Ci viene spesso richiesto un circuito per la ricarica di un powerbank attraverso un mini pannello solare. Oggi impareremo come assemblarne uno.
Il circuito
Il pannello solare che utilzzeremo è composto da due gruppi di 10 celle solari. Ciascun gruppo è composto da 10 celle collegate in serie, risultando in una tensione di circa 5 V. Una cella solare funziona praticamente come una fonte di corrente costante, la cui intensità dipende dall’energia solare incidente. A seconda della resistenza interna del carico, la tensione sul modulo cambia U = I * Ri. Tuttavia, la tensione non supera mai circa 5,6 V.
Per caricare la batteria al litio viene utilizzato un regolatore di carica con il chip TP4056. Questo regolatore di carica ha un intervallo di tensione in ingresso compreso tra 4 e 7 V e in genere 5 V è adatto per il pannello solare. La ricarica avviene anche in condizioni di scarsa illuminazione, ma in questo caso la corrente di carica è bassa. A seconda del livello di carica, la tensione della batteria arriva fino a 4,2 V quando la batteria è completamente carica. Il regolatore di carica ha due LED, uno rosso e uno blu. Quando avviene la ricarica, cioè scorre la corrente di carica, il LED rosso si accende. Se la batteria è carica, il LED blu si accende. Se non c’è la batteria ma c’è tensione dalla cella solare, si accende anche il LED blu e quello rosso lampeggia.
Per garantire che siano presenti 5 V sulla presa USB all’uscita del circuito, è necessario un convertitore step-up che aumenti la tensione della batteria da 3,4 / 4,2 V sino a 5 V. L’intero circuito si presenta così:
Un’altra nota sulle prestazioni. Con il cielo sereno e l’orientamento ottimale del dispositivo è possibile ottenere una corrente di carica di circa 150 mA. Se il cielo è coperto, da 30 a 80 mA.
ATTENZIONE! Se si utilizza un vetro isolante, la corrente di carica scende a un quinto.
La costruzione
Innanzitutto i singoli moduli vengono collegati e saldati tramite ponticelli in base al circuito. Prestare sempre attenzione alla corretta polarità. Collegare la batteria e utilizzare il potenziometro sul convertitore step-up per impostare la tensione di uscita su 5 V.
Le due parti dell’alloggiamento possono venire realizzate con una stampante 3D. Se il power bank sarà esposto al sole per molto tempo, potrà diventare piuttosto caldo. Il PLA non è così adatto perché questo materiale diventa morbido a temperature comprese tra 50 e 60°C e può deformarsi. Il PETG è più adatto. L’immagine mostra come sono sistemati i singoli moduli nell’alloggiamento. I LED di stato sono visibili dall’esterno attraverso la fessura del regolatore di carica. Il modulo solare è incollato al telaio con nastro biadesivo.
(Fonte: AZ-Delivery blog)
Link utili:
- Mini Pannello Solare 5V 1,5W
- ESP32 Wroom32
- TP4056
- JST 1.25 mm 2-Pin Connector Cable
- USB-A Female to Dip Breakout Board Adapter
- Batteria ricaricabile al litio con scheda di protezione 3,7 V 2000 mAh 1S 1C
- MT3608
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Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.