Circuito de carga de celdas solares

Estoy tratando de construir una luz LED muy pequeña que funcione con energía solar. El objetivo es que se cargue la mayor parte del día y tal vez obtenga unos 15 minutos de "energía LED" por día (comparable a estas luces solares de jardín , con la excepción de que no necesitan funcionar toda la noche). Estoy buscando alimentar un solo led con un brillo preferiblemente alto (digamos 2V, 20mA).

Como estoy buscando un factor de forma pequeño, pedí estas células solares de 1v 80mA (25 mm x 30 mm). Preferiblemente me quedaría con una celda para mantenerla pequeña. Ahora no estoy muy seguro de si, y cómo, podría almacenar la energía recolectada por la celda solar y usarla para encender el LED en momentos específicos. Algunas preguntas que tengo:

  • ¿Es posible usar esta celda solar de 1v para cargar una batería? ¿Tal vez aumentando el voltaje?
  • ¿Qué tipo de almacenamiento de energía sería bueno: Lipo, NiMH, capacitor?
  • ¿Hay ejemplos de circuitos que pueda seguir?
  • ¿Se pueden construir estos circuitos de forma económica?

Gracias

Entonces, ¿cuál sería el LED que usas?
Todavía no estoy seguro exactamente, pero digamos un led estándar de 2v, 20mA y 5 mm.
Sí. Utilice una celda de NiCd. No se necesita control de carga. La corriente constante está bien y toleran la sobrecarga siempre que la corriente sea baja. Necesita algún tipo de circuito de refuerzo para alimentar el LED por la noche.
Eche un vistazo a esta pregunta relacionada donde el OP desarmó una luz de jardín y realizó ingeniería inversa del esquema: electronics.stackexchange.com/questions/142242/…
Eché un vistazo a la pregunta sobre la luz del jardín. Pero no estoy seguro de hasta qué punto puedo aplicar esto. Creo que el voltaje de la celda solar es más alto (no se menciona, pero parece una celda más grande). Además, el circuito enciende automáticamente el LED cuando se pone el sol.
Sólo pensé que podría ayudar. Puede haber más de una celda solar en serie. Tienes razón en eso.
Cada una de esas unidades solares a las que se vinculó parece tener dos células solares en serie. No hay curva VI, pero sospecho que el voltaje será lo suficientemente alto como para cargar una sola celda de NiCd. Al menos creo que vale la pena explorar la idea por simplicidad. Le sugiero que mida el voltaje de circuito abierto a la luz del sol. Si es algo así como 1.4V o 1.5V, debería funcionar con una celda de NiCd.

Respuestas (1)

Todavía no estoy seguro exactamente, pero digamos un led estándar de 2v, 20mA y 5 mm

Entonces, 2 V · 20 mA = 40 mW de potencia.

tal vez obtener unos 15 minutos

ok, redondeemos eso a 25 minutos:

25 min · 60 s/min · 40 mW = 60 J

es su requisito de almacenamiento de energía.

¿Es posible usar esta celda solar de 1v para cargar una batería? ¿Tal vez aumentando el voltaje?

Sí.

¿Qué tipo de almacenamiento de energía sería bueno: Lipo, NiMH, capacitor?

Con los requisitos anteriores: probablemente simplemente un supercondensador.

Digamos que lo carga hasta 5V. Entonces, la energía en un supercap de 1 F es

W = 0,5 · C · U² = 0,5 F · 25 V² = 12,5 J

entonces, aproximadamente el doble de lo que necesitamos estrictamente, lo cual es bueno, ya que nos da espacio para la eficiencia. Por supuesto, podría usar un almacenamiento más grande, lo que le daría más puntualidad :)

Además, los supercaps tienen una alta tasa de autodescarga, por lo que esto solo funcionará si quieres luz poco después de que se haya puesto el sol. Si quieres horas de luz más tarde, mejor usa una batería de litio o NiMH. Estos tendrán capacidades que permitirán que su LED funcione durante horas, si no días. Sin embargo, pueden requerir más esfuerzo para cargar. Consulte el párrafo sobre circuitos integrados dedicados a continuación.

¿Hay ejemplos de circuitos que pueda seguir?

¡Ciertamente!

¿Se pueden construir estos circuitos de forma económica?

Sí, y eso también responde a la pregunta anterior: hay muchos circuitos integrados diseñados para facilitar la carga de supercapacitores o baterías desde pequeñas células solares. Recuerdo que TI tenía una variedad de chips interesantes, pero estoy seguro de que Maxim también tiene algunos, así como otros. ¡Sus hojas de datos y notas de aplicación tendrán buenos ejemplos! Tal vez, incluso tienen tableros de evaluación simples. O puede comprarlos prefabricados en Internet.

Ingrese a la categoría de administración de energía / recolección de energía de estos sitios y busque circuitos de cargadores solares.

Para conducir el LED desde el capacitor cargado de manera más eficiente, probablemente también use un convertidor de modo de conmutación.

Gracias por la explicación. De hecho, un condensador no es realmente una opción ya que quiero almacenar la energía durante un período más largo. Acerca del impulso, ¿tienes ejemplos para hacer esto? Y sobre los circuitos integrados dedicados. Parecen bastante caros ($5 por lo menos), quiero hacer un buen número de estas luces, así que preferiblemente busque una solución más barata.
@Ruben, lo siento, la optimización de costos es algo que solo me importaría en una cosa comercial (si planea soldar esto a mano, no olvide tener en cuenta su tiempo de construcción adicional para soluciones menos integradas con más partes ).
@Rubén 5$? ¿Donde estas buscando? Para todas las webs que encuentro que las llevan, dependiendo del tamaño del pedido, 2,50€ – 3€ << 5 $ . Por ejemplo, octopart.com/…
@Ruben: Y, si está diseñando algo nuevo, no dude en ponerse en contacto con el fabricante para obtener muestras de circuitos integrados. ¡Les gusta ayudar a las personas a construir productos a partir de sus circuitos integrados!
Estaba mirando a Farnell . Pero gracias por tu aporte. Voy a ver dónde puedo llevarlo desde aquí.
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