이 인스트럭터블은 소형 태양광 패널을 이용해 리튬 배터리를 재충전하는 방법에 대한 안내서입니다. 보너스로, 아두이노에 배터리를 연결하여 LED에 전원을 공급하는 방법도 보여드리겠습니다. 이 프로젝트에서 납땜 작업을 최소한으로 줄이려고 노력했지만, 특정 단계에서는 약간의 납땜이 필요할 것입니다.
저는 애리조나에서 태양 에너지가 얼마나 유용한지 보여주기 위해 이 프로젝트를 진행하기로 했습니다. 또한 태양광 에너지를 활용하면 재충전식 배터리 사용을 장려함으로써 폐기물 발생을 줄이는 데도 도움이 됩니다.
소형 5V 태양광 패널: https://www.amazon.com/dp/B0FD7CYD72?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title
악어 클립: https://a.co/d/07smkjbr
여성형-여성형 점퍼 케이블: https://a.co/d/0dFM5rBT
1N4004 다이오드: https://a.co/d/085TT9tA
리튬 배터리 충전 보드: https://a.co/d/0iPwb3tW
헤더 핀: https://a.co/d/0ixqgmiE
리튬 이온 충전식 배터리: 삼성 35E 18,650 INR 리튬이온 플랫 탑 배터리 | 배터리 정션
배터리 홀더: https://a.co/d/0bQZ5fns
DC-DC 부스트 컨버터 0.9V-5V → 5V USB 모듈 5개 세트: https://a.co/d/06vynJ7I
아두이노 우노: https://store-usa.arduino.cc/collections/uno/products/arduino-uno-rev3
납땜 키트: https://a.co/d/01h0EknE
태양광 패널이 배터리를 충전하고 있습니다. 이 기사에 따르면 3.7V 리튬이온 배터리의 최대 충전 전압은 4.2V(±0.5V)입니다. 그래서 배터리를 충전하기 위해 5V 태양광 패널을 사용하기로 했습니다. 하지만 권장 충전 전압인 4.2V를 초과하면 장기적으로 배터리가 손상될 수 있는데, 바로 이때 충전 보드가 필요해집니다. 이러한 보드는 많은 기기에서 사용되며, 배터리가 최적의 전압으로 충전되도록 하면서도 전압이 너무 높아져 배터리가 손상되거나 안전상의 위험이 발생하는 것을 방지합니다.
태양광 패널과 충전 보드 사이에 다이오드를 설치했습니다. 이 다이오드는 전자가 한 방향으로만 흐르도록 하기 위한 것입니다. 배터리가 완전히 충전된 상태에서도 태양광 패널을 통해 계속 충전이 이루어지면, 전자가 회로의 반대 방향으로 밀려나가 태양광 패널이 손상될 수 있습니다. 다이오드는 이러한 현상을 방지합니다. 단, 전류가 올바른 방향으로 흐르도록 위 회로도와 똑같이 연결되었는지 꼭 확인하세요.
회로를 배터리에 연결한 후면, 이 가이드의 본래 목적은 기술적으로 달성된 셈입니다. 하지만 보너스로 이 회로를 전압 부스터(스텝업 컨버터라고도 함)에 연결하여 출력 전압을 높일 수도 있습니다. 저는 이 회로가 아두이노를 통해 LED를 켤 수 있을 만큼 충분히 강력하다는 것을 보여주기 위해 아두이노를 전압 변환기에 연결해 보기로 했습니다.
이 회로는 모든 부품을 납땜하는 대신 악어 클립과 점퍼 케이블을 사용하여 가능한 한 간단하게 만들려고 노력했습니다. 이 작업을 수행하는 방법은 여러 가지가 있으므로, 이 가이드에서 사용한 부품과 다른 부품을 사용하더라도 문제없이 잘 작동할 것입니다.
태양광 패널의 양극 전선을 다이오드에 연결했습니다. 회로에서 전류가 양극에서 음극으로 흐르도록 다이오드가 배치되었는지 확인하세요. 다이오드에 대한 도움이 필요하시면 다음을 확인해 보세요. 이 기사. 그런 다음 양극과 음극 전선 모두를 암-암 점퍼 케이블에 연결하여 충전 보드를 설치할 준비를 마쳤습니다.
충전 보드를 회로에 장착하기 전에, 보드에 헤더 핀을 납땜해야 합니다. 이렇게 하면 점퍼 케이블을 충전 보드에 연결하는 것이 매우 간편해집니다. 납땜에 익숙하지 않다면 다음 내용을 확인해 보세요. 짧은 영상 기본적인 내용을 파악하기 위해.
납땜을 마친 후, 점퍼 케이블을 보드에 연결할 수 있습니다. 어느 쪽이 태양광 패널에 연결되는지, 어느 쪽이 배터리로 연결되는지 반드시 확인하세요. 여러분이 사용하시는 제품에는 다른 표기가 되어 있을 수도 있지만, 제가 사용하는 충전 보드에는 다음과 같은 표기가 되어 있습니다. OUT+ 그리고 OUT-. 보드의 그쪽 면은 배터리에 연결되어야 하며, 반대쪽 면(USB-C 포트가 있는 쪽)은 앞서 준비해 둔 점퍼 케이블에 연결되어야 합니다.
이제 배터리를 회로에 연결해야 합니다. 저는 악어 클립으로 쉽게 고정할 수 있는 배터리 홀더를 사용했지만, 다른 방법을 사용하더라도 전혀 문제없이 작동할 것입니다. 다만 충전 보드의 양극과 음극이 배터리의 양극과 음극과 일치하도록 주의해 주세요.
이제 태양광으로 충전된 배터리가 완성되었습니다!
배터리가 충전되었는지 확인하려면, 배터리를 어떤 기기에 연결하여 전원을 켜봐야 합니다. 제 경우에는 아두이노에 전원을 공급하기로 했습니다. 이를 위해 배터리를 부스트 컨버터(전압 부스터 또는 스텝업 컨버터라고도 함)에 연결해야 했습니다. 부스트 컨버터는 회로의 전압을 효율적으로 높여 더 높은 전압이 필요한 장치에 전원을 공급하는 데 도움을 줍니다. 초기 전압이 너무 높아 배터리가 손상되는 것을 원치 않으면서도, 아두이노에 효율적으로 전원을 공급할 수 있을 만큼 충분히 높은 전압이 필요하기 때문에 이 프로젝트에 안성맞춤입니다.
설정 과정은 충전 보드와 비슷했습니다. 헤더를 납땜하고 악어 클립을 끼우기만 하면 됩니다. 부스트 컨버터에 USB 포트가 있어서 아두이노를 회로에 바로 연결할 수 있어 매우 편리했습니다.
아두이노 본체에 있는 작은 녹색 불빛으로 전원이 켜져 있는지 확인할 수 있지만, 얼마나 밝게 빛나는지 보여주기 위해 브레드보드에 빨간색 LED도 하나 달아보기로 했습니다.
이 가이드가 도움이 되었기를 바랍니다!
원문: https://www.instructables.com/Rechargable-Battery-Using-a-Solar-Panel/
https://www.instructables.com/Rechargable-Battery-Using-a-Solar-Panel/