Laadimisregulaator

Neljapäev, oktoober 27th, 2011
Laadimisregulaatori viimase idee testplaat

Söövitatud testplaat laadimisregulaatorile

Niisiis, lõpuks, peale 5 erinevat laadimisregulaatori skeemi on mul töökorras laadimisregulaator. Tööpõhimõttelt äärmiselt lihtne – komparaator zeneriga ja mosfet, mis paneeli lülitab. Tööpõhimõttelt hoiab pliiakut kogu aeg valitud pinge juures, minu juhul 14.2V juures. Ehk siis sisuliselt kaitseb akut ülepinge eest, asi mille kätte suri minu viimane aku. Nüüd ma saan lõpuks ometi päikesepaneeli kogu aeg aku külge ühendatuna hoida.

Operatsioonivõimendil põhinev laadimisregulaatori skeem

Operatsioonivõimendil põhinev laadimisregulaatori skeem

Skeemist leiab lm321 op-ampi, zener dioodi, mõne takisti, suvalise n-kanali mosfet transistori ja ledi. Zener dioodi abil tekitatakse võrdluspinge. Komparaatorina töötav operatsioonivõimendi võrdleb võrdluspinget ja läbi pingejaguri tulevat aku pinget, ning lülitab transistorit vastavalt. Operatsioonivõimendi ise saab enda voolu päikesepaneelilt, sest madalama pingega (aku) on tüütult raske lülitada kõrgemat pinget (paneeli) lülitada.

Pindmontaaž komponentidest skeem

Üliminaturiseeritud lõppversioon kaitsest

Üritasin voolutarbimise võimalikult madalaks saada, õnnestus 1.3mA peale saada. Zener diood vajab kohutavalt kõrget töövoolu. 5mA on soovitatav töövool, antud juhul annan talle 1mA ja see on ka kõige alumine piir, kus see veel natukenegi stabiilne on. Veel väiksemate voolutugevuste peale kolides hakkab mängima ka operatsioonivõimendi, mille peaks siis juba kallima ja parema vastu vahetama.

Skeem integreerituna pistikusse

Laadimisregulaator pakendis

Teiseks õppisin veaarvutust. Odavate 10% takistite ja 5% zeneri puhul tuleb viga 25%, ehk siis 14.4V ± 3.6V, mis antud skeemi puhul on naeruväärne. 1% takisteid kasutades, ja eeldades, et zener on 1%, saab kogu skeemi veaks 3%. Mis on juba väga hea. Enda plaadile jootsin takistitega rööbiti 470kΩ takisteid, et lülitamispinget täpselt õigesse kohta saada.

Skeemi allalaadimiseks leiab aadressilt siit.

Eestikeelse wikipeedia elektroonika alaste artiklite tase on naeruväärselt madal, tahtsin viidata pingejaguri ja operatsioonivõimendi artiklitele, aga üks oli naeruväärne ja teist polnud , ehk siis ma kirjutasin. Ehk siis üleskutse: kõik kes midagi natukene teavad – täiendage.

 

Jaga

Energiatihedus

Reede, aprill 29th, 2011

Et minu kõvaketta nurka kogutud info sinna hallitama ei läheks jagan seda rahvaga. Ehk siis kui palju asjad tegelikult maksavad ja miks me bensiiniga sõidame.

Misasi Võimsus Hind
1m2 päikesepaneeli 150 W 100€
elektrirolleri mootor 240 W
30 hobijõuline mootor 22000 W
sülearvuti 60 W
föön 1800 W
Asi Energiat Hind
100W hõõgpirn tarbib ühe tunni jooksul 100 W/h 0.004€
12V 75Ah Pb aku 900 W/h 100€
Lipo aku 72 W/h 50€
Ülikiiresti laaduv superkondensaator 0.03 W/h 20€
Kivisüsi 1kg 20 000 W/h 5€
Bensiin 1l 10 000W/h 1.234€

Ehk siis kui sa tangid 20l bensiini siis võtad energiat kaasa umbes 200 pliiaku jagu. Ja need superkondensaatoritest mille imelisest sekunditega täislaaduvusest räägiti.. no.. neid peab ka päris mitu võtma.

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.

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.

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..