Hvordan man bygger et simpelt soldrevet automatisk havelygte

For dem, der har stor interesse for havearbejde, vil et havelys give mulighed for at beundre skønheden i deres planter, selv om natten. Disse lys placeres normalt inde i haven, langt fra stikkontakter, fordi det ikke er en god idé at føre ledninger gennem din havejord, som bliver våd og slidt det meste af tiden. Det er her solcelledrevne havelygter kommer ind i billedet. Disse lys har et batteri, der oplades gennem et solpanel om dagen, og om natten bruges energien fra batteriet til at tænde lysene, og cyklussen gentages. I nogle af vores tidligere artikler har vi bygget få solenergirelaterede projekter som soldrevet mobiltelefonoplader og solenergi-inverter-kredsløb.

I dette projekt skal vi bygge et simpelt og billigt DIY solterrasse lys. Solpanelet oplader et lithiumbatteri i løbet af dagen, og når det bliver natten, tænder batteriet lysene indtil det er dags igen. I modsætning til andre kredsløb bruger vi ikke en mikrokontroller eller sensor, fordi idéen med projektet er at reducere komponentantalet for at reducere kredsløbets pris og kompleksitet. Når det er sagt, lad os begynde at bygge vores hjemmelavede sollys !!

Solar Garden Light Design

Før du vælger komponenternes værdi og går ind i kredsløbsdiagrammet, er det vigtigt at vælge belastningen til vores projekt. Ved belastning henviser vi til den type havelys, som vi vil bruge i vores projekt. Fordi lysets spænding og strømstyrke bestemmer, hvordan kredsløbet kan designes.

De LED'er, vi bruger i dette projekt, er normale kinesiske LED'er med en driftsspænding på 3,2 V med et maksimum på 4,5 V fremadspænding. Derfor, hvis to lysdioder er tilsluttet i serie, vil fremadspændingen være 6,4V. Lysdioderne, der bruges i vores projekt, er vist nedenfor.

Så et 7,4 V litiumbatteri vil være i stand til at levere et minimum på 6,4 V (fuldt afladet) til det maksimale 8,4 V (fuldt opladet). Derfor bruges et 7,4 V litiumbatteri til en strømkilde i dette projekt, det samme er vist nedenfor. Hvis du er helt ny med Lithium-batterier, kan du tjekke denne Grundlæggende artikel om Lithium-Ion-batterier for at forstå bedre om batterier.

Batteriet, der er valgt til denne applikation, vil have et indbygget beskyttelseskredsløb, der beskytter batteriet mod overopladning, dyb afladning og kortslutningsrelaterede forhold. Hvis dit batteri ikke indeholder disse funktioner, skal du sørge for at bruge et eksternt beskyttelsesmodul, fordi lithiumbatterier kan blive meget ustabile og måske endda eksplodere, hvis de ikke håndteres korrekt.

Solar Garden Light Circuit Diagram

Den sol haven lys kredsløb vil bestå af to dele. Den ene oplader, og den anden er at styre lysdioderne. Det komplette kredsløbsdiagram forklares som to dele, den første del er angivet nedenfor

N-Channel MOSFET Q2, IRF540N bruges til ladestyring. Potentiometer R1 bruges til at indstille batterispændingsniveauet ved at kontrollere portens spænding over N Channel MOSFET Q2. Schottky-ensretterdioden D1 er SR160, en 1A 60V Schottky-diode, der bruges til at beskytte batteriet mod omvendt polaritet samt til at blokere omvendt flow under afladningsforhold. Output Schottky-dioden D2 bruges til at isolere opladerspændingen med batterispændingen.

Den anden del af kredsløbet bruges til at tænde lysdioden under mørke forhold. Dette udføres af den anden P-Channel MOSFET Q1, som er IRF9540. MOSFET-porten styres af solspændingen. Således, når solcellerne producerer spænding, forbliver MOSFET slukket, men i mørke eller om natten, producerer cellerne ikke spænding, og MOSFET bliver tændt. Ved at bruge P Channel MOSFET elimineres yderligere LDR og komparatorkredsløb fuldstændigt.

Nu, i anden del af kredsløbet, er LED'erne forbundet i serie-parallel tilstand. To lysdioder i serie øger den forreste spænding til dobbelt end en enkelt lysdiode, men strømmen, der strømmer gennem lysdioderne, bliver delt. 4 parallelle forbindelser er lavet med to lysdioder i serie. Flere LED'er parallelt øger strømmen og påvirker backup af batteriet.

Det anslås, at strømmen gennem hver serie er næsten 40 mA. Derfor bruger 4 parallelle strenge 160 mA strøm. Det valgte batteri til dette projekt vil effektivt tænde lysdioderne i næsten 5-6 timer ved en nominel opladningsforhold. Man kan øge LED-strengene efter behov.

Solar Garden Light Construction

For at konstruere kredsløbet kræves følgende komponenter -

1. Lithiumbatteri 7,4V (mAH afhænger af backup-tiden) med et indbygget beskyttelseskredsløb.
2. LED'er med 3,5 V fremadspænding (En anden spænding gælder også, men LED-stripkonstruktionen vil være anderledes)
3. IRF9540N - P-kanal Mosfet
4. IRF540N - N Channel Mosfet
5. SR160 Schottky-diode 2 stk
6. 680R modstand
7. 50k potentiometer
8. 4,7 k modstand
9. Solpanel 15 - 18V med mere end 300 mA strøm, hvis der er valgt et 3600 mAh batteri.
10. Ledninger til tilslutning af solpanel og lysdioder
11. Tilslutningsledninger

Billedet nedenfor viser pinout af IRF540N N-kanal og IRF9540 P-Channel Mosfet, som vi vil bruge projektet.

Når Solar Garden-lyskredsen er konstrueret på et brødbræt, ser mit arrangement sådan ud nedenfor

Vi har brugt solpanelet med nedenstående specifikation.

Det er et 10W solpanel med 18V output. Solpanelet placeres i stærkt sollys ved maksimale solforhold. Potentiometeret styres til at have 8,5 V over D2. Dette skyldes opladningsspændingen, da et litiumbatterispænding vil være 8,4 V, når det er fuldt opladet. Når batteriet begynder at oplade, tilsluttes en ampmeter i serie med batteriet for at kontrollere opladningsstrømmen. Du kan også improvisere projektet ved hjælp af en solar tracker til maksimal batteriopladning, men det er noget uden for dette projekts anvendelsesområde.

Som du kan kontrollere ved aflæsningen af ​​multimeteret nedenfor, er ladestrømmen næsten 300 mA. Denne ændring vil afhænge af solens tilstand, den vil stige på en solskinsdag og vil falde på overskyede dage.

Om natten, når solpanelet ikke modtager nogen stråling, vil der ikke være nogen udgangsstrøm fra panelet, og derfor stopper batteriet opladningen, og LED-lysene tændes. Den komplette bearbejdning af projektet kan også findes i nedenstående video, hvor vi demonstrerer, at lyset tænder automatisk, hvis panelet ikke modtager stråling.

Yderligere forbedringer

Kredsløbet er et grundlæggende lithium-batteriopladerkredsløb til et simpelt havelysrelateret projekt. Således anvender den ingen sikkerhedsproblemer. Til korrekt opladning og anvendelse af korrekt solopladningsmetode ved hjælp af MPPT (Maximum Power Point Tracker) kan dedikerede driver-IC'er bruges.

Da dette er et udendørs driftsprojekt, skal korrekt PCB sammen med en lukket kasse bruges. Kabinettet skal laves på en sådan måde, at kredsløbet forbliver vandtæt i regn. For at ændre dette kredsløb eller diskutere yderligere aspekter af dette projekt, bedes du bruge det aktive forum for kredsløbsfordøjelsen.