2015年11月20日

如何为手机和其他小型设备建立一个太阳能USB充电器

贡献:Netia麦克雷

两部分系列文章的第2部分。第一部分:如何建造太阳能电子电路．

去年，我们的团队在Mbadika致力于帮助有抱负的年轻创新者和企业家学习产品设计和开发的基础知识。根据我们的经验，动手学习硬件和电子设备是我们一直难忘的经验。在过去的一年里，我们为年轻人开发了一个DIY(自己动手)工具包，以获得电子产品和硬件的实际操作经验。

我们的首个DIY套件是一个太阳能USB充电器，向青少年介绍电子原型和太阳能技术。

在过去的几个月里，我们和南非的年轻人一起测试我们的太阳能USB充电器，我们就是这样认识的EduGreen开始了我们的伙伴关系。在收到来自我们研讨会参与者的惊人反馈后，我们决定进一步开发我们的太阳能USB充电器套件，以便今年晚些时候在南非推出。

以下是一个一步一步的指南，建造太阳能USB充电器，我们首次在2014年非洲约翰内斯堡的Maker Faire上亮相。

材料

• 0.5瓦太阳能电池板
• 微型电路试验板
• 直流至直流升压电路:0.9V至5V电路
• 迷你滑动开关SPDT
• 2xAA电池座
• 2xAA充电电池
• N914二极管
• (6)跳线(推荐长度:125mm)
• (2) 3mm led
• 可选:实心芯线

提示:带星号(*)的组件应准备好与面包板一起使用，方法是将实心导线焊接到电子组件的正(阳极)和负(阴极)导线上。我们的太阳能USB充电器套件包括电子元件与跳线焊接和热粘，而不是一个典型的实心芯线。

我们不建议使用跳线，尽管与面包板一起使用很好，因为如果烙铁接触到跳线的塑料组件，它会释放有毒烟雾。

给你的太阳能电池板一个测试运行

我们将使用LED来测试我们的太阳能电池板。

一个基本的LED有两个引线，一个正(阳极)和一个负(阴极)引线。为了识别LED的正负引线，一根引线比另一根短。较长的引线为正(阳极)引线，较短的引线为负(阴极)引线。

将面包板放置在横向，如图1所示。

如果您的太阳能电池板还没有暴露的实心线末端，通过焊接将实心线连接到太阳能电池板的正负引线上，以便将太阳能电池板插入面包板电子电路中。

为了我们套件的目的，我们使用带有电线连接组件的太阳能电池板。导线连接组件允许用户通过在相应的孔中插入跳线来延伸太阳能电池板的正负极引线。

如图2所示，将太阳能电池板和LED引线插入面包板的孔中。如果你的LED灯亮了，你的太阳能电池板正在工作。

步骤1:DC - DC USB升压电路

DC - DC USB升压电路将允许您通过将直流电压从2.4V增加到5V来为USB供电设备充电，这是为小型电子设备充电的理想选择，如基本的智能手机，移动播放器和功能手机。

注意:一节AA电池为1.2V。由于我们的电路使用两节AA电池，所以我们的电路电压为2.4V。

如图2所示，将DC到DC USB升压电路引线插入面包板的孔中。

如图所示，面包板的布局应该相当简单。

提示:在面包板中插入电子元件时，理想的做法是将电子元件的引线置于同一行。把你的电子元件放在同一行，将来可以很容易地排除故障。

提示:如果你觉得舒服的话，你可以把你的电子组件安排在任何一列或一行。但是，为了使电子电路正常工作，在下面的插图中某一列中所示的电子元件引线必须位于面包板的同一列和同一侧(中间中空部分的下方或上方)。

步骤2:交换机

迷你滑动开关是一个电子组件，可以让你控制你的太阳能USB充电器设备是打开还是关闭。

这一步在识别中间引脚和末端引脚方面可能有点棘手。如图所示，中间引脚是迷你滑动开关的中间部件，而末端引脚是左右引脚。

一旦你有你的迷你滑动开关引脚和引脚选择和准备，把你的迷你滑动开关在面包板如图3所示。

在这个阶段，你的面包板应该看起来像在这张照片。

3 .电池座

当你的太阳能电池板不能直接为USB设备充电时，电池座将是太阳能电池板积累的电量的私人存储设施，也是备用电源。

如图4所示放置电池座。

现在面包板看起来应该是这样的。

步骤4:N914二极管

该N914二极管是一个信号二极管是一个电子元件，防止电流在您的太阳能USB充电器电路反向旅行或在本质上不给您的电子设备充电。N914二极管是可识别的，因为它有一个红色的中心体，一端有一条细黑线。

如图5所示，在面包板中放置N914二极管。

确保N914二极管的负引脚(带有细黑线的电子组件的末端)与电池座和DC - DC USB升压电路的正引线处于同一列，如图所示。

现在，您已经为太阳能USB充电器构建的最后一步做好了准备。

第五步:太阳能电池板

如图6所示，将太阳能电池板放置在面包板中。

仔细检查你的电路。

确保你的电路与图7中的面包板电路图相匹配，看起来与这里的图相似。

最后再检查一下你的电路。

第六步:测试驾驶你的太阳能USB充电器

把你的AA充电电池放在电池座里。

警告:如果您的电路开始冒烟或电路中的塑料元件开始融化，请立即从面包板上移除所有元件，如果可能的话，请从电池座上拆卸可充电电池。

现在…滑动你的迷你滑动开关…DC - DC USB升压电路上的红色LED将打开…瞧!

你已经准备好插入USB线并为你的小电子设备充电了。

注意:太阳能USB充电器不能为苹果设备、配备大锂离子电池的智能手机或平板电脑供电。

进一步措施

你可以为你的太阳能USB充电器建造一个外壳，就像我们做的这些。

我们在麻省理工学院校园使用激光切割机，用胶合板和亚克力切割乐高灵感的外壳，为青少年提供太阳能USB充电器。如果你有激光切割机，你可以找到大量的开源激光切割文件(通常是Adobe Illustrator或Corel Draw文件)来下载和使用，为你的太阳能USB充电器创建有趣的外壳。然而，我们知道地球上的大多数人都没有这样的设施，还有其他的解决方案来展示你的新太阳能建筑。

我们最喜欢的是由小塑料储存容器或薄荷糖罐头制成的。作为麻省理工学院的校友，Adafruit Industries的Ladyada开发了一款名为MintyBoost的薄荷糖锡内置USB充电器套件，在制造商社区中引起了巨大的轰动。如果你的太阳能电池板足够小，你可以把太阳能电池板附着在薄荷糖罐的外面充电，不使用时储存在罐子里。

由于太阳能外壳将暴露在大量的阳光下，我们不建议使用纸板或纸质产品作为您的太阳能外壳。

焊接

由于我们的太阳能USB充电器套件专注于通过面包板向年轻人介绍电子原型，我们尽量减少焊接。

如果你想通过焊接你的组件来创建一个更永久的太阳能USB充电器，约书亚齐默尔曼有一个优秀的Instructables在我们上面展示的太阳能USB充电器的焊接版本上。

你是在购买组件来制造自己的产品吗?下面是一些购买材料的地方:

• 棕色狗的小玩意
• SparkFun电子

如果您需要更多的帮助来开始，请查看太阳能USB套件1.0由BrownDog小工具．

更多的资源

• SparkFun二极管电子教程
• SparkFun电阻器电子教程
• SparkFun电容器电子教程
• SparkFun电子教程晶体管

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