DIY as a Hobby

Компоненты используемые в проекте.

Все используемые компоненты (за исключением корпуса, печатных плат, проводов и male коннекторов-бамперов) отображены на схемах и именованы для удобства сопоставления компонента на схеме и в описании ниже, его имя будет указано в скобках (красным цветом).

Корпус.

Ввиду того, что не имею 3D принтер, то не мог сделать корпус под конкретный проект, решением стало приобретение подходящего размера полупрозрачной (чтобы видеть свечение светодиодов) пластиковой коробки (для хранения пищевых продуктов) с плотно защелкиваемой крышкой, в магазине аксессуаров для дома.

Цена 2 USD.

Солнечная панель (D1).

У меня было несколько солнечных панелей разного размера и мощности. Выбрал небольшую панель 110*60мм с напряжением 5Вольт 1Ватт (заявленный максимум который, как правило, на практике практически недостижим, я получил примерно 150мА в яркий солнечный весенний день). Панель хорошо подходила по габаритам на крышку корпуса.

Цена: 2 USD.

Диод Шоттки (D2)

Для исключения течения тока на солнечную панель (когда она не генерирует ток), должен использоваться диод, лучше всего подходит диод Шоттки т.к. в цепи низкое напряжение и такие диоды имеют существенно меньшее падение напряжения (0.3-0.5Вольт) в отличии от обычных типа 1N007, где падение 0.8-1Вольт. У меня в наличии был только очень мощный диод 1N5825 (40Вольт, 5А), но для данного проекта мог бы подойти диод попроще 1N5817 (20Вольт, 1А) который, к тому же, имеет еще меньшее падение напряжения, что важно принимая во внимание, что имеем дело с низковольтной солнечной панелью.

Цена 1N5817: 4.5 USD за 50штук

Модуль заряда батареи (BMS) (M1).

Использовал модуль TP4056 имеющий на борту micro-USB разъем и способный заряжать током 1А и напряжением 4.1-4.2Вольт, модель имеет защиту от перезаряда и пере-разряда литий-ионной батареи. Модуль также имеет клеммы для альтернативного входящего питания (в моем случае от солнечной панели).

Т.к. я не планировал делать прибор для работы с более чем одним аккумулятором, то большие мощности заряда и напряжение не требовались, хотя есть в наличии зарядные модули и понижающие напряжение модули для более высоких напряжений.

Цена модуля TP4056: 2 USD за 5 штук

Модуль повышения напряжения 5Вольт (Step up / Boost module) (M2).

Такой модуль необходим в приборе т.к. модуль заряда батареи передаёт напряжение от подсоединенного аккумулятора т.е. 3.7-4.2В, а для целей питания Ардуино или другой электроники мне нужны стабильные 5Вольт.

Был выбран компактный и эффективный повышающий модуль от Wavgat поддерживающий 1-1.5А ток.

Цена: 1.1 USD

Коннекторы питания (J1-J3, JP1, JP2).

В проекте использованы двойные коннекторы для печатных плат в количестве 3штук

- (J1) для подключения аккумуляторов с проводами или аккумулятора типа 18650 расположенного в батарейном блоке.

- (J2) для подключения солнечной панели (предпочёл коннектор пайке для удобства разборки прибора)

- (J3) для вывода 5Вольт от повышающего модуля на макетную плату

Для подключения аккумуляторов от мобильных телефонов потребовался точно такой же коннектор как в мобильных телефонах(JP1, JP2). На схеме, для удобства чтения, единый коннектор на 4 контакта разделен на два отдельных коннектора. У меня в наличии были 3 разных аккумулятора один из них с 3мя контактами и два с 4мя, причем расположение + и - контактов также было различным. В результате, я выпаял коннектор из старого телефона донора на 4 контакта и этот коннектор мог быть использован для всех моих аккумуляторов. Такие коннекторы также можно купить на AliExpress. Вопрос с различным расположением контактов питания и земли был решен через переключатели (см. ниже)

Цена на коннекторы на печатную плату: 1 USD за 20штук

Цена на батарейный блок 18650: 1 USD за 1 штуку

Переключатели (S1-S4).

В проекте используются 4 переключателя на три контакта для монтажа на печатную плату.

Два из них используются для выбора контактов аккумулятора от мобильного телефона, один (S1) для первой пары контактов (минус), другой (S2) для второй пары (плюс).

Третий переключатель (S3) используется для подключением альтернативного питания на модуль заряда (солнечная панель)

Четвертый переключатель (S4) используется для включения 5Вольт повышающего модуля. Решение установить этот переключатель обусловлено энергосбережением, чтобы не держать включенным модуль когда в нем нет необходимости (режим зарядки батарей и хранения).

Цена на переключатели: 1 USD за 20шт

Вольтметр (M3) и кнопка (S5)

Вольтметры такого типа бывают с 3 и 2 проводами. вольтметр на 2х проводах получает питание для себя и измеряет напряжение от одной и той же цепи, на схеме я изобразил именно его. Модуль из трех проводов получает отдельное питание себе и отдельно подсоединяется к цепи измерения, что позволяет ему измерять больший диапазон напряжения которые выходят за пределы напряжения питания самого модуля.

Табло вольтметра содержит 3 цифры и может быть 4х разных цветов.

Кнопка (S5) была добавлена для цели экономии энергии потребляемой вольтметром (M3), запуская его только тогда, когда в этом есть необходимость.

Цена на вольтметр: 2 USD за штуку

Цена на кнопку: 2 USD за 30штук

Печатная плата.

В проекте используются три печатные платы. Две размером 5х7см в качестве вертикальных стенок и одна 7х9см в качестве "пола".

К боковым печатным платам припаивались все элементы устройства.

Печатные платы удобно скреплять между собой посредством одножильных проводов 0.5мм.

Цена на печатные платы 5х7: 2.5 USD за 10штук

Цена на печатные платы 7х9: 1.6 USD за 5штук

Макетная плата

Макетная плата половинного размера используется для размещения дополнительных электронных компонентов например таких как микроконтроллер Ардуино и различные сенсоры. Питание и заземление выводится на шину макетной платы через провода подсоединенные к коннектору (J3).

Цена на макетную плату половинного размера: 1.5USD за 1 штуку

Коннекторы-бамперы

Я установил 4 двойных коннектора male типа на одной из боковых печатных плат в качестве бампера, чтобы уменьшить люфт устройства внутри корпуса. Совершенно опциональная вещь.

Цена на коннекторы-бамперы: 2USD за 30штук по 40коннекторов

 

Итого по компонентам.

Cтоимость всех компонентов проекта без учета инструментов и расходных материалов (флюс, припой, провода) составила:13 USD, если исключить макетную плату, то 11,5USD.

Все упомянутые компоненты вы можете найти в этом Google-документе

​

Инструменты.