Solární pouliční osvětlení: jak sestavit systém

Pokud uvažujete o organizaci osvětlení vašeho dvorku, pak nespěchejte s nákupem svítidel v obchodě. DIY solární zahradní svítidla.

Pokud chcete osvětlit otevřený prostor a jeho napájení je obtížné, měli byste přemýšlet o solárních lampách, jejichž baterie jsou nabíjeny slunečními paprsky. S nástupem tmy začnou taková zařízení fungovat a vytvoří pohodlné prostředí na vašem dvorku. Svítidla se snadno používají a instalují a také na ně lákají poměrně přijatelné ceny a široký výběr.

Solární zahradní světlo

Tento článek bude zajímat ty, kteří rádi vytvářejí věci užitečné v domácnosti vlastníma rukama. Výhody výroby lamp “sami” lze bezpečně připsat skutečnosti, že váš model bude exkluzivní a docela spolehlivý (koneckonců, vyrobili jste si ho sami). Mějte však na paměti, že mnoho peněz neušetříte. Nebudeme popisovat drahé obvody pomocí hotových regulátorů, ale zaměříme se pouze na nejjednodušší verzi. Téměř každý, kdo někdy držel v ruce páječku, to může zopakovat.

Schematické schéma snadno replikovatelného svítidla

Schéma solární lampy níže je velmi jednoduché a bylo opakovaně testováno mnoha amatéry, kteří se specializují na výrobu užitečných zařízení pro kutily.

Během dne solární panel (S) přeměňuje energii světelných paprsků na elektrickou energii.
Proud, který generuje diodou D1, nabíjí baterii (A).
Kladný potenciál přivedený na bázi přes rezistor R1 “udrží” tranzistor T1 v sepnutém stavu a LED D2 nesvítí.
Při výrazném poklesu osvětlení solárního panelu se tranzistor otevře (v důsledku poklesu kladného potenciálu aplikovaného na bázi) a připojí LED D2 k baterii. LED začne svítit.
Dioda D1 zabraňuje vybíjení baterie přes solární panel.
S nástupem svítání kladné napětí přicházející z „+“ výstupu solárního panelu do báze „uzavře“ tranzistor T1 a LED D2 přestane svítit a baterie se začne znovu nabíjet.

Kritéria pro výběr dílů a ceny

Výběr dílů závisí na tom, jak výkonnou lampu chcete vyrobit. Konkrétní hodnocení udáváme pro podomácku vyrobené osvětlovací zařízení s výkonem 1W a intenzitou světelného toku 110Lm.

Protože ve výše uvedeném schématu nejsou žádné prvky pro řízení úrovně nabití baterie, je nejprve nutné věnovat pozornost výběru solární baterie. Pokud zvolíte panel s příliš malým proudem, pak během denního světla jednoduše nestihne nabít baterii na požadovanou kapacitu. Naopak příliš silná světelná lišta může dobíjet baterii během denního světla a učinit ji nepoužitelnou.

Závěr: proud generovaný panelem a kapacita baterie se musí shodovat. Pro hrubý výpočet můžete použít poměr 1:10. V našem konkrétním produktu používáme solární panel s napětím 5 V a generovaným proudem 150 mA (120-150 rublů) a baterii s tvarovým faktorem 18650 (napětí 3,7 V; kapacita 1500 mAh; cena 100-120 rublů) .

Dále k výrobě potřebujeme:

Schottkyho dioda 1N5818 s maximálním přípustným dopředným proudem 1 A – 6-7 rublů. Volba tohoto konkrétního typu části usměrňovače je způsobena nízkým úbytkem napětí na něm (asi 0,5 V). To vám umožní využívat solární panel nejefektivněji.
Tranzistor 2N2907 s maximálním proudem kolektor-emitor až 600 mA – 4-5 rublů.
Výkonná bílá LED TDS-P001L4U15 (intenzita světelného toku – 110 Lm; výkon – 1 W; provozní napětí – 3,7 V; spotřeba proudu – 350 mA) – 70-75 rublů.

Důležité! Provozní proud LED D2 (nebo celkový celkový proud při použití více emitorů) musí být menší než maximální povolený proud kolektor-emitor tranzistoru T1. Tato podmínka je splněna s rezervou pro části použité v obvodu: I(D2)=350 mA < Ike(T1)=600 mA.Prostor pro baterie KLS5-18650-L (FC1-5216) – 45-50 rublů. Pokud při instalaci zařízení pečlivě připájete vodiče ke svorkám baterie, můžete odmítnout nákup tohoto konstrukčního prvku.

Rezistor R1 s nominální hodnotou 39-51 kOhm – 2-3 rublů.
Přídavný odpor R2 je vypočítán v souladu s charakteristikami použité LED.

Účel a výpočet přídavného rezistoru v napájecím obvodu LED

Napětí baterie může být pro LED příliš vysoké (to může vést k selhání LED). Pro kompenzaci jeho přebytku použijeme přídavný odpor R2. Jeho nominální hodnotu vypočítáme na základě vzorce: U(A) = U(D2) + U(R2), kde:

U(A) – napětí baterie;

U(D2) – provozní napětí LED;

U(R2) – úbytek napětí na přídavném rezistoru R2.

U LED TDS-P001L4U15 použité ve výše uvedeném obvodu s provozním napětím 3,7 V není použití rezistoru R2 vyžadováno, protože U (A) u2d U (DXNUMX). To znamená, že naše konkrétní schéma bude vypadat takto:

Jako příklad výpočtu přídavných rezistorů zvažte obvod s připojením dvou různých typů LED: D2 – BL-L813UWC (provozní napětí – 2,7 V; spotřeba proudu – 30 mA; cena – 15 rublů) a D3 – FYL-5013UWC / P (2,2, 25 V; 20 mA; XNUMX rublů).

Vypočítáme přídavný odpor R2 pro LED D2.

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

Podle Ohmova zákona (známého všem ze školy):

U(R2) = R2 • I, kde I je tedy proud spotřebovaný LED

R2 u2d U (R1) : I u0,03d 33,33: 33 uXNUMXd XNUMX ≈ XNUMX ohmů

Podobně vypočítáme přídavný odpor R3 pro LED D3:

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

R3 u3d U (R1,5) : I u0,025d 60: 62 uXNUMXd XNUMX ≈ XNUMX ohmů

Na poznámku! Po výpočtech hodnoty dalších rezistorů zaokrouhlíme získané hodnoty na nejbližší standardní hodnocení.

Finální obvod se dvěma různými typy emitorů bude vypadat takto:

Instalace

Obvod se skládá z minimálního počtu prvků, takže instalaci lze snadno provést na pantech. Délka „noh“ dílů bude dostačující k pájení bez použití dalších drátů. Po dokončení instalace a kontrole výkonu vyrobeného svítidla by měly být všechny spoje izolovány tepelnou tužkou nebo vhodným tmelem.

Pro ty, kteří dávají přednost montáži součástek na PCB, mohou tak učinit pomocí univerzální montážní desky vhodné velikosti nebo vyrobit vlastní.

Z čeho je strop?

Než řekneme, jaké formy lze použít při výrobě stropního svítidla, připomeňme si požadavky, které je třeba dodržovat při výrobě samotného těla svítidla:

Solární panel musí být umístěn na vnější straně výrobku, aby byl během dne dobře osvětlen.

Všechny tupé spoje mezi konstrukčními prvky musí být pečlivě utěsněny (komponenty obvodu se bojí vlhkosti).

LED musí být umístěny v průhledné části stropu.
V opačném případě bude vše záviset pouze na vaší fantazii, osobních preferencích a dostupných materiálech. Jednou z nejjednodušších možností je použití skleněné nádoby jako stropní lampy (například pro skladování sypkých produktů) se širokým hrdlem a těsným víkem:

udělejte otvor ve víku a protáhněte jím dráty ze solárního panelu;
připevněte solární panel na vnější straně tmelem;
na vnitřní povrch namontujeme bateriový prostor a prvky obvodu;
LED diody jsou umístěny ve spodní části nádoby.

Jako prakticky hotové pouzdro lze s úspěchem použít nádobu na potraviny z průhledného plastu. V prodeji je velké množství takových výrobků různých velikostí a tvarů (kulaté, čtvercové, obdélníkové). Výběr bude záviset na velikosti solárního panelu a počtu LED diod.

Na závěr

Opakováním nejjednoduššího schématu a získáním potřebných výrobních zkušeností můžete vyrobit požadovaný počet široké škály domácích solárních lamp. Taková ekonomická a mobilní osvětlovací zařízení nejen ozdobí váš dvorek, ale také výrazně zvýší komfort používání v noci (například pokud je umístíte podél zahradních cest, nad vchodové dveře nebo u letního altánku).

Pokud máte nějaké dotazy k tomuto tématu, zeptejte se je specialistům a čtenářům našeho projektu zde.

Zahradní světla napájená solárními panely jsou pohodlným a zcela autonomním řešením. Pro něj nemusíte tahat kabel a utrácet peníze za komunikaci, zařízení je levné, a pokud si přejete, můžete to udělat sami. Všechny komponenty jsou v prodeji, musíte si prostudovat schéma, koupit vše, co potřebujete, a provést práci podle jednoduchých pokynů.

Domácí zahradní lampa může být stylová.

solární lampa zařízení

Nejprve musíte zjistit, z jakých částí se konstrukce skládá a jak funguje. Zahradní světla mají jednoduché zařízení, protože mají pouze to, co potřebujete:

Tělo obsahující části. Nejčastěji se jedná o plastové pouzdro v horní části a spodní je vyrobeno ve formě stojanu zužujícího se směrem dolů, takže jej lze jednoduše zapíchnout do země. Plast je odolný vůči povětrnostním vlivům a nárazu, takže se nepoškozuje ultrafialovým zářením a při náhodném nárazu nepraská.
Ochranné sklo. V horní části je plochý prvek a na straně difuzor. Polymery jsou nejčastěji výrobním materiálem, takže ani při rozbití na místě nebudou žádné nebezpečné úlomky.
Solární článek, obvykle malý článek o ploše asi 9 centimetrů čtverečních. Kvalita se může lišit, takže svítidla fungují jinak. Při výběru hotové možnosti je třeba pečlivě prozkoumat povrch panelu, měl by být dokonale hladký, bez prasklin a poškození.
Baterie uchovává energii přeměněnou solární baterií, aby byl zajištěn provoz lampy ve tmě. Kapacita a provedení se může lišit, vše závisí na ceně produktu. Při nákupu můžete tento bod specifikovat, protože na něm přímo závisí životnost baterie.
LED diody poskytují dobré osvětlení s minimální spotřebou energie. Množství závisí na jasu, obvykle jsou instalovány malé možnosti, které šetří elektřinu.
Fotorezistor nebo světelný senzor večer automaticky zapne podsvícení prostoru. Když se množství světla v tomto uzlu sníží, odpor se změní a světlo se rozsvítí.
Řídicí deska je spojovací prvek, který propojuje všechny uzly a zajišťuje jejich provoz.

Zahradní světla dokážou prostor mnohem zútulnit.

Pokud potřebujete AA baterii, můžete si pořídit nejlevnější zahradní světlo. Odtud můžete baterii vyjmout a její cena bude několikanásobně levnější než při nákupu samostatně.

Autonomie: žádné kabely, žádný projekt atd. Lampu stačí umístit kamkoli a okamžitě začne fungovat.
Zařízení poskytuje rozptýlené osvětlení, které nebolí oči, ale poskytuje dobrou viditelnost na místě ve tmě.
Péče a údržba nejsou nutné. Prach stačí setřít několikrát za sezónu, aby solární baterie snáze akumulovala energii a světlo se lépe rozptylovalo.
Lampy jsou bezpečné pro děti a domácí mazlíčky. Neobsahují žádné škodlivé látky a ostré části.

Na trhu je mnoho různých modelů.

Podle toho, jak! Pokud zůstanou pouzdra ze starých rozbitých zahradních lamp, lze je použít k výrobě domácích možností. To usnadní práci.

Elektrické schéma

Zde je ukázáno nejjednodušší schéma, které může zjistit i začínající mistr, který nikdy nevytvořil zahradní lampy a jiné podobné produkty. V systému je pouze 7 komponent.

Pomocí tohoto schématu není sestavení zahradní lampy obtížné.

Chcete-li porozumět schématu a pochopit, proč jsou potřebné určité části, musíte zvážit, jak hotový produkt funguje:

Když sluneční světlo dopadne na povrch, tranzistor je ve vypnutém stavu. Nahromaděná energie se tedy dodává do baterie a nabíjí ji.
Po západu slunce, když na fotobuňku nedopadá žádné světlo, se tranzistor otevře a na LED se přivede napětí. To znamená, že celou možnou dobu během dne se zařízení nabíjí a s nástupem soumraku se zapne.
Doba provozu lampy přímo závisí na kapacitě baterie a výkonu LED použitých v návrhu. Obvykle se komponenty vybírají tak, aby vydržely 6-8 hodin práce.

Pokud jsou rozbitá zahradní světla, některé části lze odtud vzít.

Obvod tohoto typu solární lampy je nejjednodušší, proto je nejlepší si jej nejprve procvičit, než přejdete ke složitějším řešením.

Seznam požadovaných dílů

V tomto seznamu je pouze 7 položek, většinu podrobností najdete v obchodě s radioelektronikou. Ale abyste ušetřili peníze, můžete si objednat komponenty přes Aliexpress nebo jiné podobné stránky. Hlavní věc je vybrat všechny detaily podle označení, takže nakonec získáte funkční design:

odpor 3,6 kΩ.
Odpory 33 ohmů (v závislosti na počtu a výkonu LED).
Dioda 1N5391 nebo analogy (existují importované i domácí možnosti).
Tranzistor 2N4403 (mohou existovat i jiné typy s vhodnými charakteristikami).
Nabíjecí baterie 3,6 V. Je lepší zvolit lithium-iontové, protože nikl-kadmiové nejsou spolehlivé. , monokrystalické možnosti jsou nejvhodnější jako nejproduktivnější a nejtrvanlivější. Lze použít i polykrystalické prvky. Hlavní věcí je vybrat si produkty třídy A nebo B, nebrat možnosti C a ještě více D, protože jsou z hlediska vlastností mnohem horší a jejich životnost je kratší.
LED diody. Můžete použít 1 prvek na 3 W, ale je lepší vzít 3 kusy s výkonem 1 W. V tomto případě je dobré použít DIP diody, které si ve venkovních podmínkách vedou lépe než SMD.

Je nutné předem určit, v jakém případě uspořádat všechny uzly. Budou stačit jakékoli možnosti, které poskytují pohodlné uspořádání dílů. Musíte také zakoupit páječku a všechny materiály pro pájení, pokud nejsou po ruce.

Rozložení lucerny

Musíte pracovat na dobře osvětleném stole a vše, co potřebujete, je po ruce. Možná budete potřebovat pinzetu, nůž a další nástroje. Nejlepší je také mít po ruce pár drátů. Části podle schématu můžete připojit dvěma způsoby:

Použijte univerzální desku plošných spojů nebo si vytvořte vlastní. V tomto případě budou hlavní uzly uspořádány na jednom místě a bezpečně upevněny. Nejjednodušší způsob nákupu je v obchodech s elektronikou, existují možnosti různých velikostí, takže je snadné si vybrat.
Pokud není po ruce žádná deska, můžete díly spojit kloubově. Všechny části mají dlouhé nohy, takže je lze připojit i bez použití vodičů, ale pokud potřebujete některé části odnést (například vynést solární panel nebo obnažit LED), použijte měděné vodiče v izolaci.

Předem si rozmyslete umístění dílů, rozložte je a vyzkoušejte, abyste pochopili, jak je nejlépe spojit. V této fázi můžete provádět úpravy a vyvarovat se chyb a složitostí.

Deska se používá ve všech hotových zařizovacích předmětech.

Z čeho vyrobit stropní svítidlo a jak svítidlo sestavit

Po výběru možnosti rozvržení je třeba vybrat pouzdro na ochranu produktů před atmosférickými vlivy. Může to být malá plastová nádoba, která se těsně uzavírá, nebo skleněná nádoba s víkem. Chcete-li vyrobit solární lampu vlastníma rukama, musíte postupovat podle pokynů:

Na vybraný strop (jeho horní část) připevněte solární baterii. Musí se k němu připevnit kontakty, pokud nejsou, je kontaktní dráha připájena. Nejlepší je nalepit na oboustrannou pásku, ale netlačit silně. Protáhněte kontakty krytem nebo jiným prvkem, po předchozím vytvoření malých otvorů na vhodných místech. Po natažení vodičů utěsněte otvory malým množstvím tmelu odolného proti povětrnostním vlivům, vlhkost by dovnitř neměla pronikat.
Uvnitř pouzdra je třeba upevnit přihrádku na baterie, nejjednodušší je nalepit na tmel nebo lepicí pistoli. Dále uspořádejte všechny ostatní části podle schématu a bezpečně je spojte. Pokud práce nepoužívá desku s plošnými spoji, můžete opravit malý kousek pěny a vložit do ní nohy elektronických prvků tak, aby byly dobře upevněny. se obvykle nachází ve spodní části. Pokud se použije sklenice, není třeba dělat nic zvláštního. Ale pro zvýšení jasu můžete reflektor sestavit pomocí silné fólie nebo CD rozřezaného na kousky vhodné velikosti. Určit kvalitu osvětlení je napoprvé obtížné, je lepší zkoušet různé možnosti, abyste našli tu, která bude svítit nejlépe.
Je-li použit neprůhledný kryt, je třeba vyříznout jednu z jeho stěn nebo dno a vložit difuzér nebo kus průhledného plastu vhodné velikosti. Zde musíte vycházet ze situace a vybrat to, co je po ruce. Můžete použít difuzory nebo sklo ze starých lamp nebo baterek. Pro zajištění prvku a vodotěsnost spojení je lepší použít průhledný tmel, který je odolný vůči ultrafialovému záření.
Po připojení všech detailů obvodu je nutné zkontrolovat jeho výkon. Pokud je vše v pořádku, musí být spoje utěsněny speciální tužkou nebo kontaktní hmotou. Před sestavením pouzdra se vyplatí jej zevnitř zahřát fénem, abyste odstranili přebytečnou vlhkost a zabránili oxidačním procesům uvnitř.
Na hotovou lampu můžete připevnit nohu, kterou ji na vhodném místě zapíchnete do země, nebo ji můžete zavěsit. K tomu je nejjednodušší udělat háček nebo smyčku na vnější straně.

Podle toho, jak! V zimě je lepší lampu čistit v teplé místnosti. Tím se prodlouží životnost, protože při záporných teplotách baterie ztrácejí své vlastnosti mnohem rychleji. Navíc vlivem mrazu a tání se uvnitř tvoří kondenzát, který oxiduje kontakty a časem je ničí.

Kontrola funkce systému před montáží.

Video: Výroba pouliční lampy na solární pohon

Jak vylepšit hotový model

Pokud zakoupená zahradní světla nefungují podle očekávání nebo jejich vlastnosti neodpovídají deklarovaným, lze provést určitá vylepšení. Pomohou zlepšit design a poskytnout vysoce kvalitní světlo:

Pokud lampa svítí tlumeně, stojí za to ji rozebrat a odstranit jeden z rezistorů. Na své místo je umístěn jumper, vše musí být provedeno opatrně, aby nedošlo k poškození jiných uzlů. Obvykle to stačí ke zvýšení jasu o řád.
Když je světlo zpočátku jasné, ale po krátké době se ztlumí a poté zhasne, musíte přidat odpor asi 50 kOhm. To umožní systému svítit jasně ještě alespoň několik hodin.
Dalším typickým problémem je zhasnutí světla pár hodin po setmění. Nejčastěji je to dáno tím, že výrobce šetřil na baterii a dal variantu s malou kapacitou. Musíte rozebrat pouzdro a zkontrolovat kapacitu baterie, pokud je 600 mAh nebo méně, změňte ji na modely od 1000 mAh nebo více, vše závisí na výkonu solárního modulu. Vyberte baterii na základě – 8 hodin provozu LED plus rezerva asi 30%.
U některých modelů je jedna LED, která nedává kvalitní světlo. V tomto případě si musíte ujasnit jeho výkon, poté vybrat 3 diody, které v součtu spotřebují přibližně stejné množství energie a umístit je po obvodu stropu pod úhlem asi 120 stupňů.
Můžete připájet RGB verzi místo standardní LED a pak bude světlo duhové.

Zařízení hotových lamp je jednoduché, nebude těžké to zjistit.

Pro úsporu energie a rozsvícení zahradní lampy pouze v případě potřeby můžete do obvodu připájet malý vypínač.

Vyrobit zahradní lampu vlastníma rukama je v moci každého člověka s alespoň základními pájecími dovednostmi. Komponenty můžete zakoupit přes internet nebo v obchodě s radioelektronikou. Pomocí doporučení je také snadné opravit nebo zlepšit práci hotových svítidel.

Elektroinženýr. Specialista na konstrukci a provoz elektrotechnických výrobků.