सौर ऊर्जा पर बैटरी घड़ी कैसे चलाएं: 15 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यह योगदान 2016 में पिछले एक से आगे है (यहां देखें,) लेकिन बीच की अवधि में ऐसे घटकों में विकास हुआ है जो काम को बहुत आसान बनाते हैं और प्रदर्शन में सुधार हुआ है। यहां दिखाई गई तकनीकें सौर ऊर्जा से चलने वाली घड़ी को ऐसे स्थानों पर आसानी से लगाने में सक्षम बनाती हैं जैसे कि एक कंजर्वेटरी या आश्रय वाले पोर्च और संभवतः एक घर के अंदर जहां दिन के दौरान किसी समय पर्याप्त रोशनी उपलब्ध हो जैसे खिड़की या बाहरी दरवाजे से लेकिन यह प्रयोग के अधीन होगा। एक रेडियो नियंत्रित घड़ी के उपयोग से एक ऐसी घड़ी होने की संभावना खुल जाती है जिसे वर्षों तक अनुपयोगी छोड़ा जा सकता है।

सुरक्षा इस बात से अवगत रहें कि एक बड़ा सुपर कैपेसिटर बहुत अधिक ऊर्जा धारण कर सकता है और यदि छोटा हो तो तारों को संक्षिप्त अवधि के लिए लाल गर्म करने के लिए पर्याप्त करंट उत्पन्न कर सकता है।

मैं जोड़ूंगा कि पहले इंस्ट्रक्शनल में दिखाई गई घड़ियां अभी भी खुशी से चल रही हैं।

चरण 1: नए सुपर कैपेसिटर

ऊपर दिया गया उदाहरण 500 फैराड की क्षमता वाला एक सुपरकैपेसिटर दिखाता है। ये अब eBay पर सस्ते में उपलब्ध हैं और ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग अभ्यास में उपयोग किए जाते हैं। वे मेरे पहले लेख के समय नियमित रूप से उपलब्ध २० या ५० फैराड इकाइयों से बड़े पैमाने पर बड़े हैं। आप तस्वीर में देख सकते हैं कि वे शारीरिक रूप से काफी बड़े हैं और अधिकांश घड़ियों के पीछे फिट नहीं होंगे और उन्हें अलग से रखना होगा।

हमारे उद्देश्य के लिए बहुत महत्वपूर्ण यह है कि जब १.५ वोल्ट तक चार्ज किया जाता है तो ५०० फैराड कैपेसिटर में पर्याप्त संग्रहित ऊर्जा होती है, जो वोल्टेज कम होने से पहले कुछ तीन सप्ताह के लिए एक विशिष्ट बैटरी घड़ी को चलाने के लिए वोल्ट तक गिर जाती है और घड़ी रुक जाती है। इसका मतलब यह है कि संधारित्र सर्दियों में सुस्त अवधि के दौरान घड़ी को चालू रख सकता है जब सौर ऊर्जा कम आपूर्ति में होती है और फिर एक उज्ज्वल दिन पर पकड़ लेती है।

यहां यह भी उल्लेख किया जा सकता है कि हाल के दिनों में बड़ी बाहरी घड़ियाँ फैशनेबल हो गई हैं और ये लेख में दिखाई गई तकनीकों के लिए बहुत उपयुक्त होंगी। (क्या ये बाहरी घड़ियाँ लंबे समय तक बाहर चलने के लिए पर्याप्त मजबूत होंगी, यह एक महत्वपूर्ण बिंदु है।)

चरण 2: आवश्यक घटक

आपको बैटरी घड़ी की आवश्यकता होगी। इस लेख में दिखाया गया एक 12 इंच व्यास का है और यूके में एंथोर्न से नियंत्रित रेडियो है जो 60 kHz पर प्रसारित होता है। इसे एक स्थानीय स्टोर में खरीदा गया था।

अन्य घटकों को ऊपर की तस्वीर में दिखाया गया है।

एक 500 फैराड सुपर कैपेसिटर। (ईबे।)

एक 6 वोल्ट 100mA सौर सरणी। यहां दिखाया गया एक 11 सेमी x 6 सेमी है और मेसर्स सीपीएस सोलर से प्राप्त किया गया था:

www.cpssolar.co.uk

लेकिन इंटरनेट पर व्यापक रूप से उपलब्ध है।

शेष घटक इलेक्ट्रॉनिक घटक आपूर्तिकर्ताओं से व्यापक रूप से उपलब्ध हैं। मैं मेसर्स का उपयोग करता हूं। बिट्सबॉक्स:

www.bitsbox.co.uk/

1 2N3904 सिलिकॉन NPN ट्रांजिस्टर। एक अच्छा कार्यकर्ता लेकिन कोई भी सिलिकॉन एनपीएन काम करेगा।

4 1N4148 सिलिकॉन डायोड। महत्वपूर्ण नहीं है लेकिन आवश्यक संख्या भिन्न हो सकती है, बाद में पाठ देखें।

1 100 x 75 x 40 मिमी एबीएस संलग्नक। मैंने ब्लैक का इस्तेमाल किया क्योंकि सोलर सेल ब्लैक है। मेरे मामले में सुपर कैपेसिटर बस बहुत कम छूट के साथ फिट है - आपको अगले बॉक्स के आकार के लिए जाने की आवश्यकता हो सकती है!

स्ट्रिपबोर्ड का टुकड़ा। मेरा एक टुकड़ा 127x95 मिमी से काटा गया था और एबीएस बॉक्स में स्लॉट करने के लिए सही चौड़ाई देता है।

आपको लाल और काले रंग के फंसे हुए तार की आवश्यकता होगी और अंतिम असेंबली के लिए मैंने रिक्त मुद्रित सर्किट बोर्ड और लचीले सिलिकॉन चिपकने वाले के एक टुकड़े का उपयोग किया।

टांका लगाने वाले लोहे सहित इलेक्ट्रॉनिक निर्माण के लिए आपको मामूली उपकरणों की आवश्यकता होगी।

चरण 3: सर्किट

सुपर कैपेसिटर की अधिकतम वोल्टेज रेटिंग 2.7 वोल्ट है। अपनी घड़ी को चलाने के लिए हमें 1.1 और 1.5 वोल्ट के बीच की आवश्यकता होती है। साधारण बैटरी इलेक्ट्रिक क्लॉक मूवमेंट इससे ऊपर के वोल्टेज को सहन कर सकते हैं लेकिन रेडियो क्लॉक में इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी होती है जो आपूर्ति वोल्टेज बहुत अधिक होने पर अनिश्चित हो सकती है।

उपरोक्त सर्किट एक समाधान दिखाता है। सर्किट अनिवार्य रूप से एक एमिटर फॉलोअर है। सौर सेल आउटपुट 2N3904 ट्रांजिस्टर के कलेक्टर और 22k ओम रोकनेवाला के माध्यम से आधार पर लागू होता है। आधार से जमीन तक हमारे पास चार 1N4148 सिलिकॉन सिग्नल डायोड की एक श्रृंखला है, जो 22k ओम रेसिस्टर द्वारा खिलाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ट्रांजिस्टर बेस पर लगभग 2.1 वोल्ट का वोल्टेज होता है क्योंकि प्रत्येक डायोड में इनके नीचे लगभग आधा वोल्ट का आगे वोल्टेज ड्रॉप होता है। शर्तेँ। सुपर कैपेसिटर को खिलाने वाले ट्रांजिस्टर एमिटर पर परिणामी वोल्टेज आवश्यक 1.5 वोल्ट के आसपास है क्योंकि ट्रांजिस्टर में 0.6 वोल्ट वोल्टेज ड्रॉप है। सौर सेल के माध्यम से वर्तमान रिसाव को रोकने के लिए आवश्यक सामान्य अवरोधक डायोड की आवश्यकता नहीं है क्योंकि ट्रांजिस्टर का बेस एमिटर जंक्शन यह काम करता है।

यह कच्चा है लेकिन बहुत प्रभावी और सस्ता है। एक एकल जेनर डायोड डायोड की श्रृंखला को प्रतिस्थापित कर सकता है लेकिन कम वोल्टेज वाले जेनर उच्च वोल्टेज वाले के रूप में व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं हैं। श्रृंखला में अधिक या कम डायोड का उपयोग करके या विभिन्न आगे वोल्टेज विशेषताओं वाले विभिन्न डायोड का उपयोग करके उच्च या निम्न वोल्टेज प्राप्त किया जा सकता है।

चरण 4: हमारे सर्किट का परीक्षण करें 1

अंतिम 'हार्ड' संस्करण तैयार करने से पहले हमें यह जांचने के लिए अपने सर्किट का परीक्षण करने की आवश्यकता है कि सब कुछ ठीक है और हम सुपर कैपेसिटर के लिए सही वोल्टेज उत्पन्न कर रहे हैं और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उत्पन्न वोल्टेज 2.7 वोल्ट रेटिंग से अधिक नहीं हो सकता है।

ऊपर की तस्वीर में आप परीक्षण सर्किट देखेंगे जो पिछले चरण में दिखाए गए योजनाबद्ध के समान है लेकिन यहां सुपर कैपेसिटर को 1000 माइक्रोफ़ारड इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर से बदल दिया गया है जिसमें समानांतर में 47 kOhm रेसिस्टर है। रोकनेवाला वोल्टेज को लीक होने की अनुमति देता है ताकि प्रकाश इनपुट भिन्न होने पर अप टू डेट रीडिंग प्रदान की जा सके।

चरण 5: हमारे सर्किट का परीक्षण करें 2

ऊपर की तस्वीर में आप देख सकते हैं कि एक मल्टीमीटर पर मापा वोल्टेज आउटपुट के साथ एक सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड पर सर्किट को अस्थायी रूप में कैसे तार दिया गया था। फोटोकेल तक पहुंचने वाले प्रकाश को बदलने के लिए अंधा उपलब्ध होने के साथ एक खिड़की के पास सर्किट बिछाया गया था।

मल्टीमीटर एक संतोषजनक 1.48 वोल्ट दिखाता है जो प्रकाश इनपुट के रूप में विविध प्लस या माइनस 0.05 वोल्ट है। यह वही है जो आवश्यक है और घटकों के इस संग्रह का उपयोग किया जा सकता है।

यदि परिणाम सही नहीं है तो यह इस स्तर पर है कि आप आउटपुट वोल्टेज को बढ़ाने या घटाने के लिए श्रृंखला से डायोड जोड़ या हटा सकते हैं या विभिन्न डायोड के साथ अलग-अलग आगे की विशेषताओं के साथ प्रयोग कर सकते हैं।

चरण 6: स्ट्रिपबोर्ड काटें

मेरे मामले में यह बहुत आसान था क्योंकि स्ट्रिपबोर्ड की चौड़ाई 127 मिमी है और एबीएस बॉक्स के मोल्डिंग में स्लॉट करने के लिए एक टुकड़ा देखा गया था।

चरण 7: अपना सोलर सेल तैयार करें।

कुछ सौर सरणियों के साथ आप पा सकते हैं कि लाल और काले तारों को पहले से ही सौर सेल के संपर्कों में मिलाया गया है, अन्यथा सौर सेल के नकारात्मक कनेक्शन के लिए काले फंसे तार की लंबाई और लाल फंसे तार की समान लंबाई को सकारात्मक में मिलाप किया गया है। कनेक्शन। निर्माण के दौरान कनेक्शन को सौर पैनल से दूर होने से रोकने के लिए मैंने लचीले सिलिकॉन गोंद का उपयोग करके तार को सौर सेल बॉडी में लंगर डाला और इसे सेट करने के लिए छोड़ दिया।

चरण 8: ABS बॉक्स में सोलर सेल लगाएं

कनेक्शन लीड के लिए ABS बॉक्स के निचले भाग में एक छोटा सा छेद ड्रिल करें। दिखाए गए अनुसार सिलिकॉन ग्लू की चार बड़ी गुड़िया लगाएं, कनेक्टिंग लीड को छेद से गुजारें और धीरे से सोलर सेल लगाएं। सौर सेल को एबीएस बॉक्स पर गर्व होगा जिससे कनेक्टिंग लीड नीचे से गुजर सकें ताकि गोंद की बड़ी गुड़िया को बड़ा करने की आवश्यकता हो - इस स्तर पर आपका दिमाग बदलना बहुत गन्दा होगा! सेट होने के लिए छोड़ दें।

चरण 9: अपने काम का निरीक्षण करें

अब आपके पास ऊपर की तस्वीर में परिणाम जैसा कुछ होना चाहिए।

चरण 10: सौर ऊर्जा मॉड्यूल से बाहर निकलने के लिए शक्ति के लिए एक छेद ड्रिल करें

इस स्तर पर हमें आगे सोचने और विचार करने की आवश्यकता है कि बिजली बिजली इकाई को कैसे छोड़ती है और घड़ी तक खिलाती है और हमें इसकी अनुमति देने के लिए एबीएस बॉक्स में एक छेद ड्रिल करने की आवश्यकता है। ऊपर दी गई तस्वीर से पता चलता है कि मैंने यह कैसे किया लेकिन मैं बीच की ओर अधिक जाकर बेहतर कर सकता था जिससे तारों को कम दिखाई देने वाली स्थिति में रखा जा सके। आपकी घड़ी शायद सबसे अलग होगी इसलिए इसके लिए बिजली इकाई की पेशकश करें और अपने छेद के लिए सबसे अच्छी स्थिति पर काम करें जिसे विभिन्न घटकों के साथ बॉक्स को फिट करने से पहले अब ड्रिल किया जाना चाहिए।

चरण 11: स्ट्रिपबोर्ड के घटकों को मिलाएं

स्ट्रिपबोर्ड के घटकों को ऊपर की तस्वीर के अनुसार मिलाएं। सर्किट सरल है और घटकों को फैलाने के लिए बहुत जगह है। जमीन, सकारात्मक और आउटपुट के कनेक्शन के लिए सोल्डर को तांबे की दो पंक्तियों को पाटने की अनुमति देने के लिए स्वतंत्र महसूस करें। आधुनिक स्ट्रिपबोर्ड बल्कि नाजुक है और यदि आप बहुत लंबा सोल्डरिंग और डीसोल्डरिंग करते हैं तो ट्रैक उठ सकते हैं।

चरण 12: सौर ऊर्जा इकाई को इकट्ठा करें

काले और लाल फंसे हुए तार का उपयोग करते हुए और ध्रुवीयता को सख्ती से देखते हुए सौर पैनल को स्ट्रिपबोर्ड और आउटपुट पावर को सुपर कैपेसिटर से जोड़ते हैं और फिर 18 इंच की एक जोड़ी बनाते हैं जो अंततः घड़ी से जुड़ जाएगी। बॉक्स के ठीक बाहर असेंबली की अनुमति देने के लिए पर्याप्त तार का उपयोग करें। अब स्ट्रिपबोर्ड असेंबली को एबीएस बॉक्स पर स्लॉट में स्लॉट करें और यूनिट को रखने के लिए ब्लू-टैक के पैड का उपयोग करके सुपर कैपेसिटर के साथ पालन करें। सुरक्षा के लिए आउटपुट के नंगे सिरों को अलग रखने के लिए मास्किंग टेप का उपयोग करें ताकि उन्हें छोटा होने से रोका जा सके। बॉक्स में बचे हुए स्थान में अतिरिक्त तार को धीरे से डालें और फिर ढक्कन पर पेंच करें।

चरण 13: यूनिट को घड़ी से कनेक्ट करें

हर घड़ी अलग होगी। मेरे मामले में सौर ऊर्जा इकाई के लिए घड़ी से शादी करना केवल सादे सिंगल साइडेड प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के एक टुकड़े का उपयोग करने का सवाल था, जो घड़ी से चिपके हुए लगभग साढ़े चार इंच और सिलिकॉन गोंद के साथ सौर इकाई और सेट करने की अनुमति देता था। फर्श के टुकड़े टुकड़े पर्याप्त हो सकते हैं। यूनिट को अभी तक विद्युत रूप से कनेक्ट न करें लेकिन क्लॉक प्लस सोलर पैनल को धूप या किसी उज्ज्वल स्थान पर रखें और सुपर कैपेसिटर को 1.4 वोल्ट तक चार्ज करने दें।

एक बार संधारित्र को चार्ज करने के बाद, कनेक्शन को पकड़ने के लिए लकड़ी के डॉवेल की लंबाई का उपयोग करके घड़ी को लीड कनेक्ट करें। घड़ी अब चलनी चाहिए।

साथ की तस्वीर में ध्यान दें कि ढीले तारों को ब्लू-टैक ब्लॉब्स के एक जोड़े के साथ साफ किया गया है।

चरण 14: समाप्त

ऊपर दी गई तस्वीर हमारी घड़ी को हमारे कंज़र्वेटरी में खुशी से दौड़ती हुई दिखाती है जहाँ इसे आठ घंटे सर्दियों के दिनों और 'वसंत आगे गिरने' के साथ चलना चाहिए। आपूर्ति वोल्टेज 1.48 वोल्ट मापता है, भले ही हम छोटे दिनों के साथ शरद ऋतु विषुव से पहले हों।

यह सेट अप संभवतः घर के अंदर तैनात किया जा सकता है लेकिन इसे प्रयोग का विषय होना चाहिए। ब्रिटेन में घरों में इन दिनों छोटी खिड़कियां होने की प्रवृत्ति है और परिवेश प्रकाश थोड़ा मंद हो सकता है लेकिन कृत्रिम प्रकाश निवारण कर सकता है संतुलन।

चरण 15: कुछ अंतिम विचार

कुछ लोग बता सकते हैं कि बैटरी बहुत सस्ती हैं तो परेशान क्यों हो? उत्तर देने के लिए एक आसान सवाल नहीं है, लेकिन मेरे लिए यह कुछ ऐसा शुरू करने की संतुष्टि है जो वर्षों और वर्षों तक अप्राप्य रूप से एक दूरस्थ और दुर्गम स्थान पर चल सकता है।

एक और वैध प्रश्न है "सुपर कैपेसिटर के बजाय नी/एमएच रिचार्जेबल सेल का उपयोग क्यों न करें?"। यह काम करेगा, इलेक्ट्रॉनिक्स बहुत आसान हो सकता है और इस तरह के सेल का 1.2 वोल्ट चलने वाला वोल्टेज बैटरी घड़ी की न्यूनतम वोल्टेज आवश्यकता को पूरा करने के बारे में होगा। हालाँकि, रिचार्जेबल कोशिकाओं का एक सीमित जीवन होता है, जबकि हम आशा करते हैं कि सुपर कैपेसिटर में वह जीवन होगा जो हम किसी अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक से उम्मीद करते हैं, हालांकि यह देखा जाना बाकी है।

इस परियोजना ने दिखाया है कि अब ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग में उपयोग किए जा रहे उच्च मूल्य वाले सुपर कैपेसिटर को सौर ऊर्जा का उपयोग करके आसानी से चार्ज किया जा सकता है। यह कई संभावनाएं खोल सकता है:

रेडियो बीकन जैसे दूरस्थ अनुप्रयोग जहां सौर सेल सहित सब कुछ सुरक्षित रूप से एक मजबूत कांच के आवास जैसे कि एक मीठे जार में रखा जा सकता है।

जूल चोर प्रकार सर्किटरी के लिए बिल्कुल सही एक सुपर कैपेसिटर के साथ संभावित रूप से एक साथ कई सर्किट की आपूर्ति करता है।

सुपर कैपेसिटर को सभी कैपेसिटर की तरह समानांतर में आसानी से तार-तार किया जा सकता है, संतुलन प्रतिरोधों की जटिलता के बिना दो को श्रृंखला में रखना संभव है। मैं एक मोबाइल फोन चार्ज करने के लिए समानांतर में इन बाद की इकाइयों के पर्याप्त होने की संभावना देख सकता हूं, उदाहरण के लिए, एक मालिकाना स्टेप अप वोल्टेज कनवर्टर के माध्यम से बहुत जल्दी।