第1步：新的超級(jí)電容器

上圖顯示了一個(gè)容量超大的超級(jí)電容器500法拉。這些現(xiàn)在可以在eBay上廉價(jià)獲得，并用于汽車工程實(shí)踐。它們比我第一篇文章時(shí)常規(guī)提供的20或50法拉單位大得多。您可以在圖片中看到它們?cè)谖锢砩舷喈?dāng)大，并且不適合大多數(shù)時(shí)鐘，并且必須單獨(dú)安裝。

對(duì)于我們的目的非常重要的是，當(dāng)充電至1.5伏時(shí)，存儲(chǔ)的足夠500法拉電容器中的能量運(yùn)行一個(gè)典型的電池時(shí)鐘大約三周，然后電壓下降到剛剛超過(guò)伏特并且時(shí)鐘停止。這意味著電容器可以在冬天太陽(yáng)能短缺的情況下使時(shí)鐘保持平穩(wěn)，然后在明亮的一天趕上。

這里也可以提到大型戶外時(shí)鐘有最近成為時(shí)尚，這些將非常適合文章中所示的技術(shù)。 （這些室外時(shí)鐘是否足夠強(qiáng)大，可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)到外面是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。）

步驟2：所需組件

您需要一個(gè)電池時(shí)鐘。本文所示的直徑為12英寸，由英國(guó)Anthorn的無(wú)線電控制，以60 kHz的頻率傳輸。它是在當(dāng)?shù)厣痰曩?gòu)買的。

其他組件如上圖所示。

一個(gè)500法拉的超級(jí)電容器。

一個(gè)6伏100mA太陽(yáng)能電池陣列。

其余組件可從電子元件供應(yīng)商處廣泛獲得

1 2N3904硅NPN晶體管。一個(gè)好的主力，但任何硅NPN都可以工作。

4 1N4148硅二極管。并不重要，但所需數(shù)量可能會(huì)有所不同，請(qǐng)參閱后面的文字。

1 100 x 75 x 40mm ABS外殼。我使用黑色，因?yàn)樘?yáng)能電池是黑色的。在我的情況下，超級(jí)電容器只有很小的余地 - 你可能需要選擇下一個(gè)盒子尺寸！

一塊條形板。我從一塊127x95mm切割出來(lái)，并將正確的寬度插入ABS盒中。

你將需要紅色和黑色絞線，為了最后的組裝，我使用了一塊空白的印刷電路板和柔性硅膠

你需要適當(dāng)?shù)碾娮咏Y(jié)構(gòu)工具，包括烙鐵。

第3步：電路

超級(jí)電容器的最大額定電壓為2.7伏。為了運(yùn)行我們的時(shí)鐘，我們需要1.1到1.5伏特。普通電池電子時(shí)鐘的移動(dòng)可能會(huì)承受高于此電壓，但無(wú)線電時(shí)鐘的電子電路可能會(huì)因電源電壓過(guò)高而變得不穩(wěn)定。

上面的電路顯示了一個(gè)解決方案。該電路基本上是射極跟隨器。太陽(yáng)能電池輸出通過(guò)22k歐姆電阻器施加到2N3904晶體管的集電極和基極。從基極到地面，我們有一系列4個(gè)1N4148硅信號(hào)二極管，由22k歐姆電阻供電，在晶體管基極上產(chǎn)生約2.1伏的電壓，因?yàn)槊總€(gè)二極管的正向壓降約為半伏。條件。由于晶體管中存在0.6伏的電壓降，因此饋送超級(jí)電容器的晶體管發(fā)射極上產(chǎn)生的電壓約為所需的1.5伏。不需要用于防止電流通過(guò)太陽(yáng)能電池泄漏所需的正常阻塞二極管，因?yàn)榫w管的基極發(fā)射極結(jié)可以完成這項(xiàng)工作。

這是原油但非常有效且便宜。單個(gè)齊納二極管可以取代二極管鏈，但低壓齊納二極管并不像高壓二極管那么廣泛。通過(guò)在鏈中使用更多或更少的二極管或使用具有不同正向電壓特性的不同二極管，可以獲得更高或更低的電壓。

步驟4：測(cè)試我們的電路1

在制作最終的“硬”版本之前，我們需要測(cè)試我們的電路以檢查一切是否良好以及我們是否為超級(jí)電容產(chǎn)生正確的電壓，最重要的是，產(chǎn)生的電壓不能超過(guò)2.7伏額定值。

在上圖中，您將看到測(cè)試電路與上一步驟中顯示的原理圖非常相似，但這里的超級(jí)電容已被1000 microFarad電解電容替代，該電容并聯(lián)一個(gè)47 kOhm的電阻。當(dāng)光輸入變化時(shí)，電阻允許電壓泄漏以提供最新讀數(shù)。

步驟5：測(cè)試我們的電路2

在上圖中，您可以看到電路如何在無(wú)焊面包板上以臨時(shí)形式連接，并在萬(wàn)用表上測(cè)量電壓輸出。電路布置在靠近窗戶的位置，窗戶可以通過(guò)百葉窗改變光線到達(dá)光電管。

萬(wàn)用表顯示一個(gè)令人滿意的1.48伏特，當(dāng)光輸入變化時(shí)，它的正負(fù)0.05伏特變化。這正是所需要的，可以使用這個(gè)組件集合。

如果結(jié)果不正確，可以在此階段添加或刪除鏈中的二極管以增加或減少輸出電壓或試驗(yàn)具有不同前向特性的不同二極管。

步驟6：切割條板

在我的情況下，這很容易條形板的寬度為127毫米，鋸成一塊，插入ABS盒的模制件中。

步驟7：準(zhǔn)備太陽(yáng)能電池。

對(duì)于某些太陽(yáng)能電池陣列，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)紅色和黑色電線已焊接到太陽(yáng)能電池上的觸點(diǎn)，否則將一段黑色絞合線焊接到太陽(yáng)能電池的負(fù)極連接和類似物紅色絞合線的長(zhǎng)度為正極連接。為了防止連接在施工期間被拉離太陽(yáng)能電池板，我使用柔性硅膠將電線固定在太陽(yáng)能電池體上并將其固定下來(lái)。

步驟8：應(yīng)用太陽(yáng)能電池到ABS盒

在ABS盒底部鉆一個(gè)小孔，用于連接導(dǎo)線。如圖所示，涂上四塊大的硅膠，將連接導(dǎo)線穿過(guò)孔，輕輕涂抹太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池將以ABS盒為榮，讓連接導(dǎo)線從下面通過(guò)，因此大量的膠水確實(shí)需要很大 - 在這個(gè)階段改變你的想法會(huì)非?；靵y！離開(kāi)去設(shè)定。

第9步：檢查你的工作

你現(xiàn)在應(yīng)該有類似上圖中的結(jié)果。

步驟10：為電源鉆孔以退出太陽(yáng)能電源模塊

在這個(gè)階段我們需要提前思考并考慮如何電源離開(kāi)電源并供給時(shí)鐘，我們需要在ABS盒中鉆一個(gè)孔來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。上面的圖片顯示了我是如何做到這一點(diǎn)的，但是我可以通過(guò)向中間走更遠(yuǎn)而做得更好，從而將電線置于不太明顯的位置。你的時(shí)鐘很可能是不同的，所以提供功率單元，并確定你的孔的最佳位置，現(xiàn)在應(yīng)該在盒子裝配各種組件之前鉆孔。

步驟11：將元件焊接到剝離板

將元件焊接到剝線板，如上圖所示。電路很簡(jiǎn)單，有足夠的空間來(lái)擴(kuò)展組件。隨意讓焊料橋接兩排銅線，以便連接到地，正極和輸出?，F(xiàn)代條形板相當(dāng)精致，如果你花費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間焊接和拆焊，軌道可能會(huì)升起。

步驟12：組裝太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組

使用黑色和紅色絞合線并且 嚴(yán)格遵守極性 將太陽(yáng)能電池板引線連接至條形板，并將輸出電源連接至超級(jí)電容器，然后再將其連接至一對(duì)18英寸的引線最終將連接到時(shí)鐘。使用足夠的電線，以便在盒子外部進(jìn)行組裝?，F(xiàn)在將條形板組件插入ABS盒上的槽中，然后使用Blu-Tack墊將超級(jí)電容器固定到位。為了安全起見(jiàn)，使用遮蔽膠帶將輸出引線的裸露端部分開(kāi)以防止它們短路。輕輕地將多余的電線放入盒子的剩余空間，然后擰上蓋子。

步驟13：將單元連接到時(shí)鐘

每個(gè)時(shí)鐘都會(huì)有所不同。在我的情況下，將時(shí)鐘與太陽(yáng)能發(fā)電裝置結(jié)合只是一個(gè)問(wèn)題，就是使用一塊普通的單面印刷電路板，大約四點(diǎn)半，兩英寸粘在時(shí)鐘上，而太陽(yáng)能裝置用硅膠粘合并允許固定。地板層壓板可能就足夠了。不要將設(shè)備電氣連接，而是將時(shí)鐘和太陽(yáng)能電池板放在陽(yáng)光下或明亮的地方，并讓超級(jí)電容器充電至1.4V。

一旦電容器充電，使用一段木制銷釘將引線連接到時(shí)鐘以保持連接?，F(xiàn)在應(yīng)該運(yùn)行時(shí)鐘。

在附圖中注意到松散的電線有已經(jīng)整理了幾個(gè)Blu-Tack blob。

第14步：完成了！

上面的圖片顯示了我的時(shí)鐘在我們的音樂(lè)學(xué)院快樂(lè)地跑步，在那里應(yīng)該跑步，并應(yīng)對(duì)八小時(shí)的冬季和“春季前進(jìn)后退”。盡管我們已經(jīng)超過(guò)秋分并且縮短了天數(shù)，但供電電壓仍為1.48伏。

這種設(shè)置可能會(huì)在房屋內(nèi)部署，但這需要成為實(shí)驗(yàn)的主題。有一個(gè)這些天英國(guó)的房屋傾向于有較小的窗戶，環(huán)境光可能有點(diǎn)昏暗，但人造光可能會(huì)糾正平衡。

第15步：最后的想法

有些人可能會(huì)指出電池很便宜，為什么還要費(fèi)心呢？這不是一個(gè)容易回答的問(wèn)題，但對(duì)我來(lái)說(shuō)，開(kāi)始一些可能在無(wú)人看管的情況下可能會(huì)在一個(gè)偏遠(yuǎn)且無(wú)法進(jìn)入的地方長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管。

另一個(gè)有效的問(wèn)題是“為什么不使用Ni/Mh可充電電池而不是超級(jí)電容？“這樣可以工作，電子設(shè)備可以更加簡(jiǎn)單，并且這種電池的1.2伏運(yùn)行電壓幾乎可以滿足電池時(shí)鐘的最低電壓要求。然而，可充電電池確實(shí)具有有限的壽命，而我們希望超級(jí)電容器具有我們期望的任何其他電子元件的壽命，盡管還有待觀察。

該項(xiàng)目已經(jīng)證明了高值超級(jí)電容器現(xiàn)在用于汽車工程可以很容易地使用太陽(yáng)能充電。這可能會(huì)帶來(lái)許多可能性：

遠(yuǎn)程應(yīng)用，例如無(wú)線電信標(biāo)，其中包括太陽(yáng)能電池在內(nèi)的所有東西都可以安全地放置在堅(jiān)固的玻璃外殼中，例如甜罐。

適用于Joule Thief型電路，帶有一個(gè)超級(jí)電容器，可同時(shí)為多個(gè)電路供電。

超級(jí)電容器可以像所有電容器一樣輕松并聯(lián)，也可以串聯(lián)兩個(gè)電容器而不會(huì)產(chǎn)生平衡復(fù)雜性電阻器。我可以看到有足夠的后面這些單元并行為移動(dòng)電話充電的可能性，例如，通過(guò)專有的升壓轉(zhuǎn)換器非?？臁?/p>