Lithium-Batterie Solar-USB / iPhone / Arduino Charger

12 Schritt:Schritt 1: Was Sie brauchen Schritt 2: Was sind Lithium-Batterien? Schritt 3: Wählen Sie einen Lithium-Laderegler Schritt 4: USB Schalt Schritt 5: Wählen Sie einen Akku Schritt 6: Verdrahtung der Solarzelle Schritt 7: Bohren Sie die Zinn (oder Gehäuse) Schritt 8: Verdrahten Sie den Laderegler Schritt 9: Verdrahten Sie den Akku & USB Stromkreis Schritt 10: Isolieren Sie ALLES Schritt 11: Jam It All In Schritt 12: Rejoice

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Eines der am meisten Spaß und sinnvolle Projekte auf instructables ist, Ihre ganz eigene Solar USB / iPhone-Ladegerät zu schaffen. Sie sind nicht übermäßig schwer zu machen, noch sind die Teile übermäßig teuer und schwer zu finden. In den meisten Fällen tun sie einen ziemlich guten Job von oben aufladen kleinen Gadgets. Meist.

Der große Fehler in der DIY Solar-Ladegerät Welt sind die Batterien. Fast alle Designs auf instructables (einschließlich alle meine Entwürfe) verwenden Standard-NiMh-Akkus. Sie sind billig, leicht zu finden, und sehr sicher in der Anwendung. Das Problem ist, dass ihre Kapazität und Spannung beide niedrig sind, und die Geräte, die wir halten wollen, laden werden immer größere und bessere Batterien.

Zum Beispiel ein iPhone 4 hat eine 2,000mAh Batterie im Inneren davon. Nun, das ist nicht zu hart, um anständig mit einem gut gemacht Solar-Ladegerät mit 2 oder 4 AA-Batterien aufzuladen. Auf der anderen Seite ein iPad 2 hat eine 6,000mAh Akkupack auf sie. Gar nicht so einfach zum Aufladen.

Die Lösung für diese Probleme ist es, NiMh-Akkus Graben und biegen Sie Lithium-Batterien.

In dieser Anleitung werde ich Ihnen zeigen, wie Sie Ihre ganz eigene Lithium-Batterie-Ladegerät machen. Eine, die billig zu machen, einfach zu bauen, und vor allem sicher zu bedienen ist.

(Oh und mir helfen, gewinnen die Instructables Green Tech Contest durch Abstimmung zu diesem Projekt! Ein iPad wäre toll für mein Klassenzimmer! Noch besser ist, ich werde eine massive Lithium betriebene Ladegerät, um das iPad laufen zu bauen. Es wird zu 100% grüne in meinem Klassenzimmer.)


Schritt 1: Was Sie brauchen

  1. Lithium-Batterie Solar-USB / iPhone / Arduino Charger

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    Electronics Parts:
    5V (oder höher) Solarzelle
    3,7 V Lithium-Ionen-Akku: 2,600MAH , 4,400MAH , 6.600 mAh
    Lithium-Batterie-Laderegler
    DC-DC-USB-Boosting-Schaltung
    2.5mm Kupplung Plattenmontage Stecker
    2,5 mm Stecker Jack mit Draht
    1N4001 Diode
    Draht

    Baumärkte:
    Isolierband
    Schrumpfschläuche
    Doppelklebeband
    Lot
    Altoids Tin (oder anderen Gehäuse)

    Werkzeuge:
    Löten Ion
    Heißklebepistole
    Drill
    Dremel (Nicht notwendig, aber gut zu haben)
    Kabelschneider
    Abisoliergeräte
    Helfende Hand
    Schutzbrille

    Dieser Leitfaden wird Ihnen zeigen, wie ein Solarbetriebene Version dieses Ladegerät zu machen. Sie können auch einfach Graben der Solar-Abschnitt vollständig und verlassen sich auf USB zum Aufladen der Lithium-Batterie.

    Während viele der Teile für dieses Projekt kann leicht auf die meisten Online-Elektronik-Geschäft zu finden, ein paar Dinge wie die "DC-DC-Verstärkungsschaltung" und die "Lithium-Laderegler Board" sind schwieriger zu finden. Da dieses Handbuch weiter Ich werde Ihnen mehrere Optionen auf, wo man die meisten Teile bekommen, sowie eine detaillierte Überblick, was jeder tut bereitzustellen. Dann können Sie eine fundierte Entscheidung darüber, welche man am besten zu Ihren individuellen Projektanforderungen.

    Als Haftungsausschluss Ich werde sagen, dass ich verkaufen sowohl fertige Versionen dieses Ladegerät, Teile, um dieses Ladegerät und komplette Kits auf meiner Webseite machen BrownDogGadgets.com . Aktuell haben wir zwei Kits zur Verfügung, ein Grund Solar-USB-Kit und eine aktualisierte Lithium Heavy Duty Kit .

Schritt 2: Was sind Lithium-Batterien?

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    Ob Sie es kennen, haben Sie wahrscheinlich ein ein in Ihrer Tasche jetzt. Und einen auf Ihrem Schreibtisch. Und ein in der Handtasche / Rucksack. Lithium-Ionen-Batterien betrieben werden modernste Elektronik. Sie bieten eine große Kapazität der Energie, einen hohen Spannungspegel, und eine hohe Anzahl von Wiederaufladungen für ihre Größe. Dies im Gegensatz zu wiederaufladbaren AAs, die sind die meisten immer NiMh in der Zusammensetzung sind.
    Für den Fall, es ist schon eine Weile her, seit der High School Chemie für Sie der Unterschied zwischen Ihrem Standard wiederaufladbare AA-Batterie und einem Lithium-Ionen-Batterie sind die Chemikalien im Inneren. Schauen Sie sich auf das Periodensystem, und Sie werden sehen, dass Lithium ist auf der anderen in der ersten Spalte, wo all die meisten reaktiven Elementen leben gelassen. Diese im Vergleich zu Nickel, die in der Mitte des Tisches mit einer Menge von Zufalls nicht-reaktiven Material hängt. (Und wenn Sie wissen wollen, warum es so reaktiv, das ist, weil es nur einen einsamen Elektronen Volant. Was ich bin sicher, dass zumindest einer meiner 8. Klasse Studenten der Naturwissenschaften wohl noch erinnert. Seufz ... Teenager will.)
    Deshalb Lithium bekommt oft einen schlechten Ruf. Da es so verdammt reaktiven es kann manchmal außer Kontrolle geraten. Ein paar Jahre zurück Sony eine schlechte Charge von Laptop-Akkus, die teilweise in Brand begann zufällig. (Wussten Sie, Sony macht ein gutes Stück von Laptop-Batterien der Welt, für die meisten großen Marken?)
    Aus diesem Grund müssen wir bestimmte Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit Lithium-Ionen-Batterien zu nehmen. Um eine sehr genaue Spannung zu halten, wenn der Lade. Die 3,7 V-Batterien wir in diesem Handbuch mit gerade benötigen, um eine Ladespannung von 4,2 V haben. A-Volt-Hoch oder ein Volt-Nieder einen außer Kontrolle chemische Reaktion, die zur Gefahr führen kann, bedeuten.
    Das ist, warum Sie müssen vorsichtig sein, wenn es sich um Lithium-Batterien! Während sie ganz sicher sind, wenn sie mit Sorgfalt behandelt, wenn Sie tun Dinge, die Sie nicht können Sie mit großen Problemen am Ende starten. Behandeln Sie sie mit dem Respekt, den sie verdienen.

Schritt 3: Wählen Sie einen Lithium-Laderegler

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    Wie als Lithium-Batterien reaktiv sind alles, was Sie wirklich brauchen, um sicher zu sein, eine Schaltung, die die Spannung gehen, um Ihre Batterie kontrolliert haben.
    Während Sie Ihre eigenen Ladungssteuerschaltung zu machen, ist es viel einfacher, nur kaufen, ein, der nachweislich funktioniert. Dazu haben Sie mehrere Möglichkeiten.
    Adafruit ist jetzt auf seine zweite Generation von Lithium-Laderegler , das mehrere Optionen für die Stromversorgung besitzen. Sie sind sehr nett, aber ein bisschen zu groß. Ganz und gar nicht klein genug für unsere Altoids Zinn großen Gehäuse.
    Ich verkaufe ein paar kleine Lithium-Laderegler-Module auf meiner Website. Das sind die, die ich in meinem Kit und in diesem Handbuch. Ich mag sie, weil sie klein, einfach und haben Status-LEDs für die Aufladung und, wenn die Batterie voll ist. Wie die Adafruit Ladegerät können Sie auch den USB-Anschluss verwenden Sie zum Aufladen der Lithium-Batterie, wenn Sie nicht über Sonne. (Etwas, was sehr praktisch für jeden Solar-Ladegerät ist.)
    Egal, was Sie verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie wissen, wie es zu benutzen und was wohin gehört.

Schritt 4: USB Schalt

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    Die meisten modernen Geräte über USB aufladen. Es ist der Standard weltweit zu werden. Also warum brauchen wir einen speziellen Schaltkreis dafür? Kann ich nicht einfach verdrahten einen generischen USB-Anschluss direkt an die Batterie?
    Das Problem ist, dass USB arbeitet mit 5 V Strom. Die Lithium-Batterien Sie mit diesem Projekt verwenden möchten würde nur 3,7 V Strom. Der USB-Schaltung Ich habe in diesem Projekt ist ein DC-DC-Verstärkungsschaltung. Was bedeutet, es stößt die Spannung so unsere Gadgets können tatsächlich zu laden. (Dies, um eine Menge von USB-Ladegeräte, die im Gegensatz zu instructables 9V oder 6V im Wert von Batterien zu verwenden und dann im Dropdown die Spannung, die die Nutzung von Solar sehr schwierig macht.)
    Die Schaltung Ich bin mit, und verkaufen auf meiner Website, ist ein Überschuß-Schaltung aus einem zufälligen Ladegerät, das fand ich nach vielen Tests. Es ist mehr oder weniger ein Klon des Adafruit Minityboost Kreis . Außer es ist billiger und bereits für Sie gemacht.
    Also ja, können Sie eine billige USB-Ladegerät online zu finden und nehmen Sie es auseinander Aber hören Sie auf. Was Sie suchen möchten ist eine, die von 3V (AKA 2 AA-Batterien) geht bis zu 5V (AKA USB). Was Sie nicht wollen, zu tun ist, auseinander nehmen eine Wand USB-Ladegerät oder ein Auto USB Ladegerät. Diejenigen konvertieren höhere Spannungen zu niedrigeren Spannungen, die das genaue Gegenteil von dem, was wir versuchen zu tun ist.
    Auch im Auge behalten, dass, während die USB-Schaltung Ich habe und die Mintyboost beide arbeiten mit Apple-Produkte, viele USB-Ladegeräte nicht. Apple-Produkte überprüfen Sie die Daten auf dem USB-Reiter, um zu sehen, was sie eingesteckt. Wenn sie keine Kraftfluss über die Daten Registerkarten nicht sehen, was kein anderes Gerät tut, dann werden sie nicht berechnen. Glauben Sie mir, ich habe eine Menge von billigen Schaltungen off eBay versucht, nur um herauszufinden, dass mein iPhone 4 abgelehnt wurden. Sie wollen nicht, dass dies geschieht.

Schritt 5: Wählen Sie einen Akku

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    Führen Sie eine schnelle Google-Suche und Sie werden eine breite Palette von Batterien mit verschiedenen Größen, Kapazitäten, Spannungen, und die Preise zu finden. Es kann ein wenig verwirrend sein.
    Aus diesem Ladegerät werden wir werden mit einem 3,7 V Lithium-Polymer (Li-PO) Batterie. Eine, die wahrscheinlich sehr ähnlich dem in Ihren iPod oder Ihr Handy. Für dieses Projekt Sie wirklich wollen, werden unter Verwendung einer 3,7 V Batterie, wie das ist, was unsere Ladeschaltung ist entworfen, um zu laden.
    Während es sollte kein Thema sein, müssen Sie eine Batterie mit in Überlade / undercharge Schutz eine integrierte bekommen. Viele Websites werden den "PCB Schutz" nennen. (Betrachten Sie eBay.) Dies bedeutet nur, dass es eine kleine Platine und Chip, dass der Akku hält Laden oder Entladen stoppt zum richtigen Zeitpunkt macht.
    Da finden Sie leicht viele verschiedene Batterien gibt, sollte Ihr großes Anliegen die physische Größe der Batterie zusammen mit seinem Kapazität. Die Größe hängt wirklich von Ihrer Gehäuse. In dieser Anleitung werde ich mit einem Altoids Zinn für einen Fall, so meine Größe eher begrenzt. Während ich hätte gerne eine 4,400mAh Batterie innerhalb einer Altoids Zinn ich stattdessen mit einem 2,000mAh Akkus anstelle gegangen passen.

Schritt 6: Verdrahtung der Solarzelle

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    Wenn Sie nicht, einen solarbetriebenen Version dieses Kit sind, fahren.
    In diesem Handbuch Ich bin mit einem 5.5V 320mA Solarzelle, die in einem harten Kunststoff ummantelt ist. Alle großen Solarzelle wird zu tun, aber ideal für den Laderegler Sie Ihre Solarzelle zwischen 5-6V an der Macht wollen.
    Nehmen Sie das Ende des männlichen Jack Draht und spaltete es in zwei. Dann Isolieren Sie die Enden ein wenig.
    Der Draht mit dem weißen Streifen negativ ist, wird der Draht, die alle schwarz ist positiv.
    Löten Sie die Leitungen an die entsprechenden Laschen an der Rückseite der Solarzelle.
    Verwenden Sie Isolierband oder Heißkleber, um die Lötstellen zu decken. Dies schützt sie und hilft entlasten.

Schritt 7: Bohren Sie die Zinn (oder Gehäuse)

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    Denn ich bin mit einem Altoids Zinn style Ich muss einige Bohrer Arbeit zu tun. Dafür werde ich mit einem Bohrer und einem Dremel.
    Bevor Sie Arbeiten an der Dose zu tun sollten Sie wahrscheinlich alles, was in der Dose legen, um, wenn sie alle Passungen sehen. Herauszufinden, wo alles, was vor dem Bohren geht. Verwenden Sie eine Markierung, um anzuzeigen, wo alles gehen sollte.
    Sobald Sie Sie Flecken ausgesucht Sie erhalten können, um zu arbeiten.
    Für den USB-Anschluss Sie eines von zwei Dingen tun können. Sie können eine große Zinn Snip benutzen, um von der Oberseite der Dose gerade nach unten geschnitten, oder Sie können einen USB-großes Loch in der Seite des Zinn aufbohren. Ich bin heraus werden das Bohren eines Loches.
    Zuerst setzen Sie den USB-Anschluss bis zu der Seite der Dose. Mark entlang der Außenseite.
    Mit einem Bohrer, zwei oder mehrere Loch in diesem Kreis zu bohren.
    Verwenden Sie Ihren Dremel zur Einreichung und schneiden den verbleibenden Platz heraus. Mit einem großen Haken, um den Zinn halten Sie wird empfohlen. Halten Sie es mit der Hand wird wahrscheinlich dazu führen Sie einen oder zwei Finger zu verlieren.
    Ist das erledigt überprüfen Sie, ob der USB-Anschluss durch das Loch Sie gemacht passt.
    Um ein Loch für den 2,5-mm-Buchse Schalttafelmontage, nur ein Loch bohren. Verwenden Sie einen Dremel es größer zu machen ist nötig. (Wenn Sie nicht tun, die solar-Seite der Dinge, ignorieren Sie die 2,5-mm-Abschnitt alle zusammen.)

Schritt 8: Verdrahten Sie den Laderegler

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    Einer der Gründe, warum ich mit diesen kleinen Laderegler mag ist, dass seine schwer zu vermasseln. Es gibt 4 Lötpunkte auf sie. In der Front neben dem Mini-USB-Anschluss gibt, wo wir das sich der Gleichstromleistung, die in unserem Fall in Solar-, und die beiden Punkte in der Rück sind für die Batterie.
    Lets ersten Draht bis die 2,5-mm-Buchse Stecker an den Laderegler. Alles, was wir tun müssen, ist aus dem Stecker an den Controller laufen zwei Drähten und einer Diode über. (Sie können Ihre Schrumpfschläuche in diesem Abschnitt auch als auch, wenn Sie wollen.)
    Schnappen Sie sich Ihre 1N4001 Diode, 2,5-mm-Stecker und Laderegler. Setzen Sie die Buchse nach unten vor Ihnen. Geht von links nach rechts die drei Zinken sind so. Die Linke ist negativ, der mittlere ist positiv, und das Recht ist nicht zu verwenden.
    Werfen Sie einen Draht und wickeln Sie es um die negative Schenkel des Stecker, mit dem anderen Ende gehen, um den negativen "in" Punkt auf dem Brett. Löten und glücklich sein. (Sie können vertuschen, die Etappe der Stecker mit etwas Schrumpfschlauch, wenn Sie wollen.)
    Nun nehmen Sie ein weiteres Stück Draht und wickeln Sie es um das Bein der Diode, die Bar auf sie hat. Wickeln der Nähe der Basis der Diode, um sicherzustellen, können wir so viel Platz wie möglich zu retten. Wickeln Sie das andere Bein der Diode (die Seite ohne bar), um den mittleren Schenkel der Stecker. Auch hier, wie in der Nähe der Basis der Diode, wie Sie können. Schließlich verbinden Sie das Kabel an die positive "in" Lötstelle auf der Leiterplatte. Löten und sich freuen. (Auch hier können Sie mit Schrumpfschlauch, um die Verbindung mit dem Stecker sicherer zu machen.)

Schritt 9: Verdrahten Sie den Akku & USB Stromkreis

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    Ab diesem Zeitpunkt müssen Sie nur vier weitere Punkte zu löten.
    Was wir wollen, ist Draht bis die Batterie und USB-Schaltung an die Ladesteuerplatine. Dafür benötigen Sie, um etwas Draht geschnitten.
    Löten Sie einige Draht auf die positiven und negativen Punkte auf dem USB-Circuit. Sie sind auf der Unterseite der Platine.
    Sobald dies geschehen ist verdrehen diese Drähte zusammen mit den Drähten kommt von Ihrer Lithium-Batterie. Seien Sie sicher, dass Sie Einhaken sind die positiven Drähte zusammen, und die negativen Drähte zusammen. (Rot ist positiv und Schwarz negativ ist, falls Sie es vergessen haben.)
    Sobald das Verdrehen geschehen ist, nur um die Batterie Punkte löten auf der Rückseite des Ladereglers Bord. Ich mag, um die Drähte durch die Löcher vor dem Löten setzen.
    Sie sind tatsächlich 100% der elektrischen Aspekt dieses Projekts durchgeführt. Atmen Sie tief ein und entspannen.
    Es ist auch eine gute Idee, an dieser Stelle testen, Ihre Schaltung. Alles ist verdrahtet und sollte funktionieren. Schnappen Sie sich einen iPod oder etwas USB und sehen, ob es funktioniert (wenn die Batterie schwach ist oder tot Ihr Gadget nicht aufgeladen). Sie können auch sie sich in der Sonne und sehen, ob Ihre Solarzellen Aufladung der Batterie beginnt. Sie sollten sehen, der kleine rote LED an der Ladeplatte einzuschalten. Sie könnten auch einen Mini-USB-Kabel verwenden, um auch Aufladen der Batterie.

Schritt 10: Isolieren Sie ALLES

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    Bevor wir jammen alles in die Dose, dann ist es wahrscheinlich eine gute Idee, um sicherzustellen, dass unsere tin keinen Kurzschluss verursachen. Wenn Sie mit Holz- oder Kunststoffgehäusen sind, ignorieren Sie diese.
    Verwendung Isolierband legte mehrere Streifen entlang der Unterseite des Zinn und der Seite des Zinn. Die Bereiche, in denen der USB-Schaltung wird, und wo der Laderegler wird heraus hängen. (In meinen Bildern können Sie sehen, dass ich den Laderegler frei schwebend gelassen.)
    Sie wirklich nicht wollen, dass eine kurze.
    Um sicherzustellen, dass unsere Lötstellen sicher sind, können Sie entweder Isolierband, um sie oder einen Klecks Heißkleber anzuwenden.

Schritt 11: Jam It All In

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    Wenn alles setzen in der Dose, zunächst mit dem 2,5-mm-Stecker zu starten. Wie Sie es in Stelle schrauben müssen, es ist irgendwie wichtig, dass Sie es in ersten.
    Einmal in und sichern Sie versuchen Sie Ihr USB-Schaltung einrastet. Wenn alles passt, beginnen, indem Sie einen kleinen Klecks Heißkleber nach unten und arbeiten Sie Ihren Kreislauf an seinen Platz. Einmal in Position decken Sie es mit Heißkleber.
    (USB-Schaltung Ich verwende einen Schalter an der Seite. Wenn Sie mit meiner Schaltung sicherzustellen, dass der Schalter legen den ganzen Weg zurück sind. Daß die Schaltung setzt auf "Laden" Modus ".)
    Schließlich haben Sie Ihre Batterie. Sie wollen wahrscheinlich nicht, um Heißkleber auf es zu benutzen. Einige doppelseitigem Klebeband oder eine Schleife aus Isolierband wird es halten Sie.

Schritt 12: Rejoice

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    Nun das war es eigentlich.

    Sie können nun entweder Aufladen der Batterie über die Mini-USB-Anschluss an der Ladeschaltung oder über Solarenergie. Die rote Status-LED an der Laderegler Bord bedeutet, dass der Akku aufgeladen wird, die blauen pops auf, wenn die Batterie voll ist.

    Auf einer neuen Ebene Flug konnte ich zum Aufladen meiner iPhone 4 mehr als 80% (während in den Flugmodus und Musik hören). Das war mit einem 2,000mAh Batterie. A 4,400mAh oder 6.600 mAh Batterie würde eine verdammt viel mehr zu tun. Vor allem mit einem iPad oder einem anderen Tablet.

    Dies ist ein großartiges kleines Projekt, um sich mit Lithium-Batterien zu beginnen, etwas, das ich weiß, dass viele Menschen zögern, zu tun. Da Lithium-Controller und die Preise fallen Hobbyisten wäre dumm, nicht diesen Weg gehen, vor allem im Bereich der Mikro-Controller angetrieben Projekte. Lithium-Batterien sind besonders gut für sehr kleine Projekte, wie sie kommen in unglaublich kleinen Größen. Eine große Energiequelle, wenn Sie versuchen, schrumpfen Sie Ihre Todesstrahl.

    Also, wenn your'e suchen, um eine sehr hohe powered solar USB-Ladegerät für Ihr Handy zu machen, Tablet, iPad, iPod, iPhone, GPS, oder Arduino-Projekt kann man wirklich nichts falsch machen mit dieser Lösung. Vor allem, wenn Sie es so nett Zinn zu setzen!

    Wie ich schon sagte, können Sie diese Teile von einer Vielzahl von Quellen online finden können oder Sie können sie packen meine eigene Website BrownDogGadgets.com . All das Geld, ich geht entweder zu einem niedlichen braunen Hund oder mehr Projekte zu finanzieren. (Wir haben eine aktualisierte Lithium Heavy Duty Kit 2.0 ab sofort verfügbar. Rund um leistungsfähiger.)

    Wenn Sie für gerade Campingausrüstung suchen, ohne Gebäude, können Sie einen greifen Folding USB-Solarzelle . Es ist viel einfacher, als dass einer von ihnen, und auch billiger.