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Mbadika在2014年南非约翰内斯堡的Maker Faire Africa上展示了它的太阳能USB充电器。图片由Netia McCray提供

2015年11月20日

如何为手机和其他小型设备制作太阳能USB充电器

贡献:Netia麦克雷

两部分系列的第2部分。第一部分:如何构建太阳能电子电路

去年,我们的团队在Mbadika致力于帮助有抱负的年轻创新者和企业家学习产品设计和开发的基础知识。根据我们的经验,对硬件和电子产品的实际学习是让我们印象深刻的课程。我们在过去的一年里为年轻人开发了一套DIY (DIY)工具包,让他们获得使用电子设备和硬件的实际经验。

我们的首个DIY套件是太阳能USB充电器,向年轻人介绍电子原型和太阳能技术。

太阳能USB充电器

孩子们在Mbadika车间组装太阳能USB充电器。

我们花了几个月的时间在南非的年轻人中测试太阳能USB充电器,我们就是这样认识的EduGreen开始了我们的伙伴关系。在收到来自我们研讨会参与者的惊人反馈后,我们决定进一步开发我们的太阳能USB充电器套件,以便于今年晚些时候在南非推出。

以下是构建太阳能USB充电器的一步一步的指南,我们在2014年约翰内斯堡的Maker Faire非洲首次亮相。

材料

  • 0.5瓦太阳能电池板
  • 微型电路试验板
  • 直流到直流升压电路:0.9V到5V电路
  • 迷你滑动开关SPDT
  • 2xAA电池座
  • 充电电池
  • N914二极管
  • (6)跳线(建议长度125mm)
  • (2) 3mm led
  • 可选:实心线
太阳能USB充电器

这是Mbadika太阳能USB充电器组件的布局。

提示:带星号(*)的元件应通过将实芯导线焊接到电子元件的正极(阳极)和负极(阴极)导线上,以便与面包板一起使用。我们的太阳能USB充电器套件包括电子元件与跳线焊接和热粘合,而不是典型的实心线。

我们不建议使用跳线,尽管它很适合与面包板一起使用,因为如果烙铁接触到跳线的塑料组件,它会释放有毒的烟雾。

给你的太阳能电池板一个测试运行

我们将使用LED来测试我们的太阳能电池板。

一个基本的LED有两个引线,一个正极(阳极)和一个负极(阴极)。为了识别LED的正负引线,一条引线比另一条短。较长的引线是正极(阳极)引线,较短的引线是负极(阴极)引线。

太阳能USB充电器

图1所示。用于测试太阳能电池板的面包板布局。

将面包板放置在横向,如图1所示。

如果您的太阳能电池板还没有露出实心芯线末端,请通过焊接将实心芯线连接到太阳能电池板的正极和负极引线上,以便将太阳能电池板插入面包板电子电路中。

为了我们的套件的目的,我们使用带有电线连接组件的太阳能电池板。导线连接组件允许用户通过在相应的孔中插入跳线扩展太阳能电池板的正极和负极引线。

把你的太阳能电池板和LED引线放在面包板的孔中,如图2所示。如果你的LED灯亮,你的太阳能电池板正在工作。

步骤1:直流到直流USB升压电路

DC - DC USB升压电路将允许您通过增加直流电压从2.4V到5V来给USB供电的设备充电,这是为小型电子设备充电的理想选择,如基本智能手机,移动播放器和功能手机。

注意:一节AA电池为1.2V。因为我们的电路使用了2节AA电池,所以我们的电路电压是2.4V。

太阳能USB充电器

说明2

把你的直流到直流USB升压电路引线在面包板的孔如图2所示。

太阳能USB充电器

面包板布局与USB直流到直流升压电路。

如图所示,您的面包板布局应该相当简单。

提示:当在面包板中插入电子元件时,理想的做法是将电子元件的引线放在同一行。把你的电子元件放在同一行,将来可以方便地排除故障。

提示:如果你觉得舒服的话,你可以把你的电子元件排在任何一列或一排。但是,在下列插图中某一栏中所说明的电子元件引线必须位于电子电路工作所需的面包板的同一列和同一侧(中间镂空部分的下方或上方)。

USB充电器

迷你滑动开关设置与焊接跳线和热熔胶。

步骤2:交换机

迷你滑动开关是一个电子组件,可以让您控制当您的太阳能USB充电器设备是打开或关闭。

在识别中间引脚和结束引脚方面,这一步可能有点棘手。如图所示,中间引脚为迷你滑动开关的中间部件,端引脚为左引脚或右引脚。

USB充电器

说明3

一旦你有你的迷你幻灯片开关引脚和引线选择和准备好,把你的迷你幻灯片开关放在面包板上,如图3所示。

电路试验板

面包板布局与迷你滑动开关。

在这个阶段,你的面包板应该看起来像这张照片。

3 .电池支架

当您的太阳能电池板不能直接为USB供电的设备充电时,电池座将是太阳能电池板积累的电力的私人存储设施,以及备份电源。

USB充电器

图4所示。面包板布局的2xAA电池座。

如图4所示放置你的电池支架。
USB-12

现在你的面包板看起来应该像这样。

步骤4:N914二极管

N914二极管是一个信号二极管,是一个电子元件,防止电流在你的太阳能USB充电器电路旅行的反向或本质上不给你的电子设备充电。N914二极管是可识别的,因为它有一个红色的中心机构与一个细黑线在一端。

USB充电器

图5

放置N914二极管在你的面包板如图5所示。

USB充电器

图6所示。面包板布局与N914二极管。

确保N914二极管的负引脚(带有细黑线的电子组件的一端)与电池座和直流到直流USB升压电路的正引脚在同一列,如图所示。

现在,您已经为太阳能USB充电器构建的最后一步做好了准备。
USB-14

5 .太阳能电池板

如图6所示,将太阳能电池板放置在面包板上。

USB充电器

图7

再次检查电路。

确保您的电路与插图7中的面包板电路图相匹配,看起来与这里的图相似。

最后再检查一次电路。

USB-16

第六步:试驾你的太阳能USB充电器

把你的AA充电电池放在你的电池架里。

警告:如果您的电路开始冒烟或电路中的塑料元件开始熔化,请立即尽快从面包板上拆卸所有元件,如果可能的话,请从电池架上拆卸充电电池。

现在,滑动你的迷你滑动开关,DC - DC USB加速电路上的红色LED就会打开,瞧!

你已经准备好插入USB线并给你的小电子设备充电了。

太阳能充电器

我们的第一个太阳能USB充电器原型来到生活。

注意:太阳能USB充电器不能为苹果设备、装有大锂离子电池的智能手机或平板电脑供电。

USB充电器

Mbadika太阳能USB充电器用于移动设备亚克力和胶合板版本。

进一步措施

你可以为你的太阳能USB充电器做一个外壳,就像我们做的这些。

为了我们的青少年太阳能USB充电器套件,我们在麻省理工学院校园使用激光切割机,以切割由胶合板和丙烯酸制成的受乐高启发的外壳。如果你有一个激光切割机,你可以找到大量的开源激光切割文件(通常是Adobe Illustrator或Corel Draw文件)下载和使用创建有趣的外壳为你的太阳能USB充电器。然而,我们知道地球上的大多数人没有这样的设施,有其他的解决方案来展示你的新太阳能建筑。

我们最喜欢的是用小塑料储存容器或薄荷糖罐头制成的。Adafruit Industries的Ladyada也是麻省理工学院的校友,他开发了一款名为MintyBoost的薄荷糖锡封装USB充电器套件,在制造商社区中大受欢迎。如果你的太阳能电池板足够小,你可以把太阳能电池板连接在薄荷糖罐的外面充电,并在不使用时存储在罐中。

由于太阳能外壳将暴露在大量的阳光下,我们不建议使用硬纸板或纸为基础的产品作为您的太阳能外壳。

焊接

由于我们的太阳能USB充电器套件的重点是通过面包板介绍年轻人的电子原型,我们试图尽可能减少焊接。

如果你想通过焊接你的组件创建一个更永久的太阳能USB充电器,约书亚齐默尔曼有一个优秀的Instructables在我们上面展示的太阳能USB充电器的焊接版本上。

你是在为自己买零件吗?这里有一些购买材料的地方:

  • 棕色狗的小玩意
  • SparkFun电子

如果您需要更多的帮助来开始,请查看太阳能USB套件1.0由BrownDog Gadgets开发

更多的资源

标签:建设指南建设手册DIY自助指南电话智能手机太阳能太阳能充电器太阳能发电太阳能USB充电器

Netia麦克雷

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