Solar Ladegerät für Ihre schnurlose Elektrowerkzeuge

11 Schritt:Schritt 1: Sehen Sie das Video Schritt 2: Hintergrund: Cordless Werkzeug Akkus und wie sie Charged Schritt 3: Materialien Schritt 4: Bestimmen Sie die Klemmen der Batterie Schritt 5: Wählen Sie einen geeigneten Sonnenkollektor Schritt 6: Laderegler Schritt 7: 555 Steuer Circuit Design Schritt 8: Montieren Sie den Stromkreis Schritt 9: Cut Slots im Projekt-Gehäuse Schritt 10: Testen Sie das System- Schritt 11: Schließen Sie Ihren fertigen Solarladegerät

Solar Ladegerät für Ihre schnurlose Elektrowerkzeuge

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Solarenergie ist eine gute Möglichkeit, Strom aus zu einem Remote-Projekt vor Ort zu bekommen. Eine einfache Möglichkeit, dies zu tun ist, um ein Solarmodul zu verwenden, um die Batterien Ihrer schnurlose Elektrowerkzeuge Rechnung zu stellen. In diesem Projekt werde ich Ihnen zeigen, mehrere Möglichkeiten, wie Sie das tun können.


Sicherheitshinweis: Jedes Mal, wenn Sie statt einem kommerziellen Ladegerät ein DIY Akku-Ladegerät verwenden, akzeptieren Sie ein gewisses Maß an Risiko. Also immer vorsichtig. Tun Sie nicht über den Akku und versuchen Sie nicht, es schneller als der Hersteller empfiehlt, aufladen. Es gibt viele verschiedene Arten von Batterien, und sie alle unterschiedlich behandelt werden müssen. Diese Anleitung ist für Batterien, die von Nickel-Cadmium-Zellen hergestellt wurden entwickelt. Ich mache keine Garantie, dass diese Anleitung für andere Batterietypen, wie NiMH oder Lithium-Batterien geeignet.

Schritt 1: Sehen Sie das Video


  1. Hier ist Video Spaziergang durch das Projekt.

Schritt 2: Hintergrund: Cordless Werkzeug Akkus und wie sie Charged

  1. Solar Ladegerät für Ihre schnurlose Elektrowerkzeuge

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    Es gibt viele verschiedene Arten von schnurloses Elektrowerkzeug-Batterien und viele verschiedene Arten von Ladegeräten.
    Die meisten Akku-Werkzeug-Akkus bestehen aus mehreren kleineren Batterien, die alle in Reihe miteinander verdrahtet werden gebildet. In den Grundmodellen, das Ladegerät wird direkt an den Endanschlüssen des Akkus an zwei freiliegenden Stifte verbinden. Das Ladegerät gilt dann einen kleinen Gleichstrom und lädt den Akku über mehrere Stunden langsam.
    In weiter fortgeschrittenen Modelle, kann der Akku eine Reihe von internen Sensoren. Zum Beispiel ein Handwerker 19.2V Akku hat eine Thermosicherung und einem internen Temperatursensor. Diese Sensoren unterzubringen, hat die Batterie zwei zusätzliche Anschlüsse (insgesamt vier). Das Ladegerät verbindet der Batterie durch die thermische Sicherung. Wenn die Temperatur des Akkus überhaupt geht über dem maximalen Sicherheitsschwelle, wird die Thermosicherung die Batterie vom Ladegerät trennen. Der Temperatursensor kann das Ladegerät, um die Temperatur der Batterien während des Aufladens aktiv zu überwachen. Auf diese Weise können Sie das Ladegerät den Strom automatisch angepasst, um den Ladestrom ohne Überhitzung der Batterien zu maximieren.
    Wenn Sie eine DIY-Ladegerät verwenden, um die Batterie zu laden wollen, sollten das primäre Anliegen Sicherheit. Der sicherste Weg, um eine Batterie zu laden ist, es langsam tun. Dies wird einige Effizienz zu opfern, aber es wird garantieren, dass Sie die Batterie nicht zerstören.

Schritt 3: Materialien

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    Materialien:
    Schnurlose Elektrowerkzeuge und Batterien
    Sonnenkollektor
    Kabel / Anschlussleitungen (bewertet hoch genug für die maximale Leistung der Solarzelle)
    Laderegler
    Multimeter
    Kabelschneider
    Abisoliergeräte
    Lötkolben
    DIY Laderegler Materialien:
    555 Timer IC
    7805 5V Voltage Regulator
    5V Relay (mit einer Spule, die für weniger als 100mA bewertet wird)
    2 x 0,1 Mikrofarad-Kondensator
    0,47 Mikrofarad-Kondensator
    2 x 10 kOhm Widerstände
    68 kOhm Widerstand
    33 kOhm Widerstand
    2 x Dioden (ausgelegt für mindestens 1 A)

Schritt 4: Bestimmen Sie die Klemmen der Batterie

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    Das erste, was Sie tun müssen, ist zu identifizieren und kennzeichnen Sie jeden der Anschlüsse an der Batterie. Wenn Ihre Batterie verfügt über zwei Terminals Dann können Sie mit einem Multimeter zu identifizieren, welche eine positive ist und welche eine negative ist.
    Wenn der Akku mehr als zwei Terminals, dann gibt es einige Dinge, die Sie benötigen, um zu überprüfen. Beginnen Sie mit der Feststellung der Position der Anschlüsse auf der Werkzeugmaschine. Motorwerkzeug wird in der Regel direkt an die positiven und negativen Anschlüsse der Batterie. Anschließend können Sie mit einem Multimeter, um die Spannung von den entsprechenden Klemmen an der Batterie zu messen, um zu bestimmen, welche eine positive ist und die man negativ ist. Alle zusätzlichen Anschlüsse werden wahrscheinlich eine thermische Sicherung oder ein Temperatursensor sein.
    Eine thermische Sicherung wird gewöhnlich mit dem Pluspol der Batterie verbunden. Wenn Sie also seine Spannung mit einem Multimeter messen es wird die gleiche Spannung wie der positive Anschluß der Batterie (oder etwas weniger) haben. Die thermische Sicherung ist auch mit dem positiven Ausgang des Ladegeräts. Sobald Sie die Thermosicherung identifiziert haben, werden alle verbleibenden Stift der Temperatursensor sein.
    Wenn Sie überprüfen selbst, um sicherzustellen, dass Sie die Anschlüsse korrekt identifiziert möchten, können Sie vorsichtig die Abdeckung des Batteriepacks und prüfen Sie, wo jedes Kabel angeschlossen ist. Keine Kabel nicht trennen, oder bewegen Sie einen der Sensoren!
    Nach der Identifizierung jedes Terminals können Sie sie mit Klebeband, einem Permanentmarker oder durch Kratzen eine Notiz in die Seite des Kunststoffgehäuses zu kennzeichnen.

Schritt 5: Wählen Sie einen geeigneten Sonnenkollektor

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    Das nächste, was Sie tun müssen, ist wählen Sie ein Solarpanel, die gut geeignet ist, um die Batterie aufzuladen. Die Platte benötigt, um eine Leerlaufspannung (Spannung ohne Last gemessen wird), dass sie höher als die Spannung der Batterie, wenn es vollständig geladen ist zu haben. Sie können die Leerlaufspannung der Platte, indem Sie Ihr Multimeter direkt an das Panel, wenn bei starker Sonneneinstrahlung zu finden. Um den vollständig geladenen Spannung der Batterie, laden Sie es einfach mit dem kommerziellen Ladegerät zu finden und dann mit einem Multimeter die Spannung zwischen den positiven und negativen Anschlüssen zu messen. Dies wird in der Regel höher als die Nennspannung, die auf der Seite der Batterie aufgeführt ist. Zum Beispiel kann eine 12 V-Batterie 14 V gemessen bei voller Aufladung.
    Die andere Sache, die Sie benötigen besorgt sein ist der Ladestrom. Um sicher zu sein, empfehle ich mit einem Panel, dass die Batterie aufgeladen wird langsamer als das Original-Ladegerät, das mit der Batterie kam. Der einfachste Weg, dies zu bestimmen, ist, ihre Leistung verglichen werden.
    Hier ist ein einfaches Beispiel. Mein "12,0 Volt" drill-Batterie kam mit einem Ladegerät, das seine Ausgabe als 15V DC bei 200 mA führt. Das bedeutet, dass seine Nennleistung beträgt 3 Watt (15 V x 0,2 A = 3W). So würden Sie wollen ein Solarpanel, die weniger als 3 Watt bewertet wird finden. Ich entschied mich für einen 12-Volt-Panel, das für 1,5 Watt bewertet wurde.

Schritt 6: Laderegler

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    Es ist möglich, die Batterie, indem der Ausgang des Sonnenkollektors direkt an den Anschlüssen der Batterie zu laden. Wenn Sie jedoch nicht sorgfältig Überwachung der Spannung der Batterie, dann laufen Sie Gefahr, über der Aufladung sie auszuführen. Das ist, warum Sie in der Regel einen Laderegler verwenden möchten.
    Eine Ladesteuerung ist jede Schaltung, die den Strom, der an die Batterie geschickt, um eine Überladung zu verhindern, begrenzt. Sie können eine Kauf kommerzielle Laderegler in den meisten Geschäften, die Solaranlagen zu verkaufen oder können Sie Ihre eigenen zu bauen.
    In einem früheren Projekt, zeigte ich, wie Sie ein Arduino als Laderegler zu verwenden. Da der Arduino hat mehrere Eingänge, können Sie es verwenden, um Überwachung und Steuerung des Lade mehrerer Batterien. Schauen Sie sich den Link, um zu sehen, wie ich es tat. http://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Solar-Fountain/
    Du kannst auch einen Laderegler mit einer einfachen 555-Timer-IC. Diese Chips haben eine interne Komparator, der die Ausgabe auf umgeschaltet und ausgeschaltet sind abhängig von den Eingangsspannungen. Dies kann verwendet werden, um zu verbinden und trennen Sie die Batterie mit einem niedrigen Leistungsrelais werden. Diese Steuerschaltung ist ausführlicher in dem nächsten Schritt behandelt.
    Wenn Sie beim Verlassen der Batterie mit dem Solarmodul verbunden über Nacht planen, dann haben Sie, um sicherzustellen, dass entweder das Panel oder der Laderegler verfügt über eine Sperrdiode möchten. Dies ist eine Diode, die zwischen der Platte und der Batterie, um die Batterie vor Entladung durch die Platte, wenn es dunkel ist, zu verhindern, platziert wird. Eine Schottky-Diode bietet die beste Leistung für diese.

Schritt 7: 555 Steuer Circuit Design

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    Hier ist ein einfaches Beispiel, wie man eine DIY Laderegler zu machen.
    Dieser Laderegler ist um ein 555-Timer IC gebaut. Dieser Chip verfügt über zwei Eingänge (Pin 2 und 6). Er vergleicht diese Eingangsspannungen an einem Satz von Bezugsspannungen, die von der Versorgungsspannung beruhen. Wenn die Spannung am Pin 2 unterhalb der 1/3 der Versorgungsspannung abfällt, wird der Ausgang am Stift 3 auf HOCH geht. Wenn die Spannung an Pin 6 über 2/3 der Versorgungsspannung geht, dann ist der Ausgang am Stift 3 auf LOW geht.
    Durch die Verwendung des 7805 Spannungsregler kann man die Versorgungsspannung auf 5 Volt zu fixieren. Also 1/3 der Versorgungsspannung wird immer 1.66V und 2/3 der Versorgungsspannung wird immer 3,33 V sein.
    Die Eingangsspannungen am Pin 2 und 6 sind abhängig von der Spannung der Batterie. Jeder Eingang besitzt einen Spannungsteiler , der aus zwei Widerständen besteht. Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt, welcher Prozentsatz der Batteriespannung an die Eingangsanschlüsse gesendet. In diesem Beispiel wird der Stift 2 Spannungsteiler einen 68 kOhm Widerstand und einen 10 kOhm Widerstand. Dies bedeutet, dass die Spannung an Pin 2 wird immer 12,8% der Spannung der Batterie ist. Ähnlich der Spannungsteiler an Pin 6 verwendet ein 33 kOhm Widerstand und einen 10 kOhm-Widerstand. Dies bedeutet, dass die Spannung an Pin 6 wird immer 23,2% der Spannung der Batterie ist. Dies ist nur ungefähr, da alle Widerstände wird ein wenig vom angegebenen Wert abweichen.
    Wenn die Batteriespannung oberhalb 14,4 Volt geht, wird der Ausgang des 555 auf LOW geht, und aktiviert das Relais. Dies trennt den Akku aus dem Solarpanel. Wenn die Batteriespannung unter 13 Volt fällt, wird der Ausgang des 555 auf HIGH und das Relais auszuschalten. Das setzt das System für einen weiteren Ladezyklus. Im Fall von schnurloses Elektrowerkzeug-Batterien, wird dies geschehen, wenn Sie die Batterie trennen. Aber in einer typischen Solaranlage, die Batterie angeschlossen bleibt und die Spannung sinkt, wie die Leistung verwendet wird.
    Wenn Ihr Akku hat eine andere Betriebsspannung, können Sie die Spannungseinstellung der Laderegler durch Verwendung unterschiedlicher Werte für die Widerstände zu ändern. 10 (in kOhm ist) - die 33 kOhm Widerstand kann unter Verwendung der Formel R = (3 x Vcutoff) ersetzt werden. 10 (in kOhm) - der 68 kOhm-Widerstand unter Verwendung der Formel R = (6 x Vreset) ersetzt werden.

Schritt 8: Montieren Sie den Stromkreis

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    Erster Prototyp der Schaltkreis auf ein Steckbrett und Anpassungen vornehmen, wie gebraucht. Dann, wenn es funktioniert, löten Sie die Komponenten auf einem Steckbrett.
    In diesem Fall musste ich einige Änderungen an der Platine zu machen. Die Stifte auf dem Relais, wo in der Weise positioniert, dass es keinen Ort, den ich mounten konnte auf dem Brett, wo die Stifte könnten voneinander isoliert werden. So stieg ich es in der Mitte einer Gruppe von Spalten. Dann habe ich ein Messer, um die Leiter in der Mitte durchgeschnitten. Dies trennte die beiden Hälften und lassen Sie mich unabhängig die Stifte zuzugreifen.
    Ich habe auch einen Dremel, um die Kanten der Leiterplatte zu trimmen. Diese lassen Sie mich einfach passen Sie die Platine in einem kleinen Plastik Projekt Gehäuse.

Schritt 9: Cut Slots im Projekt-Gehäuse

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    Die Leiterplatte weist vier Drähte, die eine Verbindung. Also müssen wir vier Schlitze in der Seite des Projekts Gehäuse geschnitten, um diese Leitungen unterzubringen. Ich habe gerade ein Messer verwendet, um zwei Zeilen in der Seite des Gehäuses geschnitten. Dann habe ich ein Paar Spitzzange zum Abbrechen die Registerkarte aus Kunststoff. Tun dies für alle vier Positionen auf der Oberseite und Unterseite des Gehäuses.

Schritt 10: Testen Sie das System-

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    Nun müssen Sie das System testen, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert. Der einfachste Weg, dieses System zu testen, ist es, die Batterie und die Solar-Panel wechseln. Die Batterie ist mit dem Eingang des Ladegeräts wobei das Solarpaneel normalerweise verbunden sein. Dann das Solarpaneel ist mit dem Ausgang des Ladegeräts, wo die Batterie normalerweise wäre verbunden. Halten Sie die Polaritäten der positiven und negativen Drähte gleich.
    Die Batterie liefert eine stabile Stromquelle für die Ladesteuerschaltung und den Sonnenkollektor wirkt als eine variable Spannungsquelle. Beginnen Sie mit der Vertuschung der Solar-Panel. Sie können entweder man etwas über sie oder schalten Sie es nach unten ein. Dann langsam den Deckel des Panel. Da immer mehr Licht auf die Platte, wird dessen Ausgangsspannung steigen. Wenn die Spannung 14,4 V erreicht, sollten Sie einen Klick von der Relaisaktivierungs hören. Dann langsam decken das Panel. Wenn die Spannung auf 13V, sollten Sie ein anderes Klick vom Relais Ausschalten zu hören. Wenn alles richtig funktioniert, dann sind Sie fertig.

Schritt 11: Schließen Sie Ihren fertigen Solarladegerät

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    Nun sind Sie bereit, um alle Komponenten miteinander zu verbinden. Zunächst verbinden Sie den Ausgang des Ladereglers an die Batterie. Dann schließen Sie den Sonnenkollektor an den Eingang des Ladereglers. Das Relais kann ein-und ausschalten ein paar Mal zu drehen, während der Schaltkreis wird eingeschaltet.
    Jetzt haben Sie Ihre eigenen Solar-Ladegerät. So können Sie Ihre Batterien aufladen überall, die Sonnenlicht hat. Dies kann sehr nützlich für die Arbeit mit Elektrowerkzeugen an entfernten Standorten Projekt sein.