Roheline elu

Esmaspäev, mai 23rd, 2011

Niisiis, nüüd olen tükk aega elanud päikseeli kasutades. Jätkuvalt ei ole mul laadimisregulaatorit. Ehk siis vaatan aku pinget, tõmban paneeli juhtme välja, vaatan pinget, panen juhtme tagasi jne.

Päiksepaneelilt toidetav isetehtud võimendi

Lõpuks sain valmis ühe oma teise rohelise eluga seotud projekti – võimendi. Mu vanaisa leidis kuskilt Logitech X-530 5.1 kõlarid. Neil oli ilmselt mingi toiteskeemi probleem, aga ma ei saanudki seda täpselt teada, sest vanaisa otsustas terve bassikõlarikasti koos võimendiga ära lõhkuda ja minema visata. Ehk siis mulle jäi bassikõlari element ja viis väiksemat kõlarit.

Kuna ma polnud kunagi varem mitte ühtegi analoogplaati teinud mõtlesin lihtsalt alustada. Ehk siis alustada kahe kanalilisest võimendist. Ostsin siis ebayst TDA2009A kivi. Asi on võimeline 2 kanalit 10W juures mängima. Võtsin andmelehest kõige lihtsama skeemi, lõikasin makettplaadist täpselt sellise tüki, mis kõlari sisse mahtus ja jootsin asjad peale. Avastasin ka veidi toredaid asju, näiteks kui kanalite negatiivse tagasiside jalad omavahel ära vahetada tekib võimendi asemel heligeneraator jne. Lisaks avastasin ka, et helitugevus jääb samaks, olenemata toitepingest. Ainus asi mis muutub on kuumus. Madalamate pingetega hakkavad tugevamad helid üle peksma, mida madalam pinge on seda madalamal hakkab üle peksma. Huvitav.

555 põhinev laadimisregulaator

Praeguseks kõlarid töötavad normaalselt aku pealt. Päiksepaneel suudab ka pilvise päevaga mu UPSi aku täis laadida ja see on piisav kogus elektrit, et kõlareid ja laualampi õhtu otsa toita, mõnus. Avastasin ka, et kui aku tagant ära võtta siis päevasel ajal saab muusikat kuulata ka otse päiksepaneeli pealt. Kõvemad helid hakkavad küll üle peksma, aga no, misiganes.

Laadimisregulaatori plaadi jootsin ka kokku, lasin veidi suitsu välja, pean veidi veel tegelema, et seda piisavalt hästi tööle saada, et julgeks oma akut selle käsutusse anda.

Jaga

Laadimisregulaator

Reede, aprill 22nd, 2011

Talvisel ajal, kui päikest on harva näha annab mu päiksepaneel keskmiselt voolu närused 30mA. Nüüd, aga on kevad! Iga hommik tuleb sõbralik päike ja paistab mu paneelist 1.5A välja. Aku saab täis, 12V alalisvoolu elektrisüsteem toimib ja mina olen õnnelik.

Samas, mul ei ole jätkuvalt laadimisregulaatorit. Mis tähendab, et mu multimeeter on kogu aeg aku küljes ja mina pean iga natukese aja tagant paneeli pistiku välja tõmbama ja jälle taha ühendama. Olen ka kõiki oma eelmisi laadimisregulaatori disaine simulaatoris korduvalt ja korduvalt läbi mänginud, aga talutava toimimiseni ei jõudnud.

Üks päev sattusin pahaaimamatult ilmavõrku läbi kammides peale http://mdpub.com/555Controller/ lehele. Ehk siis mingi tüüp on ehitanud 555-est laadimisregulaatori. No tema disain on küll väga kindla peale minek, aga ka kole ja sisaldab umbes 7X rohkem komponente kui vaja on. Idee on superhea. Niisiis, disainisin seal nähtu põhjal uue, mängisin korralikult simulaatoris läbi. Sisuliselt antakse 555e Trigger ja Treshold jalgadele zener dioodi abil õige lülitamispinge peale, väljundjala otsas on rellee (võib asendada vabal valikul mosfeti või transistoriga). Lähinädalatel peaks ka trükkplaat valmis saama ja siis kirjutan ka testimise tulemustest. Edu korral postitan ka kõik skeemid ja joonised.

Toiteploki ekraan

Teisipäev, jaanuar 11th, 2011

Töökorras toiteplokk, kuvamas akupinget

Lõpuks sai koolis kiire aeg läbi. Suutsin oma labori toiteplokile ekraani ja vajalikud protsessorid ära kinnitada. Ekraaniks kasutasin kahte 7 segmendilist LED ekraani, mida juhin läbi 7447 loogikakivide Atmega88ga. Ekraanile saab kuvada aku, päiksepaneeli ja väljundpinget ning väljundi ja päiksepaneeli voolutugevust.

Vahepeal olen ka avastasnud, et mu seni kasutatud autoaku on praeguseks kogu oma mahtuvusest vabanenud. Praegu on mahtuvust umbes 0.02Ah jagu järel. Põhjuseks on ilmselt liiga kõrge pingega laadimine, kuna mul polnud seni mitte mingit laadimisregulaatorit. Selle probleemi lahenduseks olen ka juba plaaninud paar laadimisregulaatorit, aega neid valmis ehitada pole veel jõudnud. Idee on selline et seni kuni aku pinge on väiksem kui 14.5V on päiksepaneel ja aku ühenduses, kui pinge selleni jõuab ühendatakse paneel relleega lahti. Ilusam ja odavam oleks küll kasutada MOSFETi, aga mul vedeleb karbis hunnik väikesi relleesid ja ma mõtlesin neid siis ära kasutada.

Eelmise aku hävimise tõttu hankisin ka uue aku. Proovimise mõttes sebisin endale UPSi aku. Tegemist on siis 12V 4Ah pliiakuga. Koos akuga sain ka 300W UPSi, mida on tulevikus plaanis inverterina kasutama hakata. Kahjuks praegusel talvisel ajal annab päiksepaneel voolu milliamprites, mis muudab kasutuks ka inverteri olemas olu.

Voolu puudumise tõttu olen hakanud lugema tuulegeneraatorite kohta. Hetkel on silma jäänud vertikaalse teljega generaatorid. Nende puhul on küll efektiivsus madalam, aga samas on neid tuhandeid kordi lihtsam teha, sest ma ei pea õppima igavaid tiivikute valmistamise tehnoloogiaid ja hankima varustust. Esimene idee on toru neljast kohast katki lõigata ja see kuullaagri otsa toppida. Kui mõni vastav toru näppu jääb siis testin ja kirjutan.

Labori toiteplokk

Esmaspäev, september 6th, 2010
Vana toiteplokk

Vana toiteplokk

Järgmine asi minu elektrisüsteemis, mis sai välja vahetatud on labori toiteplokk. Vana toiteplokk andis välja pinget 3V, 4.5V, 6V, 7.5V või 12V. Kõike seda 2A juures. Selline suur ja raske must kast. Tegi oma tööd väga hästi, aga tal olid oma probleemid. Mida ma üritan lahendada uuega.

  1. Ei tööta päikesepaneelilt vaid seinast. Päiksesüsteemist tuleb nagunii 12V, mis on väga hea alguspunkt.
  2. Puudus 5V väljund. Väga halb kuna enamus elektroonikat tahab 5V saada.
  3. Madalaim pinge on 3V, mis on täiesti ebasobimatu LEDide katsetamiseks.
  4. Väljundpinget ei saa sujuvalt muuta.
  5. Väljundpinget ja amperaasi kontrollimiseks pean kasutama multimeetrit.
  6. Lisaks vajasin ka töölauale 12V väljundit akust, kuhu ma saaksin oma katsetusi ja dremeli ühendada.

Vooluallikas seest

Niisiis hakkasin uut toiteplokki disainima. Lisaks eelnevalt mainitud omadustele hakkab regulaator ka silma peal hoidma päiksepaneeli sisendpingel ja ampritel. Kuna kõik peab olema modulaarne jagasin projekti kolme ossa.

Reguleerimisplaat: Ainus plaadi osa mis praeguseks füüsiliselt valmis ehitatud ja töötab. Plaat tegeleb pinge reguleerimisega ja sellel plaadil on mõlemad voolutugevuse tajumise (current sense) takistid (0.1Ω, 1W). Pingeregulaatorid on L7805 5V jaoks ja LM350 misiganes pinge jaoks. Mõlemad regulaatorid on varustatud radiaatoriga ja annavad välja voolutugevust kuni 3A. Esimesel toiteplokil kasutasin lineaarseid pingeregulaatoreid, sest eesmärgiks oli lihtsus ja töökindlus. Kunagi hiljem võin võib olla ehitan lülituvaks regulaatoriks ümber.  Plaat on varustatud ka pistikuga protsessoriplaadi jaoks.

12V sisse, kõike välja toiteplokk

Ekraaniplaat koosneb kahest 7-segmendi led ekraanist, 5 ledist, mis näitavad mille pinget/voolutugevust hetkel näidatakse ja ühest nupust millega ekraanil kuvatavat infot vahetada.

Protsessoriplaat Koosneb Atmega88st ja mõnest pistikust. Selle eesmärk on mõõta ADCga aku, päiksepaneeli ja väljundi pinget ning voolutugevust ja neid ekraanile kuvada.

Kogu loomingu toppisin endisesse kõrvatikkude karpi ja varustasin banaanipistikute, 5.5×2.5mm alalispinge pistikute ja autoraadiost saadud potentsiomeetriga.

Harukarp

Kolmapäev, september 1st, 2010
Sigaretisüütaja augud autoaku külge

Nüüd juba liiga omadega läbi autoaku ja vana harukarp

Viimasel ajal olen keskendunud oma elektrisüsteemi arendamisse. Kuna praegune aku on omadega väga läbi (korraks lühistada või 30W asi taha ühendada ja pinge kukub jäädavalt 8V peale) siis tegelen uue aku hankimisega. Kuna raha mul ikka veel pole siis peab jällegi sobima veidi vanaks jäänud auto käivitusaku. Sõbra kaudu peaksin loodetavasti varsti uue sellise saama.

Uus 12V harukarp

Teiseks tahtsin juba pikemat aega uue harukarbi teha. Vana oli papist kerega, ehk siis mitte väga tugev ja usaldusväärne. Sellel olid sellel liiga peenikesed juhtmed, pistikud tulid karbi enda küljest lahti, karp oli tuleohtlik ja aegajalt tekitas väiksemaid lühiseid. Ka välimus polnud väga kiita.Korra oli see ka täielikult lühisesse jooksnud ja kõvasti kärsanud, ehk siis mitmete juhtmete isolatsioon oli sulanud välimusega. Niisiis hakkasin uut valmistama.

Harukarp seest

Uus harukarp sai kesta vanast läbipõlenud rüperaali toiteplokist. Karp on kahe kruviga mugavalt lahtivõetav. Akuklemmide külge minevad juhtmed on soonelised vaskjuhtmed läbimõõtudega 7 ja 5mm. Plusspoolele läheb jämedam juhe mille peal on autokaitsme pesa. Antud hetkel on seal 10A kaitse. Karbis sees on ühendused tehtud parajalt pikaks lõigatud maanduslatiga (poest, alla 25.-). Pistikutest sisaldab harukarp kolme sigaretisüütaja pistikut (juhtme poolest ~5A). Ja neli 5.5×2.5mm DC pistikut (juhtme poolest ~2A). Lisaks on harukarbi sees ka üks 2200uF 16V kondensaator mis on mõeldud pinge tasandamiseks (fotol see punane silinder). Kondensaatoreid peaks vähemalt kaks korda nii palju veel juurde lisama, sest akult töötav dremelipoeg tõmbab pinge ikka korraks väga madalale. Lisaks on kondeka maksimaalne pinge ainult 16V, ehk siis 24V peale lülitudes peaks selle ära vahetama (samas 24V ja sigaretisüütaja pistikud vist ei sobi nagunii kokku).

Valmistoodet on näha piltidelt, ja ma pean ütlema, et ma olen oma tööga väga rahul.

Efektiivsusest

Esmaspäev, august 9th, 2010
W $/W
1 1
3 0.6
5 1
10 0.8
20 0.7
30 0.8
50 0.7
100 0.7
300 0.8

Ledid on küll kõige efektiivsemad valguse tootjad, aga samas annab hind kirvest. Ise olen harjunud 3W lede kasutama, sõber kasutab aga 1W lede. Niisiis otsisin eBayst kõigi erinevate võimsustega lede ja võrdlesin hindu vati kohta. Tulemusest sai tabel paremal. Ehk siis kõige odavamad paistavad 3W ledid. Üle 10W ledid lähevad jälle odavaks, aga samas on neist keerulisem suvalisi asju kokku kombineerida. Ise ühendan kolm ledi jadasse ja siis veel ühe 1-2Ω 1W takisti sinna otsa. Tekib valgusti, piisav laualambiks, toitub 12V pealt ja kaks kokku pannes saab piisavalt valgust kogu toale (umbes 100W jagu).

Päikepaneel õige nurga all

Teiseks uurisin kuidas mõjutab vari ja nurk päiksepaneeli efektiivsust. Minu paneel oli vertikaalselt ja akna all, ehk siis kui aken oli lahti oli akna vari paneeli peal. Hakkasin siis mingil suve keskpäeval mõõtma palju paneel tegelikult toodab. Paneelist tuli umbes 0.5A@19V. Vari kattis mingi 5% paneelist vms. Eemaldasin varju ja paneel hakkas tootama umbes 1A@19V. Ehk siis wtf, väike vari muidu heale paneelile ja tootlikus kahaneb kaks korda. Seejärel asetasin paneeli maaga võrreldes 45° nurga alla nagu netis õpetati. Ja paneelist hakkas välja tulema 1.5A@19V. Ilus, kruvisin siis paneeli nii, et see oleks õige nurga all ja ei saaks lahtiselt aknalt varju. Süsteem aina täieneb, kui kuskilt raha saan siis ostan uue ja töötava aku.

Päikesepaneeliga elektrisüsteem.

Pühapäev, veebruar 21st, 2010

Niisiis on minu üheks suurimaks eesmärgiks ehitada endale isiklik ja sõltumatu rohelise energia elektrisüsteem. Põhjuseid selleks on mitu. Esiteks on see minu panus taastuvenergia kasutusse ja populariseerimisse. Teiseks muidugi tasuta elekter, mida peale esialgset rahasüsti tulema hakkab. Lisaks on see ka huvitav jne. Kui ma kunagi peaksin kuhugi elektritusse võssa kolima on mul alati elekter omast käest võtta.

Vahendeid selle kõige jaoks on aga vähe. Olen minagi vaene tudeng – pole tööd ega taskuraha. Õnneks olen viimased pool aastat ajateenistuses olnud, saab veidigi raha. Niisiis üritan leida kõige odavamaid meetodeid, “kõigest” 25 000.- maksva süsteemiga mind ei püüa..

Minu 30W päikesepaneel

Väike süsteem on juba valmis. Elekter tuleb 30w päiksepaneelist. Pärit on eBayst, kuna seal on hinnad vähemalt 3 korda odavamad kui igal pool mujal. Maksma läks umbes 1500.- Suurust on 45x55cm, paistab igati tugev ja kirjade järgi külma ja vee kindel. Väljundvõimsusega on vähemalt praegusel pimedal ajal halvasti: akut laeb umbes kuus tundi ööpäevas ja võimsust arendab umbes 5W. Mida on küll väga vähe, aga samas on paneel ka vale nurga all ja väljas on pime ja külm.

Aku, laadimisregulaator, harukarp ja sülearvuti laadija

Laadimisregulaator, harukarp, autoaku ja sülearvuti laadija

Paneelist jookseb elekter laadimisregulaatorisse (valge karbike) seegi on täiesti suvaline ja odav. Pärit eBayst. Maksis umbes 150.- ja ostsin ta selleks, et saada ülelaadimise vastu kaitset, lisaks vilgutab ta ka kollast tulukest kui päikesepaneel akut laeb. Kannatab kuni 5A (70W) päiksepaneelilt tulevat laengut, ehk siis ma pean selle varsti välja vahetama. Ilmselt ehitan endale ise regulaatori kui veidi rohkem aega saan ja mõtlen.

Sigaretisüütaja augud autoaku külge

Sigaretisüütaja pistikud autoaku külge

Akut, laadimisregulaatorit ja tarbijaid ühendab mu super must harukarpasi. Täielikult isetehtud ja 90% ulatuses taaskasutatud asjad. Ehk siis võtsin väikse pappkarbi ja liimisin selle sisse autolammutusest saadud sigaretisüütaja pistikuid ja mingid teised pistikud, mida mul vedeles. Ainsad ostetud asjad on väikesed klemmid seal sees ja akuklemmid.

Ja minu akupank – üks paar aastat vana 64Ah autoaku. See ei salvesta küll eriti palju, aga tasuta saadud ja mitte veel liiga omadega läbi, et täiesti kasutu olla. Peale täiendavate energiaallikate soetamist üritan osta uue normaalse aku. Uus aku maksab 1500.- ja salvestab 75Ah, väidetavalt pidi olema ka spetsaalne energia hoidmise aku mitte savikas käivitusaku.

Tasuta elekter jõuab läpakasse

Tasuta elekter jõuab läpakasse

Tarbijaid on hetkel ainult üks – läptopi autolaadija. Toitub autoakust kuni sellel piisavalt pinget on ja laeb kõiki läpakaid, mis mu käeulatusse sattunud on. Jällegi, kui aega tuleb siis tahan proovida ise lülituvate pingeregulaatorite ja inverterite ehitamist. Ei tohiks ju liiga raske olla..