Witajcie moi drodzy.
Zapraszam na praktyczny test najtańszej solarnej ładowarki z wyjściem USB 5V. Ładowarka ta występuje w postaci pojedynczego panelu 26cm na 14cm i ma zintegrowaną przetwornicę o (w miarę możliwości) stabilnym wyjściu 5V. W tym temacie sprawdzę, czy przy słonecznej, marcowej/kwietniowej pogodzie, można rzeczywiście naładować nią telefon a następnie pokażę, jak wygląda przetwornica ze środka. Test będzie wykonany z perspektywy typowego użytkownika, czyli wezmę dwa telefony (Samsung i Apple) i sprawdzę, czy uda się je w jakimś znaczącym stopniu przez cały słoneczny dzień naładować.
Zakup solarnej ładowarki
Nie jestem w stanie teraz przytoczyć konkretnej ceny za jaką kupiłem ten gadżet, gdyż było to jakieś 1.5 roku temu, ale podobne ładowarki są w sieci pod hasłem "USB 5V solar charger 6W", na ten moment w cenach po około 10$:
Te 6W jest raczej nieco przesadzone, chociaż sprzedawcy sprzedają ten produkt też jako 20W i więcej.
Wymiary mojej ładowarki (razem z marginesami) to 26cm na 14cm. W sprzedaży jest kilka ich rodzajów, wszystkie no-name, nie jestem w stanie polecić konkretnego sprzedawcy który ma "lepsze" modele.
Pierwszy test
Metodykę testów wybrałem najprostszą możliwą - po prostu biorę telefon i próbuję ładować.
Pierwszą próbę robiłem 14 marca. Dzień słoneczny, jeden z cieplejszych. Około 15C.
Ładowanie rozpocząłem o 13:30 z 13% naładowania baterii. Cały czas ładowałem przez USB Doctora, co znacznie obniżyło sprawność ładowania.
O 14:53 było już 22%:
83 minuty ładowania - wzrost około 9%.
Drugi test
Drugi test dokonałem 23 marca. Dzień słoneczny, prawie 20C, praktycznie już wiosna.
Tym razem postanowiłem ładować bezpośrednio z panelu, bez dodatkowego voltomierza/amperomierza.
Dzień przed testem rozładowałem do zera telefon, specjalnie jeszcze właczając na nim aplikacje (coś z grafiką 3D) i latarkę.
O 9:30 upewniłem się, czy telefon jest wyładowany całkowicie do 0%.
O 10:39 rozłożyłem panel i rozpocząłem ładowanie (a przynajmniej tak myślałem).
Okazało się, że się przeliczyłem - telefon wcale się nie ładował, jak później sprawdziłem sam USB Doctor pokazywał, że nie płynie żaden prąd.
O 12:52 uznałem, że to nie ma sensu - telefon wyładowany do 0% nie jest w stanie zacząć się ładować z tego panelu.
Upewniłem się, czy przewód USB i panel rzeczywiście działają - LD25 pokazywało prawie 2.5W:
Zdecydowałem, że nieco podładuję telefon z mojego laptopa. Tak tylko by zaczął działać wyświetlacz:
Naładowałem go do 2%.
Około godziny 13:12 podłączyłem telefon na nowo i sprawdziłem pobór prądu.
0.23A przy 4.6V = 1W.
Jednak należy pamiętać, że USB Doctor może zaniżać, a np. LD25 pokazywał już prawie 2.5W.
O 13:18 było już 3%.
O 13:27 było już 7%.
O 14:35 było już 39%.
O 15:07 było już 53%.
O 15:58 już 73%:
O 16:23 już 82%:
Telefon naładował się prawie do pełna. Niestety po 16:30 musiałem już kończyć, ale myślę, że eksperyment pokazał dobrze, że ta ładowarka jednak się sprawdza.
Wniosek: telefon wyładowany całkiem do 0 nie rozpoczynał ładowania, a jak było chociaż 1% to już poszło gładko.
Trzeci test - iPhone 8
Teraz dla odmiany nieco inny rodzaj telefonu - iPhone 8, również rozładowany do 0.
Ładowanie rozpocząłem o 11:09:
Tym razem od razu sprawdziłem prądy na USB Doctorze - by nie było, że się nie ładuje telefon bo nie jest włączony... rezultaty jednak były obiecujące:
0.62A przy 4.24V. Te napięcie jest znacznie mniejsze niż minimalne wedle standardu USB (4.75V), ale mimo wszystko telefon się ładuje. Panel daje niecałe 3W.
O 11:21 było już 5% (uprzedzając pytanie - zniknęła ikonka ładowania bo zasłoniłem panel stojąc by zrobić zdjęcie):
11:42 - 10%:
12:42 - 22%:
13:11 - 31%:
Na tym etapie ładowanie musiałem przerwać, ale tak naładowany iPhone działał przez cały dzień ten i następny, co dobrze pokazuje, że ta ładowarka i jemu mogła przedłużyć życie.
Test balkonowy, mocowanie panelu na balkonie
Wszystkie testy do tej pory wykonywane były przeze mnie na dworze, przy dość dobrej pogodzie i z możliwością regularnego poprawiania ułożenia panelu.
Dla odmiany postanowiłem spróbować nieco trudniejszych warunków.
Panel postanowiłem zamontować na balkonie, który jest zwrócony na południe. Mocowanie zaprojektowałem w Blenderze i wydrukowałem na drukarce 3D:
Mocowanie posiada mechanizm dociskania zrealizowany na śrubie i dodatkowym pokrętle ułatwiającym dokręcanie:
Dodatkowe (osobno drukowane) elementy trzymające panel:
Gotowe mocowanie, wraz z czerwonym przewodem który tylko asekuruje panel bym w razie upuszczenia nie zleciał na dół...
Test rozpocząłem o 10:20 z 3%. Słońce było regularnie zasłaniane chmurami.
O 16:30 przerwałem gdyż zaczęło padać - 66% naładowane.
Czyli z balkonu też można ładować telefon.
Co jest w środku ładowarki?
Myślę, że doświadczeni użytkownicy domyślają się co można znaleźć w środku takiej solarnej ładowarki, ale i tak postanowiłem to sprawdzić. Biała plastikowa foremka przyklejona jest klejem, ale za pomocą nożyka udało mi się ją usunąć:
Układ scalony, dławik, dioda prostownicza (Schottkiego)... czyżby przetwornica step down?
Układ scalony to XL1410E1 a dioda to SS34.
Swoją drogą, na tym module jest też czerwona dioda LED która świeci w trakcie pracy. Jak widać producent składał tą ładowarkę z gotowych modułów...
Napięcie przed przetwornicą, ostatnie testy
Przez złą pogodę musiałem troszkę poczekać na ciepły i słoneczny dzień, ale gdy wreszcie się doczekałem, to miałem okazję zmierzyć napięcie przed przetwornicą step down.
Oświetlony - 7V
Zacieniony - 6V
Na koniec próbowałem jeszcze pomierzyć drugim miernikiem USB:
ale żadnych nowości nie zanotowałem, a wyświetlacza tego miernika i tak nie widać na zdjęciach.
Co można by było zrobić lepiej?
Moja zabawa z ładowarką miała jeden cel - sprawdzenie, czy zwykły "Kowalski" jest w stanie naładować nią telefon. I myślę, że na to odpowiedziałem - jak najbardziej tak. 3W da się z niej wyciągnąć.
Można by natomiast test przeprowadzić znacznie bardziej naukowo. Zewnętrzne zasilanie, mikrokontroler, RTCC, zapisywanie bieżącego prądu i napięcia na kartę SD a potem rysowanie ładnego wykresu...
Tak samo należy pamiętać, że "% naładowania" jest złą reprezentacją tego ile daje nam ładowarka, bo ogniwa mają różne pojemności i są w różnym stanie zużycia (z czasem ich pojemność maleje)
W pełni sobie zdaję z tego sprawę, ale i tak myślę, że na pytanie z tematu odpowiedziałem.
Podsumowanie
Wychodzi na to, że ta mała ładowarka solarna jest zdecydowanie zdolna do naładowania w dużym stopniu telefonu w przeciągu jednego słonecznego dnia, należy tylko pamiętać o tym, że:
- jakiekolwiek podłączone przed telefonem mierniki na USB znacznie utrudniają ładowanie (sam spadek napięcia poniżej standardu USB może uniemożliwić w ogóle ładowanie)
- w zależności od telefonu, może być kłopot z ładowaniem telefonu całkiem wyładowanego (mój Samsung wyładowany do stopnia całkowitego wyłączenia wcale nie chciał się ładować, natomiast jak tylko go naładowałem z laptopa do 1% to już zaczął się normalnie ładować dalej z ładowarki solarnej)
- oczywiście, że kabelek USB i jego rezystancja ma znaczenie
Jeśli chodzi o pomiary, to ładowarka ta przy marcowym/kwietniowym polskim słońcu była u mnie w stanie dać do 0.5A przy 5V dla Samsunga oraz około 0.7A przy 4.9V dla iPhone.
Tu też pojawia się kolejna kwestia - trzeba pamiętać, że telefon sam decyduje o tym, jaki prąd może pobrać z ładowarki. Sposoby określenia wydajności prądowej ładowarki są różne między producentami. Niektórzy po prostu zwierają linię D+ i D-, a inni podłączają je do VDD i masy poprzez określone rezystory. Natomiast jeszcze lepsze ładowarki mają układ scalony odpowiedzialny za negocjację (i nie mam tu na myśli standardu QC i wyższych napięć - te układy są też w ładowarkach pracujących tylko na 5V), przykładowo IP2112. Test ładowarki opartej o IP2112 możecie zobaczyć tutaj.
Podsumowując, najwięcej byłem w stanie z tej ładowarki uzyskać około 3W.
Na bazie tego można już sobie liczyć i szacować ile rzeczywiście naładujemy w ciągu dnia (z grubsza, bo sam kąt oświetlenia ma znaczenie).
Dodam jeszcze, że oba użyte do testów telefony nie mają baterii na skraju wyczerpania i po naładowaniu ładowarką solarną mogłem normalnie z ich korzystać dzień, do dwóch dni w zależności od stopnia intensywności (przykładowo ten iPhone bardzo długo trzyma, chyba, że się robi zdjęcia bądź aktywnie przegląda internet).
To tyle z mojej strony.
Jeśli będzie zainteresowanie, to wykonam potem dodatkowo dokładniejszy test, z tworzeniem wykresu prądu/napięcia w czasie, oczywiście z zewnętrznym zasilaniem by nie zakłócać rezultatów pomiarów, ale myślę, że nie będzie to potrzebne.
Tymczasem zapytam - ilu z Was jest przygotowanych na dłuższy brak dostaw energii elektrycznej? Taka ładowarka może zdawać się być zabawką, ale myślę, że jakby miało nie być prądu przez 2 dni to wielu osobom by ona naprawdę uratowała możliwość korzystania z telefonu (przy pomyślnej pogodzie).
Cool? Ranking DIY
