شُجيرة شمسية
أنا مؤيد ومتحمس للطاقة الشمسية وأيضاً مُصلح غير خبير لها. ولكن لنكن واقعيين فالألواح الشمسية مكروهة !
الألواح المسطحة والمستطيلة يمكن فقط ترتيبها بطُرق كثيرة جداً ودائماً تظهر مُصنعة، مملة وفي غير محلها. لذا قررت ان أنشأ نسخة من شاحن طاقة شمسية USB مُصنع يدوياً لكنه جميل وممتع بدرجة كبيرة.
قمت بتسمية إختراعي "شُجيرة شمسية" وصممتها لتشبه ورقة نبات دائرية في إناء زهور ولكنها لا تشبه النبات الحقيقي وهذا الإختراع بإمكانه أن يقوم بشحن هاتف آيباد، آيفون و أى جهاز يحتاج شاحن USB.
استخدمت ثمانية خلايا شمسية دائرية (الأوراق) 1.5 فولت موصولة بأغطية أسلاك بلاستيكية و شماعات ملابس (ساق النبات) لعمل مصفوفة قادرة علي إنتاج 5 فولت في حولي 300 ملي أمبير. إستخدمت سلك للربط بين مجموعتين من أربعة خلايا بالتوازي (لأحصل علي الفولت) وبعد ذلك ربطت مصفوفتين سوياً بالتوازي (لأحصل علي التيار). ثبت القدرة عن طريق عمل دائرة منظم 5 فولت. وأضفت
مفتاح غلق/فتح on/off
و power led
و (موصل USB أنثي) contactor USB femal
والآن يمكنك عمل واحد لك أيضاً ! فقط إتبع هذه التعليمات، وبعد ذلك ضعها فى ضوء الشمس، إنقر المفتاح الكهربائي و قم بتوصيل جهاز USB الخاص بك.
الخطوة 1 : المواد والأدوات المستخدمة
المواد اللازمة لدائرة القدرة :
(متجر راديوشاك #276-1770) 7805 منظم الجهد الكهربائي -1
(متجر راديوشاك #276-1368) مروحة تبريد 7805 -1
(متجر راديوشاك #276-1373) أداة لتركيز مروحة التبريد -1
(متجر راديوشاك #276-041) Red LED1- مصدر ضوء أحمر
(متجر راديوشاك #275-0324) SPSTصغير مفتاح كهربائى مفصلى -1
(متجر راديوشاك #272-1026) 22uf مكثف -1
. (متجر راديوشاك #272-1065) 01uf مكثف -1
(متجر راديوشاك #271-1313) 220 مقاومة أومية -1
(متجر راديوشاك #271-1124) 4.7k مقاومة أومية -1
(متجر راديوشاك #271-1122) 3.3k مقاومة أومية -1
(ذكر إلي أنثي ) USB كابل إمتداد -1
( متجر راديوشاك #276-1101) Blocking Diodeدايود حجب (1N4001) -1
(متجر راديوشاك #276-004) Round Proto Boardلوح بروتو دائرى -1
المواد اللازمة للأوراق والسيقان:
(مقطع من أضواء الحديقة الشمسية ) (Lowe's #379421) - خلايا شمسية دائرية 8
شماعات ملابس -8
(متجر راديوشاك #278-1224) 22 AWG wire لفة سلك كل منها أحمر وأسود -1
(متجر راديوشاك #278-1610) رزم من غطاء بلاستيكي -2
روابط سلك صغيرة. -10
صفيحة دهان رشاش أخضر.-1
لوازم متفرقة:
(Lowe's #285869) 6" إناء بلاستيكي لرى الزهور ذاتيا -1
زوايا قوس معدني -2
CD إسطوانة-1
(متجر راديوشاك #276-1381) standoffs -2
الأدوات :
لحام حديد
سبيكة لحام
زردية
قواطع جانبية
دراميل
الخطوة 2 : بناء دائرة القدرة
معظم أجهزة USB سيتم شحنها عن طريق 5 فولت والأرضى المنقول في الأسلاك الحمراء والسوداء لوصلة USB وكما تعلمت من فيديو ادافروت الرائع في
http://www.adafruit.com/blog/2010/08/03/the-mysteries-of-apple-device-cزharging-video/
(فإن أجهزة آبل لا تستخدم نفس الفولت)
إستخدمت لوح بروتو دائري لكي تنسجم مع الشكل الدائري للمشروع ولكن يمكنك فقط للإستخدام الأسهل أن تستخدم شكل مربع. قررت أيضاً أن أستخدم أسلاك عبور للمفتاح واللمبة LED لكي أستطيع بسهولة قطع إتصالهم من لوح الدائرة بعد رفعهم فى أنية الزهر. ويمكنك فقط للتسهيل أن توصلهم باللوح مباشرة.
الدائرة :
الدائرة بسيطة ومرتكزة علي منظم الجهد 7805 5 فولت مع مكونات الدعم و مقسم الفولتية لتغذية الــ 2 فولت المذكوين أعلاه.
التركيب :
1- إلحم السلك الأحمر ( هذا سيوصل في الآخر إلي الطرف الموجب من مصفوفة الخلية) مع لوح الدائرة و مع جهة واحدة من الفيشة مزدوجة المسمار. ( لمفتاح القدرة)
2-إلحم في جهة توصيل آخري من الــ LED ووصلها بالمسمارالمفتوح من الفيشة الأولي.
إلحم المقاومة 220 أوم والتي تحتوي علي فيشة الــ LED مع الأرضي.-3
أصبح مستقطباً لذلك تأكد من ضبطه جيدا.ًC1 إلحم المكثفين. -4
إلحم منظم الجهد الكهربي. -5
إلحم المقاومتين اللتين تشكلا دائرة مقسم الفولتية. -6
إقطع كابل الــ USB نحو من 6-8 إنش من نهاية الأنثي و قم بنزع الطبقة العازلة الواقية.-7
وصل الأربعة أسلاك من كابل الــ USB مع لوح الدائرة. -8
9- وصل السلك الأسود (الأرضي) وأنشأ "ممر أرضي" عبر ظهر لوح الدائرة لكى توصل كل المكونات.
10- إلحم أسلاك عبورموصلات الأنثي مع المفتاح والــ LED. تذكر أن تقوم بعمل انزلاق لبعض الأغطية البلاستيكية علي الأسلاك قبل اللحام. لقد وجدت بالفعل أنه من الصعب تركيبها بعد ذلك.
11- جرب الدائرة. أنا أحب أن أختبر الأشياء بينما أعمل بدلاً من أن أنتظر انتهاء العمل تماماً ولذلك قمت بتوصيل بطارية 9 فولت إلي الأسلاك الحمراء والسوداء و قمت باختبار الدائرة مع جهاز الآيباد. لقد نجحت !!
الخطوة 3 : تجميع القاعدة
قاعدة الشجيرة الشمسية ستكون بالطبع أنية الزهر. قمت بعمل ثقوب للمفتاح وللـ LED وشققت فتحة لموصل الــ USB الأنثي. ولكي أقوم بتوصيل موصل الــ USB بالقاعدة. قمت بعمل إعلاء بإستخدام زوج من أقواس زاوية و بعض من الشريط اللاصق ذو الجانبين وحزام بلاستيكي. أضفت فجوتين إلي القاعدة لكي تلائم الصواميل و المسامير التي تثبت الموصل في المكان.
أردت أن تكون الإلكترونيات محمية قليلاً من العناصر ولذلك قررت أن أستخدم أسطوانة CD كنوع من الأرضية الزائفة. رفعت لوح الدائرة ( رأساً علي عقب) إلي قاع الإسطوانة بإستخدام المنصات البلاستيكية.
الأسلاك الحمراء والسوداء التي توصل لوح الدائرة بالمصفوفة الشمسية تجتاز الثقب المركزي للإسطوانة أضفت أيضاً شرائط شعر (لباد) حول القاعدة لكي تدعم الإسطوانة.
قمت بعمل أكثر من ثقب في الإسطوانة لكي أستطيع بعد ذلك رفع الأوراق و السيقان إلي القمة.
أنا مؤيد ومتحمس للطاقة الشمسية وأيضاً مُصلح غير خبير لها. ولكن لنكن واقعيين فالألواح الشمسية مكروهة !
الألواح المسطحة والمستطيلة يمكن فقط ترتيبها بطُرق كثيرة جداً ودائماً تظهر مُصنعة، مملة وفي غير محلها. لذا قررت ان أنشأ نسخة من شاحن طاقة شمسية USB مُصنع يدوياً لكنه جميل وممتع بدرجة كبيرة.
قمت بتسمية إختراعي "شُجيرة شمسية" وصممتها لتشبه ورقة نبات دائرية في إناء زهور ولكنها لا تشبه النبات الحقيقي وهذا الإختراع بإمكانه أن يقوم بشحن هاتف آيباد، آيفون و أى جهاز يحتاج شاحن USB.
استخدمت ثمانية خلايا شمسية دائرية (الأوراق) 1.5 فولت موصولة بأغطية أسلاك بلاستيكية و شماعات ملابس (ساق النبات) لعمل مصفوفة قادرة علي إنتاج 5 فولت في حولي 300 ملي أمبير. إستخدمت سلك للربط بين مجموعتين من أربعة خلايا بالتوازي (لأحصل علي الفولت) وبعد ذلك ربطت مصفوفتين سوياً بالتوازي (لأحصل علي التيار). ثبت القدرة عن طريق عمل دائرة منظم 5 فولت. وأضفت
مفتاح غلق/فتح on/off
و power led
و (موصل USB أنثي) contactor USB femal
والآن يمكنك عمل واحد لك أيضاً ! فقط إتبع هذه التعليمات، وبعد ذلك ضعها فى ضوء الشمس، إنقر المفتاح الكهربائي و قم بتوصيل جهاز USB الخاص بك.
الخطوة 1 : المواد والأدوات المستخدمة
المواد اللازمة لدائرة القدرة :
(متجر راديوشاك #276-1770) 7805 منظم الجهد الكهربائي -1
(متجر راديوشاك #276-1368) مروحة تبريد 7805 -1
(متجر راديوشاك #276-1373) أداة لتركيز مروحة التبريد -1
(متجر راديوشاك #276-041) Red LED1- مصدر ضوء أحمر
(متجر راديوشاك #275-0324) SPSTصغير مفتاح كهربائى مفصلى -1
(متجر راديوشاك #272-1026) 22uf مكثف -1
. (متجر راديوشاك #272-1065) 01uf مكثف -1
(متجر راديوشاك #271-1313) 220 مقاومة أومية -1
(متجر راديوشاك #271-1124) 4.7k مقاومة أومية -1
(متجر راديوشاك #271-1122) 3.3k مقاومة أومية -1
(ذكر إلي أنثي ) USB كابل إمتداد -1
( متجر راديوشاك #276-1101) Blocking Diodeدايود حجب (1N4001) -1
(متجر راديوشاك #276-004) Round Proto Boardلوح بروتو دائرى -1
المواد اللازمة للأوراق والسيقان:
(مقطع من أضواء الحديقة الشمسية ) (Lowe's #379421) - خلايا شمسية دائرية 8
شماعات ملابس -8
(متجر راديوشاك #278-1224) 22 AWG wire لفة سلك كل منها أحمر وأسود -1
(متجر راديوشاك #278-1610) رزم من غطاء بلاستيكي -2
روابط سلك صغيرة. -10
صفيحة دهان رشاش أخضر.-1
لوازم متفرقة:
(Lowe's #285869) 6" إناء بلاستيكي لرى الزهور ذاتيا -1
زوايا قوس معدني -2
CD إسطوانة-1
(متجر راديوشاك #276-1381) standoffs -2
الأدوات :
لحام حديد
سبيكة لحام
زردية
قواطع جانبية
دراميل
الخطوة 2 : بناء دائرة القدرة
معظم أجهزة USB سيتم شحنها عن طريق 5 فولت والأرضى المنقول في الأسلاك الحمراء والسوداء لوصلة USB وكما تعلمت من فيديو ادافروت الرائع في
http://www.adafruit.com/blog/2010/08/03/the-mysteries-of-apple-device-cزharging-video/
(فإن أجهزة آبل لا تستخدم نفس الفولت)
إستخدمت لوح بروتو دائري لكي تنسجم مع الشكل الدائري للمشروع ولكن يمكنك فقط للإستخدام الأسهل أن تستخدم شكل مربع. قررت أيضاً أن أستخدم أسلاك عبور للمفتاح واللمبة LED لكي أستطيع بسهولة قطع إتصالهم من لوح الدائرة بعد رفعهم فى أنية الزهر. ويمكنك فقط للتسهيل أن توصلهم باللوح مباشرة.
الدائرة :
الدائرة بسيطة ومرتكزة علي منظم الجهد 7805 5 فولت مع مكونات الدعم و مقسم الفولتية لتغذية الــ 2 فولت المذكوين أعلاه.
التركيب :
1- إلحم السلك الأحمر ( هذا سيوصل في الآخر إلي الطرف الموجب من مصفوفة الخلية) مع لوح الدائرة و مع جهة واحدة من الفيشة مزدوجة المسمار. ( لمفتاح القدرة)
2-إلحم في جهة توصيل آخري من الــ LED ووصلها بالمسمارالمفتوح من الفيشة الأولي.
إلحم المقاومة 220 أوم والتي تحتوي علي فيشة الــ LED مع الأرضي.-3
أصبح مستقطباً لذلك تأكد من ضبطه جيدا.ًC1 إلحم المكثفين. -4
إلحم منظم الجهد الكهربي. -5
إلحم المقاومتين اللتين تشكلا دائرة مقسم الفولتية. -6
إقطع كابل الــ USB نحو من 6-8 إنش من نهاية الأنثي و قم بنزع الطبقة العازلة الواقية.-7
وصل الأربعة أسلاك من كابل الــ USB مع لوح الدائرة. -8
9- وصل السلك الأسود (الأرضي) وأنشأ "ممر أرضي" عبر ظهر لوح الدائرة لكى توصل كل المكونات.
10- إلحم أسلاك عبورموصلات الأنثي مع المفتاح والــ LED. تذكر أن تقوم بعمل انزلاق لبعض الأغطية البلاستيكية علي الأسلاك قبل اللحام. لقد وجدت بالفعل أنه من الصعب تركيبها بعد ذلك.
11- جرب الدائرة. أنا أحب أن أختبر الأشياء بينما أعمل بدلاً من أن أنتظر انتهاء العمل تماماً ولذلك قمت بتوصيل بطارية 9 فولت إلي الأسلاك الحمراء والسوداء و قمت باختبار الدائرة مع جهاز الآيباد. لقد نجحت !!
الخطوة 3 : تجميع القاعدة
قاعدة الشجيرة الشمسية ستكون بالطبع أنية الزهر. قمت بعمل ثقوب للمفتاح وللـ LED وشققت فتحة لموصل الــ USB الأنثي. ولكي أقوم بتوصيل موصل الــ USB بالقاعدة. قمت بعمل إعلاء بإستخدام زوج من أقواس زاوية و بعض من الشريط اللاصق ذو الجانبين وحزام بلاستيكي. أضفت فجوتين إلي القاعدة لكي تلائم الصواميل و المسامير التي تثبت الموصل في المكان.
أردت أن تكون الإلكترونيات محمية قليلاً من العناصر ولذلك قررت أن أستخدم أسطوانة CD كنوع من الأرضية الزائفة. رفعت لوح الدائرة ( رأساً علي عقب) إلي قاع الإسطوانة بإستخدام المنصات البلاستيكية.
الأسلاك الحمراء والسوداء التي توصل لوح الدائرة بالمصفوفة الشمسية تجتاز الثقب المركزي للإسطوانة أضفت أيضاً شرائط شعر (لباد) حول القاعدة لكي تدعم الإسطوانة.
قمت بعمل أكثر من ثقب في الإسطوانة لكي أستطيع بعد ذلك رفع الأوراق و السيقان إلي القمة.
الخطوة
4 : تقطيع أنوار الحديقة
الخطوة التالية هي إستخراج الخلايا الشمسية من أنوار الحديقة. وقد وجدت أن معظم أنوار الحديقة الشمسية في البيع المحلي بالتجزئة تكون خلاياه مربعة. كان عليّ أن أبحث جيداً حتي أجد خلايا دائرية. إشتريتهم من متجر لويس بحوالي 3.25 $ للواحدة.
ويمكن فكهم بطريقة سهلة جداً
1- أخرج البطارية.
2- فك ثلاثة مسامير.
3- إقطع بعض الأسلاك.
4- إبحث عن الخلايا المفكوكة في الأسفل.
أنا فعلت ذلك 8 مرات
إختبرت كل خلية تحت حمل لكي أتأكد أنها تغذي حوالي 1.5 فولت.
الخطوة 5: عمل الأوراق و السيقان
قطعت أطوال متعددة من السلك الأحمر والأسود ما بين "6 و"8 ولحمتهم مع الـ 8 خلايا بعد ذلك
عملت زحزحة للغطاء البلاستيكي mm 3.0 علي طول الأسلاك و دفعت بطول شماعات الملابس لكي أدعم السيقان. وعندما أصبحت كل السيقان سوياً. قمت برشهم بدهان لونه أخضر جميل ( كن حريصاً أن تتجنب الخلايا التي في القمة)
الخطوة التالية هي إستخراج الخلايا الشمسية من أنوار الحديقة. وقد وجدت أن معظم أنوار الحديقة الشمسية في البيع المحلي بالتجزئة تكون خلاياه مربعة. كان عليّ أن أبحث جيداً حتي أجد خلايا دائرية. إشتريتهم من متجر لويس بحوالي 3.25 $ للواحدة.
ويمكن فكهم بطريقة سهلة جداً
1- أخرج البطارية.
2- فك ثلاثة مسامير.
3- إقطع بعض الأسلاك.
4- إبحث عن الخلايا المفكوكة في الأسفل.
أنا فعلت ذلك 8 مرات
إختبرت كل خلية تحت حمل لكي أتأكد أنها تغذي حوالي 1.5 فولت.
الخطوة 5: عمل الأوراق و السيقان
قطعت أطوال متعددة من السلك الأحمر والأسود ما بين "6 و"8 ولحمتهم مع الـ 8 خلايا بعد ذلك
عملت زحزحة للغطاء البلاستيكي mm 3.0 علي طول الأسلاك و دفعت بطول شماعات الملابس لكي أدعم السيقان. وعندما أصبحت كل السيقان سوياً. قمت برشهم بدهان لونه أخضر جميل ( كن حريصاً أن تتجنب الخلايا التي في القمة)
الخطوة 6: تعليق السيقان بالقاعدة
يأتي إناء ري الزهر ذاتياً مع أدراج بلاستيكية بها ثقوب متباعدة تماماً من أجل الشجيرة الشمسية. ولذلك طويت نهاية كل ساق نحو إنش من القاع إلي 90 درجة و دفعتهم خلال الثقوب وبعد ذلك غطيت نهايات الشماعات سوياً لكي افرقهم وأثبتهم.
بعد أن قمت بعمل إعلاء لكل السيقان، وصلت الخلايا بسلك سوياً في دائرة (توالي – توازي) كما هو مبين فى الرسم التوضيحي. بعد ذلك أضفت دايود حجب إلي سلك التوصيل الموجب ( الأحمر ). وهذا سيمنع التيار العكسي خلال الخلايا عندما لا يكون هناك ضوء للشمس.
الخطوات الأخيرة هي توصيل أسلاك الخرج من المصفوفة الشمسية إلي سلك التوصيل الأحمر والأسود في لوح الدائرة، إرفع الدرج البلاستيكي إلي قمة الأسطوانة CD (بإستخدام 6/32 مسامير وصواميل) وبعد ذلك خذ الشجيرة الشمسية للخارج لكي تجربها.
السيقان صلبة بطريقة كافية (والفضل إلي سلك 22 AWG وشماعات الملابس التي تستطيع أن تطويهم بأي نظام تحبه)
تستطيع أيضاً عمل ميل للخلايا في أي إتجاه تريده، في إتجاه الشمس علي سبيل المثال.
كما تري في الصورة الموضحة أدناه، لقد إشتغلت بنجاح.
أنا الآن قادر علي شحن جهاز الآيباد والآيفون أو أي أجهزة USB بينما أستمتع بنور الشمس.
المصدر :
http://www.instructables.com/id/Solar-Shrub/
