Помогите с LiPo/солнечной панелью/схемой двигателя

Поздравляем, вы задали хороший вопрос, который должен был быть рассмотрен инструктором.

Батарея будет повреждена или уничтожена, если оставить ее на зарядке, когда батарея полностью заряжена.
Батарея 1S LiIon НИКОГДА не должна заряжаться выше 4,2 В.
Он НЕ ДОЛЖЕН быть плавающим при 4,2 В. Он может быть плавающим при 4,1 В или меньше.
Максимум 4,1 В по-прежнему дает большую часть емкости,
4,0 В - меньшая емкость, но все же полезная,
3,9 В - становится «немного низким».

Простое решение состоит в том, чтобы добавить стабилитрон на фотоэлектрическую панель с номинальным напряжением, которое фиксирует панель без подключенной батареи до уровня ниже 4,2 В при максимальном уровне освещенности.

Фактическое напряжение будет зависеть от характеристик стабилитрона. Стабилитрон на 3,9 В мощностью 250 мВт или выше, вероятно, немного маловат — стабилитроны с большей мощностью того же напряжения будут ограничивать максимальный выходной сигнал панели около 50 мА при несколько более высоких напряжениях.
Перечисленный ниже стабилитрон мощностью 1 Вт, вероятно, даст безопасное и пригодное для использования значение Vout при токе 50 мА.

Техническое описание стабилитрона 1N5228 на 1 Вт здесь
Vout составляет 3,9 В при 20 мА.

Лучшим решением будет зажать панель Vmax с помощью шунтирующего регулятора. Например, TL431 плюс 2 резистора позволят вам точно зафиксировать напряжение панели. Максимальный ток зажима зависит от используемой версии. 50 мА находится в пределах спецификации многих версий.

Альтернативой является ограничение выхода панели с помощью обычного регулятора LDO (Low Dropout).
Хорошим примером является LP2951. Спецификация здесь
Это регулируемая версия — вам НЕ нужны версии с фиксированным напряжением 3,3 В или 5 В.
См. рис. 19 для регулируемой выходной цепи.
Корпус DIP LP2951ACN

Пожалуйста, спросите, требуется ли дополнительная информация.

Вы в Австралии?
Если да, то у Jaycar есть LP2951ACN.
См . здесь $ A2,50 каждый в наличии.

Похоже, что у Jaycar НЕТ TL431.

Jaycar 3.9V 1 Вт стабилитрон

Добавлен:

Я прочитал о правильной процедуре зарядки литий-ионных аккумуляторов и посмотрю, смогу ли я получить правильную схему зарядки, но если я не смогу, что вы порекомендуете в качестве альтернативы?

Правильное зарядное устройство - хорошая идея, НО пока максимальное абс VPV ниже 4,1 В, вам не нужно «правильное» зарядное устройство.
Тем не менее, широко доступные недорогие зарядные модули TP4056 будут хорошо работать в этом приложении, но им потребуется зажим стабилитрона фотоэлектрической панели, чтобы гарантировать, что модули Vinmax не превышены.

Для базовой системы я рекомендую 3 метода, которые я дал в своем ответе.

Каков наилучший способ снизить и повысить входное напряжение батареи, чтобы батарея продолжала заряжаться при падении напряжения на солнечной панели?

Вам не нужен понижающий повышающий преобразователь. Панель заявлена ​​как рассчитанная на 5 В при 50 мА. Без нагрузки должно давать около 6В+. В любых условиях солнечного света при средней облачности или выше это даст больше, чем 4,5 В или около того, которые вам нужны для вашей батареи + LDO. Для стабилитрона или TL431 вам нужно всего 4,2 В или меньше, прежде чем будет применен регулятор. Так что регулятор наддува не нужен. Понижающий регулятор обычно имеет КПД менее 90%, поэтому он даст вам мало или совсем не даст энергии по сравнению с простым использованием регулятора зажима (стабилитрон или TL431) или LDO - согласно моему ответу.