太陽(yáng)能手機(jī)充電寶的設(shè)計(jì)及制作探討獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

太陽(yáng)能手機(jī)充電寶的設(shè)計(jì)及制作探討獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：新形勢(shì)下，隨著現(xiàn)代人們生活水平的不斷提高，物質(zhì)與精神層次的需求也上升了一個(gè)重要的檔次。面對(duì)生態(tài)破壞及資源枯竭的問(wèn)題，不少國(guó)家發(fā)布了可持續(xù)發(fā)展的能源政策。其中，針對(duì)于太陽(yáng)能的研究比較的普遍。面對(duì)生活的繁重，人們開(kāi)始追求方便快捷的生活方式。從目前的形勢(shì)上看，人們對(duì)移動(dòng)電源的要求越來(lái)越高，不僅需要輕薄，還需要美觀，節(jié)省空間，容量大。當(dāng)人們出差或旅游的時(shí)候，都會(huì)存在電量不足的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，太陽(yáng)能手機(jī)充電器應(yīng)運(yùn)而生。因此，本文對(duì)太陽(yáng)能手機(jī)充電寶的設(shè)計(jì)及制作進(jìn)行了探究，以此來(lái)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需要，展現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能的理念。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能;手機(jī)充電寶;設(shè)計(jì)

一、充電寶設(shè)計(jì)電路及原理

首先，電路的設(shè)計(jì)上，需要使用手機(jī)鋰電池為此次的儲(chǔ)電單元，之后，把太陽(yáng)能板的電源進(jìn)行儲(chǔ)存。太陽(yáng)能充電寶在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以分為兩個(gè)部分，一個(gè)部分是儲(chǔ)電模塊部分[1]。另外一個(gè)部分是太陽(yáng)能電源模塊部分。具體的參見(jiàn)圖（1）和圖（2）

從儲(chǔ)電模塊設(shè)計(jì)電路圖上看，其中，D1、R1、Q1和R2屬于指示燈的電路。當(dāng)太陽(yáng)能充電寶模塊處于充電的時(shí)候，D1指示燈就會(huì)亮起。在電量充滿的情況下，D1指示燈就會(huì)熄滅。當(dāng)開(kāi)關(guān)SW1被撥動(dòng)的時(shí)候，就可以完成電池的切換。開(kāi)關(guān)SW2被撥動(dòng)之后，就可以有效的控制充電寶輸出情況。在這個(gè)時(shí)候，5V穩(wěn)壓模塊U1就會(huì)把鋰電池的3.7V轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰?V穩(wěn)定輸出電壓，最終實(shí)現(xiàn)手機(jī)的充電。從太陽(yáng)能電源模塊設(shè)計(jì)電路圖的角度看，輸出的電壓是在5V以下，一旦輸出的電壓高于5V，那么，就需要繼續(xù)對(duì)太陽(yáng)能板進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。當(dāng)兩個(gè)5V的穩(wěn)定模塊全部都是輸出5V電壓的時(shí)候，那么手機(jī)就可以通過(guò)這個(gè)充電的模塊，實(shí)現(xiàn)充電的功能。從一定的程度上看，不管是儲(chǔ)電模塊，還是太陽(yáng)能電源模塊，都可以獨(dú)立的給手機(jī)充電[2]。另外，還可以連接電器或者是電腦的USB接口。使用太陽(yáng)能的方式進(jìn)行電量的儲(chǔ)備，不僅可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)環(huán)保的作用，與此同時(shí)，也可以達(dá)到低碳的作用。

二、太陽(yáng)能手機(jī)充電寶的制作

（一）準(zhǔn)備

在平時(shí)的生活當(dāng)中，很多時(shí)候，會(huì)存在不少的電子廢棄物，或者是舊電池，廢棄的電路板或者是不用的太陽(yáng)能板等。這個(gè)時(shí)候，就可以變廢為寶，降低對(duì)環(huán)境的污染，制作可以得到充分利用的充電寶。充電寶在制作的時(shí)候，在這里選取的內(nèi)容存在以下的幾點(diǎn)：一個(gè)發(fā)管二極管，2個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，一個(gè)NPN三極管，也可以使用其它的代替。還需要一個(gè)5.1kΩ電阻和一個(gè)、8.2Ω的電阻，當(dāng)然電阻不一定非要很精確，接近的也可以做到[3]。還需要2個(gè)舊的手機(jī)電池，1個(gè)USB尾插，1個(gè)萬(wàn)能板，這里還需要太陽(yáng)板4個(gè)，一個(gè)5V升壓模塊，這個(gè)升壓模塊是專門從淘寶當(dāng)中購(gòu)得。也可以選擇從電動(dòng)玩具當(dāng)中拆下來(lái)，以此來(lái)降低成本。

（二）充電寶的制作

第一，是太陽(yáng)能電源模塊的制作。這里選擇的手機(jī)充電是5V/1A的輸出標(biāo)準(zhǔn)，太陽(yáng)能板在這里使用的是9V1.5W的標(biāo)準(zhǔn)，然而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不能匹配，需要在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造和優(yōu)化。在這里先把9V太陽(yáng)能板背面電極從中間的位置上進(jìn)行斷開(kāi)，斷開(kāi)時(shí)候，小太陽(yáng)能板就可以并聯(lián)起來(lái)，成為4.5V1.5W的太陽(yáng)能板，這個(gè)時(shí)候的電流就會(huì)增加。其它的幾個(gè)太陽(yáng)能板也改成了4.5V/1.5W和4.5V/2W的太陽(yáng)能板。改造之后，并聯(lián)起來(lái)。并聯(lián)之后，就成為了4.5V/6.5W的太陽(yáng)能電路板。之后，連接上5V升壓模塊，輸出的電壓就變成了5V，輸出的電流就成為了1.3A。在太陽(yáng)光照的情況下，滿足給手機(jī)充電的需求。第二，儲(chǔ)電模塊的制作。制作之前，就可以先對(duì)元件進(jìn)行合理的布局。之后，根據(jù)設(shè)計(jì)電路，按照元件之間的電氣連接關(guān)系進(jìn)行實(shí)施電焊[4]。焊接的時(shí)候，需要注意二極管或者是極性之間的關(guān)系，不可以連接錯(cuò)誤，或者是反向連接，并且三級(jí)管的三個(gè)引腳的位置也需要擺放正確。

（三）充電寶的測(cè)試

首先，是對(duì)太陽(yáng)能電源模塊的測(cè)試。把太陽(yáng)能直充放到太陽(yáng)光照的環(huán)境下，使用手機(jī)數(shù)據(jù)線的方式，將太陽(yáng)能電源模塊的輸出接口和手機(jī)的充電接口有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。之后，就可以檢查手機(jī)是不是處于充電的狀態(tài)。如果處于充電的狀態(tài)，就讓手機(jī)繼續(xù)得到充電，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，看看是不是充電量提高，如果電量有所增加，這就說(shuō)明，太陽(yáng)能直充模塊處于正常工作的狀態(tài)。手機(jī)充電的時(shí)候，充電量的快慢，決定了光照的強(qiáng)度，也就是說(shuō)，太陽(yáng)光越強(qiáng)，充電的速度就會(huì)越快。其次，是對(duì)儲(chǔ)電模塊的測(cè)試。把太陽(yáng)能電源模塊直接放到光照的環(huán)境下，使用數(shù)據(jù)線的方式，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電壓模塊的輸出接口和儲(chǔ)電模塊的充電輸入插口的相互結(jié)合?？纯词遣皇强梢詫?shí)現(xiàn)儲(chǔ)電模塊充電。如果指示燈點(diǎn)亮，那么電池就處于了充電的狀態(tài)。直到電池電量充滿時(shí)指示燈熄滅為止。其它的以此類推，全部處于一樣的充電狀態(tài)。

三、總結(jié)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，智能化充斥到了大家的生活當(dāng)中，更多人的也開(kāi)始向往著簡(jiǎn)潔的生活方式。頻繁的使用手機(jī)，很多時(shí)候都會(huì)導(dǎo)