Progettino carica-batterie solare

[zurzaza]

Salve a tutti,
Non ho notato una sezione apposita per le presentazioni quindi colgo l'occasione per farlo qua e per introdurre l'argomento.
Mi chiamo Stefano e studio ingegneria informatica, ma sono molto appassionato anche di circuiti elettronici (e di elettronica un po' ne mastico...anche se non esageratamente).
Recentemente ho comprato uno smartphone e ho visto che rispetto al mio vecchio telefono ha consumi esorbitanti (devo caricarlo almeno una volta ogni 2 gg).
Così mi è venuta l'idea di costruirmi un carica-batterie solare (Spendendo non più di 50€).

A questo punto mi sono posto il problema di capire quanta potenza dover disporre. Ho preso il carica-batterie del telefono e ho trovato che, come output da 5V - 1A su porta USB.
Il telefono (di serie) ha una batteria da 2100 mAh (eventualmente espandibile a ~3000mAh).
Cercando su e-bay ho trovato già dei piccoli kit di pannelli solari da 5V 5W con già output su USB, ma la mia idea era quella di caricare una batteria (esterna) durante il giorno e caricare il telefono la sera in modo che in caso di sbalzi di tensione (dovuti anche ad eventi atmosferici) la batteria del telefono soffra meno.

Ecco che però mi sono trovato davanti ad un paio di quesiti che non sono di mia competenza:

1) Che tipo di batteria usare? Ne ho trovate parecchie al litio da che vanno dai 2000mAh di capacità ai 5000 mAh, ma anche al Piombo e al Nickel-Cadmio e così via. Ho letto che le batterie al piombo (o quelle a gel) sono spesso usate in combinazione con i pannelli solari e un regolatore di carica, ma io sapevo che sono un po' più capricciose (ma economiche) di quelle al litio
2) Quali pannelli solari sono più efficienti? A questo punto, cercando sempre sul noto sito di aste, mi sono imbattuto in una miriade di tipologie di Pannelli...da 2,5,12,24 V e potenze diversi. Quello che mi sono chiesto (nella mia ignoranza), per potenze così "basse" (dai 5 ai 10 W), quale tipo "rende" di più? Ovviamente nel caso scegliessi un 12 piuttosto che un 24 V, avevo pensato di utilizzare un LM7805 per stabilizzarne la tensione a quella di batteria.

Naturalmente tutti i consigli sono ben accetti, spero di non avervi annoiato troppo e di non aver sbagliato sezione.
Ancora una buoan serata a tutti

[marco438]

Ciao zurzaza e benvenuto sul forum.
Se ho ben capito tu vorresti caricare una batteria servendoti di un pannello solare e poi adoperare questa per ricaricare il telefonino.
Occorre a questo punto fare un po' di chiarezza riguardo quanto hai scritto; non so dove tu abbia letto che le batterie al piombo sono "schizzinose" ma resta il fatto che, insieme alle NiCd, sono le piu' facili da gestire per quanto attiene le operazioni di ricarica.
Le batterie al litio, nelle varie tipologie, necessitano di processi di ricarica alquanto complicati e difficilmente autocostruibili da non esperti.
Per quanto vorresti fare comunque, credo ti serva un pannello solare che possa fornire quanto richiesto dalla batteria (tenendo conto sia dei tempi che sono abbastamza lunghi che dei periodi di assenza di sole), un caricatore per stabilizzare la tensione e limitare la corrente di carica ed un successivo riduttore di tensione che possa fornire i 5V necessari alla ricarica del telefonino.
Pensa a quanto ho scritto e comunica le tue intenzioni sul seguito.

[zurzaza]

Ciao, grazie per la risposta.
Hai capito perfettamente il progetto e ti chiedo scusa se ho usato un termine un po' buttato li, ma non volevo dilungarmi troppo e in effetti sono stato frainteso.
Da quanto ne so le batterie al piombo soffrono dell'effetto memoria e quindi serve per forza un regolatore di carica (correggimi se sbaglio).
Per quanto riguarda le batterie al litio, anche qui da quanto ne so, hanno un numero limitato di cicli di carica e quindi un punto debole non indifferente in quanto il sole non è prevedibile.

E questo era proprio il mio dubbio su cosa scegliere per un tipo di ricarica così "variabile".
Da quello che ho capito dal tuo post, tu mi consiglieresti una batteria al piombo o al Nicd?

[marco438]

Penso che le tue informazioni siano alquanto errate; l'effetto memoria si manifesta sulle batterie NiCd e NiMh ma non su quelle al piombo, al Pb gel e al litio.
Secondo il mio punto di vista ( ma aspetta anche altri pareri), se non ci sono problemi di ingombro e per l'uso che ne devi fare, le batterie al Pb o Pb gel sono le piu' indicate.

[zurzaza]

Ottimo, si ha sempre da imparare!
L'ingombro non è un problema, più che altro il costo ma ho visto che per una batteria 6V 4Ah (che direi sono sufficienti a questo proposito) non superiamo i 15€ (Piombo-gel qualche euro in più).
A questo punto attendo un parere su quali pannelli scegliere e ne approfitto per chiedere un parere più specifico.
Avevo intenzione usare il 7805 per stabilizzare la tensione a 5V e la corrente a 1A, ma non ho trovato niente riguardo ai suoi consumi. Quanta energia assorbe questo integrato? Dal momento che parliamo di piccole correnti non vorrei avere consumi eccessivi da parte sua. Inoltre ho letto che ha una "Peak Current" (a questo punto potrei avere interpretato male) di 2.2A, ciò significa che in regime transitorio può sparare una corrente da 2.2A in uscita? perché in questo caso mi brucerebbe un telefono da 300€

[marco438]

A questo punto attendo un parere su quali pannelli scegliere

Se devi caricare una batteria al piombo da 6V, ti serve una tensione di circa 7V ed una corrente di 400mA ma queste tensioni e correnti le devi ricavare da un pannello che fornisca 12V; ci vorra' quindi a seguire, un idoneo caricatore che possa fornire quella tensione e limitare la corrente a quel valore.

Avevo intenzione usare il 7805 per stabilizzare la tensione a 5 V e la corrente a 1A, ma non ho trovato niente riguardo ai suoi consumi.

Il 7805 non va bene per due motivi; primo perche' per effetto del drop-out "tiene per se" un paio di volt (e ridurrebbe quindi a meno di 5V quella uscente dalla batteria) e secondo perche' non riuscirebbe a fornire 1A in modo continuativo anche se ben dissipato.
Occorre quindi cercare un regolatore LDO (a basso drop-out) che supporti correnti superiori.

ciò significa che in regime transitorio può sparare una corrente da 2.2A in uscita? perché in questo caso mi brucerebbe un telefono da 300€

Non e' cosi' e comunque all'interno del telefonino esiste un sistema regolatore che gestisce la ricarica della batteria interna.

[zurzaza]

Ok, ho provato a cercare qualche LDO, il problema è che quelli che (finora ho visto) hanno una corrente di uscita fino a 1A, hanno un drop out, in questo caso, di 0.5 V, se non interpreto male i dati.
Vedi
LM2940

EDIT:

Allora ho provato a cercare un qualche LDO che abbia la possibilità di dare un po' piu di corrente, e mi sono imbattuto in questo:
KA378R05
A pagina 4 del DS, se non interpreto male, se riesco a mantenere la temperatura dell'integrato a 25°C, con una corrente di uscita di 1A avrei ~120 mV di drop out. Potrebbe essere accettabile direi.

Eventualmente, dalla vostra esperienza, avreste qualcosa da consigliare?

[marco438]

Mi pare che quell'integrato non sia disponibile per la tensione dei 5V; dovresti prendere la versione Adj, complicando il circuito.
Credo sia meglio il LT1085 CT5

P.S.Vedo che hai rieditato il messaggio cambiando il tipo di integrato; anche quello, pero' supporta fino a 1A.

PP.SS. se continui a cambiare il post e l'integrato non riesco a risponderti. L'ultimo pare vada bene.

[zurzaza]

Scusa se ho editato ma dopo aver fatto il post mi sono accorto che per quell'integrato non era disponibile per la tensione da 5V e ho editato, ma hai fatto più in fretta tu a rispondermi

Comunque facendo qualche altra ricerca ho trovato degli integrati che realizzano molto meglio la ricarica di batterie al litio, ad esempio:
LTC4062

Fornisce solo 800 mA in uscita, ma al massimo ciò influisce sul tempo di carica, oppure questo che fornisce 1A:
LTC1733

Tu cosa ne dici? Forse è meglio così perché in questo modo siccome le batterie al litio richiedono un processo di ricarica diverso, in questo modo dovrebbe risentirne meno.

Grazie ancora per l'aiuto che mi stai dando, purtroppo non mi ero mai avventurato in questo campo dell'elettronica

[marco438]

Quello che non riesco a capire e' il perche' stai cercando integrati per la ricarica delle batterie a litio.
Tu devi fornire solo la tensione e la corrente richiesta; al resto provvede il sistema interno di ricarica del cellulare.
Continuo a pensare che quello linkato in precedenza sia il regolatore piu' adatto.