Jak naprawić chińskie ogrodowe latarnie słoneczne. Wykonujemy lampę zasilaną energią słoneczną. Wybór części do latarki

Jeśli zastanawiasz się nad zorganizowaniem oświetlenia swojej działki ogrodowej, nie spiesz się z zakupem opraw oświetleniowych w sklepie. Lampy ogrodowe zasilane energią słoneczną możesz wykonać własnymi rękami.

Jeśli chcesz oświetlić otwartą przestrzeń, ale trudno jest doprowadzić do niej prąd, to warto pomyśleć o lampach zasilanych energią słoneczną, których akumulatory ładowane są promieniami słońca. Wraz z nadejściem ciemności takie urządzenia zaczynają działać, tworząc komfortowe środowisko w Twoim ogrodzie. Lampy są łatwe w obsłudze i montażu, a także przyciągają dość przystępną ceną i szerokim wyborem.

Solarna lampa ogrodowa

Ten artykuł zainteresuje tych, którzy lubią tworzyć przydatne rzeczy w domu własnymi rękami. Jedną z zalet wykonywania lamp „własnoręcznie” jest to, że Twój model będzie ekskluzywny i całkowicie niezawodny (w końcu sam go zrobiłeś). Pamiętaj jednak: jest mało prawdopodobne, że uda Ci się osiągnąć znaczące oszczędności. Nie będziemy opisywać drogich obwodów za pomocą gotowych sterowników, ale skupimy się tylko na najprostszej opcji. Prawie każdy, kto kiedykolwiek trzymał lutownicę w rękach, może to powtórzyć.

Schemat ideowy łatwej do replikacji lampy

Poniższy schemat ideowy lampy zasilanej światłem słonecznym jest bardzo prosty i był wielokrotnie testowany przez wielu amatorów, którzy specjalizują się w tworzeniu użytecznych urządzeń własnoręcznie.

Schemat

Jak to działa:

W ciągu dnia panel słoneczny (S) przekształca energię promieni świetlnych w energię elektryczną.
Prąd wytwarzany przez diodę D1 ładuje akumulator (A).
Dodatni potencjał przyłożony do bazy poprzez rezystor R1 „utrzymuje” tranzystor T1 w stanie wyłączonym, a dioda LED D2 nie świeci.
Kiedy oświetlenie panelu słonecznego znacznie spadnie, tranzystor otwiera się (w wyniku zmniejszenia dodatniego potencjału przyłożonego do podstawy) i łączy diodę LED D2 z akumulatorem. Dioda LED zaczyna się świecić.
Dioda D1 zapobiega rozładowaniu akumulatora przez panel słoneczny.
Wraz z nadejściem świtu dodatnie napięcie pochodzące z wyjścia „+” panelu słonecznego do podstawy „zamyka” tranzystor T1, a dioda LED D2 przestaje świecić, a akumulator zaczyna się ponownie ładować.

Kryteria doboru części i ceny

Wybór części zależy od mocy lampy, którą zamierzasz wykonać. Podajemy szczegółowe parametry domowego urządzenia oświetleniowego o mocy 1 W i natężeniu strumienia świetlnego 110 Lm.

Ponieważ na powyższym schemacie nie ma elementów monitorujących poziom naładowania akumulatora, to przede wszystkim należy zwrócić uwagę na wybór baterii słonecznej. Jeśli wybierzesz panel o zbyt małym prądzie, to w ciągu dnia po prostu nie będzie miał czasu na naładowanie akumulatora do wymaganej pojemności. I odwrotnie, panel świetlny o zbyt dużej mocy może przeładować akumulator w ciągu dnia i sprawić, że nie będzie on nadawał się do użytku.

Wniosek: prąd generowany przez panel i pojemność akumulatora muszą się zgadzać. Do przybliżonych obliczeń można użyć stosunku 1:10. W naszym konkretnym produkcie stosujemy panel słoneczny o napięciu 5 V i generowanym prądzie 150 mA (120-150 rubli) oraz współczynnik kształtu baterii 18650 (napięcie 3,7 V; pojemność 1500 mAh; koszt 100-120 rubli) .

Również do produkcji będziemy potrzebować:

Dioda Schottky'ego 1N5818 o maksymalnym dopuszczalnym prądzie przewodzenia 1 A - 6-7 rubli. Wybór tego konkretnego typu części prostownika wynika z niskiego spadku napięcia na niej (około 0,5 V). Umożliwi to najbardziej efektywne wykorzystanie panelu słonecznego.
Tranzystor 2N2907 o maksymalnym prądzie kolektor-emiter do 600 mA - 4-5 rubli.
Mocna biała dioda LED TDS-P001L4U15 (natężenie strumienia świetlnego - 110 lm; moc - 1 W; napięcie robocze - 3,7 V; pobór prądu - 350 mA) - 70-75 rubli.

Ważny! Prąd roboczy diody LED D2 (lub całkowity prąd całkowity w przypadku użycia wielu emiterów) musi być mniejszy niż maksymalny dopuszczalny prąd kolektor-emiter tranzystora T1. Warunek ten jest spełniony przy marginesie dla części zastosowanych w obwodzie: I(D2) = 350 mA< Iкэ(Т1)=600 мА. Komora baterii KLS5-18650-L (FC1-5216) – 45-50 rubli. Jeśli podczas instalowania urządzenia ostrożnie przylutujesz przewody do zacisków akumulatora, możesz odmówić zakupu tego elementu konstrukcyjnego.

Rezystor R1 o wartości nominalnej 39-51 kOhm - 2-3 ruble.
Dodatkowy rezystor R2 obliczamy zgodnie z charakterystyką zastosowanej diody LED.

Cel i obliczenie dodatkowego rezystora w obwodzie zasilania diod LED

Napięcie akumulatora może być zbyt wysokie dla diody LED (może to spowodować jej awarię). Aby skompensować jego nadmiar stosujemy dodatkowy rezystor R2. Jego nominał obliczamy ze wzoru: U(A) = U(D2) + U(R2), gdzie:

U(A) – napięcie akumulatora;

U(D2) – napięcie pracy diody;

U(R2) – spadek napięcia na dodatkowym rezystorze R2.

Dla zastosowanej w powyższym obwodzie diody TDS-P001L4U15 o napięciu roboczym 3,7 V, zastosowanie rezystora R2 nie jest wymagane, gdyż U(A) = U(D2). Oznacza to, że nasz konkretny schemat będzie wyglądał następująco:

Jako przykład obliczenia dodatkowych rezystorów rozważ obwód z połączeniem dwóch różnych typów diod LED: D2 - BL-L813UWC (napięcie robocze - 2,7 V; pobór prądu - 30 mA; koszt - 15 rubli) i D3 - FYL-5013UWC /P (2,2 V; 25 mA; 20 rubli).

Obliczamy dodatkowy rezystor R2 dla diody LED D2.

U(A) = U(D2) + U(R2)

U(R2) = U(A) – U(D2) = 3,7 – 2,7 = 1 V

Zgodnie z prawem Ohma (znanym każdemu ze szkoły):

U(R2) = R2 I, gdzie I jest zatem prądem pobieranym przez diodę LED

R2 = U(R2): I = 1: 0,03 = 33,33 ≈ 33 omów

Podobnie obliczamy dodatkowy rezystor R3 dla diody LED D3:

U(R3) = U(A) – U(D3) = 3,7 – 2,2 = 1,5 V

R3 = U(R3): I = 1,5: 0,025 = 60 ≈ 62 omów

Uwaga! Po dokonaniu obliczeń wartości dodatkowych rezystorów zaokrągla się do najbliższych wartości standardowych.

Końcowy obwód z dwoma różnymi typami emiterów będzie wyglądał następująco:

Instalacja

Obwód składa się z minimalnej liczby elementów, dlatego montaż można łatwo przeprowadzić metodą zawiasową. Długość „nog” części będzie wystarczająca do lutowania bez użycia dodatkowych przewodów. Po zakończeniu montażu i sprawdzeniu funkcjonalności wyprodukowanej oprawy należy zaizolować wszystkie złącza za pomocą termoforu lub odpowiedniego uszczelniacza.

Dla tych, którzy wolą montować komponenty na płytce drukowanej, można to zrobić za pomocą płytki uniwersalnej o odpowiednich wymiarach lub wykonanej samodzielnie.

Z czego wykonany jest abażur?

Zanim podpowiemy, z jakich kształtów można wykonać abażur, przypomnijmy o wymaganiach, jakie należy spełnić przy samodzielnym wykonywaniu korpusu lampy:

Panel słoneczny powinien być umieszczony na zewnątrz, na górze produktu, tak aby był dobrze oświetlony w ciągu dnia.

Wszystkie szwy łączące elementy konstrukcyjne muszą być dokładnie uszczelnione (elementy obwodu boją się wilgoci).

Diody LED należy umieścić w przezroczystej części klosza.
W przeciwnym razie wszystko będzie zależeć tylko od Twojej wyobraźni, osobistych preferencji i dostępnych materiałów. Jedną z najprostszych opcji jest użycie szklanego słoika jako abażuru (na przykład do przechowywania produktów sypkich) z szeroką szyjką i szczelną pokrywką:

wykonaj otwór w pokrywie i przeprowadź przez niego przewody z panelu słonecznego;
przymocuj panel słoneczny na zewnątrz za pomocą szczeliwa;
Na wewnętrznej powierzchni montujemy komorę baterii i elementy obwodu;
Diody LED umieszczamy na dnie puszki.

Pojemnik na żywność wykonany z przezroczystego plastiku z powodzeniem możesz wykorzystać jako prawie gotowe etui. W sprzedaży dostępna jest duża ilość tego typu produktów w różnych rozmiarach i kształtach (okrągłe, kwadratowe, prostokątne). Wybór będzie zależał od wielkości panelu słonecznego i liczby diod LED.

W areszcie

Powtarzając najprostszy schemat i zdobywając niezbędne doświadczenie produkcyjne, będziesz w stanie wyprodukować wymaganą liczbę szerokiej gamy domowych lamp zasilanych energią słoneczną. Takie ekonomiczne i mobilne urządzenia oświetleniowe nie tylko ozdobią Twoją działkę ogrodową, ale także znacznie zwiększą komfort jej użytkowania w ciemności (np. jeśli umieścisz je wzdłuż ścieżek ogrodowych, nad drzwiami wejściowymi lub w pobliżu letniej altany).

Jeśli masz jakieś pytania na ten temat, zadaj je ekspertom i czytelnikom naszego projektu.

Wiele osób zna już latarnie ogrodowe ładowane z ogniw słonecznych. Te latarnie ogrodowe dosłownie zalały rynek, a ze względu na ich taniość i nowość wielu zakupiło ich dziesiątki. Ale te latarki nie wytrzymują tak długo, jak byśmy chcieli (nie więcej niż 5 lat), najpierw wyczerpują się baterie, a przezroczysta żarówka traci przezroczystość pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. W rezultacie nie ma sensu odnawiać tych latarek, ponieważ baterie nie są tanie, a wygląd nie jest już taki sam.

Ale z drugiej strony te latarnie ogrodowe mają działające ogniwa słoneczne, które działają dość długo (około 25 lat). Z tych ogniw słonecznych możemy własnoręcznie wykonać baterię słoneczną małej mocy, co jest całkiem odpowiednie jako marsz możliwość zasilania radia czy przenośnego telewizora, nie mówiąc już o ładowaniu telefonu komórkowego.

Zaletą ogniw słonecznych z latarni ogrodowych jest to, że są pokryte przezroczystą warstwą żywicy poliestrowej (całkowita grubość ogniwa słonecznego wynosi 2mm), co dodaje im wytrzymałość ogniw słonecznych i chroniąc je przed wpływami atmosferycznymi. Przez to są trudne do stłuczenia (podczas gdy konwencjonalne ogniwa poli- i monokrystaliczne mają grubość 0,2 mm i są kruche jak szkło), a nawet ci, którzy pierwszy raz trzymają lutownicę w ręku, poradzą sobie z lutowaniem, bo wszystko jest połączone zwykłe przewody.

Jeśli nie macie tylu latarni ogrodowych, możecie kupić podobne ogniwa słoneczne, jednak chcę zaznaczyć, że cena takich elementów (4,5V, 0,25W) wyniesie 1,5-2 dolary za sztukę, podczas gdy zwykłe ogniwa polikrystaliczne mają tej samej mocy, będzie kosztować 0,4 USD za sztukę.

Ile elementów będziemy potrzebować? Ponieważ napięcie jednego elementu wynosi 4,5V, aby uzyskać 18V (do naładowania akumulatora 12V) wystarczy połączyć szeregowo 4 elementy. A następnie, aby zwiększyć moc baterii słonecznej, łączymy linie 4 elementów równolegle.

To, ile połączyć równolegle, zależy od liczby dostępnych elementów. W tym przypadku dostępnych było 40 ogniw słonecznych i na tej podstawie zbudowano dla nich obudowę.

Ponieważ bateria słoneczna była przeznaczona do użytku w warunkach biwakowych i bez problemu zmieściła się w bagażniku samochodu, zdecydowano się na jej złożenie w formie książki. Korpus wykonano ze sklejki o wymiarach 50x32cm i grubości 6mm oraz bloków 2x2cm.

Ogniwa słoneczne zostały przyklejone do podstawy obudowy za pomocą silikonu.

Po zlutowaniu elementów nie zapomnij o montażu Dioda Schottky’ego tak, aby w przypadku braku światła słonecznego akumulator nie rozładowywał się przez ogniwa słoneczne.

Aby zabezpieczyć się przed deszczem i kurzem, do ramy przyklejamy kawałek plexi. Aby zapobiec porysowaniu pleksi podczas zamykania, w rogach przyklejono kawałki filcu.

Opcja pieszych wędrówek domowa bateria słoneczna gotowy do użycia. Jego całkowita moc wynosi około 15W.

Aby zasilić sprzęt, akumulatory i falownik (przetwornica z 12V na 220V AC) do kempingowej baterii słonecznej można umieścić w dowolnym plastikowym pojemniku lub np. w plastikowej skrzynce narzędziowej.

Wielu letnich mieszkańców ma na swoich posesjach lampy ogrodowe zasilane energią słoneczną, w większości wyprodukowane w Chinach, które nie są szczególnie niezawodne.

Proste modyfikacje mogą znacznie poprawić charakterystykę działania takich lamp.

Lampy ogrodowe nie tylko ozdabiają teren, ale także oświetlają ścieżki, dzięki czemu wieczorne spacery po ogrodzie będą bezpieczne. Wszystkie lampy ogrodowe dzielą się na stacjonarne i autonomiczne. Umieszczenie lamp stacjonarnych na działce ogrodowej wiąże się ze znaczną ilością pracy związanej z ułożeniem przewodów elektrycznych i montażem samych lamp. A ich cena jest bardzo wysoka.

Lampy stacjonarne na miejscu można uzupełnić lub nawet zastąpić urządzeniami autonomicznymi. Sprawdzą się dosłownie w każdym zakątku ogrodu. Zwłaszcza

Takie lampy wyglądają efektownie, jeśli umieścisz je na obwodzie stawu i wzdłuż ścieżek ogrodowych. Istnieją również autonomiczne reflektory ogrodowe, które służą do oświetlania budynków i dużych roślin ozdobnych.

Pomimo różnorodności modeli autonomicznych lamp ogrodowych, wszystkie są montowane według standardowego projektu, który obejmuje baterię słoneczną, akumulator, przetwornicę napięcia oraz diodę lub moduł LED. Każdy z tych elementów można ulepszyć, poprawiając w ten sposób parametry użytkowe lamp ogrodowych - na przykład jasność lub czas ich działania.

Zrób to sam modyfikacja lampy wieżowej

Na przykład lampa Tower (ryc. 1) jest zamontowana na przetworniku impulsów DA1-ANA618 (lub jego analogach - ANA608, Y801, Y8018). Przetwornica przełączająca zwiększa napięcie akumulatora niklowo-kadmowego do poziomu wymaganego do załączenia diody LED HL1. Dodatkowo przetwornica monitoruje napięcie na baterii słonecznej i o zmroku (kiedy napięcie na baterii słonecznej spadnie) załącza lampę. Ilość prądu przepływającego przez diodę LED, a co za tym idzie, jasność diody LED zależy od indukcyjności cewki indukcyjnej L1. W oprawach różnych producentów instalowany jest dławik o indukcyjności 68-82 μH. Przy tej wartości indukcyjności prąd płynący przez diodę LED nie przekracza 12 mA, chociaż prąd roboczy dla większości diod LED małej mocy wynosi 20-30 mA.

Aby zwiększyć wartość prądu (jasność lampy) należy wymienić dławik standardowy L1 na dławik o indukcyjności 33 μH. Prąd przepływający przez cewkę indukcyjną jest bardzo mały. Dlatego można zastosować dławik niemal dowolnej konstrukcji o danej wartości indukcyjności (zdjęcie 1).

Powinieneś usunąć starą cewkę indukcyjną z płytki i na nią. miejsce na montaż nowego. Jeżeli płytka jest przyspawana do korpusu lampy, a podzespoły znajdują się wewnątrz lampy, nie ma konieczności jej demontażu. Należy za pomocą pompki rozlutowującej usunąć lut, a następnie wyjąć cewkę z płytki (zdjęcie 2).

W zależności od konstrukcji diody LED zapewniają różną jasność dla danego prądu roboczego. W przypadku bardzo jasnych diod LED małej mocy jasność waha się w szerokim zakresie od 2 do 20 cd/m2 i więcej. W omawianej lampie ogrodowej zastosowano płaską głowicę LED, która przy prądzie roboczym 20 mA wytwarza strumień świetlny o jasności około 4 cd/mg. To wystarczy, aby oświetlić obszar w promieniu do 1,5 metra. Wymiana tej diody LED na bardzo jasną diodę LED 5013UWC o natężeniu 20 cd/m2 znacznie poprawi wydajność oświetlenia ogrodowego.

Wraz ze wzrostem prądu roboczego i jasności latarki LED wzrasta prąd pobierany z akumulatora. Zamiast standardowego akumulatora o pojemności 600 mAh należy zamontować akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy o pojemności 1000 mAh o podobnej wielkości, znacznie zwiększając tym samym żywotność lampy nawet przy pochmurnej pogodzie (fot. 3) .

Warto zaznaczyć, że obecnie produkowane są akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe wielkości AAA o różnych pojemnościach: 1000, 1100, 1350, 1800, a nawet 2000 mAh. Im większa pojemność zainstalowanego akumulatora, tym dłużej lampa będzie działać na jednym ładowaniu.

Przed zakupem akumulatora należy sprawdzić napięcie za pomocą multimetru. W przypadku akumulatora niklowo-metalowo-wodorkowego napięcie na elektrodach nie przekracza 1,3 V. W przypadku baterii solnych lub alkalicznych napięcie na elektrodach wynosi 1,50-1,57 V. Czasami pozbawieni skrupułów sprzedawcy pod pozorem niklu o dużej pojemności baterie wodorkowe, sprzedam baterie solne stylizowane na baterie.

Oprawy z trzema diodami LED

Aby lampa tworzyła równomierne oświetlenie, zamiast jednej diody LED można zamontować trzy pod kątem 120 stopni. Diody LED włączają się równolegle względem siebie. Przed montażem należy sprawdzić rozpiętość ich napięcia roboczego, które powinno być minimalne, w przeciwnym razie tylko jedna z trzech diod LED będzie świecić jasno, a pozostałe będą świecić słabo. Prostą kontrolę można łatwo przeprowadzić, montując obwód testowy (rys. 2). W przypadku zastosowania diod LED z tej samej partii będą one świeciły niemalże tą samą jasnością (zdjęcie 4).

Należy wziąć pod uwagę, że spadek napięcia przewodzenia dla diod LED o różnych kolorach świecenia jest znacznie różny (patrz tabela).

Dlatego też, jeśli diody LED o różnych kolorach zostaną połączone równolegle, zaświeci się ta o niższym spadku napięcia.

Diody LED umieszczone są na płytce o średnicy 15 mm. Rysunek płytki drukowanej, zmontowanego modułu LED oraz zasilanej energią słoneczną lampy ogrodowej z tym modułem LED pokazano na zdjęciach 5-6.

Możesz zrobić lampy ogrodowe, które będą świecić w różnych kolorach - czerwonym, niebieskim, żółtym, zielonym, białym, fioletowym. Wystarczy wybrać odpowiednie diody LED. Preferowane są ultrajasne diody LED, które przy tym samym prądzie pracy mają znacznie wyższą jasność niż konwencjonalne (zdjęcie 7).

Dynamiczne wielokolorowe światło

Niezależnie od tego jaki kolor diod LED wybierzemy do lampy ogrodowej, barwa ta będzie stała, niezmieniona w czasie. Dużo ciekawszy efekt można uzyskać stosując trójkolorową diodę LED z wbudowanym generatorem. Te diody LED są używane w droższych lampach UFO i lampach do stawów w kształcie kuli. W porównaniu do konwencjonalnych lamp ogrodowych koszt oświetlenia dynamicznego jest 15-20 razy wyższy!

Trójkolorowe diody LED z wbudowanym generatorem zawierają na jednej z elektrod mikroukład sterujący pracą matrycy RGB zamontowanej na drugiej elektrodzie (zdjęcie 8). Dioda LED ma dwa zaciski - katodę i anodę. Przewód anodowy jest zwykle dłuższy. Trójkolorowa dynamiczna dioda LED jest podłączona do źródła zasilania za pomocą rezystora ograniczającego prąd. Prąd roboczy tej diody LED wynosi 20 mA. Dynamicznych diod LED nie wolno podłączać do źródła zasilania bez rezystora ograniczającego prąd ani przykładać napięcia o odwrotnej polaryzacji. Maksymalne napięcie wsteczne większe niż 0,5-0,75 V niszczy dynamiczne diody LED.

Trójkolorowe, dynamiczne diody LED charakteryzują się szybką zmianą kolorów (szybkie blaknięcie) i płynnym tłumieniem (powolne blaknięcie). Te ostatnie najciekawsze są do zastosowania w lampach ogrodowych. Kolor ich blasku zdaje się przechodzić z czerwonego na żółty, potem na zielony, niebieski, biały, pomarańczowy i z powrotem.

W zależności od liczby zakupionych diod LED i miejsca zakupu, koszt diod LED znacznie się różni. Zatem partia 100 diod LED zakupiona na rynku radiowym kosztowała autora 10 rubli. za sztukę, a za pośrednictwem sieci detalicznej te same diody LED są sprzedawane za 55 rubli.

Nie da się podłączyć trójkolorowej diody LED z wbudowanym generatorem do lampy ogrodowej zamiast zainstalowanej białej diody LED: to po prostu nie zadziała. praca. A powód jest prosty - przetwornica zainstalowana w latarni ogrodowej wytwarza prostokątne napięcie impulsowe o częstotliwości 200-250 kHz (zdjęcie 9). Każdy nowy impuls uruchamia ponownie generator, wbudowany w trójkolorową dynamiczną diodę LED, a do normalnej pracy generatora napięcie impulsu musi zostać zamienione na napięcie stałe.

Najprostszym sposobem do tego celu jest użycie diody prostowniczej i kondensatora akumulującego. Dioda odcina ujemne przepięcia od przetwornika, a kondensator rozładowuje się w przerwach pomiędzy impulsami do diody LED. Zatem z napięcia przemiennego uzyskujemy napięcie stałe.

Przy wyborze diody i kondensatora należy preferować elementy do montażu powierzchniowego. Bardzo pożądane jest zainstalowanie diody Schottky'ego, która ma minimalny spadek napięcia 0,12-0,14 V i częstotliwość roboczą sięgającą setek kiloherców ze względu na krótki czas rozpuszczania ładunku. Preferowane jest zastosowanie kondensatora tantalowego o niskiej rezystancji zastępczej (zdjęcie 10). W tych warunkach zapewniona jest maksymalna wydajność prostownika.

Schemat modułu lampy pokazano na ryc. 4, płytka drukowana modułu i trójkolorowa dioda LED - na rys. 5, a zmontowany moduł pokazano na zdjęciu 11.

Ponieważ w ramach artykułu w czasopiśmie trudno oddać dynamiczne wydarzenia, dla zilustrowania działania latarni ogrodowej z trójkolorową diodą LED, na fotografii 12 przedstawiono serię zdjęć.

Modernizacja lampy ogrodowej okazała się bardzo prostym zadaniem. Możesz udekorować swój ogród fantastycznym oświetleniem opartym na masowo produkowanych, niedrogich lampach ogrodowych, modyfikowanych własnoręcznie.

Naprawa i ulepszanie lamp solarnych zrób to sam - zdjęcie

Ryż. 1. Koncepcja lampy „Wieża”. Zdjęcie 1. Miniaturowe cewki do montażu naściennego. Zdjęcie 2. Demontaż cewki bez demontażu płytki. Zdjęcie 3. Baterie AAA. Ryż. 2. Schematyczny diagram sprawdzania jasności świecenia. Fot. 4. Diody z jednej partii mają prawie taką samą jasność. Fot. 5. Montaż modułu LED. Ryż. 3. Płytka drukowana na trzy diody LED. Zdjęcie 6. Lampa z trzema diodami LED. Zdjęcie 7. Przykład super jasnych diod LED. Zdjęcie 8. Trójkolorowa dioda LED z matrycą sterującą RGB.

Naprawa i ulepszanie lampy zasilanej energią słoneczną - foto 2

Fot. 9. Oscylogram napięcia impulsowego generowanego przez przetwornicę. Fot. 10. Kondensator tantalowy. Ryż. 4. Schemat ideowy dynamicznego modułu lampy. Ryż. 5. Płytka drukowana modułu lampy dynamicznej. Fot. 11. Montaż modułu lampy dynamicznej. Fot. 12. Różne fazy pracy lampy dynamicznej z trójkolorową diodą LED.

Autonomiczna lampa ogrodowa może służyć nie tylko jako dekoracja ścieżki ogrodowej. Urządzenie to tworzy przytulność i dość skutecznie oświetla przestrzeń ogrodu, eliminując konieczność zużycia prądu. Możesz także zaoszczędzić na jego zakupie: nawet uczeń, który jest nieco zaznajomiony z podstawami elektroniki i elektrotechniki, może własnoręcznie złożyć lampę zasilaną energią słoneczną.
W 1998 roku rozpoczęto produkcję diod LED emitujących jasne, białe światło, co znacznie zwiększyło wydajność lamp opartych na akumulatorze i panelu słonecznym. Akumulator należy kupić w sklepie radiowym, jego pojemność musi wynosić co najmniej 1500 mAh przy napięciu 3,7 V na zaciskach. Pełne naładowanie nastąpi w ciągu 8 godzin. Warto pomyśleć także o panelu słonecznym o parametrach 5,5 V/200 mA.

Możesz złożyć lampę zasilaną energią słoneczną własnymi rękami zgodnie z następującym schematem:

Baza elementów składa się z następujących elementów:

rezystor 47 - 56 Ohm (w celu ograniczenia prądu);
rezystor 47 - 56 kOhm (wybór zależy od rodzaju użytego tranzystora);
dioda produkowana w kraju KD243A lub importowany analog 1N4001/7/1N4148;
tranzystor krajowy KT361G lub importowany 2N3906.

Dioda i tranzystory wyglądają tak:

Do montażu obwodu potrzebna będzie płytka drukowana o następującej konfiguracji (możesz ją samodzielnie wytrawić):

Należy stosować lampy LED o mocy 3 W: takie źródło zapewni wystarczające oświetlenie. Można zainstalować kilka sztuk o mniejszej mocy (od 1 do 1,5 W).

Nasadkę dezodorantu możesz wykorzystać jako obudowę akumulatora i układu elektronicznego. Panel słoneczny mocowany jest do blatu za pomocą kleju termotopliwego. Laserowa płyta CD może służyć jako reflektor. Zmontowana lampa będzie wyglądać następująco:

Samodzielnie zmontowana lampa SB automatycznie włącza się o zmroku i wyłącza rano. Koszty wytworzenia będą 2,5 - 3 razy niższe niż koszt gotowego produktu, a jeśli będzie kilka lamp, oszczędności staną się bardziej znaczące. Chociaż szczerze mówiąc, koszt lampy ogrodowej zasilanej energią słoneczną nie jest wysoki. Robią lampę zasilaną energią słoneczną własnymi rękami, nie dla zysku, ale dla przyjemności.

Jeśli autonomiczna lampa została już zakupiona, ale jej walory dekoracyjne pozostawiają wiele do życzenia, możesz poprawić jej właściwości. Zamiast białych lampek do lampy zasilanej energią słoneczną można własnoręcznie włożyć kolorowe lampki (występują w kolorze zielonym, niebieskim, żółtym i czerwonym w różnych odcieniach), przestrzegając biegunowości. Może pojawić się problem: po godzinie lub półtorej lampa ogrodowa zacznie słabo świecić, a następnie zgaśnie.

Aby poprawić sytuację, należy wprowadzić zmiany w obwodzie, dodając szeregowo do obwodu rezystancję kilkudziesięciu omów. Aby to zrobić, musisz wyciąć ścieżkę na płytce i wlutować rezystor w szczelinę.

Rezystor dobiera się na podstawie prądu: jego wartość powinna wynosić około 5 mA. Prąd ten wystarczy, aby lampa działała kilka godzin nawet na akumulatorze o połowę słabszym.

Lepiej jest używać akumulatora typu Ni-MH („palcowego” AA lub AAA): jest on tańszy niż akumulator Ni-Cd, którego żywotność rzadko przekracza 1 rok. Jest to uzasadnione także faktem, że godziny dzienne to wciąż za mało, aby naładować akumulator o pojemności 3000 mAh do 100%.

Takie lampy, wykonane lub zmodyfikowane we własnym zakresie, można zamontować na ścieżkach w ogrodzie, w pobliżu bramy wjazdowej lub na werandzie domu.

Wielu letnich mieszkańców marzy o udekorowaniu swojej działki w nocy przenośnymi latarkami zasilanymi energią słoneczną, ale wielu po prostu nie może sobie pozwolić na taki luksus. Jest wyjście: montując lampy własnymi rękami z niedrogich komponentów radiowych, możesz łatwo zorganizować prawdziwe rozproszenie światła w ogrodzie.

Zakupione lampy częściej rozczarowują niż zachwycają. Świecą słabo, działają tylko kilka godzin i nie wytrzymują dłużej niż dwa lata. Montując lampę ogrodową własnymi rękami, sam określasz niezbędne parametry i możesz liczyć na gwarantowany wynik.

Zasada działania takiej lampy jest bardzo prosta. W ciągu dnia słońce uderza w fotokomórkę, która generuje prąd i ładuje niewielki akumulator. Kiedy napięcie panelu słonecznego spada, przełącznik tranzystorowy odcina prąd płynący z panelu słonecznego do akumulatora i zasila jedną lub więcej jasnych diod LED. Gdy na stykach fotokomórki pojawi się napięcie, następuje przełączenie odwrotne.

Jakie części najlepiej zamówić i gdzie?

Najtrudniej jest zdobyć ogniwa słoneczne. Odpowiednie są przedmioty niespełniające norm; najłatwiej je kupić na różnych aukcjach internetowych, takich jak Aliexpress. Wybierz moduł o napięciu wyjściowym co najmniej 5 woltów; moc musi odpowiadać liczbie diod LED. Bardzo ważne jest, aby moduł posiadał odczepy przewodzące; w przeciwnym razie kup takie, które są w komplecie z przewodami płaskimi i topnikiem.

Najdroższym elementem lampy jest akumulator niklowo-wodorkowy lub litowo-jonowy. Potrzebujesz baterii o napięciu 3,6 V, wyglądają jak trzy baterie AA zafoliowane. Pojemność musi również odpowiadać całkowitej mocy diod LED pomnożonej przez liczbę godzin pracy baterii + 30%. Można kupić razem z modułami.

Źródłem światła są diody LED. Opierając się wyłącznie na cechach, najprawdopodobniej nie będziesz w stanie wybrać odpowiedniego poziomu oświetlenia, więc będziesz musiał wybrać eksperymentalnie. Zaleca się stosowanie jasnych, białych diod LED BL-L513. Łatwo je znaleźć w sklepach z częściami elektronicznymi, na przykład w Chip and Dip kosztują 10 rubli. Każda dioda LED wymaga rezystora ograniczającego prąd o wartości 33 omów.

Ponadto do każdej lampy potrzebny jest tranzystor 2N4403, dioda prostownicza 1N5391 lub KD103A, a także rezystor, którego wartość oblicza się za pomocą wzoru R = U baht x 100/N x 0,02, Gdzie N- liczba diod LED w obwodzie oraz Ty baht— napięcie robocze akumulatora.

Ile będą kosztować części?

W tanich chińskich lampach kosztujących około 500 rubli. Wykorzystywana jest tylko jedna dioda LED, co wyraźnie nie wystarczy. Co więcej, napięcie baterii wynosi 1,5 V, dlatego światło jest bardzo słabe.

Elementy	Cena	Ilość	całkowity koszt
Moduły słoneczne Eco-Source 52x19 mm	675 rubli. za 40 szt. (na 4 lampy)	1 zestaw	675,00 RUB
Bateria SONY HR03 (1,2 V 4300 mAh)	885 rubli. za 12 szt. (na 4 lampy)	1 zestaw	885,00 RUR
Diody LED BL-L513UWC	10 rub./szt.	12 szt.	120,00 RUB
Rezystor CF-100 (1 W 33 Ohm)	1,8 rub./szt.	12 szt.	21,60 rubli.
Tranzystor 2N4403	6 rubli/szt.	4 rzeczy.	24,00 RUB
Dioda 1N5391	2,5 rubli/szt.	4 rzeczy.	10,00 RUB
Rezystor CF-100 (1 W 3,6 kOhm)	1,9 RUR/szt.	4 rzeczy.	7,60 rubli.
Całkowity:			1743,20 RUB

Okazuje się, że do złożenia jednej wysokiej jakości lampy potrzebne są komponenty warte około 435 rubli. Ale z tych samych części, kupując ostatnie 3 przedmioty, możesz zrobić 12 analogów tanich chińskich lamp.

Lutowanie prostego obwodu i składanie części

Aby złożyć taki obwód, nie jest konieczne posiadanie podstawy tekstolitowej i wytrawianie ścieżek. Katody (krótka noga) wszystkich diod LED są zmontowane w jedną całość, a do anod (długa noga) przylutowane są rezystory 33 Ohm. Końce rezystorów są również lutowane razem i przylutowane do kolektora tranzystora. Do podstawy tranzystora podłączony jest rezystor 3,6 kOhm, a katoda diody prostowniczej jest podłączona do emitera. Anoda diody jest podłączona do rezystora bazowego, a biegun dodatni modułów słonecznych jest zasilany do tego samego urządzenia. Ujemny z modułów i akumulatora jest podłączony przewodami do połączonych katod diod LED. Dodatni biegun akumulatora jest podłączony do emitera tranzystora.

Schemat elektryczny lampy

Poszczególne moduły fotowoltaiczne mają napięcie 0,5 V, a do ładowania akumulatorów potrzeba 4,5-5 V. Dlatego poszczególne moduły należy łączyć w łańcuchy. Najpierw przylutuj przewody do modułów, jeśli ich nie ma. W tym celu należy pociąć płaski przewód na paski nieco dłuższe niż szerokość modułu. Jeśli moduł ma 19 mm, wytnij 25 mm.

Styk dodatni modułu znajduje się z tyłu, a styk ujemny to ten sam środkowy pasek z przodu. Wzdłuż tego paska należy poprowadzić topnik - jest to bezbarwny marker z zestawu. Następnie na styk kładzie się kawałek przewodnika. Pozostaje tylko powoli przesuwać lutownicę od góry: na przewodniku jest już cienka warstwa cyny. Pozostały ogon jest przylutowany do styku z tyłu następnego modułu i tak dalej wzdłuż łańcucha, aż 10 modułów zostanie zmontowanych w dwóch rzędach.

Pomiędzy rzędami należy wykonać zworkę z płaskiego przewodu i przylutować cienkie miedziane druty do pozostałych dwóch końców. Zachowaj ostrożność podczas obchodzenia się z modułami, są one bardzo delikatne. Niewskazane jest także ich przegrzewanie, dlatego nie należy zbyt długo trzymać lutownicy w jednym miejscu.

Projekt i montaż lampy

Lampa wymaga obudowy, najlepiej wodoodpornej. Bardzo wygodne jest użycie pustego słoika z zakręcaną pokrywką.

Przykład układu części

Do montażu takiej lampy potrzebny jest kawałek sklejki, na który należy przykleić dwa rzędy modułów. Proponowane fotokomórki mają wymiary 52x19 mm; po złożeniu ich w dwóch rzędach powstanie prostokąt o wymiarach około 110x110. Moduły można przykleić za pomocą dwustronnej taśmy do luster, ale nie dociskać ich zbyt mocno.

Przed sklejeniem modułów wytnij w środku deski otwór na pokrywkę słoika i zabezpiecz go kilkoma kroplami gorącego kleju. Należy przebić dwa otwory w pokrywie, aby wprowadzić przewody z modułów; nie zapomnij później przywrócić uszczelki.

Aby wygodnie umieścić elektronikę w środku, przyklej małą piankową podkładkę po wewnętrznej stronie pokrywy. Jeżeli przy lutowaniu obwodu nie pogryziecie nóżek, można elementy wbić w piankę i tak zamocować. A jeśli zrobisz w piance prostokątne nacięcia, bez problemu włożysz do nich baterie. Do kontaktu użyj pary spłaszczonych kulek folii aluminiowej z przylutowanymi do nich drutami.

Przed zamknięciem pokrywki dobrze ogrzej wnętrze słoiczka suszarką do włosów. Dzięki temu części będą mniej się utleniać, a na ściankach słoika nie pojawi się kondensacja.

Niektóre tajemnice operacyjne

Lampy źle znoszą zimno, dlatego warto na zimę przenieść je do ciepłego pomieszczenia. Baterie należy całkowicie rozładować, przykrywając panel słoneczny czymś nieprzezroczystym. Owiń baterie osobno w papier, aby wydłużyć ich żywotność. Rozważ także pokrycie modułów przezroczystą powłoką ochronną lub zastosowanie foliowych ogniw słonecznych. Ogólnie rzecz biorąc, takie lampy wytrzymują 6-7 lat aktywnego użytkowania.