Пројекти „уради сам“ соларне светлости нуде економичан и ефикасан начин за напајање домова користећи енергију сунца. Зато има смисла саставити систем уличног осветљења који користи соларну енергију за пуњење батерије током дана, а затим користи ову батерију да осветли улицу ноћу. И можете направити своје!
Електронско коло ће контролисати овај систем, аутоматски палићи ЛЕД сијалицу ноћу и искључујући се током дана. Такође ћемо уградити заштитно коло батерије да заштитимо батерију од прекомерног пражњења.
Шта да очекујете
Овај систем захтева 5 главних јединица:
- Соларни панел: За пуњење батерије током дана и као светлосни сензор.
- Батерија: За складиштење струје и струјног кола и сијалице.
- ЛЕД ДЦ сијалица: За осветљење у мраку
- жице: За међусобно повезивање према шематском дијаграму.
- Електрично коло: За аутоматску контролу/пребацивање ЛЕД сијалице и за заштиту од пражњења батерије.
Коришћење соларне енергије за пуњење батерије
За пуњење батерије користили смо мали соларни панел од 10В (можете одабрати већи према вашем буџету/захтевима). Може да пуни батерију од 12 В и може да обезбеди струју кратког споја од 0,62 А при врхунској осветљености. Његова физичка величина је око 12” к 9”.
Користили смо батерију од 12ВДЦ са капацитетом струје од 4Ах. Током дана, соларни панели генеришу струју која се користи за пуњење батерије. Батерија може имати максимални напон отвореног кола од 13,7В при пуном напуњењу и треба је напунити када напон батерије падне на 11ВДЦ.
За пуњење батерије, црвена жица соларног панела (позитивни поларитет) је повезана са позитивним терминалом батерије преко Зенер диоде, која је залемљена на Веробоард где је постављено и електронско коло.
Зенер диода је постављена тако да је катода (+ терминал) повезана са соларним панелом, а анода (- терминал) је повезана са позитивним терминалом батерије преко жица. Зенер диода обезбеђује изолацију између соларног панела и батерије, што је посебно корисно у мраку када коло узима напон соларног панела за укључивање светла. Црна жица (негативни поларитет) је директно прикључена на негативни терминал батерије.
Када је соларни панел изложен сунчевој светлости, он обезбеђује струју за пуњење батерије, чија количина зависи од интензитета сунчеве светлости. ЛЕД сијалица узима струју из батерије. Електронско коло контролише сијалицу користећи податке сензора (напон соларног панела). Повежите позитивни терминал или катоду ЛЕД сијалице на позитивни терминал батерије, док повежите аноду ЛЕД са тачком Ц као што је приказано на шемама.
Изградња електронског кола
Електронско коло се састоји од два дела. Један је намењен за контролу ЛЕД сијалице, док је други намењен контроли и избегавању пражњења батерије.
Шеме аутоматског соларног уличног светла
Слика испод приказује целу шему за повезивање овог система заједно. Направите електронско коло за аутоматско пребацивање и заштиту од пражњења батерије на Веробоард-у.
Шта ће вам требати
Следећи алати и компоненте ће бити потребни за електронско коло. Можете их набавити у онлине продавницама као што су Дигикеи, Моусер или Али Екпресс.
- 1 к УЛН2003Дарлингтон пар транзистори ИЦ
- 1 к ЛМ7809 9 ВДЦ регулатор напона ИЦ
- 2 к ЛМ393 ИЦ компаратор напона
- 1 к Веробоард (за повезивање елемената кола путем лемљења)
- Отпорници (у омима) 1К, 10К, 36К, 53К, 100К, 280К (Или еквивалентна паралелна/серијска комбинација ових вредности)
- Жице
- Лемило и жица за лемљење
- Дигитални мултиметар (за мерење напона и струје)
- Конектори за блок терминала са вијцима (за повезивање жица са соларним панелом, батеријом и ЛЕД сијалицом)
- Зенер диода (између црвене жице соларног панела и батерије + терминала)
Контролисање ЛЕД сијалице
Да бисте укључили ЛЕД у мраку и искључили га на дневном светлу, користите напон соларног панела као сензор за вођење кола. Соларни панел и батерија су изоловани помоћу Зенер диоде. Зенер диода је пристрасна на дневном светлу јер ће соларни напон бити већи од напона батерије за пуњење, док постаје обрнуто пристрасан у мраку када сунчева светлост није доступна да осветли соларни панел, да би дао значајан излаз Волтажа.
У овом колу, напон соларног панела се пореди са напоном батерије помоћу компаратора. Када је већа (у току дана) даје сигнал за гашење светла. Када је мањи, сигнализира да се упали светло. ЛЕД сијалица се контролише помоћу ове логике и уз помоћ УЛН2003 Дарлингтон пара транзистора. УЛН2003 добија улаз са излаза компаратора. Ако добије сигнал за „Укључено“ на улазним пиновима (1-7) УЛН2003 (тј. са излазног пина компаратора 1), дозвољава струји колектора да прође кроз Ц (пинови 10-16) да би се укључило светло.
Да бисте направили ово коло, спојите све елементе кола на Веробоард кроз лемљење. Шмитов окидач (позитивна повратна информација у компаратору) је имплементиран на ЛМ393 компаратор да би се избегли кварови.
Спречавање прекомерног пражњења
Ако је време облачно или магловито, могуће је да се батерија неће пунити током дана, што доводи до прекомерног пражњења батерије током више узастопних ноћи. Ово може довести до пражњења батерије до тачке у којој се хемијски баланс батерије поремети што је чини бескорисном за даљу употребу.
Да би се батерија заштитила од претераног пражњења, на шемама је приказано друго компараторско коло које користи ЛМ393 ИЦ, које упоређује напон батерије са стабилном референцом. За референтни напон се користи регулатор напона ЛМ7809, који узима напон батерије (тј. 11 до 14 ВДЦ) као улаз и даје константно 9В.
Да бисте били сигурни да батерија не прелази ниво дубоког пражњења, тј. ~11В, користите компаратор као Сцхмитт окидач. Када напон батерије падне испод 11 волти, Сцхмитт окидач ће дати логички низак ниво што ће заузврат онемогућити склоп за пребацивање. Да бисте поново омогућили прекидачки круг, потребно је потпуно пуњење батерије до 13,2 В.
Можете сами да изаберете напоне (уместо 11 В за низак ниво батерије и 13,2 В за ниво напуњене батерије) одабиром одговарајуће комбинације отпорника (иако је то детаљније него што ћемо за сада заронити). За коло заштите батерије повежите елементе кола на Веро плочи лемљењем.
Након што направите кола за аутоматско пребацивање и заштиту од пражњења батерије на Веробоард-у, коначно повежите ова кола, соларну плочу, сијалицу и батерију према шематском дијаграму.
Тестирање вашег соларног система уличне расвете
За тестирање перформанси овог система, поставите соларни панел под сунчеву светлост. Видећете да је ЛЕД сијалица „искључена“ када је соларни панел изложен сунчевој светлости. Измерите напон помоћу дигиталног мултиметра на излазу соларне плоче и терминалима батерије. Сазнаћете да је напон соларног панела већи од напона батерије. Сада да проверите да ли се батерија пуни под сунчевом светлошћу, користите дигитални мултиметар за мерење струје која тече у батерију.
У следећем кораку покријте соларни панел дебелим материјалом да бисте блокирали сунчеву светлост и видећете да се ЛЕД сијалица укључује. Измерите напон на соларном панелу; приметићете да соларни панел пружа веома низак напон недовољан за пуњење батерије. Затим измерите струју од батерије до ЛЕД сијалице; видећете да сијалица узима струју из батерије да би произвела светлост.
Ево кратке видео демонстрације овог тестирања:
Осветлите ноћ соларном светлошћу
Овај „уради сам“ пројекат вам даје концепт за изградњу мини електронског склопа за дизајнирање аутоматизованог уличног светла на соларни погон користећи природну и обновљиву соларну енергију. За максимално коришћење ресурса; изаберите праве спецификације за соларни панел, батерију и сијалицу како бисте осигурали да соларни панел напуни батерију довољно да сијалица буде укључена током целе ноћи.
