SolMate 索尔马特

SolMate 的机身设计采用 Fusion 360 软件，其灵感源自联想 Yoga 平板电脑的独特造型。正如 Yoga 的圆柱形边缘方便用户将平板电脑倾斜放置一样，SolMate 也采用了类似的轮廓设计——这不仅是为了美观，更是为了提升易用性和便携性。

这种巧妙的造型使其易于抓握、夹持和携带，同时保持纤薄的外形，与您的装备完美融合。这不仅仅是美观的问题；太阳能电池板需要以一定角度朝向阳光放置。这种造型确保它始终以一定角度放置，从而使用户能够最大限度地发挥太阳能电池板的效能！

SolMate 由两个主要部分组成：主体，用于容纳太阳能电池板、电池和电路；以及盖子，从顶部通过压力配合将所有部件密封到位。

一个虽小却很实用的设计是增加了一个定制的登山扣。登山扣最初是为攀岩装备设计的，它是一种弹簧式环扣，可以轻松地将物品牢固地连接起来。如今，它们随处可见——用来将水瓶、钥匙或小工具挂在背包上。

对于 SolMate 来说，这意味着你可以把它挂在设备上，边走边充电。简单、安全，专为户外使用而设计。

与传统的带弹簧门的金属登山扣不同，我们定制的登山扣采用普通PLA材料制成，其工作原理简单而有效：材料弯曲。这款登山扣采用窄开口和略微弯曲的形状设计，使塑料在受压时能够弯曲。

这里我们使用的是IP5306电源管理IC，我们之前在许多电池相关项目中都使用过它。这款SOIC8封装的IC可以从3.7V锂离子或锂聚合物电池提供稳定的5V 2.4A输出，并且还包含许多重要功能，例如过充保护、过放保护、电池电量显示和充电状态监测。

下面附上该集成电路的数据手册，如果您想了解更多关于该集成电路的信息，可以参考这份手册。

https://www.skytech.ir/DownLoad/File/2566_IP5306.pdf

我们根据Fusion 360 CAD文件中定制的电路设计，在PCB CAD软件中创建了电路板轮廓。然后，我们根据CAD文件中的尺寸，将所有元件按顺序放置，最终确定了电路板布局。一切就绪后，我们便准备了最终的电路板进行生产。

PCB 设计完成后，Gerber 数据被发送到NextPCB 总部，并订购了带有黑色丝印的白色阻焊层。

下单后，一周内就收到了PCB板，PCB板的质量非常好。

此外，我还要向您推荐HQDFM，它在我的许多项目中都发挥了重要作用。华秋的内部工程师开发了这款免费的面向制造的设计软件HQDFM，它彻底改变了PCB设计师可视化和验证设计的方式。

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此外，NextPCB 还拥有自己的 Gerber 查看器和 DFM 分析软件。

您的设计借助他们的 HQDFM 软件（DFM）服务得到了改进。由于等待制造商提供的 DFM 报告令人厌烦，HQDFM是执行活动前自检的最有效方法。

这是我在在线 Gerber 查看器中看到的内容。它适合快速浏览，但不够清晰。要使用全部功能（例如对 PCBA 进行详细的 DFM 分析），您需要下载桌面软件。网页版仅提供基本的 DFM 报告。

HQDFM是一款免费、功能强大的在线PCB Gerber 文件查看器，具备全面的可制造性设计 (DFM) 分析功能。

凭借超过15年的行业经验，HQ NextPCB在先进制造工艺方面拥有宝贵的见解。如果您正在寻找价格实惠且可靠的PCB服务，HQ NextPCB绝对值得您考虑。

1. PCB组装首先使用点胶注射器将焊膏涂抹到每个SMD焊盘上。我们使用的是标准的63/37锡铅焊膏。完成后，使用防静电镊子将每个SMD元件放置到位。
2. 然后将电路板放到小型回流焊台上，从下方加热。一旦温度达到约 200°C，焊膏就会熔化，元件就会被焊接到位。
3. 接下来，我们开始安装通孔元件——先是USB接口，然后是按钮，最后是Type-C接口。安装完成后，我们将PCB翻转过来，用烙铁焊接通孔焊盘。这样就完成了整个组装过程。

电源方面，我们使用了一块 3.7V 2000mAh 的锂离子电池，这块电池非常适合这套配置。由于太阳能板的额定功率为 2W，使用更大容量的电池只会降低充电速度。

1. 我们将电池的正极连接到电路的正极，负极连接到电路的负极。
2. 按下按钮即可启动电路，指示灯 LED 会确认电路正在工作。
3. 为了确保一切运行正常，我们插入一个 USB 功率计，得到稳定的 5V 输出，这意味着设置已准备就绪。

这款2瓦PTFE太阳能电池板是该项目的主要亮点。聚四氟乙烯（PTFE）是制造特氟龙和其他不粘炊具的同一种材料，因此它并非普通的太阳能电池板。

太阳能电池板中，聚四氟乙烯（PTFE）取代了传统的玻璃，成为一种柔韧、轻便且耐候的保护层。这意味着我们使用的电池板更轻、更薄，并且具有不易碎裂的保护层，与传统玻璃相比优势显著。

由于聚四氟乙烯（PTFE）层更容易散射入射阳光，导致到达下方太阳能电池的直射光减少，尽管其重量更轻，但效率却略低于普通玻璃面板。与采用防反射涂层和高透光率表面的玻璃面板不同，这种面板散射的光线要么被反射掉，要么漫射效率低下，从而导致能量转换效率降低。

我们使用万用表测量电压，将两根导线连接到面板的正负极进行测试后，读数约为 3.9V。由于是在室内，电压有所降低。这款面板非常适合使用电源管理电路为锂电池充电，因为它标称电压约为 5V，但在无电压的情况下可以达到 6V。

在组装整个装置之前，我们首先将太阳能电池板的VCC和GND端子连接到电路的充电输入接口。这样我们就可以将太阳能电池板的5V电压输送到IP5306的充电端子。

我们将设备放在阳光下，测试它是否能利用太阳能充电。测试结果显示，指示灯闪烁，表明设备正在充电。

在阳光最强的时候，电池充满电大约需要四个小时。总电流为 200 mA，峰值电流为 400 mA。当电池电压接近 4.2 V 时，电流逐渐下降。

在确保所有电子设备运行完美无瑕之后，我们现在可以进入项目的最后阶段了！

1. 将聚四氟乙烯太阳能电池板滑入主体内部的相应位置。
2. 接下来，将电路和锂电池滑入到位，并将所有电线塞入设备内部。
3. 之后，盖子被固定到位。由于盖子内外表面之间没有缝隙，因此采用压合配合的方式。我们在盖子边缘涂抹强力胶，以确保两部分牢固连接，实现永久粘合。
4. 接下来，我们将把一个固定件安装在盖子上，用它将登山扣固定到位。这个固定件用两颗M2.5螺丝固定在盖子上。
5. 最后，将登山扣添加到支架部件上，即可完成组装过程。

这就是这个简单却实用的小玩意儿的最终成果：SolMate，一款专为移动生活设计的便携式太阳能充电宝。只需把它夹在包上，就能随时随地为你的设备充电！

我们带着 SolMate 进行了一次实地测试，徒步前往附近的一座山。找到合适的地点后，我们安顿下来，给手机充电——当时电量为 55%。大约一个小时后，电量就充满了，这要归功于它配备的 2000 mAh 电池。虽然只有我手机容量的一半，但对于快速充电或应急充电来说，它已经非常完美了。它几乎感觉不到重量，可以夹在背包背面。当电量不足时，我们只需把它重新夹上，让它在下山的路上吸收阳光即可。简单、可重复使用，而且非常方便。

SolMate 最初只是一个项目，但说实话，它现在已经发展成一款真正的产品了。它能很好地完成它的使命——在徒步旅行期间为我的手机充电——而且它轻巧、简洁、易用。话虽如此，它仍然有改进的空间。在未来的版本中，我希望能够加入快速充电功能，并将电池容量翻倍，使其更加实用。

目前，构建已完成，所有相关文件都包含在附件中。

特别感谢HQ NextPCB为本项目提供的元件；您可以联系他们，以更低的成本获得各种 PCB 或 PCBA 相关服务。