Заряджаємо ноутбук від сонячної батареї
nik34 надіслав:
Розглянуто можливості заряджання ноутбуків від сонячних батарей з використанням двох універсальних акумуляторів різних виробників. Показано "начинки" та деякі виміряні параметри універсального акумулятора AcmePower UC-7. Автор: Скороходов Антон, м.Томськ.
Досить давно з'явилися ноутбуки з тривалим часом роботи від вбудованого акумулятора (щонайменше 6 годин). Однак навіть цього іноді може не вистачити. На допомогу приходять сонячні батареї. Однак, не все так просто: у ноутбуках використовуються контролери заряду акумулятора. І дуже часто зустрічається, що вони працюють лише від встановленої напруги. Та й що робити, якщо ноутбук на 9 В, а сонячна батарея видає 15-18 вольт? Або навпаки: напруга сонячної батареї 12В, а напруга живлення ноутбука 19В?
Варіантів заряджання ноутбука від сонячної батареї безліч. Зупинимося на найпростіших:
Варіант 1. Підзаряджання ноутбука безпосередньо від сонячної батареї.
Необхідно вибрати сонячну батарею так, щоб її напруга трохи перевищувала необхідне для ноутбука. Наприклад, для MSI U100 йде мережевий адаптер на 20 В, виходить, що потрібна батарея яка видає не менше 20 В. Однак не варто підключати сонячну батарею з великою різницею напруг - це призведе до виходу з ладу ноутбука.
Вважаю, що зарядка ноутбука у такий спосіб звичайно можлива, однак, у невмілих руках це може призвести до поломки ноутбука. Адже напруга, що видається сонячною батареєю, не штатна для ноутбука. Коли розробляли ноутбук - йому підібрали зарядний пристрій на потрібну напругу. І розробники не закладали, що напруга на вході може бути іншою.
Варіант 2. Заряджання ноутбука, використовуючи проміжнийперетворювач.
Цей варіант вже не є небезпечним. Залишилося підібрати перетворювач на потрібну напругу - і справа зроблена. Однак і тут не все так просто, як виявилося. Сонячні батареї зазвичай мають напругу 12-24 В. І необхідно знайти перетворювач який буде перетворювати напругу сонячної батареї на необхідну.
Чисто випадково був виявлений у продажу перетворювач китайського виробництва, що продається в Україні під маркою NEODRIVE. Універсальний адаптер живлення NEODRIVE mobil energy.
Перетворювач працює при вхідній напрузі на вході 11-28 В. Вихідна напруга - 5В, 6В, 7В, 9В, 12В, 16В, 19В, 21В, 24В. Такий діапазон вихідної напруги повинен підійти для всіх поширених мобільних пристроїв. У комплекті йде непоганий набір роз'ємів живлення, включаючи USB-роз'єм.
При підключенні різних типів сонячних батарей проблем не виявлено.
Виставляємо необхідну напругу і підключаємо пристрій, що заряджається. Можна заряджати і прилади, які заряджаються від 5В (USB), благо перехідник такий йде в комплекті.
Варіант 3. Заряджання ноутбука, використовуючи акумуляторний накопичувач.
Звичайно, найкращим варіантом зарядки (та й не тільки зарядки, а й роботи) портативних пристроїв є стабілізатор із вбудованою акумуляторною батареєю. На сьогоднішній день ємність, маса та габарити літієвих акумуляторів дозволяють виробникам робити дуже цікаві пристрої. Наприклад, акумуляторний накопичувач AcmePower UC-7 масою всього 590 грам має енергоємність 75 Вт * год.
Розглянемо цей девайс детальніше. Виробником заявлені такі параметри пристрою:
- Виробник КНР; - Використовує літієво-іонні акумулятори; - Вхідненапруга 14-24 В; - Вихідна напруга 5/9/12/16/19 В; до 90 Вт; - Робоча температура -10 - + 50 С; - Розміри, мм 112х175х24; - Вага 590 г; - Час зарядки до 6 годин; - Розрядка без навантаження менше 350 мкА.
Упаковка приладу виконана на найвищому рівні. Відразу відчувається, що береш до рук серйозну річ.
Коробка із подвійним дном. Першим поверхом лежить сам пристрій:
Під пристроєм лежать різні перехідники та мережний блок заряджання пристрою.
На мережному зарядному пристрої написано, що він видає 19В, 3.16 А.
Комплект перехідників дозволяє підключати більшість типів ноутбуків. Також є гніздо USB, що дозволяє підключати пристрої, що заряджаються по USB.
Корпус пристрою виконаний із забарвленого пластику. Забарвлено дуже якісно. Вгорі та внизу наклеєні пластини з алюмінію, це надає пристрою більш якісного вигляду. Корпус закручений на 4 шурупи, під гумовими ніжками з низу. Крім цього корпус скріплений ще засувками.
На передній панелі пристрою кнопка увімкнення/вимкнення живлення та кнопка вибору вихідної напруги. На дисплеї відображається шкала рівня заряду акумулятора та рівень вихідної напруги.
Відкривши пристрій бачимо: акумуляторна батарея із 8 елементів, плата індикації та плата перетворювача.
Плата індикації містить контролер HT1621B компанії HOLTEK. Індикатор рекомендований. Підсвічування синє.
Плата індикації шлейфом з'єднується з основною через шлейф. Основний мікроконтролер HT46R23, виробник той же – HOLTEK.
У вхідного роз'єму стоїть перетворювач, який відповідає за заряджання акумуляторної батареї. У момент зарядки грієтьсяпристойно (не менше 60-70°С). Вихідний перетворювач стоїть відповідно у вихідних роз'ємів.
Акумуляторна батарея складається із восьми елементом 18650. З'єднані послідовно-паралельно, тобто. напруга ними 4х4.2В=16.8В.
Плюсовий та мінусовий дроти припаяні до плати. Відведення від кожної групи акумуляторів через роз'єм підключаються до плати. За перекіс напруги на послідовно поєднаних елементах мікросхема S-8254 фірми Seiko Instruments. Але, судячи з опису, вона може тільки відстежувати напругу, але не усувати перекіс!
При повністю розрядженому пристрої підключаємо зарядку від мережі та отримали наступні напруги на елементах:
де Струм заряду - загальний струм заряду від блоку живлення 19 на вході пристрою; U1 - напруга на першій парі елементів; U2-U4 - відповідно, на 2-4 парах; U - загальна напруга на акумуляторній батареї.
При заряді з'ясовувалося таке:
1. Перекіс в акумуляторах є (це природно), і він не усувається апаратно; 2. Заряд відбувається швидше, ніж заявлено виробником (можна пояснити втомою елементів, хоча прилад взятий з прилавка); 3. Заряд починається тільки при вхідній напрузі понад 17.5 В. 4. При обмеженні вхідного струму пристрій скидається і струм заряджання наростає з 0 до 1.9 А плавно, і якщо використовувати джерело струму (сонячна батарея) з вихідним струмом менше 2 А, пристрій буде циклічно перезапускатися. Це збільшить час заряду сонячної батареї, але не смертельно.
Для перевірки працездатності приладу від сонячної енергії візьмемо сонячну батарею СФБ 24-15:
- напруга холостого ходу - не менше 20 В; - Струм короткого замикання - не менше 1.5 А.
Як і передбачалося, пристрій заряджаєтьсявід батареї, але постійно перезапускається. І вихідне напруження теж зникає, тобто. живити від пристрою в такому режимі нічого не вдасться.
З позитивних моментів використання пристрою - якщо до виходу підключено що-небудь, то мікроконтролер не дає перемикати вихідну напругу. Це врятує пристрій живлення від випадкового натискання кнопки вибору напруги. Або навпаки, якщо нічого не підключено, пристрій з часом відключається, щоб заощаджувати цінну енергію акумуляторів.