Гигантская оптопара
Всем привет, хочу поделиться несколько безумным, но, тем не менее, рабочим вариантом создания источника опорного напряжения.
Несмотря на то, что оптопара используется для передачи информации, я решил передать через неё мощность, для чего и понадобилось увеличить размеры. В результате получилось следующее устройство. КПД данного преобразователя весьма небольшой, однако, со своей задачей он справляется. Подробнее под катом.
Профиль с осветителем и солнечная панель
Суть проблемы: у меня есть маломощный потребитель (потребление тока 3–5 мА при напряжении в 5В), который, тем не менее, чувствителен к шумам и внешним наводкам. При подключении к нему силового регулируемого блока питания в цепь просачивается фон 50 Гц, который она начинает усиливать. При подключении импульсного — просачиваются шумы преобразователя. Идеально моя схема заработала только при питании от батарейки, однако, мне не хотелось встраивать батарейку по причине того, что они нуждаются в замене в самый неподходящий момент. В результате я решил попробовать заменить батарейку на солнечную батарею — по аналогии.
Распишу подробнее:
От импульсного регулируемого источника питания запитывается цепочка светодиодов. В идеале необходимо подбирать диоды ближе к солнечному спектру, так как именно УФ спектр индуцирует ток благодаря фотоэффекту. В моём же случае я использовал обычные белые светодиоды.
В качестве солнечной панели (приёмника) используется панель »99×69», её можно приобрести на китайских маркетплейсах. В моём же случае она была изъята из зарядки (Powerbank) для АКБ. К слову, в самой зарядке данная батарея практически бесполезна: она неспособна зарядить аккумулятор, так как её выходное напряжение составляет порядка 4–4,5В, а максимальный ток всего лишь 50–100 мА. Гораздо чаще при использовании данная батарея просто способствует перегреву литий-ионного аккумулятора (так как пользователь стремится положить своё зарядное на солнце), после чего зарядка выходит из строя и просто выбрасывается.
Изначально я собрал схему на картонке, чтобы проверить, будет ли наводиться ток:
Диоды наклеены на картонку. Проверяем работоспособность панели.
Образуется ток, который пропорционален количеству света, попавшему на панель. Без освещения он равен примерно 0,31 мА — наведён комнатным светом. При освещении панели ток начинает возрастать, пока не упирается в значение, потребляемое моим прибором (нагрузкой) — 3,4 мА. Вероятно, батарея способна выдать и больший ток, однако, мне он не требуется в данном эксперименте.
После этого я изготовил на 3D принтере профиль, куда и перенёс конструкцию. Код данного профиля (SCAD):
main();
module main() {
difference() {
linear_extrude(18) {
square([100,75], true);
}
linear_extrude(15) {
square([110,70], true);
}
}
difference() {
linear_extrude(3) {
square([100,70], true);
}
linear_extrude(5) {
square([100,60], true);
}
}
}На профиль наклеиваются полоски светодиодов от светодиодной ленты. Нужно следить за терморежимом, чтобы пластик не поплыл при работе. Но в нашем случае диоды почти не греются. Однако, из-за плохого качества ленты некоторые уже успели выйти из строя при первом включении, поэтому были заменены:
Осветитель
Проверим выходное напряжение на готовом изделии:
Готовый «прибор»
Напряжение на выходе составило 4.6 В, что является практически максимумом для данной батареи. Хотя удавалось навести и до 4.8 В, если направлять батарею под интенсивные лучи прожектора. В любом случае, для моего источника опорного напряжения этого достаточно. Сами светодиоды запитываются от преобразователя MT3608. На нём можно выставить напряжение в пределах 5–12 В, тем самым, регулируя выдаваемый батареей ток. Таким образом я могу отладить режим работы своей схемы при понижении тока питания, имитируя «подсаженную», практически выработавшую свой срок батарейку.
Светодиоды работают от преобразователя и освещают панель
Таким вот нехитрым образом мне удалось получить блок питания с нужными мне характеристиками, хотя конструкция весьма громоздка и не выгодна в плане КПД.
