Bauanleitung!Solarlampe!

Transkript

1 BauanleitungSolarlampe Smartlamp Eine%Anleitung%zum%Selberbauen%einer%Solarlampe%für%Schulklassen%und%Jugendgruppen.% Bausätzezubeziehenbei: Solafrica,Bollwerk35,3011Bern CopyrightderLampe:

2 1.%Einführung DiekleineSolarlampe'smartlamp'isteinModelleinerautonomenPhotovoltaikanlagezum Selberbauen.AlleKomponenteneinerSolaranlagesindinihrereinfachstenFormenthalten: Fotovoltaikzellen,Batterie,Verbraucher(hiereinLEDULämpchen),Laderegler(hierDiode). WechselU richter SpannungsU wandler 1.2VU>3.6V Batterie 12VDC Batterie 12VDC Elemente'einer'PV'Anlage.' Elemente'der'kleinen''smart'lamp'. Die Lampe dient in erster Linie als Hilfsmittel für Ausbildungen: nach einer Einführung in die SolartechnikhabendieSchüler/innendieMöglichkeit,selbereineeigeneTaschenlampezubauen.

3 2.%Der%Bausatz DerBausatzenthältfolgendeElemente: PlatinemitChip Solarpanel LED(Lampe) Schalter Diode 100mHSpule Batteriehalter Akku Kabel ZusätzlichzudemBausatzwerdenfolgendeMaterialienundWerkzeugebenötigt: Lötkolben Lötzinn evt.lötpaste UnterlagezumLöten(z.B.einHolzbrettchen) EinekleineZangeoderPincette NagelclipoderKabelschneider. Vorsicht:%Die%Leuchtdiode%ist%sehr%hell,%nie%direkt%in%den%Strahl%blicken%oder%die%Lampe%direkt%auf%die% Augen%anderer%Personen%richten

4 3.%Löten%generell Löten ist eine Methode, mit Hilfe eines Metalls mit tiefem Schmelzpunkt (z.b. Zinn) zwei andere Metallteile (z.b. aus Kupfer oder Eisen) miteinander zu verbinden. Der neue Kontakt hält die Teile zusammenundleitetgleichzeitigdenstrom. % Wichtig:ZuerstwerdendiebeidenzuverbindendenTeilemitdemLötkolbenstarkerhitzt,erstdann kommtderlötzinndazu Sogehenwirvor: 1. Beide Metallteile säubern (ev. mit Alkohol reinigen oder bei starker Oxidation mit Nagelfeile ankratzen). 2.Evt.Lötpasteauftragen.DiePastezerstörtchemischdieOxidschichtderMetalle.InunseremFall ist sie nicht unbedingt erforderlich. Falls Paste verwendet wird, sollten die Reste davon am Schluss mitalkoholentferntwerden. 3. Beide Teile zusammenhalten und mit dem Lötkolben erhitzen. Wichtig: Der Lötkolben muss auf beide Teile leichten Druck ausüben, damit die Wärme übertragen wird. Für die beste Übertragung drückenwirdieseitederspitzedeslötkolbensanundhaltendenkolbenleichtschräg. a)'gut:'kolben'erhitzt' 'Bein''und'Kupferbahn.' b)'gut:'kolben'erhitzt' aufgelegtes'kabel'und' Kupferbahn.' c)'schlecht:' Auflagefläche'des' Lötkolbens'ist'zu'klein,' der'kolben'sollte'schräg' gehalten'werden.' d)'schlecht:'der'kolben' wird'nicht'angedrückt. ImFallunsererLampelötenwiraufzweiverschiedeneArten: LötenvonBeinundKupferbahn:dieBeineeinesElementswerdendurcheinkleinesLochin dieplatinegestecktundmitderkupferbahnverbunden. Löten von Kupferkabel und Kupferbahn: das blanke Ende des Kupferkabels wird mit der Kupferbahnverbunden. 4.ErstwenndiebeidenMetalleganzheisssind,gebenwirdenLötzinnmöglichstvonuntenherzu. Theoretisch sollten der Lötzinn nur die Metallteile berühren und nicht den Lötkolben. Die Teile solltensoheisssein,dasssiedenzinndirektschmelzen.derlötkolbenistkeinpinsel,derflüssiges Zinnaufpinselt. 5.EinpaarSekundenwartenbisderZinngeschmolzenist. 6.StabilisierenderzusammengelötetenderElementez.B.durchAufdrückeneinesSchraubenziehers, KüchenmessersodereinerNagelfeileundentfernendesLötkolbens.

5 7.NacheinigenSekundenistderLötzinnfestundwirkönnendieElementeloslassen. 8. Zum Test ziehen wir leicht von Hand an den zusammengelöteten Elementen: besteht die VerbindungdiesenTest,soistderelektrischeKontaktnormalerweiseauchinOrdnung. TrotzdemkontrollierenwirnochmalsgenaumitdemAuge,obdieLötstellegutist.FallsderZinndie beiden Teile nicht perfekt verbindet, erhitzen wir die Lötstelle noch einmal ohne weiteren Lötzinn hinzuzugeben. Löten erfordert zu Beginn mindestens drei Hände. Am besten löten wir deshalb zuerst zu zweit. Späterlernenwir,durchgeschicktesWechselnderWerkzeugemitzweiHändenauszukommen.

6 4.%Los%geht's NunwerdendieTeileeinesnachdemanderenaufdiekleinePlatinegelötet: Wir beginnen mit der Leuchtdiode (LED). Sie hat ein längeres, positives Bein(plus) undeinkürzeres,negativesbein(minus). DieBeinewerdendurchdieLöchermitder Bezeichnung LED+ und LEDU gesteckt. Der Kopf der LED sollte einen Abstand von ca. 8mmzurPlatinehaben. Auf der Rückseite werden die Beine auseinander gebogen, damit sichdieled beimlötennichtbewegt. Die beiden Beine werden gemäss der Erklärung im vorangehenden Kapitel angelötet. Auf der Unterseite werden die herausstehenden Drahtenden mit einer scharfen Zange oder einem Nagelclip abgeschnitten.

7 Die LED wird nun um 90 nach vorne gebogen. Das nächste Teil ist die Spule. Sie wandelt die Spannung von 1,5V(Batterie) auf 3,6V (LED)um. Die Spule erkennen wir an den farbigen Streifen. Sie hat keine Polarität, d.h. wir müssen uns nicht um + und kümmern. Wir biegen die Beine nach unten und steckensiedurchdielöcher,diesichnahe beimschwarzenchipbefinden. LötenundEndenabschneidenwieoben. Das dritte Element ist eine Diode. Sie verhindert,dassderstromvomakkuindie Solarzellezurückfliessenkann. Sie kommt in die beiden noch freien LöcherbeiPV+undB+. Die Diode ist polar, die Seite mit dem grauenringistnäherbeiderecke(beib+). LötenundEndenabschneidenwieoben. Für die nächsten Schritte benötigen wir Kabelabschnitte. Dazu können wir die zu langen Kabel des Batteriehalters wie abgebildetkürzen. VordemLöten'strippen'wirdieKabel,d.h. wir entfernen an allen freien Enden ca. 5mm der Kunststoffhülle (mit dem Nagelclips, einem Messer, einer Schere, etc.). Dabei aufpassen, dass nicht das ganze Kabeldurchgeschnittenwird.

8 DieSolarzellebenötigtAnschlusskabel.Wir löten ein rotes Kabel an das plus (+) der Solarzelleundeinschwarzesandasminus (U). Nun löten wir gemäss Methode b) aus Kapitel3,d.h.dasKabelendewirdmitdem Lötkolben direkt auf die Kontaktstelle gedrückt, gut erhitzt, und mit Lot versehen. Nun werden die Anschlusskabel der Solarzelle an PV+ und PVU der kleinen Platinegelötet. Das rote Kabel verbindet das plus (+) der Solarzelle mit PV+ der Platine, das schwarze minus ( ) der Solarzelle mit PVU derplatine. Nun folgt das schwierigste Stück: Der Schalterwirdangeschlossen. Der Schalter besteht aus Plastik, deshalb dürfen wir diesen mit dem Lötkolben nur max.3sekundenlangberührendaersonst schmilzt. Damit es schnell geht, sollten wir gut vorbereitet sein: die Kontakte des Schalters werden mit einer Nagelfeile angefeilt, die Kabel durch das Löchlein gestecktundverdrillt. Falls der Schalter drei Kontakte hat, kontaktieren wir den mittleren und einen derbeidenäusseren(egalwelchen).

9 Kontakt und Draht maximal% 3% Sekunden mit dem Lötkolben erhitzen und gleichzeitig Lot dazugeben. Falls es beim ersten Mal nicht geklappt hat, so wird ein Momentgewartet,damitsichderSchalter abkühlen kann. Danach wird nochmals 3 Sekunden lang gelötet, aber keinesfalls länger. Die beiden freien Kabelenden werden an die Platine gelötet (aufliegend, Position siehe rote Linien). Der Schalter ist nicht polar, es spielt keine Rolle, welches Kabel woangelötetwird. (Bei der Platine auf dem Bild ist das Solarpanelnochnichtangeschlossen.) EsfehltnochderAkku.Wirverbindenden leerenbatteriehaltermitderplatine:rotes KabelaufB+,schwarzesKabelaufBU. Wenn alles fest verbunden ist, setzen wir denakku ein und fixieren ihn mit einem Klebeband. NunüberprüfenwirnocheinmalalleLötstellenmitdemAugeundindemwirsanftdaranziehen.Im Zweifelsfalllötenwiretwasnocheinmal,meististdannkeineLotzugabemehrerforderlich. IstallesinOrdnung,probierenwirbeideStellungendesSchaltersaus.FallsderAkkubereitsgeladen ist,leuchtetdieled. Vorsicht:%nie%direkt%in%den%Strahl%der%Lampe%blicken,%die%Leuchtdiode%ist%sehr%hell% % FallswirnochkeinLichtsehen,legenwirdieLampe(bzw.dasSolarpanel)füreinigeMinutenindie SonneundklappendanndenSchalterum.Istimmernochnichthell,warderSchalterinderfalschen Stellung:derStromdesSolarpanelsliefdirektindieLEDstattdieBatteriezuladen. Deshalb laden wir die Lampe noch einmal in der Sonne, mit dem Schalter in der anderen Position. SpätestensjetztsolltedieLampebrennen. Eslohntsich,dieLampefürmehrereStundenindievolleSonnezulegen,damitderAkkukomplett gefülltwird.

10 Ladung%der%Batterie% FüreineStundeLicht,mussdieLampemindestenseineStundeimvollenSonnenlichtsein.Nachca.6 StundenistderAkkukomplettgeladen.DasLämpchenleuchtetdannfürca.6Stunden. Stellen wir das Panel hinter einem Fenster in die Sonne, dauert die Ladung länger. Auch helles Tageslicht ohne direkte Sonne lädt das Lämpchen etwas, aber es dauert viel länger. Kunstlicht ist meistsoschwach,dasseskaumstromerzeugt. DieAkkumulatorenhaltenimPrinzip1'000Ladungenaus.DieseHerstellerangabensindallerdingsmit Vorsichtzugeniessen.Einerseitswerdensiedabeilaufend'schwächer',andererseitsmögensieHitze nicht.jeheissersiebeimladenindersonnewerden,destokürzeristihrelebensdauer.siekönnen mitjedemakkudergleichengrösse(aaa)ersetztwerden. % 5.%Das%Gehäuse% UmdieLampefertigzustellen,wirddasganzeineinemGehäuseverpackt.DerFantasiesinddabei keinegrenzengesetzt.besondersgeeignetsinddafürjedeartvonverpackungen:pillendose,grosse Zündholzschachtel,Bonbondose,etc. IndasGehäusewerdenzweiLöchermitca.6mmgebohrt.EinesistfürdieLEDundeinesistfürden Schalter. Dann müssen wir einen Weg für die Kabel des Solarpanels finden. Es ist besser für die Batterie,wenndasGehäusenichtallzukleinist.JewenigersichderAkkuinderSonneaufheizt,desto längerlebter.eskönnenauchlängerekabelverwendetwerden. EinigeIdeenfürdasFertigstellenderLampe: Dicker'Bambus'mit'rundem'Solarpanel' Dünner'Bambus'

11 Teil'eines'dicken'Bambus' Zündholzschachtel'(mit'flexibler'Solarzelle)' Durchsichtige'Döschen'(mit'flexibler'Solarzelle)' Im'durchsichtige'Döschen'bleibt'die'Platine'sichtbar' Die'ganze'Familie' Viel%Spass%mit%der%neuen%Lampe%