Садовый фонарь на солнечной батарее схема

Как это работает:

Садовый фонарь

Приятно вечером зажечь в саду фонарь. Разработанные на Западе и успешно производимые китайцами, садовые фонари на солнечных батареях на солнечных батареях стали коммерчески доступными в нашей стране (добавляю немного сарказма, не могу промолчать, в нашей стране – первой в мире по использованию солнечных батарей в космосе). Первую я купил в 2003 году на распродаже за 600 рублей. Через три года аккумулятор лампы вышел из строя. Из-за полностью герметичной конструкции светильника для замены батарейки пришлось вскрыть пулевидный корпус, хорошо склеенный из толстого белого пластика. Вскрытие показало красивый желтоватый свет от двух светодиодов высокой яркости с небольшим рассеивателем, а измерение электроники выявило наличие в светильнике западных корней в виде "огромного" Светильник имеет солнечный элемент размером 60×60 мм и стабилизирует параметры зарядки аккумулятора. К сожалению, при вскрытии корпус был сильно поврежден, и восстановить светильник не было возможности.

Выбрасывать работающую схему не было смысла. Было решено заменить аккумулятор и сделать прикроватный светильник в моем загородном доме. Красивый настенный светильник служил элементом декора, но был непрактичен как источник света в квартире. В изготовлении солнечного ночника будет выделено три этапа.

Этап 1: изготовление наружного блока

Солнечная панель была аккуратно отсоединена от солнечного фонаря, и здесь следует помнить о полярности подключения элемента к цепи. Для защиты элемента от внешних воздействий был изготовлен герметичный прозрачный контейнер. Основой контейнера послужила прозрачная стеклянная банка ~0,5 л с завинчивающейся крышкой. Для герметизации кабеля питания в крышке было сделано отверстие для кабельного ввода. Отверстие должно быть просверлено как можно аккуратнее, крышка тонкая, и заусенцы и срезы могут нарушить целостность конструкции. Я просверлил небольшое отверстие и сделал его нужного диаметра с помощью напильника и напильника. Я сделал наклонную площадку из упаковочного полипропилена ~45°, чтобы установить солнечную панель и получить лучший солнечный свет на моем участке.

Если у вас дача на экваторе, то солнечную панель следует располагать горизонтально. Аккуратно припаяйте к солнечной панели удлинитель для люстры прикроватной лампы. У меня ~5 метров. Протяните кабель через дроссель и установите выносной блок. Не забудьте положить силикагель в банку. Подойдут так называемые духи из коробки из-под обуви. Силикагель будет поглощать лишнюю влагу из внутреннего объема банки и предотвратит запотевание стекла изнутри, если температура снаружи понизится. Проверьте ориентацию солнечной панели внутри банки и затяните дроссель.

Конструкция солнечного светильника

Все солнечные светильники низкой и средней стоимости сегодня имеют практически одинаковые солнечные элементы площадью не более 9 квадратных сантиметров. Солнечная батарея заряжает аккумулятор. Размер и емкость батареи зависят от размера светильника и добросовестности производителя. Как правило, используются стандартные батареи малой и средней емкости. Иногда можно купить светильник за 45 рублей и стать обладателем новой батарейки формата АА емкостью 1 Ач. Большинство светильников оснащены выключателями. С помощью выключателя вы можете отключить батарейку от цепи питания. Использование выключателя очень полезно при хранении осветительных приборов в зимнее время.

Электронная схема садового светильника

В прошлом схемы светильников собирались на дискретных компонентах, но в настоящее время все упростилось. Вся электроника, за исключением катушки L1, сосредоточена в одной микросхеме, в этих лампах есть две одинаковые микросхемы типа 5252 и 5251, причем третья самая дешевая лампа на микросхеме обозначается F1. Схемы садовых ламп показаны ниже.

Микросхемы начинают создавать импульсное напряжение для питания сверхъяркого светодиода, когда напряжение от солнечной панели падает. Стандартные светодиоды обычно имеют узкий угол излучения. Чтобы распределить свет от фонаря, в нижней части рассеивателя фонаря может быть установлено коническое зеркало. Эти зеркала необходимо содержать в чистоте во время использования. Мудрые китайцы в последние два года устанавливают в некоторые садовые фонари светодиоды с углом излучения 140-160°, что не требует установки зеркала.

Та же электроника садовых фонарей заставляет задуматься об объективной величине цены фонарей с примитивными декоративными элементами. Правда в том, что время не стоит на месте, и на подходе новое поколение солнечных фонарей. Например, фонари с литиевой батареей..

Критерии выбора деталей и цена

Выбор комплектующих зависит от того, насколько мощный фонарь вы собираетесь сделать. Вот конкретные номиналы для домашнего светильника мощностью 1 Вт и световым потоком 110 лм.

Поскольку в приведенной схеме не предусмотрен контроль уровня заряда батареи, первое, что нужно учесть, – это выбор солнечной панели. Если вы выберете панель со слишком низким током, она просто не сможет зарядить аккумулятор до необходимой емкости в светлое время суток. И наоборот, панель со слишком большой мощностью может перезарядить аккумулятор в светлое время суток и сделать его бесполезным.

Вывод: ток, вырабатываемый панелью, и емкость аккумулятора должны соответствовать друг другу. Для грубых расчетов можно использовать соотношение 1:10. В нашем конкретном изделии мы используем солнечную панель с напряжением 5 В и генерируемым током 150 мА (120-150 рублей) и аккумулятор 18650 (напряжение 3,7 В; емкость 1500 мАч; стоимость 100-120 рублей).

Также для изготовления нам понадобятся:

• Диод Шоттки 1N5818 с максимально допустимым током проводимости 1А – 6-7 рублей. Выбор данного типа выпрямительной детали обусловлен низким падением напряжения (около 0,5 В). Это позволит использовать солнечную батарею наиболее эффективно.
• Транзистор 2N2907 с максимальным током коллектор-эмиттер до 600 мА – 4-5 рублей.
• Мощный белый светодиод TDS-P001L4U15 (сила светового потока – 110 лм; мощность – 1 Вт; рабочее напряжение – 3,7 В; потребляемый ток – 350 мА) – 70-75 рублей.

Назначение и расчет дополнительного резистора в цепи питания светодиода

Напряжение батареи может быть слишком высоким для светодиода (это может привести к выходу светодиода из строя). Для компенсации избыточного напряжения батареи используется предварительно зарегистрированный резистор R2. Рассчитайте его номинал по формуле: U(A) = U(D2) + U(R2), где:

U(A) – напряжение батареи;

U(D2) – рабочее напряжение светодиода;

U(R2) – падение напряжения на резисторе R2.

В случае светодиода TDS-P001L4U15, используемого в приведенной выше схеме с рабочим напряжением 3,7 В, использование резистора R2 не требуется, поскольку U(A) = U(D2). Таким образом, наша конкретная схема будет выглядеть следующим образом:

В качестве примера расчета дополнительных резисторов рассмотрим схему с двумя светодиодами разных типов: D2 – BL-L813UWC (рабочее напряжение – 2,7 В; потребляемый ток – 30 мА; стоимость – 15 рублей) и D3 – FYL-5013UWC/P (2,2 В; 25 мА; 20 рублей).

Рассчитываем дополнительный резистор R2 для светодиода D2.

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

Согласно закону Ома (известному всем еще со школы):

U(R2) = R2 – I, где I – ток, потребляемый светодиодом, следовательно.

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

Таким же образом рассчитываем дополнительный резистор R3 для светодиода D3:

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

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

Подсказка! После расчета значений дополнительных резисторов округлите их до ближайшего стандартного значения.

Приблизительные затраты

Оценить стоимость строительства садового солнечного фонаря сложно из-за различий в компонентах. Если вы используете подручные материалы, затраты будут небольшими. На покупку плитки и других радиодеталей вам понадобится не более 500 рублей.

Самой дорогой деталью будет солнечная батарея. Ее стоимость может составлять от 10 рублей до 1 000 рублей, в зависимости от качества изделия и бренда. Самые дорогие компоненты будут работать долго и радовать владельца участка ярким светом.

Более дешевые доски быстро ломаются и могут не работать сразу после изготовления. Трубы из ПВХ могут потребовать дополнительных затрат. Лучшее решение – найти альтернативу или использовать имеющиеся запасы.

Таблица затрат может выглядеть следующим образом:

Бюджетный вариант одного светодиодного фонаря будет стоить около 500 рублей, согласно таблице. Можно приобрести необходимые для его создания компоненты оптом, чтобы собрать несколько изделий такого типа, тогда общая сумма покупки будет еще ниже за единицу светового прибора.

Создать светодиодный фонарь для сада можно своими руками из подручных материалов. Чтобы сделать полноценное осветительное устройство на основе солнечного света, вам потребуется заранее подготовить все компоненты будущей схемы и материалы.

Работа может быть проще, если вы купите готовую плату.При выполнении работы важно соблюдать меры предосторожности. Важно соблюдать меры предосторожности при сверлении и пайке. Во избежание травм следует использовать перчатки и защитные очки.

Светодиодный фонарь собирается по электронной схеме, а затем устанавливается в стеклянный колпак, который рассеивает и усиливает свечение. Стоимость светодиодного фонаря может быть минимальной, если использовать недорогие материалы. Недорогой светодиод прослужит долго, независимо от условий эксплуатации.