Lampu Tenaga Surya Teknologi Rendah Dengan Baterai yang Digunakan Kembali: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Tutorial ini memungkinkan Anda membuat lampu tenaga surya yang dilengkapi dengan pengisi daya USB. Ini menggunakan sel lithium yang digunakan kembali dari laptop lama atau rusak. Sistem ini, dengan satu hari sinar matahari, dapat mengisi penuh smartphone dan memiliki 4 jam cahaya. Teknologi ini telah didokumentasikan selama persinggahan ekspedisi "Nomade des Mers" di pulau Luzong di bagian utara Filipina. Asosiasi Liter Cahaya telah menginstal sistem ini sejak 6 tahun di desa-desa terpencil yang tidak memiliki akses listrik. Mereka juga mengadakan pelatihan bagi penduduk desa untuk mengajari mereka cara memperbaiki lampu tenaga surya (sudah terpasang 500.000 lampu).

Tutorial asli, dan banyak lainnya untuk membangun teknologi rendah, tersedia di situs web Lab berteknologi rendah.

Lithium adalah sumber daya alam yang stoknya semakin banyak digunakan untuk mobil listrik, telepon, dan komputer. Sumber daya ini secara bertahap habis dari waktu ke waktu. Peningkatan penggunaannya dalam pembuatan baterai terutama karena kemampuannya untuk menyimpan lebih banyak energi daripada nikel dan kadmium. Pergantian peralatan listrik dan elektronik semakin cepat dan menjadi sumber limbah yang semakin penting (DEEE: Limbah peralatan listrik dan elektronik). Prancis saat ini menghasilkan 14kg hingga 24kg sampah elektronik per penduduk per tahun. Angka ini meningkat sekitar 4% per tahun. Pada tahun 2009, hanya 32% anak muda Prancis berusia antara 18 dan 34 tahun yang pernah mendaur ulang sampah elektronik mereka. Pada tahun yang sama 2009, menurut Eco-systèmes, dari Januari hingga September 2009, 113.000 ton CO2 dihindari melalui daur ulang 193.000 ton DEEE, salah satu dari empat eko-organisasi di sektor DEEE.

Namun, limbah ini memiliki potensi daur ulang yang tinggi. Secara khusus, lithium hadir dalam sel baterai komputer. Ketika baterai komputer rusak, satu atau lebih sel rusak, tetapi beberapa sel tetap dalam kondisi baik dan dapat digunakan kembali. Dari sel-sel ini dimungkinkan untuk membuat baterai terpisah, yang dapat digunakan untuk menyalakan bor listrik, mengisi ulang telepon Anda atau dihubungkan ke panel surya untuk mengoperasikan lampu. Dengan menggabungkan beberapa sel juga dimungkinkan untuk membentuk baterai penyimpanan perangkat yang lebih besar.

Langkah 1: Alat & Perlengkapan

Perlengkapan

• Baterai laptop bekas
• Panel surya 5V-6V / 1-3W Pengisi daya dan pengosongan (mis: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino Battery Charger TP4056)
• Konverter tegangan DC/DC Booster DC/DC MT3608 (komponen listrik yang akan mengubah 3,7 V baterai menjadi 5 V)
• Lampu LED daya tinggi (mis: LED bouton 3W)
• Saklar (untuk membuka sirkuit dan mematikan lampu)
• Pita listrik
• Kotak

Peralatan

Untuk ekstraksi sel:

• Sarung tangan (untuk menghindari pemotongan dengan plastik baterai komputer atau dengan pita nikel yang menghubungkan sel)
• Palu
• Pahat
• Tang potong

Untuk membuat lampu itu sendiri:

• Pistol lem (dan lem tongkat)
• Pistol pemanas atau obor kecil
• gergaji kayu
• Obeng

Langkah 2: Bagaimana Cara Kerjanya?

Tutorial ini menunjukkan cara memulihkan sel komputer untuk membuat baterai baru. Didukung oleh panel surya, atau dengan port USB, ini akan memungkinkan Anda untuk menyalakan lampu LED.

Sistem ini bekerja di sekitar tiga modul:

• modul penerimaan energi: panel surya dan pengontrol muatannya
• modul penyimpanan energi: baterai
• modul yang mengembalikan energi: lampu LED dan pengatur tegangannya

Modul Penerima Energi: Panel Fotovoltaik & Pengontrol Pengisian Daya

Panel fotovoltaik memusatkan energi matahari. Hal ini memungkinkan untuk memulihkan energi untuk menyimpannya dalam baterai. Tapi hati-hati, jumlah energi yang diterima oleh panel tidak teratur tergantung pada waktu hari, cuaca … penting untuk memasang regulator pengisian/pengosongan antara panel dan baterai. Ini akan dilindungi dari kelebihan beban, antara lain.

Modul penyimpanan energi: baterai

Ini terdiri dari dua sel lithium yang dipulihkan dari komputer. Singkatnya, baterai seperti kotak yang berisi beberapa baterai: masing-masing adalah sel, unit yang memasok daya ke perangkat melalui reaksi elektrokimia.

Sel-sel yang ditemukan di komputer adalah sel lithium. Mereka semua memiliki kapasitas yang sama untuk menyimpan energi, tetapi kemampuan mereka untuk membuatnya berbeda untuk masing-masing. Untuk membentuk baterai dari sel, penting bahwa mereka semua memiliki kemampuan yang sama untuk memberikan energi. Oleh karena itu perlu dilakukan pengukuran kapasitas setiap sel untuk menyusun baterai yang homogen.

Modul yang menghasilkan energi: lampu LED, port USB 5V, dan konverter tegangannya

Baterai kami memasok kami dengan daya 3.7V dan lampu LED yang kami gunakan beroperasi pada tegangan yang sama. Selain itu, port USB memberikan tegangan 5V. Oleh karena itu kita perlu mengubah energi sel dari 3.7V ke 5V: menggunakan konverter tegangan yang disebut penguat DC/DC

Langkah 3: Tahapan Manufaktur

Berikut adalah langkah-langkah berbeda yang diperlukan untuk membuat lampu:

1. Melepaskan sel dari baterai komputer
2. Ukur tegangan sel
3. Realisasi 3 modul (panel surya + lampu LED baterai pengatur pengisian daya + pengatur muatan)
4. Menghubungkan 3 modul
5. Membangun kotak
6. Integrasi modul di dalam kotak

Langkah 4: Melepaskan Sel Dari Baterai Komputer

Untuk bagian ini kami sarankan Anda untuk melihat tutorial berikut: Daur ulang baterai.

1. Kenakan sarung tangan untuk melindungi tangan Anda
2. Pasang baterai, dan buka dengan palu dan pahat
3. Isolasi setiap sel dengan menghapus setiap bagian lainnya (seperti yang ditunjukkan pada foto).

Langkah 5: Ukur Tegangan Sel dan Kapasitasnya

Ukur tegangan:

Kami mulai dengan mengukur tegangan setiap sel untuk memeriksa apakah mereka berfungsi dengan baik. Setiap sel yang memiliki tegangan lebih rendah dari 3V tidak akan dapat digunakan dalam proyek ini dan harus didaur ulang.

Menggunakan multimeter, dalam mode DC, ukur setiap sel dan periksa salah satu yang dapat digunakan dari proyek.

Hati-hati: Jika baterai komputer tampaknya memiliki cairan di luar, jangan buka kotaknya, lithium berbahaya dalam dosis tinggi.

mengukur kapasitas:

Untuk mengukur kapasitas sel, kita harus mengisinya secara maksimal dan kemudian mengeluarkannya. Sel-sel itu berbasis lithium, dan membutuhkan sistem pengisian dan pengosongan khusus, biasanya muatan maksimal adalah 4, 2 V dan minimum adalah 3V. Melebihi batas itu akan merusak sel.

1. Gunakan PowerBank: ini akan memungkinkan Anda untuk mengisi banyak sel sekaligus dengan port USB.
2. Isi daya sel dan tunggu sampai pengisian selesai (semua lampu harus menyala), itu akan selesai dalam waktu sekitar 24 jam. (gambar)

3. Sel akan diisi daya maksimumnya (4, 2V), sekarang kita harus melepaskannya. Anda harus menggunakan Imax B6: alat yang memungkinkan pelepasan sel dan memeriksa kapasitasnya. Cara menggunakan alat:

   1. tegangan: ia akan menanyakan jenis sel mana yang ingin Anda periksa, Anda harus memilih yang lithium. Ini akan secara otomatis mengatur debit minimal 3V.
   2. intensitas: atur ke 1A agar debitnya cepat dan aman. Dalam kondisi ini, pembuangan harus memakan waktu antara 1 jam dan 1 setengah jam.
   3. Hubungkan magnet ke klip buaya, lalu sambungkan ke sel, magnet membantu membiarkan arus melewati Imax B6 ke sel. (gambar)
   4. Buang sel sampai benar-benar kosong.
   5. Perhatikan kapasitas pada sel. Semakin tinggi semakin baik.
   6. Urutkan sel Anda berdasarkan kapasitas: 1800 mA.

Catatan: Penting untuk membuat baterai yang homogen, dengan sel yang memiliki kapasitas yang sama

Langkah 6: Realisasi 3 Modul Berbeda

Modul 1: Panel surya dan pengatur muatan

• Gunakan kabel hitam dan merah, gunakan tang untuk melucuti kabel.
• Solder kabel merah di sisi positif panel dan kabel hitam di sisi negatif.
• Charge regulator memiliki 2 input: IN- dan IN+ (yang tertera pada komponen): Las kabel merah (positif) dengan input IN+ dari charge regulator dan kabel hitam (negatif) dengan input IN (gambar 5).

Modul 2: Baterai

Masukkan sel lithium ke dalam dudukan baterai

Modul 3: Konverter LED / USB

Konverter tegangan DC/DC memiliki dua masukan dan dua keluaran: Masukan: VIN + dan VIN - / Keluaran: OUT + dan OUT -. LED memiliki dua kabel input: satu positif dan satu negatif.

• Ambil dua kabel (merah dan hitam).
• Las kabel merah dengan input VIN+ dari konverter tegangan dan kabel hitam dengan input VIN-.
• Perhatian: Polaritas kawat tidak ditunjukkan pada LED. Untuk mengidentifikasinya, gunakan ohmmeter. Kawat positif ketika menampilkan nilai nol. Ketika menampilkan nilai yang lebih tinggi, kabelnya negatif.
• Las kabel positif LED ke output OUT+ dari konverter tegangan dan kabel negatif LED ke output OUT. (gambar)

Langkah 7: Koneksi dari 3 Modul

Pengatur muatan memiliki 2 input: IN- dan IN+ (yang ditunjukkan pada komponen).

1. Las kabel merah panel surya (positif) ke input IN+ dari regulator muatan dan kabel hitam (negatif) ke input IN.
2. Pengatur muatan memiliki 2 input: B- dan B+ (yang ditunjukkan pada komponen). Las kabel merah dudukan baterai (positif) ke input B+ dari regulator pengisian daya dan kabel hitam (negatif) ke input B-.
3. Las kabel merah (positif) dari modul konverter USB/LED ke output OUT+ dari regulator muatan. Las kabel hitam (negatif) ke output OUT. Catatan: Sirkuit listrik sekarang ditutup dan lampu menyala.
4. Potong kabel positif yang menghubungkan regulator ke konverter untuk membuka sirkuit dan mengelas sakelar secara seri. Ini akan digunakan untuk membuka dan menutup sirkuit.

Langkah 8: Membangun Kasus - Versi 1

Versi 1: Tupperware

Desain ini berasal dari Open Green Energy, jangan ragu untuk berkonsultasi dengan tutorial aslinya. Kami membagikannya karena tampaknya sangat menarik. Namun, kasing harus disesuaikan dengan sirkuit kami, khususnya untuk output USB. Kami akan segera mengusulkan model kami sendiri yang terinspirasi dari desain ini.

Langkah 9: Membangun Kasus - Versi 2

Versi 2: Botol thermoformed ukuran besar

Model ini memungkinkan sirkuit menjadi benar-benar tahan air, tetapi membutuhkan bahan khusus:

• Satu kaleng air 5L
• Papan kayu lapis (atau kayu mentah) dengan tebal antara 1 dan 2 cm
• Sebuah cleat, panjang minimum 80cm, lebar antara 3 dan 5 cm

Membangun dua pangkalan: Ini adalah dua ujung lampe, bagian atas menampung panel surya di satu sisi dan sirkuit listrik di sisi lain. Ujung bawah digunakan untuk menutup lampu dan menyegelnya secara kedap air.

1. Gunting 2 papan berukuran 15/13cm dan 2 papan berukuran 11/13cm.
2. Letakkan setiap papan kecil di papan yang lebih besar, perhatikan untuk menempatkannya tepat di tengah papan besar. Setiap pasang papan akan disekrup nanti.

Catatan: Untuk kedap air, sebaiknya papan dipernis terlebih dahulu.

Membangun cetakan:

1. Di cleat, potong 4 bagian sekitar 20cm.
2. Letakkan di setiap sudut salah satu papan kecil yang sudah dipotong (11/13cm) dan kencangkan setiap bagian gerigi dengan papan.
3. Tempatkan papan kecil lainnya di ujung keempat bagian dan kencangkan dengan cara yang sama. Hasilnya adalah balok dengan dimensi 13/11/20, yang akan digunakan untuk thermoform botol plastik.

Thermoforming lampu menyelimuti:

1. Potong bagian bawah botol 5L dan masukkan ke dalam cetakan secara vertikal (sisi 20cm dari cetakan harus sejajar dengan sisi botol).
2. Panaskan perlahan dengan stripper termal setiap sisi kubus. Stripper harus berjarak sekitar 10 cm dari botol. Jika Anda tidak memiliki stripper termal, Anda dapat menggunakan sumber api jenis lain (seperti pemanas gaz misalnya).
3. Setelah botol memiliki bentuk yang sama dengan cetakan, lanjutkan memanaskan untuk menghapus pola botol dan meregangkan plastik dengan benar. Berhati-hatilah untuk tidak memanaskan terlalu dekat dengan plastik atau terlalu lama di tempat yang sama, jika tidak akan terbentuk gelembung di permukaan plastik.
4. Biarkan botol yang sudah dibentuk pada cetakan, potong rata dengan cetakan bagian atas botol, dan potong lagi botol sekitar 17cm di bawah.
5. Setelah pemotongan selesai, buka gerigi pada setiap sisi cetakan untuk memisahkan cetakan dari plastik.
6. Di setiap ujung botol yang dibentuk, lipat tab selebar 1cm pada 90° ke arah dalam. Setiap tab harus miring di kedua sisi (seperti yang ditunjukkan pada foto). Tab akan tergelincir di antara dua papan (yang besar dan kecil) di setiap sisi botol, untuk meningkatkan penyegelan lampu. Untuk melipat tab dengan mudah, buat garis tipis dengan pemotong di bagian dalam botol dan lipat dengan tangan.

Memperbaiki panel surya:

1. Tempatkan panel di papan yang lebih besar, tandai posisi + dan - keluaran pannel dan bor lubang 5mm di kedua papan. (Jika ada komponen yang sudah ada di tempat ini, lubangnya harus dipindahkan).
2. Masukkan kabel dari pengontrol muatan ke dalam lubang ini, dan las ke output yang sesuai pada panel surya.
3. Untuk menempelkan panel, yang ideal adalah menggunakan lapisan tipis kain yang ditempelkan pada papan dan merekatkan panel pada kain (menggunakan lem yang kuat misalnya).
4. Untuk alas lampu, ulangi operasi yang sama di ujung plastik yang lain.
5. Tempatkan papan kecil di bagian dalam amplop dan kencangkan ke papan yang lebih besar, dengan 4 tab plastik di antara kedua papan.
6. Untuk memastikan penyegelan colokan USB, Anda dapat menjepit sepotong kecil tabung bagian dalam sepeda.

Jangan ragu untuk memposting pertanyaan atau peningkatan yang mungkin Anda pikirkan. Dan jangan lupa untuk membagikan lampu Anda setelah selesai melakukannya, dengan #solarlamp #lowtechlab !