Lumină LED cu baterie cu încărcare solară: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Soția mea îi învață pe oameni cum să facă săpun, majoritatea cursurilor ei erau seara și aici iarna se întunecă în jurul orei 16:30, unii dintre elevii ei aveau probleme să ne găsească casa. Aveam un afiș în față, dar chiar și cu un semafor chiar acolo, indicatorul era greu de văzut. Ar fi scăpat de curent până acolo unde este semnul ar fi fost o mulțime de probleme, în acest timp am urmărit o grămadă de videoclipuri de pe YouTube despre cum să faci o lumină stradală folosind un LED, un panou solar și o baterie. În timp ce acest lucru a funcționat, nu a îndeplinit toate cerințele pe care le-am dorit în lumina de fundal pentru semnul ei. Practic, circuitul trebuia să facă următoarele

• Încărcați bateria în timpul zilei cu un panou solar
• Porniți automat noaptea
• A trebuit să o poată opri odată ce clasa a fost terminată, dar a revenit în noaptea următoare
• A trebuit să putem să-l oprim pentru weekenduri, sărbători și vacanțe fără ca acesta să se întoarcă din nou.

În aceste imagini puteți vedea doar șirurile de LED-uri din spatele semnului pentru a-l aprinde, de fapt are nevoie de alte 3 rânduri, pur și simplu nu am reușit să le instalez. Pe partea din spate a semnului sunt afișate comutatorul basculant, comutatorul cu buton și un LED pentru a arăta că indicatorul este aprins în cazul în care acesta este uitat și lăsat aprins, îl putem vedea de la fereastra sufrageriei noastre și putem opri luminile. Există, de fapt, o bucată de plexiglas care alunecă peste butoane și LED-uri pentru a păstra ploaia de pe ele.

Provizii:

Echipament

• Ciocan de lipit
• Pană de pâine
• Sârme jumper din panouri de dimensiuni variate

Părți

• 18650 baterie (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Panou solar 5V 500mAh (x2) Amazon.ca
• Rezistor de 220 ohmi (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 10k resister (x2) vezi mai sus pentru link-uri de cumpărare
• Releu de blocare bistabil cu bobină 5V Amazon.ca / AliExpress
• Conectori JST Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Comutator momentan Toggle 2 pini Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Comutator basculant 2 pini Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• LED 5V [unic sau șir]
• Sârmă de 22awg pentru benzi LED Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 1N5819 Schottky Barrier Rectifier Diode (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• S9012 PNP Tranzistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• BC547 NPN Transistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Conectori cu antet pin masculin de 2,54 mm, ruptori Amazon.ca / Banggood
• Un TP4056 5V 1A Micro USB 18650 încărcare baterie litiu + modul de încărcare a circuitului de protecție Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Pinii rotunzi de sex feminin rotunzi de 2,54 mm Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Piese opționale

• Conectori terminali (alternativi la conectorii JST) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• placă de circuite prototip Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Bateriile 18650 sunt cele mai ieftine pe AliExpress, dar acordați cu adevărat atenție costurilor de expediere, unele fiind extrem de mari. Banggood pare a fi la mijlocul drumului, bateriile sunt mai scumpe, dar transportul este rezonabil. Pe Amazon, transportul este gratuit, dar costul bateriei este foarte mare. Cel mai bun mod de a obține aceste baterii este un acumulator pentru laptop destinat reciclării, puteți obține până la 6 celule individuale, dintre care cel puțin una va fi în continuare bună. Fiți foarte atenți la îndepărtarea ambalajului, evitați scurtcircuitul.

Pasul 1: Pinii de lipit la modulul TP4056

Aici, pentru a ușura identificarea pinilor care au fost pozitivi și negativi, am folosit roșu și negru. Rupeți 2 pini de negru și 2 pini de roșu și lăsați-i conectați de plastic, acestea se lipesc la găurile cu 2 pini pentru B + / Out + și B- / Out-. De asemenea, veți avea nevoie de un singur pin de fiecare culoare pentru a vă conecta la alimentare.

Deci, cea mai ușoară modalitate de a face acest lucru este să așezați unul dintre ace, cea mai lungă parte a piciorului după piesa de plastic în panou, așezați pinul de intrare negativ al modulului de încărcare pe știft, vedeți unde au nevoie ceilalți ace pentru a fi pe panou și așezați-le în locurile corespunzătoare, astfel încât toate știfturile să fie pe panou și să stea în găurile de pe modulul de încărcare. Acum, cu știfturile ținute ferm pe panou și modulul de încărcare așezat deasupra lor, puteți lipi toate știfturile în poziție.

Pasul 2: lipiți firele pe panourile solare

Dacă doriți să faceți așa cum am făcut și să conectați cele 2 panouri în paralel, astfel încât să păstrați aceeași tensiune, dar amperi mai mari, atunci lipiți firele pe tampoanele pozitive și negative de pe un panou și lipiți pozitivul de la acel panou la pozitivul celui de-al doilea. panou, faceți același lucru cu firul negativ. Apoi lipiți firele cu un conector JST la pozitivul / negativul unuia dintre panouri

Dacă utilizați un conector JST, așezați piesa cu știfturile de pe panou, așa cum este ilustrat, asigurați-vă că pozitivul de la panourile solare este conectat la șina pozitivă de pe panou.

Pasul 3: Pregătirea bateriei

Atașați un alt conector JST la suportul bateriei, așezați piesa cu știfturile de pe capătul opus al panoului, dar încă pe șinele de alimentare. Ca și în cazul panourilor solare, asigurați-vă că pozitivul și negativul sunt pe șinele corespunzătoare de pe panou.

Pasul 4: Conectarea modulului de încărcare

Așezați modulul de încărcare, cu știfturile lipite, pe placă, dar nu îl apăsați pe placă, deoarece va trebui să așezăm firele sub el încă. Lăsați două găuri cu știfturi din șina de alimentare superioară, a se vedea a doua imagine.

Așezați un cablu jumper de la șina negativă la prima gaură deasupra știftului negativ de alimentare

Așezați dioda Schottky, 1N5819, de la șina pozitivă care se conectează la pinul de intrare pozitiv, banda argintie ar trebui să fie cea mai apropiată de pinul de intrare, deoarece aceasta este direcția în care doriți să curgă puterea, dacă este orientată invers. nu va curge nicio energie în modulul de încărcare. Dioda Schottky a fost aleasă pentru „Caracteristicile mecanice reduse de pierdere de putere / eficiență ridicată”, care reprezintă aproximativ o jumătate de diodă normală. Dioda este adăugată pentru a preveni fluxul invers de tensiune pe timp de noapte înapoi în panourile solare, care este apoi risipit de energie.

Pasul 5: Conectarea încărcătorului la baterie

Aici doar conectăm bateria la modulul de încărcare, puteți vedea, de asemenea, de ce nu doriți încă să apăsați modulul de încărcare în panou.

Deci, este doar B + pe modul pe șina pozitivă pe partea bateriei și B- pe șina negativă pe partea bateriei

Pasul 6: Configurarea primului comutator de tranzistor

Acum adăugăm tranzistorul PNP S9012

Acest tranzistor va acționa ca un comutator, dacă panourile solare produc energie (adică este ziua), atunci nu va fi permisă curgerea puterii prin tranzistor, oprind efectiv luminile și permițând încărcarea bateriei.

Conectați un cablu scurt jumper de la pinul de alimentare de pe modulul de încărcare la un loc gol de pe panoul de control [imagine 1]

conectați un rezistor de 10 k [imaginea 2] la acel cablu jumper

conectați baza tranzistorului la rezistor [imaginea 3]

conectați colectorul tranzistorului la pinul Out + de pe modulul de încărcare [imaginea 4]

conectați emițătorul tranzistorului la șina pozitivă inferioară de pe panoul de control [imaginea 5]

Pasul 7: Pur și simplu extindeți solul

Conectați Out- la șina de putere negativă inferioară.

Acesta este modulul de încărcare realizat și primul comutator tranzistor terminat.

Tot ce trebuie să faceți acum este să așezați complet modulul de încărcare în panou.

Dacă tot ce ți-ai dorit a fost un LED alimentat de la baterie care se aprinde o noapte, se oprește ziua și o baterie care se încarcă în timpul zilei, atunci este atât cât trebuie să mergi. Trebuie doar să lipiți componentele pe o placă de circuit, asigurându-vă că păstrați urmele la fel ca cablajul și gata. LED-ul ar fi conectat la pozitivul de la Emițătorul tranzistorului și negativul de la Out-

Pentru a adăuga un buton și un comutator basculant, urmați împreună cu restul pașilor.

Pasul 8: Al doilea comutator tranzistor

Deci acesta este comutatorul care declanșează releul pentru a permite LED-urilor să se aprindă noaptea.

conectați un cablu jumper de pe șina pozitivă pe partea panoului solar, nu pe partea bateriei și cu siguranță nu după diodă. Din anumite motive, nu mi-am dat seama că circuitul NU va funcționa dacă conexiunea la baza tranzistorului se face după diodă. Sârmă portocalie în imaginea 1, care vine de la pozitiv la coloana 37 de pe panou.

conectați un rezistor de 10k la capătul firului jumper pe care tocmai l-ați pus [imaginea 2]

plasați baza tranzistorului astfel încât să se conecteze la rezistor

conectați colectorul tranzistorului la șina pozitivă a bateriei.

Vom conecta emițătorul tranzistorului în partea următoare

Pasul 9: Adăugarea releului

Deci, acesta este un releu dublu, dublu, cu zăvor. Partea de blocare este ceea ce face ca acesta să fie un releu perfect pentru acest proiect, "Majoritatea relelor necesită o mică tensiune continuă pentru a rămâne aprins. Un releu de blocare este diferit. Folosește un impuls pentru a muta comutatorul, apoi rămâne în poziție, reducând ușor necesitate de putere. " Ceea ce am făcut aici și ce vă recomand este să marcați părțile laterale ale releului pentru a indica unde sunt pinii, deoarece odată plasate pe placă nu le mai puteți vedea.

mai întâi să așezăm conectorii pentru releu, datorită pinilor mici ai acestuia, veți avea dificultăți în păstrarea releului în panoul de măsurare, astfel încât utilizarea pinilor antet rotunzi de sex feminin funcționează foarte bine [imaginea 2]. Veți avea nevoie de 8 pini pe fiecare parte. Am încercat o priză IC, dar de fapt a fost mai rău decât placa de prindere pentru reținerea releului.

conectați emițătorul tranzistorului BC547 la pinul 2 din partea cea mai apropiată de terminalul bateriei. Releul poate fi conectat cu pozitiv o parte sau cealaltă, deci pe ce parte este pozitivul nu prea contează, ci simplifică lucrurile pentru moment.

conectați pinii 1 și 2 de cealaltă parte a releului la șina negativă [imaginea 2, cele 2 fire albastre]

în timp ce încă suntem pe partea în care tocmai am conectat firele negative conectați al treilea pin la șina pozitivă inferioară

conectați un fir jumper la primul pin de pe partea opusă a firelor negative, lăsați-l liber pentru moment

al patrulea pin de pe releu poate fi lăsat neconectat sau în scopuri de testare, puteți conecta un rezistor și LED de la acesta la șina negativă. Acesta este pornit numai atunci când doriți să opriți lumina principală.

Pasul 10: Adăugarea butoanelor de oprire temporară și pe termen lung

Am folosit o a doua placă mai mică pentru această parte pentru a încerca să elimin o parte din dezordinea firelor, nu sunt sigur că a funcționat, dar oricum.

plasați un buton momentan care se află în centrul panoului undeva unde aveți spațiu.

conectați firul de la primul pin al releului la unul dintre pinii butonului. În cazul meu, pinul din stânga sus (fir roșu)

de la șina de alimentare pozitivă a bateriei conectați un fir la buton. În cazul meu pinul din dreapta jos. Da, contează pe acest buton la pinul la care vă conectați. (fir portocaliu)

plasați un rezistor de 220 ohmi de la șina de putere pozitivă la orice coloană neutilizată

plasați un LED, acesta va fi LED-ul sau banda LED pe care doriți să o alimentați, conectați anodul (piciorul lung) la rezistor

conectați catodul LED (piciorul mai scurt) la șina negativă inferioară a panoului principal (fir violet)

conectați 2 fire la butonul de blocare sau basculant

conectați unul dintre fire de la butonul de blocare la pinul 5 al releului

conectați celălalt fir de la butonul de blocare la șina pozitivă în care se află ultimul rezistor în care tocmai ați plasat

Imaginea 1: panourile solare funcționează și bateria se încarcă, toate luminile sunt stinse

Imaginea 2: panourile solare nu mai produc energie, astfel încât LED-ul este alimentat de baterie

Imaginea 3: apăsați butonul momentan, releul este declanșat, curentul nu mai curge către LED și luminile sunt stinse pentru noapte, când devine lumina zilei și celulele solare produc din nou energie și releul va fi declanșat înapoi la „pornit” „poziția din nou.

Imaginea 4: butonul de blocare a fost apăsat și nu se aprind LED-uri până când acest buton nu este apăsat din nou.

Pasul 11: Schema EasyEDA și diagrama PCB

Prima imagine este schema de cablare schematică

Placa pe care o vedeți aici este placa de prototipare a PCB-ului, am folosit fire, acolo unde este posibil, pentru a face conexiunile de urmărire, deoarece lipirea fiecărei găuri cu cea de lângă este un proces lung și dificil. Am inclus urmele plăcilor de circuite sub formă de fișiere PDF, una este o vedere de sus în jos, iar cealaltă așa cum puteți vedea inversată, ca și cum ați fi privit-o de jos.