. بنابراین در این پروژه قصد داریم باهم نحوه ساخت شارژر خورشیدی شخصی برای خودمان را بیاموزیم و نحوه کارکرد آن را نیز ببینیم.

قطعات مورد نیاز شارژر خورشیدی :

صفحه خورشیدی 5.5 ولت 245 میلی آمپر (سه عدد)

ماژول مبدل افزاینده ولتاژ دی سی به دی سی 5 ولتی

کلید

چسب کاغذی

سیم

وسایل لحیم کاری

توضیح نحوه کارکرد مدار شارژر خورشیدی

هدف و قاعده اصلی این پروژه این است که انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنیم. برای دستیابی به این هدف، ما فقط به یک صفحه خورشیدی نیاز داریم؛ اما انواع مختلف و زیادی از این صفحه ها وجود داشته و انتخاب درست کار سختی است. مونو کریستالین، پلی کریستالین و آمورفی از انواع این صفحه ها هستند که در این پروژه به خصوص ما از نوع مونو کریستالین، به دلیل در دسترس تر بودن و قیمت کمتر نسبت به دو نوع دیگر استفاده خواهیم کرد.

برای اینکه بتوانیم ولتاژ و جریانی که می خواهیم از صفحه های خود دریافت کنیم را مشخص کنیم باید به جریان و ولتاژی که قرار است به مصرف کننده بدهیم دقت کنیم. حال در رابطه با کاربرد و نیاز ما ولتاژی حدود 5 ولت و جریانی در اندازه 1 آمپر برای ما کافی خواهد بود تا بتوانیم با حداکثر بازده به هدف خود برسیم. اما با توجه به اینکه تامین جریان 1 آمپری در ولتاژ 5 ولت با استفاده از صفحه های خورشیدی باعث بزرگ شدن اندازه پروژه ما و همچنین هزینه بالا آن می شود، تصمیم گرفتیم که سیستم خود را با یک بازده کمی بیش از 70 درصد طراحی کنیم. به همین دلیل صفحه های خورشیدی 5.5 ولتی با جریان 245 میلی آمپر را انتخاب کرده ایم. ما از سه عدد از این صفحه ها که به صورت موازی به یک دیگر متصل شده اند استفاده می کنیم، چرا که می دانیم اتصال موازی قطعات الکترونیکی سبب ثابت ماندن ولتاژ و جمع شدن جریان ها می شود. در نتیجه ولتاژ و جریان نهایی سه ماژول ما در نهایت برابر 5.5 ولت و 735 میلی آمپر خواهد بود (245 + 245 + 245). مشخصات یک پنل تکی در جدول زیر آمده است:

مشخصات صفحه خورشیدی
نوع	مونو کریستالین
ولتاژ خروجی	5.5 ولت
جریان خروجی	245 میلی آمپر
توان نامی	1.2 وات
ابعاد	130 میلی متر * 64 میلی متر * 2.5 میلی متر

البته نکته ای که همه ما می دانیم این است که ولتاژ و جریانی که از صفحه های خورشیدی دریافت می کنیم کاملا وابسته به شدت نوری است که بر روی این صفحه ها می تابد و این موضوع باعث می شود که دائما نتوانیم ولتاژ 5.5 ولت و جریان 245 میلی آمپری را دریافت کنیم. بنابراین نیاز به چیزی داریم که بتوانیم با آن بدون توجه به شدت تابش نور خورشید ولتاژ را در 5 ولت ثابت نگه داریم. در اینجا برای مسئله ای که ذکر شد از ماژول مبدل افزاینده ولتاژ دی سی به دی سی 5 ولتی که مستقیما توان تولیدی را تحویل تلفن همراه ما می دهد و بالاتر به آن اشاره کردیم استفاده می کنیم. جزئیات ماژول مبدل افزاینده را در جدول زیر می توانید مشاهده کنید:

جزئیات مبدل افزاینده DC به DC
نوع	مبدل افزاینده
ولتاژ خروجی	5.1 تا 5.2 ولت
ولتاژ ورودی (ناحیه عملکرد)	2.7 تا 5 ولت
جریان خروجی	حداکثر 1.5 آمپر
بازده	96 درصد
رگولاسیون بار	1 درصد

دیاگرام مداری:

همانگونه که در دیاگرام مداری بالا مشاهده می کنید کافی است سیم هایی که به صفحه های خورشیدی لحیم کرده ایم را به صورت موازی به یک دیگر متصل کرده و ماژول مبدل افزاینده ولتاژ را با استفاده از یک کلید به صفحه ها متصل کنیم. حال کافی است با یک سیم شارژر یک سر سیم را به پورت USB ماژول متصل کرده و سر دیگر را به تلفن همراه خود. با تابش نور خورشید بر روی صفحه ها تلفن شما آغاز به شارژ شدن خواهد کرد. چنانچه علاقمند به ساخت مدارها و ربات های حرفه ای هستید میتوانید در کلاس های آموزش رباتیک صنایع آموزشی چالیک شرکت کنید.

تست کردن شارژر خورشیدی تلفن همراه:

عملکرد این شارژر وابسته به این است که چه میزان جریانی را می تواند به ما برای شارژ مردن تلفن همراهمان تحویل دهد. این موضوع در شارژ موبایلمان در سریع ترین زمان ممکن کمک شایانی خواهد کرد. برای اطلاع از این میزان جریان دریافتی از یک نرم افزار اندرویدی با نام Ampere که قابل دانلود از فروشگاه پلی است استفاده کرده ایم. این برنامه به ما اطلاع می دهد که چه میزان جریانی توسط باتری برای شارژ شدن کشیده می شود. ما ابتدا با استفاده از یک شارژر معمولی متوجه شدیم که تلفن همراه ما به 1000 میلی آمپر برای شارژ شدن نیاز دارد که جزئیات آن را در اسکرین شات زیر می توانید ببینید:

جریان دریافتی تلفن همراه — جریان دریافتی از طریق شارژر اصلی

بعد از آن تلفن همراهمان را به شارژر خورشیدی متصل کردیم و جریان تحویلی با استفاده از نرم افزار در حدود 700 میلی آمپر اندازه گیری شد که این رقم بسیار نزدیک به رقم مورد نیاز تلفن برای شارژ شدن است و این باعث می شود شما بتوانیم تلفن همراه خود را با سرعت قابل قبولی شارژ کنید، حتی اگر از طریق انرژی خورشیدی باشد.