Garden LED lampă circuit solar
Cumparata într-o grădină chineză gata magazin online lampă cu LED-uri, dar sa dovedit a fi de instalare extrem de simplificată, firele cad după două coturi, componente au fost fixate sau picături hot-melt rupând urechile de plastic - totul a subliniat faptul că, în fața mea o jucărie o singură dată. O să-ți spun doar despre aceeași schemă și structura, bazată pe posibila repetarea ei de cititori independenți și de a face uz de încorporat există în alte dispozitive.
Un bec în lampa de stradă a fost înlocuit cu o diodă cu emisie de lumină cu putere redusă, strălucire alb-verde. Nu a existat nici o baterie - sub capul de ciuperci exista doar un element de dimensiune AA cu o capacitate de 800 mA / h, desi spatiul a fost asigurat sub doua elemente (economisind totuși!). Nu este gros, iar șansele de utilizare a unei lanterne ca sursă de alimentare pentru orice dispozitiv au scăzut brusc, deoarece tensiunea nominală a celulei alcaline a bateriei este de numai 1,2 V.
Imediat a apărut întrebarea: cum poate arde o diodă care emite lumină cu acest tip de putere, deoarece tensiunea de aprindere a celor mai frecvente LED-uri roșii este de aproximativ 1,8 V, iar verde și alb chiar mai mult - până la 3 V? Astfel, pe o placă de circuit imprimat (25x30 mm), care conținea trei tranzistoare și nu mai mult de o duzină de alte părți, a fost asamblat și un invertor de amplificare!
Înainte de a prelua munca grea pentru a restabili conceptul, desenând-o de pe placa de circuite imprimate, am vrut să explorez posibilitățile celui mai important și mai valoros element al designului - panoul solar. Dimensiunile sale sunt de aproximativ 70x70 mm, iar prin geamul de protecție 7 benzi paralele cu o lățime de aproximativ un centimetru - 7 elemente ale panoului sunt vizibile.
După cum se știe, celulele solare de siliciu, atunci când sunt iluminate, dezvoltă un EMF de ordinul a 0,5. 0,6 V, deci ar trebui să așteptați baterii EMF de șapte elemente de aproximativ 4 V. Deci, sa dovedit - în umbră și sub cerul tulbure panoul a dezvoltat 3,5 V, iar în soarele luminos - 4,5 V.
Conectat la o singură celulă de baterii, acest panou funcționează în modul aproape de scurtcircuit. Acest lucru nu este teribil, deoarece rezistența internă a panoului este considerabilă, iar curentul de scurtcircuit nu depășește 60 mA chiar și în lumina puternică a soarelui. Dar eficiența încărcării este scăzută, iar pentru o încărcare completă a elementului bateriei sunt necesare cel puțin două zile de vară însorite (20. 40 ore). Nu au fost găsite dispozitive care să protejeze elementul de reîncărcare cu LED-ul oprit.
Un alt element important al dispozitivului este senzorul de lumină, care de fapt permite lanternei să se aprindă în întuneric și să se oprească în timpul zilei. Acesta este un fotorezistor, proiectat într-o carcasă cilindrică plană cu două terminale, nu mai mare decât un tranzistor. Studiul său separat a arătat că rezistența întunecată depășește 2 megohmi și, în lumină, scade brusc - în umbra la 10. 20 kOhm, și în lumina soarelui chiar și până la sute de ohmi.
Să trecem acum la schema de bază a dispozitivului. Panoul solar SP este conectat permanent la elementul bateriei BAT prin dioda D1 (denumirea elementelor este păstrată la fel ca pe placa de circuite imprimate numită SY-H019B). Dioda transmite numai bateria de curent de la panou și împiedică descărcarea acesteia prin rezistența internă a panoului la întuneric. Instalarea unei astfel de diode de protecție este obligatorie în orice dispozitiv cu panouri solare.
Pe tranzistorul Q1, se generează o cheie, declanșată în funcție de gradul de iluminare al senzorului PR. În întuneric, tranzistorul este deschis printr-un curent de polarizare care curge din sursa de alimentare prin rezistorul R1. În lumină, senzorul închide acest curent "de la sine", tensiunea de bază devine mai mică de 0,5 V, iar tranzistorul se închide. Pentru o funcționare mai precisă a cheii, aceasta este acoperită de un circuit de feedback pozitiv prin rezistența R4 - ceea ce se obține din tranzistoarele Q1 și Q2, este numit uneori declanșatorul Schmitt. Ea are o anumită histereză, iar includerea unei lanterne are loc la o iluminare mai mică decât oprirea acesteia.
Tranzistorii Q2 și Q3 formează un invertor step-up și sunt conectați în serie, unul după altul, în conformitate cu schema unui amplificator în două trepte. Amplificatorul este acoperit de o buclă de feedback pozitiv prin divizorul capacitiv C1, C2 și, prin urmare, se transformă într-un generator de impulsuri de relaxare. Sarcina tranzistorului Q3 este inductorul L1, care stochează energia în timpul regimului deschis al tranzistorilor Q2 și Q3. Dar această stare nu poate continua mult timp, deoarece curentul prin L1 crește, miezul său de ferită intră în saturație, inductivitatea scade, iar tensiunea la colectorul Q3 crește. Acest impuls este transmis imediat prin intermediul condensatorului C2 la baza Q2 și îl blochează. După ce este blocat Q3, impulsul curent prin tranzistori se oprește.
Dar curentul prin inductorul L1 nu se poate opri instantaneu. Acesta continuă să meargă și formează pe colectorul Q3 o tensiune de supratensiune pozitivă, care poate depăși de multe ori tensiunea de alimentare. Dar doar deschidem LED-ul, iar energia stocată în bobină se transformă într-una ușoară. Pauza între impulsuri continuă până când energia câmpului magnetic al bobinei este epuizată și apoi condensatoarele C1, C2 nu sunt descărcate.
Comportamentul ulterior al generatorului depinde de starea lui Q1. Când este blocat în cursul zilei, nu există compensări pe baza lui Q2, ambele tranzistoare ale generatorului sunt închise și nu vor fi generate impulsuri. Dacă Q1 este deschis noaptea, atunci curentul de părtinire trece la baza Q2 prin rezistența R3, iar generatorul va continua să genereze impulsuri - LED-ul se va aprinde. Pentru a opri LED-ul, utilizați comutatorul SW - dacă este deschis, nu există generarea de impulsuri și LED-ul nu se aprinde, deoarece tensiunea celulei bateriei este mai mică decât tensiunea de aprindere.
De altfel, în cazul în care producătorii nu salvat și am pus două celule de baterii și un LED alb de 3 volți, tot nu ar arde fără a genera invertor de impulsuri, deoarece tensiunea nominală a bateriei ar 2x1,2 = 2,4 V. dar, în acest sistem, el va servi cel puțin o măsură de siguranță împotriva supraîncărcării de baterii prin limitarea tensiunii fiecărei celule la nivelul de 1,5 V, care luminează la această tensiune, chiar și în lumină.
În concluzie, câteva sfaturi practice pentru cei care doresc să repete LED-ul de grădină și circuitul său. Pentru aceasta, tranzistoarele interne KT315 și KT361 cu indicatori alfabetici sunt potrivite. Dioda D1 poate fi orice, cu un curent limitator de 40. 60 mA. Marca de senzori nu este cunoscută ca un fotoconductor, dar cu siguranță puteți alege ceva adecvat de la cele disponibile prin măsurarea rezistenței în lumină și în întuneric cu un tester. Bobina L1 este miniaturală, seamănă cu un rezistor în formă, inductivitatea lui este de asemenea necunoscută, dar cred că vor fi suficienți câțiva miligenți. Poți să arunci 100 de ori. 150 de rotații pe un inel de ferită sau să folosești una dintre înfășurările unui transformator de dimensiuni mici.
Garden LED lampă cu matrice solare pentru iluminat peisaj
Schema de lampă automată utilizată ca photoresistor senzor, și ca o sursă de energie de șase volți baterie solară de putere 5 W, din care în timpul bateriei de zi de plumb este încărcat prin intermediul dioda D9, care protejează circuitul în cazul în plus și minus se amestecă.
Dacă lumina zilei este suficientă, tranzistorul este închis de tensiune de la ieșirea chip-ului LM555 la intrarea căruia este conectat un senzor foto (fotorezistor LDR cu diametrul de 10 mm). Rezistorul de tăiere P1 este setat la sensibilitatea necesară la lumină. Când fluxul natural de lumină scade, tranzistorul se deschide și se aprind LED-urile albe strălucitoare (D1 ... D8). Când nivelul de lumină necesar este restabilit, circuitul revine la starea inițială și LED-urile se sting.
Datorită simplității sale, am asamblat acest circuit pe o placă de prototip universal și l-am așezat într-o cutie transparentă din sticlă organică. Pe capacul fixat panoul solar și fotorezistorul. Luați în considerare senzorul de fotografie LDR nu ar trebui să obțină un flux solar direct.
Articole similare
-
Pavilioane simple și originale de grădină, tipuri de structuri și stiluri de bază
-
Scheme și modele ale rețelei de contact - căi ferate electrificate
Trimiteți-le prietenilor: