مدار شارژر باتری قلمی | راهنمای تصویری و گام به گام ساخت

در این آموزش، با روش ساخت مدار شارژر باتری قلمی با استفاده از آردوینو آشنا می‌شویم. همچنین نحوه ساخت یک مدار باتری شارژر قلمی را بیان می‌کنیم که با سلول خورشیدی کار می‌کند.

مدار شارژر باتری قلمی با استفاده از آردوینو

در این پروژه مدار شارژ باتری قلمی NiMH را با استفاده از آردوینو پیاده‌سازی می‌کنیم. در ادامه، روش انجام این کار را بیان خواهیم کرد.

فیلم آموزش مدارهای الکتریکی ۱ – جامع و کاربردی در فرادرس

کلیک کنید

باتری‌های قابل شارژ راهی عالی برای تأمین انرژی وسایل الکترونیکی قابل حمل هستند. این باتری‌ها می‌توانند موجب صرفه‌جویی در هزینه‌ها شوند و در صورت بازیافت صحیح، برای محیط زیست ضرر کمتری ندارند. برای اینکه بتوانید از باتری‌های قابل شارژ خود بیشترین بهره را ببرید، باید آن‌ها را به درستی شارژ کنید. این بدین معنی است که شما به یک شارژر خوب نیاز دارید. شما می‌توانید هزینه‌های زیادی را برای تهیه یک شارژر تجاری خرج کنید، اما ساختن آن هم سرگرم‌کننده‌تر است و هم صرفه اقتصادی دارد. بنابراین در اینجا نحوه ساخت شارژر باتری کنترل شده با آردوینو را بیان می‌کنیم.

ابتدا ذکر این نکته مهم است که یک روش شارژ کلی وجود ندارد که برای همه باتری‌های قابل شارژ مناسب باشد. هر نوع باتری از فرایند شیمیایی متفاوتی برای عملکرد خود استفاده می‌کند. در نتیجه، هر نوع باتری باید متفاوت شارژ شود. در این مطلب نمی‌توانیم انواع باتری و روش‌های شارژ را پوشش دهیم. بنابراین برای سادگی، در مورد متداول‌ترین نوع باتری قابل شارژ، یعنی باتری نیکل– هیدرید فلز (Nickel-Metal Hydride) یا NiMH تمرکز خواهیم کرد و مدار شارژر باتری قلمی را برای این نوع باتری بررسی می‌کنیم.

تجهیزات و قطعات مورد نیاز

تجهیزات و قطعات لازم برای مدار شارژر باتری قلمی به شرح زیر است:

• میکروکنترلر آردوینو
• نگهدارنده باتری قلمی
• باتری قلمی NiMH
• مقاومت 10 اهمی (با توان نامی حداقل 5 وات)
• مقاومت 1 اهمی
• خازن 1 میکروفارادی
• ماسفت IRF510
• سنسور دمای TMP36
• منبع تغذیه تنظیم شده 5 ولت
• برد بورد نمونه اولیه
• سیم‌های جامپر

نحوه عملکرد مدار شارژر باتری قلمی NiMH

روش‌های مختلفی وجود دارد که می‌توانید باتری NiMH را شارژ کنید. روشی که استفاده می‌کنید بیشتر به سرعت شارژ باتری بستگی دارد. نرخ شارژ (یا C-rate) نسبت به ظرفیت باتری اندازه‌گیری می شود. اگر ظرفیت باتری شما 2500 میلی‌آمپر-ساعت است و آن را با جریان 2500 میلی‌آمپر شارژ می‌کنید، پس در واقع آن را با سرعت 1C شارژ می‌کنید. اگر آن را با جریان 250 میلی‌آمپر شارژ کنید، یعنی آن را با سرعت C/10 شارژ می‌کنید.

فیلم آموزش برنامه نویسی آردوینو Arduino – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

هنگام شارژ سریع باتری (با سرعت بالاتر از C/10)، باید ولتاژ و دمای باتری را به دقت کنترل کنید تا مطمئن شوید که بیش از حد شارژ نمی‌شود. شارژ بیش از حد می‌تواند به باتری آسیب جدی برساند. با این حال، وقتی باتری را به آرامی شارژ می‌کنید (با سرعت C/10 یا کمتر)، اگر به طور تصادفی بیش از حد آن را شارژ‌ کنید، احتمال آسیب دیدن باتری بسیار کم است. به همین دلیل، روش‌های شارژ آهسته به طور کلی ایمن‌تر هستند و به افزایش طول عمر باتری کمک می‌کنند. بنابراین برای شارژر باتری در این پروژه مدار شارژر باتری قلمی از نرخ شارژ C/10 استفاده می‌کنیم.

طرح مدار شارژر باتری قلمی

طرح مدار شارژر باتری قلمی ما یک منبع تغذیه پایه کنترل شده با آردوینو است. مدار توسط یک منبع ولتاژ تنظیم شده 5 ولتی مانند آداپتور AC یا منبع تغذیه کامپیوتر ATX تأمین می‌شود. بیشتر پورت‌های USB به دلیل محدودیت‌هایی که دارند، برای این پروژه مناسب نیستند. منبع 5 ولت باتری را از طریق یک مقاومت قدرت 10 اهم و یک ماسفت قدرت شارژ می‌کند. ماسفت تعیین می‌کند چه مقدار جریان مجاز است به باتری جریان یابد. استفاده از مقاومت یک روش آسان برای نظارت و کنترل جریان است. این کار با اتصال هر ترمینال به پایه‌های ورودی آنالوگ روی آردوینو و اندازه‌گیری ولتاژ هر طرف انجام می‌شود. ماسفت توسط پین خروجی PWM روی آردوینو کنترل می‌شود. پالس‌های سیگنال مدولاسیون پهنای پالس توسط مقاومت ۱ مگااهم و خازن 1 میکروفاراد به سیگنال ولتاژ ثابت صاف می‌شوند. این مدار به آردوینو امکان می‌دهد تا جریان وارد شده به باتری را کنترل کند.

به عنوان یک اقدام احتیاطی اضافه، یک سنسور دمای TMP36 برای نظارت بر دمای باتری در نظر گرفته‌ام. این سنسور ولتاژ سیگنالی را تولید می‌کند که مستقیماً با دما مطابقت دارد. بنابراین نیازی به کالیبراسیون یا متعادل‌سازی مانند ترمیستور ندارد.

سنسور با ایجاد سوراخ در پشت محفظه باتری و چسباندن نصب می‌شود تا در کنار باتری قرار بگیرد. سپس پایه‌های سنسور به 5V ،GND و یک پایه ورودی آنالوگ روی آردوینو متصل می‌شوند.

برای آشنایی بیشتر با موضوعات مرتبط با الکترونیک، پیشنهاد می‌کنیم به مجموعه آموزش‌های مهندسی الکترونیک مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه و لینک آن در ادامه آورده شده است.

• برای مشاهده مجموعه فیلم‌های آموزش‌ مهندسی الکترونیک + اینجا کلیک کنید.

طرح کلی مدار شارژر باتری قلمی به صورت زیر است.

کد برنامه در آردوینو

کد این پروژه کاملاً سرراست و ساده است. در ابتدای کد متغیرهایی وجود دارند که به ما امکان را می‌دهند که شارژر را با وارد کردن مقادیر اندازه ظرفیت باتری و مقدار دقیق مقاومت، شخصی‌سازی کنیم. همچنین متغیرهایی برای آستانه ایمنی شارژر وجود دارد. حداکثر ولتاژ مجاز باتری روی 1٫6 ولت و حداکثر دمای باتری روی 35 درجه سانتی‌گراد تنظیم شده است. حداکثر زمان شارژ 13 ساعت تنظیم شده است. در صورت عبور از هر یک از این آستانه‌های ایمنی، شارژر خاموش است.

فیلم آموزش برد آردوینو Arduino با انجام پروژه های عملی در فرادرس

کلیک کنید

در متن کد، مشاهده می‌کنید که سیستم دائماً ولتاژهای ترمینال مقاومت قدرت را اندازه‌گیری می‌کند. این کار برای محاسبه ولتاژ ترمینال باتری و جریان جاری در باتری است. این جریان با جریان هدف که روی C/10 تنظیم شده، مقایسه می‌شود. اگر جریان محاسبه شده بیش از 10 میلی‌آمپر با جریان مورد نظر متفاوت باشد، سیستم به طور خودکار خروجی را برای اصلاح آن تنظیم می‌کند.

آردوینو از ابزار مانیتور سریال برای نمایش تمام داده‌ها استفاده می‌کند. اگر می‌خواهید عملکرد شارژر را کنترل کنید، می‌توانید آردوینو را به پورت USB رایانه متصل کنید. اما این کار ضروری نیست، زیرا آردوینو از منبع تغذیه 5 ولت شارژر تغذیه می‌شود.کد برنامه برای مدار شارژر باتری قلمی به صورت زیر است.

1int batteryCapacity = 2500;     //capacity rating of battery in mAh
2float resistance = 10.0;     //measured resistance of the power resistor
3int cutoffVoltage = 1600;     //maximum battery voltage (in mV) that should not be exceeded
4float cutoffTemperatureC = 35;     //maximum battery temperature that should not be exceeded (in degrees C)
5//float cutoffTemperatureF = 95;     //maximum battery temperature that should not be exceeded (in degrees F)
6long cutoffTime = 46800000;     //maximum charge time of 13 hours that should not be exceeded
7
8int outputPin = 9;     // Output signal wire connected to digital pin 9
9int outputValue = 150;     //value of PWM output signal 
10
11int analogPinOne = 0;     //first voltage probe connected to analog pin 1
12float valueProbeOne = 0;     //variable to store the value of analogPinOne
13float voltageProbeOne = 0;     //calculated voltage at analogPinOne
14
15int analogPinTwo = 1;     //second voltage probe connected to analog pin 2
16float valueProbeTwo = 0;     //variable to store the value of analogPinTwo
17float voltageProbeTwo = 0;     //calculated voltage at analogPinTwo
18
19int analogPinThree = 2;     //third voltage probe connected to analog pin 2
20float valueProbeThree = 0;     //variable to store the value of analogPinThree
21float tmp36Voltage = 0;     //calculated voltage at analogPinThree
22float temperatureC = 0;     //calculated temperature of probe in degrees C
23//float temperatureF = 0;     //calculated temperature of probe in degrees F
24
25float voltageDifference = 0;     //difference in voltage between analogPinOne and analogPinTwo
26float batteryVoltage = 0;     //calculated voltage of battery
27float current = 0;     //calculated current through the load (in mA)
28float targetCurrent = batteryCapacity / 10;     //target output current (in mA) set at C/10 or 1/10 of the battery capacity per hour
29float currentError = 0;     //difference between target current and actual current (in mA)
30
31
32
33void setup()
34{
35  Serial.begin(9600);     //  setup serial
36  pinMode(outputPin, OUTPUT);     // sets the pin as output
37}
38
39
40
41void loop()
42{
43    
44  analogWrite(outputPin, outputValue);  //Write output value to output pin
45
46  Serial.print("Output: ");     //display output values for monitoring with a computer
47  Serial.println(outputValue); 
48
49  valueProbeOne = analogRead(analogPinOne);    // read the input value at probe one
50  voltageProbeOne = (valueProbeOne*5000)/1023;     //calculate voltage at probe one in milliVolts
51  Serial.print("Voltage Probe One (mV): ");     //display voltage at probe one
52  Serial.println(voltageProbeOne);  
53  
54  valueProbeTwo = analogRead(analogPinTwo);    // read the input value at probe two
55  voltageProbeTwo = (valueProbeTwo*5000)/1023;     //calculate voltage at probe two in milliVolts
56  Serial.print("Voltage Probe Two (mV): ");     //display voltage at probe two
57  Serial.println(voltageProbeTwo);  
58  
59  batteryVoltage = 5000 - voltageProbeTwo;     //calculate battery voltage
60  Serial.print("Battery Voltage (mV): ");     //display battery voltage
61  Serial.println(batteryVoltage); 
62
63  current = (voltageProbeTwo - voltageProbeOne) / resistance;     //calculate charge current
64  Serial.print("Target Current (mA): ");     //display target current 
65  Serial.println(targetCurrent);  
66  Serial.print("Battery Current (mA): ");     //display actual current
67  Serial.println(current);  
68      
69  currentError = targetCurrent - current;     //difference between target current and measured current
70  Serial.print("Current Error  (mA): ");     //display current error 
71  Serial.println(currentError);     
72
73  valueProbeThree = analogRead(analogPinThree);    // read the input value at probe three  
74  tmp36Voltage = valueProbeThree * 5.0;     // converting that reading to voltage
75  tmp36Voltage /= 1024.0; 
76 
77  temperatureC = (tmp36Voltage - 0.5) * 100 ;     //converting from 10 mv per degree wit 500 mV offset to degrees ((voltage - 500mV) times 100)
78  Serial.print("Temperature (degrees C) ");     //display the temperature in degrees C
79  Serial.println(temperatureC); 
80 
81 /*
82  temperatureF = (temperatureC * 9.0 / 5.0) + 32.0;     //convert to Fahrenheit
83  Serial.print("Temperature (degrees F) ");
84  Serial.println(temperatureF); 
85 */
86 
87  Serial.println();     //extra spaces to make debugging data easier to read
88  Serial.println();  
89
90
91
92  if(abs(currentError) > 10)     //if output error is large enough, adjust output
93   {
94    outputValue = outputValue + currentError / 10;
95
96    if(outputValue < 1)    //output can never go below 0
97     {
98      outputValue = 0;
99     }
100
101    if(outputValue > 254)     //output can never go above 255
102     {
103      outputValue = 255;
104     }
105    
106    analogWrite(outputPin, outputValue);     //write the new output value
107   }
108 
109 
110  if(temperatureC > cutoffTemperatureC)     //stop charging if the battery temperature exceeds the safety threshold
111   {
112    outputValue = 0;
113    Serial.print("Max Temperature Exceeded");
114   }
115   
116  /*
117  if(temperatureF > cutoffTemperatureF)     //stop charging if the battery temperature exceeds the safety threshold
118   {
119    outputValue = 0;
120   }
121   */
122   
123   if(batteryVoltage > cutoffVoltage)     //stop charging if the battery voltage exceeds the safety threshold
124   {
125    outputValue = 0;
126    Serial.print("Max Voltage Exceeded");
127   }  
128 
129   if(millis() > cutoffTime)     //stop charging if the charge time threshold
130   {
131    outputValue = 0;
132    Serial.print("Max Charge Time Exceeded");
133   }  
134
135   delay(10000);     //delay 10 seconds before next iteration
136}

در نهایت، مدار شارژر باتری قلمی به صورت زیر خواهد بود.

مدار شارژر باتری قلمی با انرژی خورشیدی

در ساده‌ترین شکل، مدار شارژر باتری قلمی ولتاژ یا جریان را به ترمینال مثبت باتری اعمال می‌کند. این امر باعث شارژ شدن باتری و افزایش ولتاژ آن می‌شود. اعمال ولتاژ روی باتری ممکن است آن را شارژ کند، اما هیچ سیستمی برای محافظت از باتری ندارد. شیمی هر باتری دارای خصوصیات منحصر به فردی است، اما محدود به آن‌ها نیست. ولتاژ نامی، حداکثر ولتاژ، چگالی انرژی، میزان خودتخلیگی، مقاومت داخلی و چرخه عمر. به دلیل نیازهای منحصر به فرد هر یک از باتری‌های شیمیایی، مهم است که ابتدا مشخص کنیم که از کدام‌یک از باتری‌های شیمیایی استفاده می‌کنیم.

انتخاب باتری

در حال حاضر، سه باتری شیمیایی قابل شارژ رایج برای وسایل مختلف وجود دارد: یون لیتیوم، نیکل-هیدرید فلز (Ni-MH) و کادمیوم نیکل (NiCd) داریم. ولتاژ نامی باتری یون لیتیوم از 3٫2 ولت تا 3٫7 ولت متغیر است، ولتاژ باتری نیکل-هیدرید فلز ۱٫۲ ولت و کادمیوم نیکل ۱٫۲ ولت است. اغلب دستگاه‌ها از باتری‌های AA یا AAA استفاده می‌کنند. به دلیل اینکه ولتاژ‌ نامی باتری یون لیتیوم بیش از دو برابر ولتاژ باتری‌های AA (قلمی) یا AAA (نیم‌قلمی) است، در این پروژه آن را انتخاب نمی‌کنیم. اکنون، چگالی انرژی Ni-MH و NiCd را مقایسه کنیم و در می‌یابیم که Ni-MH دارای چگالی انرژی بیشتری نسبت به NiCd است. به همین دلیل، در این مثال از باتری Ni-MH برای تراکم انرژی بهتر استفاده می‌کنیم.

روش‌های شارژ باتری

در مورد روش‌های شارژ باتری‌های شیمیایی جزئیاتی وجود دارد. اما در حالت کلی، می‌توان چنین گفت که برای شارژ سریع باتری (در کمتر از چند ساعت) به طور معمول از میکروکنترلر برای کنترل ولتاژ و دمای باتری استفاده می‌شود (در بخش قبل این موضوع را بررسی کردیم). اگر ولتاژ شروع به افت کند، باتری به حالت بیش‌شارژ رسیده و شارژر خاموش می‌شود. اگر درجه حرارت به سرعت شروع به افزایش کند، می‌تواند به معنای آسیب دیدن احتمالی باتری باشد یا اینکه یک حالت بیش‌شارژ رخ داده است و شارژر خاموش می‌شود.

اگر زمان برایتان چندان مهم نیست، روش دیگر این است که باتری را به آرامی با تایمر شارژ کنید تا بعد از 12 تا 14 ساعت خاموش شود. برای جلوگیری از بیش‌شارژ، شارژر باتری نیاز به حداقل ظرفیت باتری دارد. اما اگر ظرفیت باتری‌ها بیشتر از حداقل مقداری باشد که شارژر برای آن طراحی شده است، شارژ به طور کامل انجام نمی‌شود. یک راه‌حل ساده داشتن ظرفیت باتری برای مشخص کردن شارژر است.

گزینه دیگر شارژ کردن باتری‌ها به صورت تدریجی است. با توجه به توصیه‌های برخی شرکت‌ها شارژ کامل باتری خالی باید 60 ساعت طول بکشد. این روش برای شارژ کامل باتری خیلی کاربردی نیست، بلکه اغلب به عنوان یک روش شارژ ثانویه از آن استفاده استفاده می‌شود. پس از پر شدن باتری‌ها، شارژ تدریجی برای پر نگه داشتن باتری‌ها شروع به کار می‌کند.

اما بهترین روش برای مدار شارژر باتری قلمی با انرژی خورشیدی که می‌خواهیم بسازیم، چیست؟ شارژ تدریجی بسیار طولانی خواهد بود، بنابراین از آن می‌گذریم. شارژر مبتنی بر زمان نیز به سرعت با مشکل روبه‌رو می‌شود. اگر شارژر خورشیدی شارژ برق خود را از دست بدهد، تایمر ریست می‌شود و در نتیجه مجدداً شارژ انجام می‌شود. این مشکل را می‌توان با اضافه کردن یک باتری فقط برای تایمر حل کرد. در این صورت، اگر برق قطع شود، تایمر همچنان کار می‌کند، اما باتری‌ها را شارژ نمی‌کند، در نتیجه باتری شارژ نمی‌شود. به دلیل زمان شارژ طولانی در روش تایمر، تقریباً همیشه توان از دست می‌رود. بنابراین، روش تایمر نیز کارآمد نیست.

استفاده از میکروکنترلر انتخاب خوبی به نظر می‌رسد، اما سیستم بسیار پیچیده‌تری دارد. برای هر شیار باتری باید یک ترمیستور و برای اندازه‌گیری دمای محیط یک عدد وجود داشته باشد. همچنین ما باید ولتاژ هر باتری را اندازه‌گیری کنیم و ممکن است به دلیل محدودیت در مصرف انرژی صفحه خورشیدی، نتواند شارژ سریع را انجام دهد.

به نظر می‌رسد که هریک از روش‌های ارائه شده محدودیت‌هایی دارد که باعث نگرانی می‌شود. در اینجا به جای استفاده از یکی از این روش‌ها، روشی را پیشنهاد می‌کنیم که تایمر و میکروکنترلر را در بر می‌گیرد. برای مقایسه ولتاژ و جلوگیری از شارژ بیش از حد از یک مقایسه‌کننده استفاده می‌کنیم، اما برای محافظت از باتری نرخ شارژ پایین تایمر را به کار می‌بریم. این کار محدودیت‌هایی دارد، اما طراحی ساده‌تری را ارائه می‌دهد؛ سیستمی که نیازی به برق مداوم نداشته و ایمن باشد.

طراحی شارژر

از آنجا که این دستگاه در یک محیط با دمای کنترل شده نخواهد بود، توصیه می‌شود همه اجزا حداکثر دمای کار حداقل 70 درجه سانتی‌گراد و حداقل حداقل 25- درجه سانتی‌گراد را داشته باشند. اگرچه 70 درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای هوا است، اگر شارژر در آفتاب قرار داشته باشد، دمای دستگاه را بالاتر می‌برد و می‌تواند به راحتی به بیش از 50 درجه سانتی‌گراد برساند.

ابتدا باید یک صفحه خورشیدی انتخاب کنیم. در اینجا یک پنل 5 واتی را انتخاب می‌کنیم که ولتاژ مدار باز (Voc) آن 22 ولت و جریان اتصال کوتاه (Isc) آن 300 میلی‌آمپر است. ولتاژ بالای این پنل باعث می‌شود بتوان از آن برای شارژ باتری‌های 12 ولت اتومبیل استفاده کرد، چیزی که به نظر مطلوب است و همچنین بسیار مقرون به صرفه خواهد بود. جریان 300 میلی‌آمپر، تعداد باتری‌هایی را که می‌توانیم به طور همزمان شارژ کنیم به دو باتری کوچک یا یک باتری بزرگ محدود می‌کند.

پیش‌تر در مورد شیمی باتری صحبت کردیم، اما در مورد ظرفیت یا فرم فاکتور صحبت نکردیم. احتمالاً فرم فاکتور (AA ،AAA و غیره) را در ذهن دارید، زیرا احتمالاً دستگاه خاصی دارید که مایل هستید باتری آن را دوباره شارژ کنید. در اینجا برای باتری نیم‌قلمی 1100 میلی‌آمپر ساعت Ni-MH طراحی را انجام می‌دهیم (برای باتری قلمی روند مشابه است)، اما شیمی و ظرفیت در واقع خصوصیات الکتریکی را تعریف می‌کند. به عنوان یک قانون کلی، هرچه باتری بزرگ‌تر باشد، ظرفیت آن نیز بیشتر است. با این حال، تفاوت‌های ظریف در بسته‌بندی و فناوری به این معنی است که ممکن است یک باتری AAA ظرفیت متفاوتی نسبت به یک باتری AAA دیگر داشته باشد.

منبع تغذیه و باتری‌ها را برای شارژ داریم، بنابراین سایر کارهای طراحی را شروع می‌کنیم. قبلاً اشاره کردیم که از یک مقایسه‌کننده استفاده می‌کنیم که به معنی داشتن ولتاژ مرجع است. اغلب، این کار را می‌توان با یک مقسم ولتاژ انجام داد، اما چون منبع تغذیه ما بسیار متغیر است، از یک تنظیم‌کننده ولتاژ استفاده می‌کنیم. تراشه LM317 یک رگولاتور (تنظیم‌کننده) ولتاژ رایج است و استفاده آسان، ارزان بودن و دمای کار بالا از مزایای آن است. ولتاژ خروجی توسط دو مقاومت کنترل می‌شود. از LM317  برای ایجاد یک خط 12 ولت استفاده خواهم کرد که بقیه مدار از آن به عنوان Vcc استفاده خواهد کرد.

برای ترانزیستور LED، از یک 2N3904 استفاده کرده‌ایم که امیتر به یک مقاومت محدودکننده جریان و LED به صورت سری متصل شده است. این LED نشان می‌دهد که چه زمانی باتری شارژ می‌شود و چه زمانی باتری پر است.

برای ترانزیستوری که جریان باتری را کنترل می‌کند، از ترانزیستور قدرت IRF840 استفاده می‌کنیم. این قطعه مشخصاتی بیش از آنچه نیاز داریم، ارائه می‌دهد و ارزان نیز هست، اما می‌توانید آن را با یک ترانزیستور قدرت دیگر به انتخاب خودتان جایگزین کنید. ترانزیستور به صورت سری با یک مقاومت محدودکننده جریان و باتری متصل می‌شود.

اکنون این مدار باتری را شارژ می‌کند، اما کمی جلوتر می‌رویم و سیستم دیگری را برای محدود کردن جریان اضافه می‌کنیم. بدین منظور، یک ترانزیستور قدرت دیگر اضافه می‌کنیم و گیت را به یک تایمر 555 متصل می‌کنیم. تایمر 555 به گونه‌ای پیکربندی شده که دارای چرخه کار 80٪ با فرکانس 1KHz باشد.این مقادیر جریان متوسط را محدود می‌کند، همچنین تضمین می‌کند که LED نشانگر مدتی جریان کافی داشته باشد تا در زیر نور آفتاب دیده شود.

نمونه اولیه مدار را روی یک برد بورد با فضای خالی برای شارژ یک باتری AAA ساخته‌ایم. جریان متوسط باتری در یک روز آفتابی زمستان 90 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده است. چهار باتری را با شارژر خورشیدی تخلیه و شارژ کرده‌ایم و سپس چهار بار را با یک شارژر تجاری ساخت Duracell شارژ کرده‌ایم. ولتاژ روی هر باتری اندازه‌گیری شده و برای مقایسه در جدول زیر ارائه شده است.

باتری‌های شارژر خورشیدی ولتاژ متوسط 1274 میلی‌ولت و باتری‌های شارژر دوراسل ولتاژ متوسط 1295 میلی ولت داشته‌اند. ولتاژ کمی پایین تعجب‌آور نیست، زیرا شارژر خورشیدی برای پایان سیکل شارژ 30 میلی‌ولت تحت حداکثر ولتاژ طراحی شده است. طراحی کامل مدار در شکل زیر نشان داده شده است.

معرفی فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک به همراه شبیه سازی عملی و کاربردی

برای آشنایی با مقدمات الکترونیک، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک به همراه شبیه سازی عملی و کاربردی مراجعه کنید که در قالب ۱۳ درس و در مدت زمان ۱۲ ساعت و ۴ دقیقه تهیه شده است. در درس اول این آموزش، مفاهیم اساسی و قطعات بنیادی الکترونیک بیان شده است. درس‌های دوم و سوم درباره دیودها و یکسوسازی، چندبرابرکنندگی و تغییر سیگنال با آن‌هاست. در درس‌های چهارم تا ششم، ترانزیستور، تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری یک‌طبقه و چندطبقه معرفی شده‌اند. ترانزیستورهای اثر میدان در درس هفتم مورد بررسی قرار گرفته‌اند. تقویت‌کننده قدرت، تقویت‌کننده تفاضلی و تقویت‌کننده‌های عملیاتی، به ترتیب، موضوعات درس‌های هشتم تا دهم هستند.

در درس یازدهم آموزش، درباره تنظیم‌کننده‌های ولتاژ بحث شده است. به گیت‌های منطقی در درس دوازدهم پرداخته شده و در نهایت، در درس سیزدهم، مطالبی درباره آی‌سی 555 ارائه شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک به همراه شبیه سازی عملی و کاربردی + اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش برد آردوینو (Arduino) با انجام پروژه های عملی 

برای آشنایی بیشتر با آردوینو پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش برد آردوینو (Arduino) با انجام پروژه های عملی «فرادرس» مراجعه کنید که مدت زمان آن ۱۹ ساعت و ۱۰ دقیقه است. در درس اول این آموزش که در ۹ درس تدوین شده، معرفی اجمالی با برد آردوینو (Arduino) بیان شده است. در درس دوم، واحد ارتباط سریال در آردوینو مورد بحث قرار گرفته است. موضوع درس سوم واحد PWM و ADC در آردوینو است.

واحد وقفه و SPI در آردوینو نیز در درس‌های چهارم و پنجم معرفی شده‌اند. به واحد TWI و I2C در آردوینو نیز در درس ششم پرداخته شده است. حافظه EEPROM نیز موضوع درس هفتم است. آرایه‌ها و رشته‌ها در آردوینو از مباحث مهمی هستند که در درس هشتم گنجانده شده‌اند و در نایت، برنامه‌نویسی پیشرفته برد آردوینو در درس نهم آموزش داده شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش برد آردوینو (Arduino) با انجام پروژه های عملی + اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها

برای آشنایی بیشتر با مدارهای الکترونیکی، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه و تدوین شده است. مدت این آموزش ویدیویی ۴ ساعت و ۳ دقیقه است و در ۱۰ فصل تدوین شده است. در درس اول آموزش، با تجهیزات و ابزارآلات مورد نیاز برای تعمیرات آشنا می‌شوید و در درس دوم مقدمات الکترونیک را فرا می‌گیرید. درس سوم درباره آشنایی با دستگاه‌های اندازه‌گیری است و قطعه‌شناسی و نحوه آزمایش سالم بودن قطعه در درس چهارن ارائه شده است. آشنایی با آی‌سی‌های اصلی موبایل و وظایف آن‌ها، مبحث مهم درس پنجم است. نقشه‌خوانی از مهارت‌های لازم برای تعمیرات است که در درس ششم ارائه شده است.

مخابرات و شبکه موبایل نیز از مباحث تخصصی تعمیرات است که به طور کامل در درس هفتم مورد بحث قرار گرفته است. عیب‌یابی و تست جریان‌کشی از مهم‌ترین مباحث این آموزش هستند و به ترتیب در درس‌های هشتم و نهم به طور کامل معرفی شده‌اند. در نهایت، در درس دهم، با اصول و مهارت‌های فنی تعمیرات موبایل و تبلت آشنا خواهید شد.

• برای مشاهده فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها + اینجا کلیک کنید.