본문 바로가기
Others

심플한 스마트폰 태양광 충전기 제작

by 호빵맨 2013. 3. 5.

스마트 기기 천지인 세상입니다. 

자전거 여행이나 캠핑시에 스마트 기기 충전이 아쉽습니다.

그렇다고 태양광 충전기를 사자니 상당한 고가에 용량도 작고 크기도 만만치 않습니다.

오픈 마켓에 있는 싼 충전기들은 보조베터리만 크지, 태양광 패널 용량이 너무 작습니다.

그래서 만들었습니다. 심플하게.

       정격출력 : 5V, 3W

기본적인 전기, 전자에 대한 지식없이 시도하지 말것을 권합니다.

낮은 전압이라도 쇼트등이 일어나면 전기 스파크와 화재, 화상의 위험이 있습니다.

납땜 인두의 사용경험이 없는 분들 역시 시도하지 말것을 권합니다.

 

필요한것들!!

배경지식 : 전기, 전자 전공 실업계 고등학교 1 학년 수준의 전기, 전자 기초지식.

필요스킬 : 눈썰미와 납땜.

재      료 : 태양광전지판(6V, 250mA) 2개, 0.1uf, 22uf 콘덴서(생략가능),

               L4941BV(저손실 정전압) 1개, USB Connector(Female) 1개,

               납땜 인두기, 땜납약간, 1.25mm 케이블 약간, 케이스로 사용할 재물,

               글루건

※ 상기 재료중 태양광 전지판은 http://www.minisolar.co.kr 또는 http://solarcenter.co.kr

    에서 그리고, 콘덴서와 정전압IC, USB Connector는 http://www.eleparts.co.kr 에서

    구입 하였습니다. 

    케이스는 마님의 통장지갑을 강탈하였으며, 글루건과 땜납, 인두기는 있던거 ^^

※ 78 시리즈의 일반 정전압 IC로는 안됩니다. 손실이 너무 많이 나서 충전할 것이

    없을겁니다. 거기다 열이 펄펄 나고요. ㅡㅡ;;;;

LV4941BV DataSheet 입니다.

l4941bv.pdf
다운로드

 

우선, 태양광 전지판을 선정해야합니다.

제 경우 크기와 용량을 적절히 고려한 결과 6V, 250mA, 크기 85×150mm 2개로 결정하였습니다.  한개의 용량이 1.5W 이고 두개병렬 사용하여 3W 출력의 태양광 전지가 되겠습니다. 제 스마트폰 옵티머스 LTE2 의 베터리 용량이 2100mAH이니까 만충하는데 최대 출력시 4시간이 약간 더 걸릴 것으로 보입니다.

이렇게 태양광 전지판은 본인의 사용 용도와 크기등을 고려해 적절히 고르면 되겠습니다.

단, 6V 이하는 좀 곤란합니다. 용량이 딸려 전압이 많이 드롭됩니다. 다음 버전은 8V 태양전지판으로 만들어 볼까 고려 중입니다.

 

태양광 전지판이 결정되었으면 주문! 합니다.

그리고, 나머지 부품은 태양전지 패널과 크게 상관없이 동일하게 주문하면 됩니다.

 

재료와 공구등 준비가 모두 끝났으면 시작해 보죠. :D

반응형

먼저 간략히 발로 그린 회로도를 보겠습니다. 완전 심플합니다.

제목이 "심플 스마트폰 태양광 충전기 제작"아닙니까? ㅎㅎ

그냥 태양광 패널에서 전원을 공급받아 전압을 5V로 맞춰서 USB Connector로 보내줍니다.

 

납땜시 인두끝을 잘 닦아 줘야 좁은 곳에 납땜을 잘 할 수 있습니다.

다음사진과 같이 휴지 3겹정도를 접어 물에 적셔 놓고 인두 끝을 닦는데 쓰시면 좋습니다.

 

콘덴서 다리가 넓어서 정전압IC와 맞도록 펴주었습니다.

 

IC에 대고 콘덴서 다리를 아래의 모양처럼 두개다 휘어주었습니다. 이유는 밑에 나옵니다.

 

그리고나서 아래처럼 납땜을 해줍니다. 위의 회로도에서 나온 IC 입출력에 병렬로 물어놓은 콘덴서를 달았습니다. 아래처럼 납땜이 잘 안되시면, 각 소자마다 전선을 납땜하고 선을 연결 하시면 됩니다. 너무 오랫동안 인두의 열기를 가하면 IC나 콘덴서가 손상 될 수 있습니다.

 

그리고, 각 다리마다 리드선을 연결해 줍니다.

 

USB Connector에도 리드선을 연결해 줍니다. 빨간색 리드선연결한 곳이 +입니다.

 

USB Connector 다리 핀이 케이스와 닿기 좋게 되어 있습니다. 그래서 안쪽으로 꺽어줬습니다. 바깥쪽으로 꺽으면 케이스와 닿기 딱 좋습니다.

 

IC와 콘덴서 보시면 검정색 수축튜브로 절연 처리 했습니다. 수축튜브가 없으시면 글루건으로 쏘고 칼로 이쁘게 다듬으면 됩니다 :D

태양 전지판 두개를 병렬로 연결해 줍니다. +는 +끼리 -는 -끼리 연결 하면 병렬연결입니다.

그리고 IC의 가장 왼쪽 다리(입력)를 +에 가운데 다리(-이며 공통접지라인)를 -에 연결합니다.

사진처럼 연결하면 됩니다.

 

USB Connector를 연결합니다. +(빨간선)을 IC의 제일 오른쪽 다리(출력), -선을 태양광 패널의 -단자에 연결합니다.

 

대충 테이프로 선들을 고정해줍니다. 어차피 뒷면이라 안보입니다. ^^b

아, 만약 케이스가 철로된 깡통같은 도전체를 쓰셨다면, 기판의 구리색과 납색깔부분은 오두 테이프나 글루건으로 절연처리 해주셔야 합니다.

 

마님께 강탈한 통장지갑입니다. 

ㅎㅎ USB Connector 고정을 위해 인두기로 구멍을 두개 내줬습니다.

 

구멍을 통해 다리를 고정하고 Connector 밑에는 고정과 절연을 위해 글루건을 발랐습니다.

 

패널을 가린 부분을 따내기 위해 연필로 선을 그어 놓고,

 

양쪽을 다 따내고 패널두개 역시 글루건으로 모두 고정했습니다. ㅎㅎ

심플한 제작기 이기때문에 글루건활용도가 아주 높았습니다.

IC역시 글루건으로 패널과 바닥에 딱 붙여 고정했습니다. IC의 방열을 위해 방열판이 위로 오도록 했습니다.

그런데..... 저손실 정전압 IC라 열이 거의 안나드라는... 그런줄 알았으면 아예 패널 밑에 넣을걸 그랬습니다.

 

완성후 코팅된 유리창을 통해 들어오는 오후5시경의 햇볕에 충전되는 모습입니다. ^^v

 

접은 모습입니다. 작고 얇습니다. 제 가방 옆주머니에 쏙들어가 더욱 좋습니다. ㅎ

아.. 말씀 드렸듯이 마님의 통장지갑이었던 것이라 이쁩니다... ^^b

 

테스트 스마트폰 : 갤럭시 ACE, 갤럭시 노트1, 갤럭시S II, 옵티머스 LTE2 입니다.

스마트폰은 모두 충전이 잘 됩니다.

3월초 오후 3시의 직사광선아래서 충전전류 측정 결과 380mA 정도가 나왔습니다.

2000mAH의 베터리를 완충하려면 약 5시간하고 조금더 걸리겠군요.

여름의 한낮에는 500mA가까이 가지 않을까 생각됩니다.

애플제품은 주변에 한개도 없어 테스트 하지 못했습니다. 

 

생각지 못한 단점!

보조베터리 팩을 충전하기가 까다롭습니다.

우선 삼성의 보조 베터리팩은 충전이 됩니다. 하지만, 충전중 구름이 지나가거나 누군가 가려서 전압이 떨어지면, 주황불이 깜빡이며 충전이 중지되고, 충전케이블을 다시 뺐다 꼽아줘야 합니다.

LG 보조 베터리팩은 아예 충전 시작을 못합니다. 전류를 너무 많이 땡겨서 전압이 3.8V까지 드롭이 되더군요. 아마도 상용전원으로 판단하고 최대로 빨아 땡겨서 그렇게 되지 않나 싶습니다. 어느 자료를 보니, 애플의 경우 USB전원인지 상용전원인지를 데이터 핀의 전압으로 판단한다고 합니다. LG보조베터리팩의 충전컨트롤에도 그런기능이 있지 않나 싶습니다.

다음 버전을 제작할때 전원단에서 3.3㏀저항을 지나 USB Data Pin(2, 3번 단자)에 연결해 봐야 겠습니다.

상용 태양광 충전기 대부분이 자체 베터리를 갖고 있는 이유가 이제 설명이 되는듯 합니다. 자체 베터리가 없으면 보조 베터리 팩을 충전하기도 어렵고, 이동중인 경우 햇빛이 일정하지 않아 충전이 되다 말다 하는 현상이 생기기 때문입니다. 자체 베터리가 있다면 햇빛이 차단되는 잠깐 순간을 베터리가 커버해 주네요.

 

다음 버전에서 변경될 사항

1) 태양광 패널의 전압을 높은 것을 선정해봐야 겠습니다.

2) USB Data Pin에 신호레벨의 전압을 주어봐야 겠습니다.

3) 충전용 베터리 장착?? (고려 중입니다. 이거 달면 절대 심플해질 수 없기에...)

댓글