Solar Powered USB-Netzteil und Ladegerät

12 Schritt:Schritt 1: Ersatzteile Schritt 2: Wie es funktioniert Schritt 3: Bereiten Sie den Kasten Schritt 4: Erstellen Sie die Schaltung Schritt 5: Montieren Sie die externen Komponenten Schritt 6: Final Assembly Schritt 7: Setzen Sie USB-Ladekabel Schritt 8: Setzen Sie Apple-Ladeadapter Schritt 9: Testen Sie die Power Converter Schritt 10: Testen Sie das Ladekabel Schritt 11: Testen Sie die Apple-Ladegerät Schritt 12: Verbesserte Version

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Ich wollte schon immer zu gehen Grün und nutzen die Sonnenenergie zu meinem leistungshungrige Geräte aufzuladen. Vor kurzem fand ich und kaufte eine neue United Solar US-21 12 Volt 21 Watt Solarpanel auf dem Flohmarkt für € 20. Was für ein Schnäppchen! Also entschied ich mich, um die erforderlichen Komponenten zu konstruieren, damit ich sie an die Macht zu nutzen und belasten Sie meine Gadgets. Diese instructables zeigt, wie eine solarbetriebene USB Netzteil und Ladegerät, das mit einem Sonnenkollektor oder große Solarzelle verwendet werden kann, zu konstruieren.

Ich habe es bei TechShop .Schritt 1: Teile



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Folgende Teile sind notwendig, um für die Solar Powered USB Power Converter (Bilder in dieser Stufe) zu konstruieren. Teile sind erhältlich bei Jameco , Digikey , Radio Shack , usw.
1 LM7805 5-Volt 2.2 Amp-Spannungsregler (Jameco 786.138) 1 Kühlkörper für LM7805 (Jameco 158.051) 1 Kühlkörper-Montagesatz für TO-220 Kühlkörper (Jameco 34121) 1 47 uF 50-Volt-Elektrolytkondensator (Jameco 31114) 1 100 uF 50-Volt-Elektrolytkondensator (Jameco 158394) 2 50 Volt 0,1 uF Keramik-Kondensatoren (Jameco 544.921) 1 1N4001 50 Volt 1 A Diode (Jameco 35975) 1 2 Volt 20 mA LED mit Chromrahmen (Jameco 141.129) 1 150 Ohm 1/4 Watt Widerstand 1 2 Position Dual-Sperrstreifen (Radio Shack 274-656) 1 einpolige (SPST) Switch (Radio Shack 275 bis 602 oder ähnliches). Ich hatte einen Schalter mit einem roten Sicherheitsabdeckung so habe ich, dass - die Sicherheitsabdeckung ist optional, aber es macht es sehen wirklich cool! 1 Tube Wärmeleitpaste (Radio Shack 276-1372) 1 Kunststoffkoffer ( Velleman G311 oder ähnliches) - nicht kleiner als 4.5 "x 3.5" x 2.2 "1 Platine ( Adafruit Perma-Proto Quarter großen Brotschneidebrett PCB Teil # 589 ) 4 Gummifüße (aus dem Baumarkt - auch als Gummipuffer) 2 # 6-32 x 1/2 "Maschinenschrauben mit abgerundeten Köpfen 2 # 6-32 Muttern 2 # 4-40 x 3/4" Maschinenschrauben mit abgerundeten Köpfe 2 # 6.6 Nylon Unterlegscheiben 2 1/4 "# 4 Nylon Abstandshalter (# 6 kann auch verwendet werden) 2 # 4-40 Muttern 12" Red Draht 12 "Black Draht Solar Panel oder große Solarzelle Die folgenden Teile benötigt werden um das USB-Ladekabel zu konstruieren (Fotos von Teilen sind in Schritt 7 gezeigt): 1 USB-Kabel mit einem männlichen Typ-A-Anschluss und einen weiblichen Typ A-Stecker Isolierband Schrumpfschlauch (optional) Die folgenden Teile werden benötigt, um die Apple-Lade konstruieren (Radio Shack 276-159) 1 Kleine Kunststoff-Fall nicht kleiner als 1 USB-Kabel mit einem männlichen Typ-A-Anschluss und eine weibliche Steckertyp A 1 Platine für das Apple-Ladeschaltung: Adapter (Fotos von Teilen in Schritt 8 gezeigt) 3 1/8 "lang, 2" breit und 1 3/8 "tief 1 Kleines Stück Isoliermaterial 6" Thin isolierten Draht 2 75K ohm 1/4 Watt Widerstände 2 51K ohm 1/4 Watt Widerstände Die folgende Teile benötigt werden um das Testkabel in den Schritten 9, 10, und 11 zu konstruieren: 1 USB-Kabel mit einem männlichen Typ-A-Stecker 1 Four Position Barrierestreifen (Radio Shack 274-658) 1 Neun-Volt-Batterie die folgenden Werkzeuge benötigt: Lötkolben und Lötzinn Abisolierzange und Cutter Kleine Messer Kleine Schraubendreher (Kreuzschlitz und Flachkopf) Elektrobohrmaschinen und sortierte Größe Bohrer Heißluftgebläse (optional, falls Schrumpfschlauch verwendet wird) Schritt 2: Wie es funktioniert

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Das solarbetriebene USB Netzteil und Ladegerät besteht aus einem Solar-Panel, einen Leistungswandler, einem Standard-USB-Kabel, ein USB-Ladekabel und einem Apple-Ladeadapter wie in der ersten Abbildung dargestellt. Die Power Converter verbindet sich mit dem Sonnenkollektor und reduziert die Spannung auf einem geregelten 5 Volt-Ausgang für die Stromversorgung und Aufladen von USB-Geräten. Die Power Converter akzeptiert bis zu 35 Volt als Eingabe, wenn Sie die angegebenen Spannungsregler zu verwenden. Die Standard-USB-Kabel verbindet die Power Converter, um das USB-Gerät und wird verwendet, um das Gerät zu betreiben und für ältere USB-Geräten kann es verwendet werden, um sie zu berechnen. Der USB-Ladekabel ist ein Standard-USB-Kabel geändert, um die USB-Ladestandard, der das Gerät "weiß", dass sie genug Strom, um das Gerät zu laden ziehen können implementieren. Weitere Details dazu finden Sie in Schritt 7. gefunden werden Das Apple Ladeadapter enthält eine Schaltung, die neueren Apple-Geräte "wissen", dass sie genug Strom, um das Gerät zu laden ziehen können. Weitere Details dazu finden Sie in Schritt 8 gefunden werden Der Schaltplan für den Leistungswandler im zweiten Diagramm dargestellt. Es ist eine einfache und Standard-Schaltkreis, der einen Spannungsregler verwendet, um die Eingangsspannung in eine geregelte 5 Volt umzuwandeln. Man beachte, dass es eine Diode im Stromkreis (neben dem Schalter), die die Schaltung schützt, wenn die Eingangsleistung führt vom Solarpaneel falsch angeschlossen.

Das physikalische Layout und die Verdrahtung für die Schaltung ist in der dritten diagram.Step 3 gezeigt: Bereiten Sie den Kasten

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Bereiten Sie den Fall wie folgt:
    Bohren Sie zwei Befestigungslöcher für die Adafruit Leiterplatte in der Unterseite des Gehäuses, wie im ersten Bild gezeigt. Bohrungen für den Schalter und die LED in der Oberseite des Gehäuses, wie im zweiten Bild gezeigt. Bohren Sie ein Loch in der Seite der Seite des Gehäuses für das USB-Kabel wie im dritten Bild gezeigt. Bohren der vier Bohrungen in der anderen Seite des Gehäuses, wie in dem vierten Bild gezeigt. Die oberen Löcher sind für die Sperrstreifen. Die unteren Löcher sind für die Stromleitungen, die von der Leiterplatte. Montieren Sie den Sperrstreifen wie in der fünften Foto mit Hilfe der # 6-32 Maschinenschrauben und Muttern gezeigt.
Schritt 4: Erstellen Sie die Schaltung

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Das erste Diagramm zu diesem Schritt zeigt die Verdrahtung auf ein Steckbrett. Ich in der Regel alle meine Schaltungen Steckbrett vor dem Löten sie in einer Leiterplatte, so kann ich die Schaltung überprüfen funktioniert einwandfrei, und dass keine der Komponenten defekt sind. Wenn Sie die Adafruit Perma-Proto Breadboard Leiterplatte verwenden, können Sie die Steckbrett Diagramm als Anleitung, wie man zu platzieren und löten alle Komponenten zu verwenden.
    Befestigen Sie den Kühlkörper auf den Spannungsregler wie in der zweiten, dritten und vierten Fotos gezeigt. Verwenden Sie einen Klecks Wärmeleitpaste zwischen dem Spannungsregler und Kühlkörper. Löten Sie die Komponenten auf der Platine mit dem Steckbrett Diagramm als Anleitung wie in der fünften Diagramm dargestellt.
Schritt 5: Montieren Sie die externen Komponenten

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Vorbereitung der externen Komponenten, wie folgt:
    Löten Sie die Drähte an den Schalter und an der Leiterplatte wie in erste Foto gezeigt. Lötdrähte auf die LED, wie im zweiten Bild gezeigt. Isolieren Sie die freiliegenden Anschlüsse mit Schrumpfschlauch oder Isolierband wie im dritten Bild gezeigt. Schneiden Sie ein USB Typ A Stecker und isolieren Sie die Enden von den Stromleitungen, wie im vierten Bild gezeigt. Direkt an die Datenleitungen (grüne und weiße Drähte) geschnitten. Sie wird nicht verwendet.
Schritt 6: Final Assembly

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Schließen Sie die Montage wie folgt vor:
    Bringen Sie die LED an der Oberseite des Gehäuses, wie in der ersten und zweiten Bilder gezeigt. Stecken Sie das USB-Kabel durch das Loch in der Seite des Gehäuses und löten die Schaltdrähte, die LED-Kabel und die USB-Kabel wie in der dritten und vierten Fotos gezeigt. Verwenden Sie die Steckbrett Diagramm als Leitfaden. Schieben Sie das Netzkabel durch die Löcher unter der Barriere Streifen auf der Seite des Gehäuses und montieren Sie die Leiterplatte in dem Fall unter Verwendung der Maschine # 4-40 Schrauben, Muttern, Nylon-Abstandshalter und Unterlegscheiben wie in der fünften und sechsten Fotos gezeigt. Drücken Sie vorsichtig alle Drähte in dem Fall, den Fall abzuschließen, und schrauben Sie ihn geschlossen, wie in der siebten und achten Fotos gezeigt. Isolieren Sie die Stromkabel und sie an den Sperrstreifen und Schrauben in der neunten und zehnten Fotos gezeigt. Bringen Sie die Gummifüße an der Unterseite des Gehäuses, wie im letzten Bild gezeigt.
Voila! Die Power Converter ist nun abgeschlossen Schritt 7: Setzen Sie USB-Ladekabel

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Nach den USB-Spezifikationen, um die Technik, ein USB-Ladegerät verwenden sollten, um ein Gerät, das sie voller Strom zum Laden zu ziehen anzuzeigen, durch Kurzschließen (Verbinden) der beiden Datenleitungen zusammen. Dies funktioniert für die meisten Geräte außer Apple-Geräte, die in dem nächsten Schritt behandelt werden. Der Leistungswandler in den vorherigen Schritten aufgebauten kann Energie an einem USB-Gerät bereitzustellen, aber die Datenleitungen nicht angeschlossen, so neuere Geräte werden nicht nur mit dem Stromrichter und einem Standard-USB-Kabel aufladen. Dieser Schritt beschreibt, wie ein USB-Kabel zum Aufladen zu ändern.

USB-Kabel mit einem männlichen Typ-A-Stecker und einem weiblichen Steckertyp A (im ersten Bild): Die folgenden Teile werden für diesen Schritt erforderlich. Isolierband. Schrumpfschlauch (optional) Gehen Sie folgendermaßen vor, um das Ladekabel zu konstruieren:
    Schneiden Sie das Kabel in die Hälfte. Optional schieben ein Stück Schrumpfschlauch nach unten ein Ende des Kabels. Siehe die zweite Diagramm. Mit einem Messer vorsichtig die äußere Abschirmung von den USB-Kabel. Mit einer Abisolierzange abzustreifen die Drähte wie in der dritten Abbildung dargestellt. Verbinden und löten die verschiedenen Leitungen zusammen, wie im vierten Diagramm dargestellt. Man beachte, dass die Datenleitungen auf ein USB-Kabel mit der Buchse verbunden ist. Isolieren Sie die freiliegenden Anschlüsse mit Isolierband wie in der fünften Diagramm dargestellt. Wickeln Sie Isolierband über die Drähte oder verwenden Sie den Schrumpfschlauch, um die einzelnen Drähte zusammenzuhalten, wie in der sechsten Diagramm dargestellt.
Voila! Montieren Sie Apple-Ladeadapter: Das fertige Kabel wird in den letzten beiden photos.Step 8 gezeigt

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Apple-Geräte erfordern, dass eine bestimmte Spannung an den zwei Datenleitungen vorhanden sein, um für das Gerät zu "wissen", dass sie ausreichend Strom zu ziehen auf die Stromleitungen, um das Gerät aufzuladen. Eine ausgezeichnete Zuschreibung auf die Geheimnisse des Apple-Gerät Laden finden Sie unter http://www.ladyada.net/make/mintyboost/icharge.html . Die in diesem Schritt verwendete Schaltung stammt aus der Zuschreibung.

Für diesen Schritt sind folgende Teile erforderlich sind: USB-Kabel mit einem männlichen Typ-A-Anschluss und eine weibliche Steckertyp A, wie im ersten Bild gezeigt. Leiterplatte für das Apple-Ladeschaltung. Ich benutzte das Radio Shack PC-Platine 276 bis 159, wie im zweiten Bild gezeigt. Nur die Hälfte der Platte wird in diesem Projekt verwendet. Eine kleine Plastikgehäuse um die Leiterplatte zu halten, wie in der dritten und vierten Fotos gezeigt. Der Fall, ich war 3 1/8 "lang, 2" breit und 1 3/8 "tief. Ich würde nicht empfehlen, alles, was kleiner als das war ein Gedränge, alles im Inneren des Gehäuses zu erhalten. Ein kleines Stück Isoliermaterial - Ich habe ein Stück steifen Kunststoff Siehe fünfte photo Sie müssen nur diese, wenn Ihr Fall einem Metallboden verfügt über 6 "dünnen isolierten Draht 2 75K ohm 1/4 Watt Widerstände 2 51K ohm 1/4 Watt Widerstand, den Apfel zu bauen... Ladeadapter:
    Bohren Sie ein Loch in jedem Ende der Fall für die USB-Kabel wie in der sechsten Foto gezeigt. Schneiden Sie das USB-Kabel in die Hälfte (wenn es ein langes Kabel können Sie die Leitungen auf eine kürzere Länge geschnitten, aber ich würde nicht kürzer als 5 Zoll zu empfehlen. Siehe die siebte Foto. Mit einem Messer, entfernen Sie vorsichtig die äußere Abschirmung aus dem USB-Kabel und isolieren Sie die Drähte Mit der schematischen (achte Diagramm) als Leitfaden, löten die Schaltung auf der Leiterplatte wie in der neunten Foto gezeigt. Wichtig:. vor dem Löten der USB-Kabel an die Enden der USB-Kabel ziehen durch die Löcher in dem Fall, die Leiterplatte. Schieben Sie die Leiterplatte und USB-Kabel nach unten in das Gehäuse wie in der zehnten Foto gezeigt. Stellen Sie den nicht leitenden Material auf der Oberseite der Leiterplatte wie in der elften Foto gezeigt. Schrauben Sie den Deckel auf das Gehäuse und befestigen Sie die Gummifüße wie in der zwölften Foto gezeigt.
Voila! Das Apple-Ladeadapter ist jetzt abgeschlossen, wie im letzten Bild gezeigt, Schritt 9: Testen Sie die Power Converter

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Bevor Sie das USB-Stromrichter, ist es wichtig, es zu testen, um sicherzustellen, dass alles richtig angeschlossen ist, damit Sie nicht das USB-Gerät beschädigt werden. Ein einfacher Test-Kabel aufgebaut werden, um die Prüfung leicht. Dieses Kabel wird sich als nützlich für Ihre Zukunft USB Projekte kommen.

Um den Test-Kabel zu konstruieren, erhalten Sie eine Vier-Positionen-Sperrstreifen (Radio Shack 274 bis 658) und ein USB-Kabel mit einem männlichen Typ-A-Anschluss benötigen.
    Schneiden Sie das USB-Kabel, entfernen Sie die äußere Schicht und Abschirmung. Schließen Sie die Drähte an die Sperrstreifen nach den ersten zwei Fotos gezeigt. Früher habe ich etwas Schrumpfschlauch, um die Drähte zu schützen; Isolierband würde auch funktionieren.
Testen der USB Power Converter:
    Bringen Sie eine Stromquelle an den Stromrichter mit der Sperrstreifen auf der Seite des Gehäuses. Zu Testzwecken habe ich eine 9-Volt-Batterie. Verbinden Sie das USB-Test Kabel an den USB-Buchse an der Stromrichter wie in der dritten Abbildung dargestellt. Schalten Sie den Netzschalter an der Stromrichter auf die Position "On". Mit einem Multimeter, setzen Sie ihn auf für DC Volt zu testen, und berühren Sie die Prüfspitzen an den Pluspol (rot) und Masse (schwarz) führt, wie im vierten Bild gezeigt. Die Spannung sollte lesen sehr nah an 5 Volt wie in der fünften Foto gezeigt. Schalten Sie das Gerät mit dem Schalter auf dem Gehäuse und überprüfen, dass keine Spannung vorhanden ist - der Zähler Null anzeigen. Stellen Sie das Multimeter zur Widerstandsmessung, und berühren Sie die Prüfspitzen an die beiden Datenleitungen (weiß und grün) wie in der sechsten Foto gezeigt. Muß der Zähler anzuzeigen, dass der Widerstand unendlich (dh nicht verbunden ist), wie in der siebten Bild dargestellt.
Schritt 10: Testen Sie das Ladekabel

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Nun, da der Leistungswandler ordnungsgemäß funktioniert, ist es Zeit, um die Ladekabel zu testen.
    Schließen Sie das Ladekabel mit dem Stromwandler und dem Testkabel mit dem Ladekabel wie in der ersten Abbildung dargestellt. Schalten Sie den Netzschalter an der Stromrichter auf die Position "On". Mit einem Multimeter, setzen Sie ihn auf für DC Volt zu testen, und berühren Sie die Prüfspitzen an den Pluspol (rot) und Masse (schwarz) führt, wie im zweiten Bild gezeigt. Die Spannung sollte lesen sehr nah an 5 V, wie im dritten Bild gezeigt. Schalten Sie das Gerät mit dem Schalter auf dem Gehäuse und überprüfen, dass keine Spannung vorhanden ist - der Zähler Null anzeigen. Stellen Sie das Multimeter zur Widerstandsmessung, und berühren Sie die Prüfspitzen an die beiden Datenleitungen (weiß und grün), wie im vierten Bild gezeigt. Der Zähler sollte anzeigen, dass der Widerstand null Ohm (dh verbunden), wie in dem fünften Bild dargestellt.
Schritt 11: Testen Sie die Apple-Ladegerät

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Der letzte Schritt ist die Prüfung, ob die Apple-Ladeadapter richtig funktioniert.
    Schließen Sie das Apple-Ladeadapter mit dem Stromrichter und dem Testkabel an den Apple-Ladeadapter wie in der ersten Abbildung dargestellt. Testen Sie die Stromleitungen (rot und schwarz), wie Sie in den vorherigen zwei Schritte getan, um sicherzustellen, dass 5 Volt vorhanden sind, wenn der Stromrichter eingeschaltet ist und keine Spannung vorhanden ist, wenn der Stromrichter ist ausgeschaltet. Schalten Sie den Netzschalter an der Stromrichter auf die Position "On". Mit einem Multimeter, setzen Sie ihn auf für DC Volt zu testen, und berühren Sie die Prüfspitzen an den weißen Datenleitung und Masse (schwarz) führen, wie im zweiten Bild gezeigt. Die Spannung sollte lesen sehr nahe an 2 Volt, wie im dritten Bild gezeigt. Berühren Sie die Messspitzen an die grüne Datenleitung und Masse (schwarz) in Führung, als im vierten Bild gezeigt. Die Spannung sollte auch gelesen sehr nahe an 2 Volt. Schalten Sie das Gerät mit dem Schalter auf dem Gehäuse, und wiederholen Sie die letzten beiden Schritte und stellen Sie sicher, dass keine Spannung vorhanden ist - der Zähler Null anzeigen.
Voila! Das Projekt ist nun abgeschlossen.

Eine letzte Warnung: Es ist sehr wichtig, die den Stromrichter, Ladekabel und Apple-Ladeadapter gründlich testen, bevor Sie versuchen, Macht oder laden Sie Ihre Geräte oder Sie können diese beschädigt werden. Auch, während ich diese mit mehreren Geräten (ein Apple iPod Touch, ein Apple Nano und ein HTC Incredible 2) mit dem Besten meiner Fähigkeit getestet, ich kann nicht die Verantwortung für Schäden übernehmen kann dies zu Ihrem device.Step 12 verursachen : Verbesserte Version

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Nach Abschluss und mit dem Solar-USB-Netzteil und Ladegerät, hatte ich ein paar Ideen, es besser zu machen. Eine verbesserte Version des Projekts wird im ersten Bild gezeigt.

Es gibt zwei Verbesserungen:
    Anstatt erfordern ein spezielles Kabel für die Aufladung, einen Schalter, um die Schaltung, die, wenn sie geworfen werden, werden die Datenleitungen zu verbinden, wie in dem Schaltbild (2. Bild) gezeigt aufgenommen. Die LED ist von der Schaltung entfernt worden, weil es sehr schwierig ist, die leuchtende LED bei strahlendem Sonnenschein zu sehen.