9 circuitos simples de carregador de bateria solar

9 circuitos simples de carregador de bateria solar

Carregadores solares simples são pequenos dispositivos que permitem carregar uma bateria de forma rápida e barata, através da energia solar.



Um carregador solar simples deve ter 3 recursos básicos integrados:

  • Deve ser de baixo custo.
  • Layman amigável e fácil de construir.
  • Deve ser eficiente o suficiente para satisfazer as necessidades fundamentais de carregamento da bateria.

A postagem explica de forma abrangente nove circuitos de carregador de bateria solar, os melhores e mais simples, usando o IC LM338, transistores, MOSFET, conversor de buck, etc, que podem ser construídos e instalados até mesmo por um leigo para carregando todos os tipos de baterias e operar outros equipamentos relacionados





Visão geral

Painéis solares não são novidade para nós e hoje estão sendo amplamente empregados em todos os setores. A principal propriedade deste dispositivo para converter energia solar em energia elétrica tornou-o muito popular e agora está sendo fortemente considerado como a solução futura para todas as crises ou faltas de energia elétrica.

A energia solar pode ser usada diretamente para alimentar um equipamento elétrico ou simplesmente armazenada em um dispositivo de armazenamento apropriado para uso posterior.



Normalmente, há apenas uma maneira eficiente de armazenar energia elétrica, usando baterias recarregáveis.

As baterias recarregáveis ​​são provavelmente a melhor e mais eficiente forma de coletar ou armazenar energia elétrica para uso posterior.

A energia de uma célula solar ou de um painel solar também pode ser efetivamente armazenada para que possa ser usada conforme sua preferência, normalmente após o pôr do sol ou quando está escuro e quando a energia armazenada se torna muito necessária para operar as luzes.

Embora possa parecer muito simples, carregar uma bateria de um painel solar nunca é fácil, por dois motivos:

A voltagem de um painel solar pode variar enormemente, dependendo dos raios solares incidentes, e

A corrente também varia devido aos mesmos motivos acima.

Os dois motivos acima podem tornar os parâmetros de carregamento de uma bateria recarregável típica muito imprevisíveis e perigosos.

ATUALIZAR:

Antes de mergulhar nos seguintes conceitos, você provavelmente pode experimentar este carregador de bateria solar super fácil, que garantirá o carregamento seguro e garantido de uma pequena bateria de 12 V 7 Ah através de um pequeno painel solar:

Peças necessárias

  • Painel solar - 20 V, 1 ampere
  • IC 7812 - 1no
  • 1N4007 Diodos - 3nos
  • 2k2 resistor 1/4 watt - 1no

Isso parece legal, não é? Na verdade o IC e os diodos já poderiam repousar na sua caixa de lixo eletrônico, então preciso comprá-los. Agora vamos ver como eles podem ser configurados para o resultado final.

O tempo estimado para carregar a bateria de 11 V a 14 V é de cerca de 8 horas.

Como sabemos, o IC 7812 produzirá 12V fixos na saída que não pode ser usado para carregar uma bateria de 12V. Os 3 diodos conectados em seus terminais de aterramento (GND) são introduzidos especificamente para combater este problema e para atualizar a saída IC para cerca de 12 + 0,7 + 0,7 + 0,7 V = 14,1 V, que é exatamente o que é necessário para carregar um 12 V bateria totalmente.

A queda de 0,7 V em cada diodo aumenta o limite de aterramento do IC pelo nível estipulado, forçando o IC a regular a saída em 14,1 V em vez de 12 V. O resistor 2k2 é usado para ativar ou polarizar os diodos para que possa conduzir e fazer cumprir a queda total pretendida de 2,1 V.

Tornando ainda mais simples

Se você está procurando um carregador solar ainda mais simples, provavelmente não pode haver nada mais simples do que conectar um painel solar de classificação adequada diretamente com a bateria correspondente por meio de um diodo de bloqueio, conforme mostrado abaixo:

Embora o projeto acima não incorpore um regulador, ele ainda funcionará, uma vez que a saída de corrente do painel é nominal, e este valor só mostrará uma deterioração conforme o sol muda de posição.

No entanto, para uma bateria que não está totalmente descarregada, a configuração simples acima pode causar alguns danos à bateria, uma vez que a bateria tenderá a ser carregada rapidamente e continuará a ser carregada a níveis inseguros e por longos períodos de tempo.

1) Usando LM338 como controlador solar

Mas, graças aos chips modernos altamente versáteis como o LM 338 e LM 317 , que pode lidar com as situações acima de forma muito eficaz, tornando o processo de carregamento de todas as baterias recarregáveis ​​através de um painel solar muito seguro e desejável.

O circuito de um carregador de bateria solar LM338 simples é mostrado abaixo, usando o IC LM338:

O diagrama de circuito mostra uma configuração simples usando o IC LM 338 que foi configurado em seu modo de fonte de alimentação regulada padrão.

Usando um recurso de controle de corrente

A especialidade do design é que ele incorpora um controle atual recurso também.

Isso significa que, se a corrente tende a aumentar na entrada, o que normalmente pode ocorrer quando a intensidade do raio solar aumenta proporcionalmente, a tensão do carregador cai proporcionalmente, puxando a corrente de volta para a classificação especificada.

Como podemos ver no diagrama, o coletor / emissor do transistor BC547 é conectado através do ADJ e o terra, ele passa a ser o responsável por iniciar as ações de controle de corrente.

À medida que a corrente de entrada aumenta, a bateria começa a consumir mais corrente, o que aumenta uma tensão em R3, que é traduzida em uma unidade de base correspondente para o transistor.

O transistor conduz e corrige a tensão através do C LM338, de modo que a taxa de corrente seja ajustada de acordo com os requisitos de segurança da bateria.

Limite atual Fórmula:

R3 pode ser calculado com a seguinte fórmula

R3 = 0,7 / Limite de corrente máxima

O projeto da PCB para o circuito simples do carregador de bateria solar explicado acima é fornecido abaixo:

O medidor e o diodo de entrada não estão incluídos no PCB.

2) Circuito carregador de bateria solar $ 1

O segundo projeto explica um circuito carregador solar barato, porém eficaz, de menos de US $ 1, barato, porém eficaz, que pode ser construído até por um leigo para aproveitar o carregamento eficiente da bateria solar.

Você precisará apenas de um painel solar, uma chave seletora e alguns diodos para obter uma configuração de carregador solar razoavelmente eficaz.

O que é o rastreamento solar máximo de Power Point?

Para um leigo, isso seria algo muito complexo e sofisticado para entender e um sistema envolvendo eletrônica extrema.

De certa forma, pode ser verdade e com certeza os MPPTs são dispositivos sofisticados de última geração que se destinam a otimizar o carregamento da bateria sem alterar a curva V / I do painel solar.

Em palavras simples, um MPPT rastreia a tensão máxima disponível instantânea do painel solar e ajusta a taxa de carga da bateria de modo que a tensão do painel permaneça inalterada ou longe do carregamento.

Simplificando, um painel solar funcionaria com mais eficiência se sua voltagem instantânea máxima não fosse puxada para baixo perto da voltagem da bateria conectada, que está sendo carregada.

Por exemplo, se a tensão de circuito aberto de seu painel solar for de 20 V e a bateria a ser carregada for de 12 V, e se você conectar os dois diretamente, faria com que a tensão do painel caísse para a tensão da bateria, o que tornaria as coisas muito ineficientes .

Por outro lado, se você pudesse manter a tensão do painel inalterada, mas extrair dele a melhor opção de carregamento possível, o sistema funcionaria com o princípio MPPT.

Portanto, trata-se de carregar a bateria de forma otimizada, sem afetar ou reduzir a tensão do painel.

Existe um método simples e de custo zero para implementar as condições acima.

Escolha um painel solar cuja tensão de circuito aberto corresponda à tensão de carga da bateria. Significado para um Bateria 12V você pode escolher um painel com 15V e que produziria otimização máxima de ambos os parâmetros.

No entanto, praticamente as condições acima podem ser difíceis de alcançar porque os painéis solares nunca produzem saídas constantes e tendem a gerar níveis de energia em deterioração em resposta às posições variáveis ​​dos raios solares.

É por isso que sempre se recomenda um painel solar de classificação muito mais alta, para que mesmo em condições diurnas piores mantenha a bateria carregando.

Dito isso, de forma alguma é necessário ir para sistemas MPPT caros, você pode obter resultados semelhantes gastando alguns dólares por isso. A discussão a seguir tornará os procedimentos claros.

Como funciona o circuito

Conforme discutido acima, para evitar o carregamento desnecessário do painel, precisamos ter condições que correspondam idealmente à tensão FV com a tensão da bateria.

Isso pode ser feito usando alguns diodos, um voltímetro barato ou o multímetro existente e uma chave rotativa. Claro que por cerca de $ 1 você não pode esperar que seja automático, você pode ter que trabalhar com o switch algumas vezes por dia.

Sabemos que a queda de tensão direta do diodo retificador é de cerca de 0,6 volts, portanto, adicionando muitos diodos em série, pode ser possível isolar o painel de ser arrastado para a tensão da bateria conectada.

Referindo-se ao circuito digaram dado abaixo, um carregador MPPT pequeno e legal pode ser arranjado usando os componentes baratos mostrados.

Vamos supor, no diagrama, que a tensão de circuito aberto do painel seja de 20 V e a bateria de 12 V.

Conectá-los diretamente arrastaria a tensão do painel para o nível da bateria, tornando as coisas inadequadas.

Ao adicionar 9 diodos em série, isolamos efetivamente o painel de ser carregado e arrastado para a tensão da bateria e ainda extraímos a corrente de carga máxima dela.

A queda total direta dos diodos combinados seria de cerca de 5 V, mais a tensão de carga da bateria de 14,4 V dá em torno de 20 V, o que significa que uma vez conectado com todos os diodos em série durante o pico do sol, a tensão do painel cairia marginalmente para cerca de 19 V, resultando em um eficiente carregamento da bateria.

Agora, suponha que o sol comece a mergulhar, fazendo com que a tensão do painel caia abaixo da tensão nominal, isso pode ser monitorado através do voltímetro conectado e alguns diodos pulados até que a bateria seja restaurada com o recebimento da energia ideal.

O símbolo de seta mostrado conectado com o positivo da tensão do painel pode ser substituído por um comutador rotativo para a seleção recomendada dos diodos em série.

Com a situação acima implementada, condições claras de carregamento de MPPT podem ser simuladas de forma eficaz sem o emprego de dispositivos caros. Você pode fazer isso para todos os tipos de painéis e baterias apenas incluindo um maior número de diodos em série.

carregador solar mais simples usando apenas diodos

3) Carregador solar e circuito de driver para LED SMD branco de alta potência 10W / 20W / 30W / 50W

A 3ª ideia nos ensina como construir um LED solar simples com circuito carregador de bateria para LED de iluminação de alta potência (SMD) luzes na ordem de 10 watts a 50 watts. Os LEDs SMD são totalmente protegidos termicamente e contra sobrecarga de corrente usando um estágio limitador de corrente LM 338 de baixo custo. A ideia foi solicitada pelo Sr. Sarfraz Ahmad.

Especificações técnicas

Basicamente, sou um engenheiro mecânico certificado da Alemanha há 35 anos, trabalhei muitos anos no exterior e saí há muitos anos devido a problemas pessoais em casa.
Desculpe incomodá-lo, mas conheço suas capacidades e conhecimentos em eletrônica e sinceridade para ajudar e orientar os iniciantes como eu. Já vi este circuito em algum lugar por 12 vdc.

Anexei ao SMD, 12v 10 watt, cap 1000uf, 16 volts e um retificador em ponte, você pode ver o número da peça nele. Quando ligo as luzes, o retificador começa a esquentar e os dois SMDs também. Receio que se essas luzes ficarem acesas por muito tempo, isso pode danificar os SMDs e o retificador. Não sei onde está o problema. Você pode me ajudar.

Eu tenho uma luz na varanda do carro que acende no disco e apaga ao amanhecer. Infelizmente, devido à redução da carga quando não há eletricidade, essa luz permanece apagada até que a eletricidade volte.

Quero instalar pelo menos dois SMD (12 volts) com LDR para que assim que a luz se apague, as luzes do SMD se acendam. Quero adicionar duas luzes semelhantes em outro lugar na varanda do carro para manter todos acesos. Acho que se eu conectar todas essas quatro luzes SMD com fonte de alimentação de 12 volts, a energia será fornecida pelo circuito do no-break.

Claro que vai colocar uma carga adicional na bateria do UPS, que dificilmente está totalmente carregada devido à queda frequente de carga. A outra melhor solução é instalar um painel solar de 12 volts e anexar todas essas quatro luzes SMD com ele. Ele irá carregar a bateria e acender / apagar as luzes.

Este painel solar deve ser capaz de manter essas luzes a noite toda e DESLIGARÁ ao amanhecer. Por favor também me ajude e me dê detalhes sobre este circuito / projeto.

Você pode dedicar seu tempo para descobrir como fazer isso. Estou escrevendo para você porque, infelizmente, nenhum vendedor de produtos eletrônicos ou solares em nosso mercado local está disposto a me dar qualquer ajuda. Nenhum deles parece ser técnico qualificado e eles apenas querem para vender suas peças.

Sarfraz Ahmad

Rawalpindi, Paquistão

carregador solar de corrente controlada com banco de LED

O design

No circuito de luz LED solar SMD de 10 watts a 50 watts mostrado com carregador automático acima, vemos os seguintes estágios:

  • Para painel solar
  • Alguns circuitos reguladores LM338 controlados por corrente
  • Um relé de mudança
  • Uma bateria recarregável
  • e um módulo SMD de LED de 40 watts

As etapas acima são integradas da seguinte maneira explicada:

Os dois estágios LM 338 são configurados em modos de regulador de corrente padrão com o uso das respectivas resistências de detecção de corrente para garantir uma saída controlada por corrente para a carga conectada relevante.

A carga para o LM338 esquerdo é a bateria que é carregada neste estágio do LM338 e uma fonte de entrada do painel solar. O resistor Rx é calculado de forma que a bateria receba a quantidade de corrente estipulada e não seja acionada ou carregada demais.

O LM 338 do lado direito é carregado com o módulo de LED e aqui também o Ry garante que o módulo seja fornecido com a quantidade correta de corrente especificada para proteger os dispositivos de uma situação de fuga térmica.

As especificações de tensão do painel solar podem estar em qualquer lugar entre 18V e 24V.

Um relé é introduzido no circuito e é conectado com o módulo de LED de forma que seja ligado apenas durante a noite ou quando está escuro abaixo do limite para o painel solar gerar a energia necessária.

Enquanto a tensão solar estiver disponível, o relé permanece energizado isolando o módulo de LED da bateria e garantindo que o módulo de LED de 40 watts permaneça desligado durante o dia e enquanto a bateria está sendo carregada.

Após o anoitecer, quando a tensão solar torna-se suficientemente baixa, o relé não é mais capaz de manter sua posição N / O e muda para a mudança N / C, conectando a bateria com o módulo de LED e iluminando a matriz por meio do disponível totalmente carregado energia da bateria.

O módulo LED pode ser visto acoplado a um dissipador de calor que deve ser suficientemente grande para obter um resultado ideal do módulo e para garantir maior vida útil e brilho do dispositivo.

Calculando os valores do resistor

Os resistores limitadores indicados podem ser calculados a partir das fórmulas fornecidas:

Rx = 1,25 / corrente de carga da bateria

Ry = 1,25 / classificação atual do LED.

Supondo que a bateria seja uma bateria de ácido de chumbo de 40 AH, a corrente de carga preferida deve ser de 4 amperes.

portanto Rx = 1,25 / 4 = 0,31 ohms

potência = 1,25 x 4 = 5 watts

A corrente do LED pode ser encontrada dividindo sua potência total pela classificação de tensão, que é 40/12 = 3,3 ampères

portanto Ry = 1,25 / 3 = 0,4 ohms

potência = 1,25 x 3 = 3,75 watts ou 4 watts.

Resistores de limitação não são empregados para os LEDs de 10 watts, uma vez que a tensão de entrada da bateria está no mesmo nível do limite de 12 V especificado do módulo de LED e, portanto, não pode exceder os limites de segurança.

A explicação acima revela como o IC LM338 pode ser usado simplesmente para fazer um circuito de luz LED solar útil com um carregador automático.

4) Circuito de luz solar automático usando um relé

Em nosso 4º circuito automático de luz solar, incorporamos um único relé como interruptor para carregar a bateria durante o dia ou enquanto o painel solar estiver gerando eletricidade, e para iluminar um LED conectado enquanto o painel não estiver ativo.

Atualizando para uma troca de relé

Em um de meu artigo anterior, que explicou um simples circuito de luz solar de jardim , empregamos um único transistor para a operação de chaveamento.

Uma desvantagem do circuito anterior é que ele não fornece um carregamento regulado para a bateria, embora não seja estritamente essencial, uma vez que a bateria nunca é carregada em todo o seu potencial, este aspecto pode exigir uma melhoria.

Outra desvantagem associada ao circuito anterior é sua especificação de baixa potência, que o restringe de usar baterias de alta potência e LEDs.

O circuito a seguir resolve efetivamente os dois problemas acima, com a ajuda de um relé e um estágio de transistor seguidor de emissor.

Diagrama de circuito

Circuito de luz solar automático controlado por relé

Como funciona

Durante o sol ideal, o relé obtém energia suficiente do painel e permanece LIGADO com seus contatos N / O ativados.

Isso permite que a bateria obtenha a tensão de carga por meio de um regulador de tensão seguidor de emissor de transistor.

O seguidor de emissor o design é configurado usando um TIP122, um resistor e um diodo zener. O resistor fornece a polarização necessária para o transistor conduzir, enquanto o valor do diodo zener restringe a tensão do emissor é controlada logo abaixo do valor da tensão zener.

O valor zener é, portanto, escolhido apropriadamente para corresponder à tensão de carga da bateria conectada.

Para uma bateria de 6 V, a tensão zener pode ser selecionada como 7,5 V, para uma bateria de 12 V, a tensão zener pode ser em torno de 15 V e assim por diante.

O seguidor de emissor também garante que a bateria nunca fique sobrecarregada acima do limite de carga alocado.

Durante a noite, quando uma queda substancial na luz do sol é detectada, o relé é inibido da tensão de retenção mínima exigida, fazendo com que ele mude de seu contato N / O para N / C.

A mudança de relé acima reverte instantaneamente a bateria do modo de carregamento para o modo LED, iluminando o LED através da tensão da bateria.

Lista de peças para um 6V / 4AH circuito automático de luz solar usando uma mudança de relé

  1. Painel Solar = 9V, 1amp
  2. Relé = 6V / 200mA
  3. Rx = 10 ohm / 2 watt
  4. diodo zener = 7,5V, 1/2 watt

5) Circuito Controlador do Carregador Solar Transistorizado

A quinta idéia apresentada a seguir detalha um circuito carregador solar simples com corte automático usando apenas transistores. A ideia foi solicitada pelo Sr. Mubarak Idris.

Objetivos e requisitos do circuito

  1. Por favor, senhor, você pode me fazer uma bateria de íon de lítio de 12v, 28.8AH, controlador de carga automática usando o painel solar como fonte, que é de 17v a 4.5A com luz solar máxima.
  2. O controlador de carga deve ser capaz de ter proteção contra sobrecarga e corte de bateria fraca e o circuito deve ser simples de fazer para iniciantes sem IC ou microcontrolador.
  3. O circuito deve usar relé ou transistores bjt como uma chave e zener para referência de tensão. Obrigado, senhor. Espero ouvir de você em breve!

O design

carregador solar totalmente transistorizado com corte de carga

Design PCB (lado do componente)

Referindo-se ao circuito carregador solar simples acima usando transistores, o corte automático para o nível de carga total e o nível inferior é feito por meio de um par de BJTs configurados como comparadores.

Lembre-se do anterior circuito indicador de bateria fraca usando transistores , onde o nível de bateria fraca foi indicado usando apenas dois transistores e alguns outros componentes passivos.

Aqui, empregamos um design idêntico para a detecção dos níveis da bateria e para reforçar a troca necessária da bateria no painel solar e na carga conectada.

Vamos supor que inicialmente temos uma bateria parcialmente descarregada que faz com que o primeiro BC547 da esquerda pare de conduzir (isso é definido ajustando a predefinição de base para este limite) e permite que o próximo BC547 conduza.

Quando este BC547 conduz, ele habilita o TIP127 para LIGAR, o que por sua vez permite que a tensão do painel solar alcance a bateria e comece a carregá-la.

A situação acima, ao contrário, mantém o TIP122 DESLIGADO para que a carga não possa operar.

Conforme a bateria começa a ser carregada, a tensão nos trilhos de alimentação também começa a aumentar até um ponto onde o BC547 do lado esquerdo consegue conduzir, fazendo com que o BC547 do lado direito pare de conduzir mais.

Assim que isso acontece, o TIP127 é inibido dos sinais de base negativos e gradualmente para de conduzir de forma que a bateria seja gradualmente cortada da tensão do painel solar.

No entanto, a situação acima permite que o TIP122 receba lentamente um gatilho de polarização de base e comece a conduzir ... o que garante que a carga agora seja capaz de obter o suprimento necessário para suas operações.

O circuito do carregador solar explicado acima usando transistores e com desligamentos automáticos pode ser usado para qualquer aplicação de controlador solar de pequena escala, como para carregar baterias de celulares ou outras formas de baterias de íon-lítio com segurança.

Pra recebendo uma fonte de carregamento regulamentada

O design a seguir mostra como converter ou atualizar o diagrama de circuito acima em um carregador regulado, de modo que a bateria seja fornecida com uma saída fixa e estabilizada, independentemente do aumento da tensão do painel solar.

6) Circuito de luz solar de bolso LED

O sexto projeto aqui explica um circuito de luz LED solar de bolso simples de baixo custo que poderia ser usado por setores carentes e desprivilegiados da sociedade para iluminar suas casas à noite de forma barata.

A ideia foi solicitada pelo Sr. R.K. Rao

Objetivos e requisitos do circuito

  1. Eu quero fazer uma luz LED de bolso SOLAR usando uma caixa de plástico transparente de 9cm x 5cm x 3cm [disponível no mercado por Rs.3 / -] usando um LED de um watt / LEDS de 20mA alimentado por uma bateria de chumbo-ácido selada recarregável 4v 1A [SUNCA / VICTARI] e também com uma provisão para carregar com um carregador de telefone celular [onde a corrente da rede está disponível].
  2. A bateria deve ser substituída quando esgotada após o uso por 2/3 anos / vida útil prescrita pelo usuário rural / tribal.
  3. Destina-se ao uso por crianças tribais / rurais para iluminar um livro, existem luzes LED melhores no mercado por cerca de Rs.500 [d.light], por Rs.200 [Thrive].
  4. Essas luzes são boas, exceto que elas têm um mini painel solar e um LED brilhante com uma vida de dez anos, senão mais, mas com uma bateria recarregável sem uma provisão para sua substituição quando morta após dois ou três anos de uso. desperdício de recursos e antiético.
  5. O projeto que estou a imaginar é aquele em que a bateria pode ser substituída, estando disponível localmente a baixo custo. O preço da luz não deve exceder Rs.100 / 150.
  6. Ele será comercializado sem fins lucrativos por meio de ONGs em áreas tribais e, em última análise, fornecerá kits para jovens tribais / rurais para fazê-los na aldeia.
  7. Eu junto com um colega fiz algumas luzes com baterias 7V EW de alta potência e 2x20mA pirahna Leds e as testei - elas duraram mais de 30 horas de iluminação contínua adequada para iluminar um livro a meio metro de distância e outro com uma bateria solar de 4v e LED 350A de 1 watt que fornece luz suficiente para cozinhar em uma cabana.
  8. Pode-se sugerir um circuito com uma bateria recarregável AA / AAA, mini painel solar para caber na tampa da caixa de 9x5cm e um booster DC-DC e leds 20mA. Se você quiser que eu vá até sua casa para discussões, eu posso.
  9. Você pode ver as luzes que fizemos nas fotos do google em https://goo.gl/photos/QyYU1v5Kaag8T1WWA Agradecendo,

O design

De acordo com a solicitação, os circuitos de luz LED de bolso solar precisam ser compactos, funcionar com uma única célula 1.5AAA usando um conversor DC-DC e equipado com um circuito carregador solar autorregulável .

O diagrama de circuito mostrado abaixo provavelmente satisfaz todas as especificações acima e ainda permanece dentro do limite acessível.

Diagrama de circuito

circuito de luz LED de bolso solar usando joule ladrão

O design é básico circuito de ladrão de joule usando uma única célula de penlight, um BJT e um indutor para alimentar qualquer LED de 3,3 V padrão.

No design, um LED de 1 watt é mostrado, embora um LED de alto brilho menor de 30mA pudesse ser usado.

O circuito LED solar é capaz de espremer a última gota de 'joule' ou a carga da célula, daí o nome joule ladrão, que também implica que o LED permaneceria aceso até que praticamente não houvesse mais nada dentro da célula. No entanto, a célula aqui sendo do tipo recarregável não é recomendado para ser descarregada abaixo de 1V.

O carregador de bateria de 1,5 V no projeto é construído usando outro BJT de baixa potência configurado em sua configuração de seguidor de emissor, o que permite produzir uma saída de tensão de emissor que é exatamente igual ao potencial em sua base, definido pelo preset 1K. Isso deve ser definido com precisão de forma que o emissor não produza mais do que 1,8 V com uma entrada CC acima de 3 V.

A fonte de entrada DC é um painel solar que pode ser capaz de produzir um excesso de 3V durante a luz solar ideal e permitir que o carregador carregue a bateria com uma saída máxima de 1,8V.

Uma vez que este nível é alcançado, o seguidor de emissor simplesmente inibe qualquer carga adicional da célula, evitando assim qualquer possibilidade de uma sobrecarga.

O indutor para o circuito de luz LED solar de bolso consiste em um pequeno transformador de anel de ferrite com 20:20 voltas que pode ser alterado e otimizado para permitir a tensão mais favorável para o LED conectado, que pode durar até que a tensão caia abaixo de 1,2V .

7) Carregador solar simples para iluminação pública

O sétimo carregador solar discutido aqui é mais adequado porque um sistema de luz de rua LED solar é projetado especificamente para o novo aquarista que pode construí-lo simplesmente consultando o esquema pictórico apresentado aqui.

Devido ao seu design simples e relativamente mais barato, o sistema pode ser usado adequadamente para iluminação pública de vilas ou em outras áreas remotas semelhantes, embora isso de forma alguma o restrinja de ser usado também nas cidades.

As principais características deste sistema são:

1) Carregamento controlado por tensão

2) Operação de LED com corrente controlada

3) Nenhum relé usado, todo o projeto de estado sólido

4) Corte de carga de baixa tensão crítica

5) Indicadores de baixa tensão e tensão crítica

6) O corte de carga total não está incluído por uma questão de simplicidade e porque a carga é restrita a um nível controlado que nunca permitirá que a bateria seja carregada em excesso.

7) O uso de ICs populares como o LM338 e transistores como o BC547 garantem uma aquisição sem complicações

8) Estágio de detecção diurno e noturno garantindo desligamento automático ao anoitecer e ligamento ao amanhecer.

Todo o projeto do circuito do sistema simples de iluminação pública LED proposto é ilustrado abaixo:

Diagrama de circuito

Carregador de controlador solar usando transistores 2N3055

O estágio do circuito compreendendo T1, T2 e P1 são configurados em um simples sensor de bateria fraca, circuito indicador

Um estágio exatamente idêntico também pode ser visto logo abaixo, usando T3, T4 e as partes associadas, que formam outro estágio detector de baixa tensão.

O estágio T1, T2 detecta a tensão da bateria quando ela cai para 13 V iluminando o LED conectado no coletor de T2, enquanto o estágio T3, T4 detecta a tensão da bateria quando atinge menos de 11 V e indica a situação iluminando o LED associado com o coletor de T4.

P1 é usado para ajustar o estágio T1 / T2 de forma que o LED T2 acenda apenas em 12V, da mesma forma P2 é ajustado para fazer o LED T4 começar a iluminar em tensões abaixo de 11V.

O IC1 LM338 é configurado como uma fonte de alimentação de tensão regulada simples para regular a tensão do painel solar para 14 V precisos, isso é feito ajustando o P3 predefinido de forma adequada.

Esta saída do IC1 é usada para carregar a bateria do poste durante o dia e pico de sol.

IC2 é outro IC LM338, conectado em um modo de controlador de corrente, seu pino de entrada é conectado com a bateria positiva enquanto a saída é conectada com o módulo de LED.

O IC2 restringe o nível de corrente da bateria e fornece a quantidade certa de corrente para o módulo de LED para que ele possa operar com segurança durante o modo de backup noturno.

O T5 é um transistor de potência que atua como uma chave e é acionado pelo estágio crítico de bateria fraca, sempre que a tensão da bateria tende a atingir o nível crítico.

Sempre que isso acontece, a base do T5 é aterrada instantaneamente pelo T4, desligando-o instantaneamente. Com o T5 desligado, o módulo de LED fica habilitado para acender e, portanto, também é desligado.

Essa condição evita e protege a bateria de ficar excessivamente descarregada e danificada. Em tais situações, a bateria pode precisar de um carregamento externo da rede elétrica usando uma fonte de alimentação de 24 V aplicada nas linhas de alimentação do painel solar, através do cátodo de D1 e terra.

A corrente desta fonte pode ser especificada em cerca de 20% do AH da bateria, e a bateria pode ser carregada até que ambos os LEDs parem de brilhar.

O transistor T6 junto com seus resistores de base são posicionados para detectar a alimentação do painel solar e garantir que o módulo LED permaneça desabilitado enquanto uma quantidade razoável de alimentação estiver disponível no painel, ou em outras palavras, T6 mantém o módulo LED fechado desligado até que esteja escuro o suficiente para o módulo de LED e então LIGADO. O contrário acontece ao amanhecer, quando o módulo LED é automaticamente DESLIGADO. R12, R13 devem ser cuidadosamente ajustados ou selecionados para determinar os limites desejados para os ciclos ON / OFF do módulo LED

Como construir

Para completar este sistema simples de iluminação pública com sucesso, os estágios explicados devem ser construídos separadamente e verificados separadamente antes de integrá-los.

Primeiro monte o estágio T1, T2 junto com R1, R2, R3, R4, P1 e o LED.

Em seguida, usando uma fonte de alimentação variável, aplique 13 V preciso a este estágio T1, T2 e ajuste P1 de forma que o LED apenas acenda, aumente um pouco a alimentação para dizer 13,5 V e o LED deve desligar. Este teste irá confirmar o funcionamento correto deste estágio indicador de baixa tensão.

Faça o estágio T3 / T4 de forma idêntica e defina P2 de maneira semelhante para permitir que o LED acenda em 11 V, que se torna a configuração de nível crítico para o palco.

Depois disso, você pode prosseguir com o estágio IC1 e ajustar a tensão em seu 'corpo' e aterramento para 14 V ajustando P3 na extensão correta. Isso deve ser feito novamente alimentando uma fonte de 20 V ou 24 V em seu pino de entrada e linha de aterramento.

O estágio IC2 pode ser construído conforme mostrado e não exigirá nenhum procedimento de configuração, exceto a seleção de R11, que pode ser feito usando a fórmula conforme expresso neste artigo limitador de corrente universal

Lista de Peças

  • R1, R2, R3 R4, R5, R6, R7 R8, R9, R12 = 10k, 1/4 WATT
  • P1, P2, P3 = 10K PREDEFINIÇÕES
  • R10 = 240 OHMS 1/4 WATT
  • R13 = 22K
  • D1, D3 = 6A4 DIODO
  • D2, D4 = 1N4007
  • T1, T2, T3, T4 = BC547
  • T5 = TIP142
  • R11 = VER TEXTO
  • IC1, IC2 = LM338 Pacote IC TO3
  • Módulo LED = Feito conectando LEDs WATT 24nos 1 em série e conexões paralelas
  • Bateria = 12V SMF, 40 AH
  • Painel Solar = 20 / 24V, 7 Amp

Fazendo o Módulo LED de 24 watts

O módulo de LED de 24 watts para o sistema simples de luz solar de rua acima pode ser construído simplesmente juntando 24 LEDs de 1 watt, conforme mostrado na seguinte imagem:

8) Circuito conversor de fivela de painel solar com proteção contra sobrecarga

O oitavo conceito solar discutido abaixo fala sobre um circuito conversor de buck de painel solar simples que pode ser usado para obter qualquer tensão de bucked baixa desejada de entradas de 40 a 60V. O circuito garante conversões de tensão muito eficientes. A ideia foi solicitada pelo Sr. Deepak.

Especificações técnicas

Estou procurando um conversor de buck DC - DC com os seguintes recursos.

1. Tensão de entrada = 40 a 60 VDC

2. Tensão de saída = 12, 18 e 24 VCC regulados (não são necessárias várias saídas do mesmo circuito. Circuito separado para cada tensão de alimentação também é adequado)

3. Capacidade de saída de corrente = 5-10A

4. Proteção na saída = Sobrecorrente, curto-circuitos etc.

5. Um pequeno indicador LED para operação da unidade seria uma vantagem.

Agradeço se você puder me ajudar a projetar o circuito.

Atenciosamente,
Deepak

O design

O circuito conversor buck de 60V a 12V, 24V proposto é mostrado na figura abaixo, os detalhes podem ser entendidos conforme explicado abaixo:

A configuração pode ser dividida em etapas, viz. o estágio multivibrador astável e o estágio conversor buck controlado pelo mosfet.

O BJT T1, T2 junto com suas partes associadas formam um circuito AMV padrão conectado para gerar uma frequência na taxa de cerca de 20 a 50 kHz.

Mosfet Q1 junto com L1 e D1 formam uma topologia de conversor de buck padrão para implementar a tensão de buck necessária em C4.

O AMV é operado pela entrada 40V e a frequência gerada é alimentada ao portão do mosfet anexado que instantaneamente começa a oscilar na corrente disponível da entrada que conduz a rede L1, D1.

A ação acima gera a tensão de desvio necessária em C4,

D2 garante que esta tensão nunca exceda a marca nominal que pode ser fixada em 30V.

Este limite máximo de 30 V de tensão desviado é posteriormente alimentado a um regulador de tensão LM396 que pode ser configurado para obter a tensão final desejada na saída a uma taxa de 10 ampères no máximo.

A saída pode ser usada para carregar a bateria pretendida.

Diagrama de circuito

Lista de peças para a entrada de 60 V acima, 12 V, saída de 24 V, conversor buck solar para os painéis.

  • R1 --- R5 = 10K
  • R6 = 240 OHMS
  • R7 = 10K POT
  • C1, C2 = 2nF
  • C3 = 100uF / 100V
  • C4 = 100uF / 50V
  • Q1 = QUALQUER 100 V, 20 AMP MOSFET de canal P
  • T1, T2 = BC546
  • D1 = QUALQUER DIODO DE RECUPERAÇÃO RÁPIDA DE 10AMP
  • D2 = 30V ZENER 1 WATT
  • D3 = 1N4007
  • L1 = 30 voltas de fio de cobre superesmaltado 21 SWG enrolado sobre uma haste de ferrite de 10 mm de diâmetro.

9) Instalação de eletricidade solar doméstica para uma vida fora da rede

O nono design exclusivo explicado aqui ilustra uma configuração simples calculada que pode ser usada para implementar qualquer tamanho desejado de eletricidade de painel solar configurado para casas localizadas remotamente ou para alcançar um sistema elétrico fora da rede a partir de painéis solares.

Especificações técnicas

Tenho certeza de que você deve ter esse tipo de diagrama de circuito pronto. Enquanto navegava pelo seu blog me perdi e realmente não consegui escolher um que se encaixasse nas minhas necessidades.

Estou apenas tentando colocar meu requisito aqui e ter certeza de que entendi corretamente.

(Este é um projeto piloto para eu me aventurar neste campo. Você pode contar que sou um grande zero em conhecimento elétrico.)

Meu objetivo básico é maximizar o uso de energia solar e reduzir minha conta de luz ao mínimo. (Eu fico em Thane. Então, você pode imaginar as contas de eletricidade.) Então, você pode considerar como se eu estivesse fazendo um sistema de iluminação movido a energia solar para minha casa.

1. Sempre que houver luz solar suficiente, não preciso de nenhuma luz artificial.2. Sempre que a intensidade da luz solar cair abaixo das normas aceitáveis, desejo que minhas luzes se acendam automaticamente.

Eu gostaria de desligá-los durante a hora de dormir, no entanto.3. Meu sistema de iluminação atual (que desejo iluminar) consiste em duas lâmpadas fluorescentes regulares (36W / 880 8000K) e quatro lâmpadas fluorescentes compactas de 8W.

Gostaria de replicar toda a configuração com iluminação baseada em LED alimentado por energia solar.

Como eu disse, sou um grande zero no campo da eletricidade. Então, por favor me ajude com o custo de instalação esperado também.

O design

36 watts x 2 mais 8 watts dá um total de cerca de 80 watts, que é o nível de consumo total necessário aqui.

Agora, uma vez que as luzes são especificadas para funcionar em níveis de tensão de rede que é de 220 V na Índia, um inversor se torna necessário para converter a tensão do painel solar para as especificações exigidas para as luzes se iluminarem.

Além disso, como o inversor precisa de uma bateria para operar, que pode ser considerada uma bateria de 12 V, todos os parâmetros essenciais para a configuração podem ser calculados da seguinte maneira:

O consumo total pretendido é = 80 watts.

A energia acima pode ser consumida das 6h às 18h que se torna o período máximo que se pode estimar, que é de aproximadamente 12 horas.

Multiplicando 80 por 12 resulta = 960 watts-hora.

Isso implica que o painel solar precisará produzir essa quantidade de watt-hora pelo período desejado de 12 horas durante o dia inteiro.

No entanto, como não esperamos receber a luz do dia ideal durante o ano, podemos assumir que o período médio de luz do dia ideal é de cerca de 8 horas.

Dividindo 960 por 8 resulta = 120 watts, o que significa que o painel solar necessário terá de ter pelo menos 120 watts de potência nominal.

Se a tensão do painel for selecionada em torno de 18 V, as especificações de corrente seriam 120/18 = 6,66 amperes ou simplesmente 7 amperes.

Agora vamos calcular o tamanho da bateria que pode ser empregada para o inversor e que pode ser necessária para ser carregada com o painel solar acima.

Novamente, como o watt-hora total do dia inteiro é calculado em cerca de 960 watts, dividindo isso com a tensão da bateria (que se presume ser 12 V), obtemos 960/12 = 80, que é cerca de 80 ou simplesmente 100 AH, portanto a bateria necessária deve ser classificada em 12 V, 100 AH para obter um desempenho ideal ao longo do dia (período de 12 horas).

Também precisaremos de um controlador de carga solar para carregar a bateria e, como a bateria seria carregada por um período de cerca de 8 horas, a taxa de carga deverá ser em torno de 8% do AH nominal, que equivale a 80 x 8 % = 6,4 amperes, portanto, o controlador de carregamento precisará ser especificado para lidar com pelo menos 7 amperes confortavelmente para o carregamento seguro necessário da bateria.

Isso conclui todo o painel solar, bateria, cálculos do inversor que poderiam ser implementados com sucesso para qualquer tipo de configuração semelhante, destinada a uma finalidade de vida fora da rede em áreas rurais ou outras áreas remotas.

Para outras especificações V, I, os números podem ser alterados no cálculo explicado acima para atingir os resultados apropriados.

Caso a bateria seja considerada desnecessária e o painel solar também possa ser usado diretamente para operar o inversor.

Um circuito regulador de tensão de painel solar simples pode ser testemunhado no diagrama a seguir, a chave fornecida pode ser usada para selecionar uma opção de carregamento de bateria ou conduzir diretamente o inversor através do painel.

No caso acima, o regulador precisa produzir cerca de 7 a 10 ampères de corrente, portanto, um LM396 ou LM196 deve ser usado no estágio de carregamento.

O regulador de painel solar acima pode ser configurado com o seguinte circuito inversor simples que será bastante adequado para alimentar as lâmpadas solicitadas através do painel solar conectado ou da bateria.

Lista de peças para o circuito do inversor acima: R1, R2 = 100 ohm, 10 watts

R3, R4 = 15 ohm 10 watts

T1, T2 = TIP35 em dissipadores de calor

A última linha do pedido sugere uma versão LED a ser projetada para substituir e atualizar as lâmpadas fluorescentes CFL existentes. O mesmo pode ser implementado simplesmente eliminando a bateria e o inversor e integrando os LEDs com a saída do regulador solar, conforme mostrado abaixo:

O negativo do adaptador deve ser conectado e tornado comum com o negativo do painel solar

Pensamentos finais

Então, amigos, esses foram 9 designs básicos de carregadores de bateria solar, que foram escolhidos a dedo neste site.

Você encontrará muitos mais designs baseados em energia solar aprimorada no blog para leitura adicional. E sim, se você tiver alguma ideia adicional, pode enviá-la para mim, com certeza vou apresentá-la aqui para o prazer de leitura de nossos espectadores.

Feedback de um dos leitores ávidos

Oi Swagatam,

Encontrei seu site e achei seu trabalho muito inspirador. Atualmente, estou trabalhando em um programa de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática (STEM) para alunos do 4º ao 5º ano na Austrália. O projeto se concentra em aumentar a curiosidade das crianças sobre a ciência e como ela se conecta a aplicativos do mundo real.

O programa também introduz empatia no processo de design de engenharia, onde jovens alunos são apresentados a um projeto real (contexto) e se envolvem com seus colegas de escola para resolver um problema mundano. Nos próximos três anos, nosso foco será apresentar às crianças a ciência por trás da eletricidade e a aplicação da engenharia elétrica no mundo real. Uma introdução de como os engenheiros resolvem problemas do mundo real para o bem da sociedade.

Atualmente, estou trabalhando no conteúdo online para o programa, que se concentrará em jovens alunos (Grau 4 a 6) aprendendo os conceitos básicos de eletricidade, em particular, energia renovável, ou seja, solar neste caso. Por meio de um programa de aprendizagem autodirigido, as crianças aprendem e exploram sobre eletricidade e energia, à medida que são apresentadas a um projeto do mundo real, ou seja, fornecer iluminação para crianças abrigadas em campos de refugiados em todo o mundo. Após a conclusão de um programa de cinco semanas, as crianças são agrupadas em equipes para construir lâmpadas solares, que são enviadas para as crianças carentes em todo o mundo.

Como uma fundação educacional sem fins lucrativos, estamos buscando sua ajuda para fazer um diagrama de circuito simples, que pode ser usado para a construção de uma luz solar de 1 watt como atividade prática em sala de aula. Também adquirimos 800 kits de luz solar de um fabricante, que as crianças irão montar, no entanto, precisamos de alguém para simplificar o diagrama de circuito desses kits de luz, que serão usados ​​para aulas simples de eletricidade, circuitos e cálculo de energia, volts, corrente e conversão de energia solar em energia elétrica.

Estou ansioso para ouvir de você e continuar com seu trabalho inspirador.

Resolvendo o Pedido

Agradeço seu interesse e seus sinceros esforços para esclarecer a nova geração em relação à energia solar.
Anexei o circuito de driver de LED mais simples, mas eficiente, que pode ser usado para iluminar um LED de 1 watt de um painel solar com segurança com o mínimo de peças.
Certifique-se de colocar um dissipador de calor no LED, caso contrário, ele pode queimar rapidamente devido ao superaquecimento.
O circuito é controlado por tensão e corrente para garantir a segurança ideal para o LED.
Entre em contato se tiver mais dúvidas.




Anterior: Usando Triacs para controlar cargas indutivas Próximo: Transistor BEL188 - Especificações e Folha de Dados