LED (-e) svetilke (baterije) s solarnim polnjenjem: 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Moja žena uči ljudi, kako izdelovati milo, večina njenih poukov je bila zvečer, tu pa se pozimi okoli 16.30 zvečer mrači, nekateri njeni učenci so imeli težave pri iskanju naše hiše. Imeli smo tablo spredaj, vendar je bilo tudi pri ulični luči znak težko videti. Če bi zmanjkalo energije tam, kjer je znak, bi bilo veliko težav, v tem času sem si ogledal kopico videoposnetkov v YouTubu, kako narediti LED luč, sončno ploščo in baterijo. Čeprav je to delovalo, ni izpolnilo vseh zahtev, ki sem jih želel glede osvetlitve ozadja za njen znak. V bistvu je vezje moralo narediti naslednje

• Čez dan napolnite baterijo s sončno celico
• Samodejno vklopi ponoči
• Morala ga je lahko izklopiti, ko je bil razred končan, vendar se je naslednji večer spet vklopil
• Za vikende, praznike in počitnice smo ga morali izklopiti, ne da bi se sam vklopil.

Na teh slikah lahko vidite le LED svetilke za znakom, da ga prižgejo. Pravzaprav potrebujejo morda še 3 vrstice, samo nisem jih namestil. Na hrbtni strani znaka je prikazano stikalo, stikalo z gumbom in LED, ki prikazuje, da je znak vklopljen, če pozabimo in ga pustimo prižganega, ga vidimo iz okna dnevne sobe in ugasnemo luči. Pravzaprav je kos pleksi stekla, ki drsi po gumbih in LED, da prepreči dež.

Zaloge:

Oprema

• Spajkalnik
• Ogledna plošča
• Mostične žice različnih velikosti

Deli

• 18650 baterija (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V 500mAh sončna plošča (x2) Amazon.ca
• 220 ohmski upor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 10k resister (x2) glejte zgoraj za povezave do nakupa
• 5V tuljava, bistabilni zaporni rele Amazon.ca / AliExpress
• Konektorji JST Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Trenutno preklopno stikalo 2 pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Rocker Switch 2pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V LED [enojna ali nizna]
• 22awg žica za LED trakove Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 1N5819 Schottkyjeva pregradna usmerniška dioda (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• S9012 PNP tranzistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• BC547 NPN tranzistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2,54 -milimetrski zlomljivi pin moški pin priključki Amazon.ca / Banggood
• A TP4056 5V 1A Micro USB 18650 polnjenje litijeve baterije + modul za polnjenje zaščitnega vezja Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2,54 mm naravni ženski okrogli PCB zatiči Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Neobvezni deli

• Terminal Connectors (alternate to JST Connectors) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• prototipno vezje Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Baterije 18650 so najcenejše na AliExpressu, vendar so res pozorne na stroške pošiljanja, nekatere so grozljivo visoke. Zdi se, da je Banggood sredi poti, baterije so dražje, vendar je pošiljanje razumno. Na Amazonu je dostava brezplačna, vendar je cena baterije zelo visoka. Najboljši način za pridobivanje teh baterij je akumulatorska baterija za prenosnike, ki je namenjena recikliranju, lahko dobite do 6 posameznih celic, od katerih bo vsaj 1 še vedno dobra. Bodite zelo previdni pri razstavljanju embalaže in se izogibajte kratkemu stiku.

1. korak: Spajkajte nožice na modulu TP4056

Za lažje prepoznavanje, kateri zatiči so bili pozitivni in negativni, sem uporabil rdečo in črno. Odlomite 2 zatiča črne in 2 zatiča rdeče barve in ju pustite povezani s plastiko, ki sta spajkani na 2-polni luknji za B+/Out+ in B-/Out-. Za priključitev na napajalnik boste potrebovali tudi en pin vsake barve.

Najlažji način za to je, da enega od zatičev, najdaljšega dela noge za plastičnim kosom postavite navzdol v ploščo, negativno napajalno luknjo polnilnega modula postavite na zatič, da vidite, kje drugi zatiči potrebujejo na mizo in jih postavite na ustrezna mesta, tako da bodo vsi zatiči na plošči in da bodo sedeli v luknjah na polnilnem modulu. S trdno pritrjenimi zatiči na plošči in polnilnim modulom na njih lahko spajkate vse nameščene zatiče.

2. korak: Spajkanje žic na sončne celice

Če želite narediti tako, kot sem jaz, in dve plošči povežite vzporedno, tako da ohranite isto napetost, vendar višje ojačevalnike, nato žice spajkajte na pozitivne in negativne blazinice na eni plošči in spajkajte pozitivni del s te plošče na pozitiv druge ploščo, storite enako z negativno žico. Nato spajkajte žice s priključkom JST na pozitivni/negativni del ene od plošč

Če uporabljate priključek JST, postavite kos z zatiči na ploščo, kot je prikazano na sliki, in se prepričajte, da je pozitivni del solarnih plošč povezan s pozitivnim vodilom na plošči.

3. korak: Priprava baterije

Na nosilec baterije pritrdite še en konektor JST, kos z zatiči postavite na nasprotni konec plošče, vendar še vedno na vodila. Tako kot pri sončnih kolektorjih se prepričajte, da sta pozitivno in negativno na ustreznih tirnicah na plošči.

4. korak: Priključitev polnilnega modula

Polnilni modul z zataknjenimi zatiči položite na ploščo, vendar ga ne pritiskajte na ploščo, saj bomo morali pod njim postaviti žice. Pustite dve luknji za zatiče na zgornji napajalni tirnici, glejte drugo sliko.

Mostično žico postavite od negativne tirnice do prve luknje nad negativnim vtičem

Schottkyjevo diodo, 1N5819, postavite s pozitivne tirnice, ki se poveže s pozitivnim vtičem, srebrni pas naj bo najbližje vtiču, saj je to smer, v katero želite, da tok teče, če je obrnjena v drugo smer v polnilni modul ne bo pritekla moč. Schottkyjeva dioda je bila izbrana zaradi svojih "mehanskih lastnosti z nizko porabo energije/visoke učinkovitosti", kar je približno polovica običajne diode. Dioda je dodana, da ponoči prepreči pretok povratne napetosti nazaj v sončne celice, ki se nato izgubi.

5. korak: Polnilnik priključite na baterijo

Tukaj samo povezujemo baterijo s polnilnim modulom, vidite tudi, zakaj še ne želite pritisniti polnilnega modula v ploščo.

Torej je samo B+ na modulu do pozitivne tirnice na strani baterije in B- do negativne tirnice na strani baterije

6. korak: Nastavitev prvega tranzistorskega stikala

Zdaj dodamo tranzistor PNP S9012

Ta tranzistor bo deloval kot stikalo, če sončne celice proizvajajo električno energijo (to je podnevi), potem skozi tranzistor ne bo dovoljeno teči, kar bo učinkovito ugasnilo luči in omogočilo, da se baterija napolni.

Priključite 1 kratek mostični kabel iz vtičnega vtiča na polnilnem modulu na prazno mesto na plošči [slika 1]

priključite 10k upor [slika 2] na to mostično žico

priključite osnovo tranzistorja na upor [slika 3]

kolektor tranzistorja povežite z izhodom Out+ na polnilnem modulu [slika 4]

oddajnik tranzistorja priključite na spodnjo pozitivno vodilo na plošči [slika 5]

7. korak: Enostavno razširite podlago

Priključite Out- na spodnji negativni vodnik.

To je polnilni modul končan in prvo tranzistorsko stikalo je končano.

Vse, kar morate zdaj storiti, je, da polnilni modul popolnoma namestite v mizo.

Če bi želeli le LED z baterijskim napajanjem, ki se ponoči prižge, podnevi izklopi, in baterijo, ki se čez dan napolni, je to daleč, kolikor morate. Komponente morate le spajkati na vezje, pri čemer pazite, da sledi ostanejo enake kot ožičenje, in to je to. LED bi bila povezana s pozitivnim oddajnikom tranzistorja in negativnim izhodom

Če želite dodati potisni gumb in stikalo, sledite ostalim korakom.

8. korak: 2. tranzistorsko stikalo

To je torej stikalo, ki sproži rele, da se LED -diode vklopijo ponoči.

priključite mostični kabel s pozitivne tirnice na strani solarne plošče, ne na strani baterije in zagotovo ne za diodo. Iz nekega razloga še nisem ugotovil, da vezje NE bo delovalo, če je povezava z bazo tranzistorja izvedena po diodi. Oranžna žica na sliki 1, ki prihaja iz pozitivne točke v stolpec 37 na plošči.

priključite 10k upor na konec žice, ki ste jo pravkar postavili [slika 2]

osnovo tranzistorja postavite tako, da se poveže z uporom

kolektor tranzistorja priključite na pozitivno vodilo baterije.

V naslednjem delu bomo priključili oddajnik tranzistorja

9. korak: Dodajanje releja

To je torej dvojni met, dvopolni, zapahni rele. Zapiralni del je tisto, zaradi česar je to popoln rele za ta projekt: "Večina relejev potrebuje majhno neprekinjeno napetost, da ostane vklopljena. Zapiralni rele je drugačen. Uporablja impulz za premikanje stikala, nato ostane v položaju, rahlo zmanjša električni zahtevana moč. " Kar sem naredil tukaj in priporočam, je, da označite stranice releja, da označite, kje so zatiči, ker jih enkrat na ploščo ne vidite več.

najprej namestimo konektorje za rele, zaradi majhnih zatičev boste rele težko obdržali na ohišju, tako da uporaba odcepljenih zatičev za okrogle glave deluje zelo dobro [slika 2]. Potrebovali boste 8 zatičev na stran. Poskusil sem z vtičnico IC, vendar je bila v resnici slabša od matične plošče za držanje releja.

oddajnik tranzistorja BC547 priključite na zatič 2 na strani, ki je najbližja sponki akumulatorja. Rele lahko povežete s pozitivno stranjo tako na drugo kot na drugo stran, tako da na kateri strani je pozitivna, ni pomembno, le poenostavi stvari zaenkrat.

nožice 1 in 2 na drugi strani releja priključite na negativno tirnico [slika 2, 2 modri žici]

medtem ko ste še vedno na strani, kjer smo pravkar priključili negativne žice, priključite 3. zatič na spodnjo pozitivno vodilo

mostično žico priključite na 1. zatič na nasprotni strani negativnih žic, zaenkrat jo pustite zrahljano

4. pin na releju lahko pustite nepovezanega ali pa za namene testiranja lahko nanj priključite upor in LED na negativno tirnico. Ta se vklopi le, ko želite ugasniti glavno luč.

10. korak: Dodajanje gumbov za začasno in dolgoročno izklop

Za ta del sem uporabil drugo manjšo ploščo, da sem poskušal odpraviti nekaj nereda v žici, nisem prepričan, da je delovalo, a vseeno.

trenutni gumb postavite na sredino mize, kjer imate prostor.

priključite žico s prvega zatiča releja na enega od zatičev na gumbu. V mojem primeru zgornji levi zatič (rdeča žica)

iz pozitivnega vodila baterije priključite žico na gumb. V mojem primeru spodnji desni zatič. Da, pri tem gumbu je pomembno, na kateri pin se povežete. (oranžna žica)

220 -ohmski upor postavite od pozitivnega vodila do neuporabljenega stolpca

postavite LED, to bo LED ali LED trak, ki ga želite napajati, anodo (dolga noga) priključite na upor

katodo LED (krajšo nogo) priključite na spodnjo negativno tirnico glavne plošče (vijolična žica)

priključite 2 žici na zapah ali gumb

priključite eno od žic s ključavničnega gumba na 5. pin releja

drugo žico od zaklepnega gumba priključite na pozitivno vodilo zadnjega upora, ki ste ga pravkar postavili

Slika 1: sončne celice delujejo in baterija se polni, vse luči so ugasnjene

Slika 2: sončni kolektorji ne proizvajajo več energije, zato se LED napaja iz baterije

Slika 3: pritisnite trenutni gumb, rele se sproži, napajanje ne teče več na LED in luči ugasnejo za noč, ko postane dnevna svetloba in sončne celice spet proizvedejo energijo, rele pa se sproži nazaj na "vklopljeno" "spet položaj.

Slika 4: pritisnjen je gumb za zapah in nobena LED ne sveti, dokler tega gumba ne pritisnete znova.

Korak: Shema EasyEDA in diagram PCB

Prva slika je shematski vezni diagram

Plošča, ki jo vidite tukaj, je plošča za izdelavo prototipov iz PCB -ja, kjer sem lahko uporabila žice za povezavo sledov, saj je spajkanje vsake luknje na drugo poleg tega dolg in naporen proces. Sledi vezja sem vključil kot PDF, eden je pogled od zgoraj navzdol, drugi pa, kot vidite, obrnjen, kot če bi gledali od spodaj.