Fuente de alimentación “Combinación”: energía solar para voltaje + batería para corriente

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Soy bastante nuevo en circuitos & Electrónica de bricolaje, pero estoy disfrutando mucho jugando con mi nuevo RaspberryPi y una variedad de componentes. Estoy tratando de alimentar el dispositivo con unos cuantos paneles solares simples que quité de las luces LED de césped baratas de Menards.

He combinado tres unidades solares de 2V en serie para generar un total de 6V. El dispositivo RasPi (modelo B +) necesita 5V @ 800mA (incluidos algunos componentes que he agregado). Aunque espero una iluminación constante y constante (estará dentro de luces fluorescentes relativamente brillantes, pero todavía no he podido medir su luminosidad ni nada), creo que los paneles solares solo pueden emitir un par de cientos de mA.

Tengo un par de baterías viejas Samsung Galaxy, que emiten 3.7V, 1650mAh. Mi pensamiento es que una batería cargada (o quizás dos en paralelo) podría proporcionar suficiente corriente, mientras que el panel solar podría mantener el voltaje en el circuito lo suficientemente alto. Pero mi comprensión de las complejidades de los circuitos (especialmente muchos elementos en combinación) es realmente limitada, así que no estoy seguro de que esto sea posible.

Mi esperanza es la siguiente: cargadas por completo, dos baterías Samsung en en paralelo podrían proporcionar 3300mAh a 3.7V, que podrían suministrar los 800mA necesarios del RasPi por un poco más de 4 horas. Pero el voltaje es demasiado bajo, por lo que espero poder "combinar" la corriente de la batería con el suministro de voltaje de 6 V del panel solar "corriente arriba" del RaspberryPi.

También sé que usar la energía solar para cargar la batería es otra cuestión, dadas las necesidades de energía de RasPi. Incluso sin ninguna carga, a 1650 mAh, cada batería tardaría 11 horas en cargarse, o 22 en ambas. Así que no estoy muy preocupado por eso todavía. Pero por ahora tengo curiosidad por ver qué es posible con las piezas que tengo.

Gracias de antemano por cualquier ayuda o consejo! Déjame saber si puedo aclarar o exponer algo de lo que dije.

Vinculando dos publicaciones encontré que creo que están relacionadas: 1) Múltiples fuentes de energía, cada una para un determinado propósito 2) Proyecto Arduino alimentado por energía solar o batería

No estoy del todo seguro de si responden a mis preguntas, pero estoy trabajando en ello.

    
pregunta TCAllen07

2 respuestas

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Ni siquiera pienses en crear la configuración que acabas de describir. Es muy peligroso.

Si conectas el "paquete de células solares" y los dos paquetes de baterías en paralelo sin conectar la Raspberry Pi, obtendrás un bucle. La segunda ley de Kirchhoff explica que la suma de voltajes alrededor de un bucle debe ser cero. En este caso, si comienza a dar la vuelta al bucle en una dirección, encontrará dos fuentes de energía con direcciones opuestas, por lo que ahora su diferencia debe ser cero, por lo que deben estar en una tensión igual . ¿Serán 6 V (dictados por los paneles solares) o 3,7 V (dictados por los paquetes de baterías)? Ocurrirá lo siguiente:

  • Inicialmente, sin luz solar, el voltaje común será de 3.7V. No fluye corriente, ya que el panel solar no permite que la corriente fluya hacia atrás (su resistencia se acerca al infinito). Todo está bien por ahora.
  • Entonces aplicas luz solar. Los paneles solares intentan aumentar el voltaje a 6V, pero a este voltaje, las baterías permitirían que pase mucha más corriente de la que pueden suministrar. Así que los paneles bajan su voltaje a 3.7 V, pero aún así comienzan a cargar las baterías con los doscientos miliamperios que pueden suministrar, hasta que el voltaje en los paquetes de baterías alcanza los 6V. Y hay una buena razón para que las baterías tengan una potencia de 3.7 V.
  • Si aprendí algo sobre las baterías de ión de litio y de polímero de litio es que son muy fáciles de alterar. Y, en especial, a no les gusta que se les cobre demasiado . Si están en el interior, volarán tu escritorio y quemarán tu casa . Si son oudores, alegremente encenderán la hierba a su alrededor. Entonces quema tu casa. Las baterías de ión de litio y de polímero de litio no son juguetes. Ni siquiera pienses en ponerlos en un circuito en el que haya una pequeña posibilidad de que se sobrecarguen.

Conectar la Raspberry Pi antes de la detonación tampoco funcionaría bien. La fuente de alimentación combinada de 3.7 V no es suficiente para el Pi, que luego realizará una de las siguientes acciones (no estoy familiarizado con el circuito de la fuente de alimentación del Pi):

  • Extraiga mucha corriente sobrecalentando la batería, el panel solar e incluso su propio regulador de voltaje incorporado. No arrancará, o incluso si lo hace, con frecuencia se bloqueará y se reiniciará debido a un voltaje inadecuado. Esto continúa hasta que uno de los componentes falla: si se trata del panel solar, estás seguro. Si es el Pi, es el escenario de la bomba de tiempo otra vez. A los paquetes de baterías tampoco les gusta que se descarguen en exceso, pero por lo que sé, no se queman en llamas. Simplemente ya no funcionan.
  • No tire de ninguna corriente en absoluto. Entonces es como si no lo hubieras conectado en absoluto. Bomba de tiempo de nuevo.

La creación de un circuito que combine de forma segura la energía solar y de la batería requiere conocimientos avanzados de electrónica y circuitos dedicados. En tu caso, yo seguiría a S.J. El consejo de Becker (+1) y la compra de un banco de energía (con energía solar) de eBay. El circuito está ahí, ya está hecho para usted y puede alimentar su Raspberry Pi más tiempo del que tendría su configuración, incluso si funcionara. Sé que no son tan baratos como usar cosas de su contenedor de piezas, pero definitivamente son más baratos que reemplazar sus muebles quemados.

Además, ¿la cosa tiene que tener energía solar?

Editar: algunos paquetes de baterías tienen un circuito de protección incorporado que apaga la alimentación si la batería está sobrecargada, por lo que existe la posibilidad de que su configuración no se encienda realmente, pero simplemente no funcione.

    
respondido por el matega
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En eBay puede comprar bancos de energía diseñados para cargar teléfonos. Usan baterías de 3.7v y un regulador de conmutación. También puede comprarlos sin una batería barata (tan bajo como $ 2.50). Un beneficio adicional es que también le permite cargar su batería desde un puerto USB o un adaptador para teléfono. Son baratos, convierten los 3.7 a 5 voltios, pero no todos serán capaces de 800 m. También con una carga tan grande, es posible que desee que una batería más grande funcione durante más tiempo. Otra opción es usar una batería 12v sla y un regulador de cambio para hacer 5v o un cargador de teléfono para automóvil.

    
respondido por el S.J. Becker

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