Baterie napájené LED světla se solárním nabíjením: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Moje žena učí lidi, jak vyrábět mýdlo, většina jejích hodin byla večer a tady v zimě se stmívá kolem 16:30, někteří její studenti měli problém najít náš dům. Zepředu jsme měli ceduli, ale i přes pouliční osvětlení tam byla značka špatně viditelná. Vyvést energii tam, kde je značka, by bylo velké potíže, během této doby jsem sledoval spoustu videí na YouTube o tom, jak vytvořit pouliční osvětlení pomocí LED, solárního panelu a baterie. I když to fungovalo, nesplnilo to všechny požadavky, které jsem chtěl v podsvícení pro její znamení. V zásadě obvod potřeboval provést následující

• Nabijte baterii během dne pomocí solárního panelu
• Automatické zapnutí v noci
• Musela to umět vypnout, jakmile byla třída hotová, ale příští noc se to zase samo změnilo
• Museli jsme ho umět vypnout o víkendech, svátcích a prázdninách, aniž by se sám znovu zapnul.

Na těchto obrázcích můžete vidět LED diody za nápisem, aby se rozsvítilo, ve skutečnosti potřebuje možná další 3 řady, jen jsem se nedostal k jejich instalaci. Na zadní straně nápisu je kolébkový spínač, tlačítkový spínač a LED dioda, která ukazuje, že je značka zapnutá v případě, že na ni někdo zapomene a nechá ji zapnutou, vidíme ji z okna našeho obývacího pokoje a jdeme zhasnout světla. Ve skutečnosti je tu kus plexiskla, které klouže po tlačítkách a LED, aby z nich nepršelo.

Zásoby:

Zařízení

• Páječka
• Prkénko
• Drátěné propojovací dráty různých velikostí

Díly

• Baterie 18650 (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V 500mAh solární panel (x2) Amazon.ca
• Rezistor 220 ohmů (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 10k resister (x2) viz výše pro odkazy na nákup
• Relé se spínáním 5V cívky Amazon.ca / AliExpress
• Konektory JST Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Okamžitý přepínač 2 pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Kolébkový přepínač 2pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V LED [jednoduchá nebo řetězcová]
• 22awg drát pro LED pásy Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 1N5819 Schottky Barrier Rectifier Diode (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• S9012 PNP tranzistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• BC547 NPN tranzistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2,54 mm rozbitné kolíkové konektory konektoru Male Pin Amazon.ca / Banggood
• A TP4056 5V 1A Micro USB 18650 nabíjení lithiové baterie + ochranný modul nabíječky s plošnými spoji Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2,54 mm rovné ženské kulaté kolíky PCB Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Volitelné součásti

• Koncové konektory (alternativa ke konektorům JST) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• prototyp obvodové desky Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Baterie 18650 jsou na AliExpress nejlevnější, ale věnujte pozornost nákladům na dopravu, některé jsou strašně vysoké. Banggood se zdá být uprostřed silnice, baterie jsou dražší, ale doprava je rozumná. Na Amazonu je doprava zdarma, ale náklady na baterii jsou opravdu vysoké. Nejlepší způsob, jak tyto baterie získat, je baterie notebooku určená k recyklaci. Můžete získat až 6 jednotlivých článků, z nichž alespoň 1 bude stále dobrý. Buďte velmi opatrní při rozebírání balení, vyhněte se jeho zkratování.

Krok 1: Pájecí kolíky k modulu TP4056

Abych snáze identifikoval, které piny byly pozitivní a negativní, použil jsem červenou a černou. Odlomte 2 piny černé a 2 piny červené a nechte je spojit plastem, tyto se připájejí k 2 pinovým otvorům pro B+/Out+ a B-/Out-. K připojení k napájecímu zdroji budete také potřebovat jeden kolík každé barvy.

Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je umístit jeden z kolíků, nejdelší část nohy po plastovém dílu dolů do prkénka, umístit zápornou napájecí dírku nabíjecího modulu na kolík, zjistit, kde ostatní kolíky potřebují být na prkénku a umístit je na příslušná místa tak, aby všechny kolíky byly na prkénku a aby seděly v otvorech na nabíjecím modulu. Nyní, když jsou kolíky pevně na svém místě na prkénku a nabíjecí modul sedí na nich, můžete všechny kolíky připájet na místo.

Krok 2: Pájecí dráty ke solárním panelům

Pokud chcete udělat to, co jsem udělal, a připojit 2 panely paralelně, abyste udrželi stejné napětí, ale vyšší zesilovače, pájte vodiče na kladné a záporné pady na jednom panelu a pájejte kladné z tohoto panelu na kladné druhé panel, proveďte totéž s negativním vodičem. Poté připájejte vodiče konektorem JST na kladný/záporný pól jednoho z panelů

Pokud používáte konektor JST, umístěte kus s kolíky na prkénko podle obrázku, ujistěte se, že je kladný pól ze solárních panelů připojen k kladné liště na prkénku.

Krok 3: Příprava baterie

Připojte další konektor JST k držáku baterie, položte díl s kolíky na opačný konec prkénka, ale stále na napájecí lišty. Stejně jako u solárních panelů se ujistěte, že kladné a záporné jsou na správných kolejnicích na prkénku.

Krok 4: Připojení nabíjecího modulu

Umístěte nabíjecí modul s připájenými kolíky na desku, ale netlačte jej na desku, protože pod ni budeme muset umístit vodiče. Z horní napájecí lišty ponechte dva kolíkové otvory, viz 2. obrázek.

Umístěte propojovací kabel ze záporné kolejnice do 1. otvoru nad záporným napájecím kolíkem

Umístěte diodu Schottky, 1N5819, z kladné lišty připojující se ke kladnému napájecímu kolíku, stříbrný pás by měl být nejblíže k napájecímu kolíku, protože to je směr, kterým chcete, aby proud proudil, pokud je obrácen opačně do nabíjecího modulu nepoteče žádná energie. Schottkyho dioda byla vybrána pro „Nízkou ztrátu výkonu/vysokou účinnost mechanických charakteristik“, což je zhruba polovina normální diody. Dioda je přidána, aby se zabránilo zpětnému toku napětí v noci zpět do solárních panelů, kde se pak plýtvá energií.

Krok 5: Připojení nabíječky k baterii

Zde právě připojujeme baterii k nabíjecímu modulu, můžete také vidět, proč ještě nechcete zatlačit nabíjecí modul do prkénka.

Je to tedy pouze B+ na modulu na kladnou kolejnici na straně baterie a B- na zápornou kolejnici na straně baterie

Krok 6: Nastavení prvního tranzistorového přepínače

Nyní přidáme tranzistor PNP S9012

Tento tranzistor bude fungovat jako spínač, pokud solární panely produkují energii (tj. Je to ve dne), pak přes tranzistor nebude moci proudit žádná energie, čímž se efektivně vypne světla a umožní se baterie nabít.

Připojte 1 krátký propojovací kabel z napájecího kolíku nabíjecího modulu k prázdnému místu na desce [obrázek 1]

připojte 10k odpor [obrázek 2] k tomuto propojovacímu vodiči

připojte základnu tranzistoru k rezistoru [obrázek 3]

připojte kolektor tranzistoru ke kolíku Out+ na nabíjecím modulu [obrázek 4]

připojte vysílač tranzistoru ke spodní kladné liště na prkénku [obrázek 5]

Krok 7: Jednoduše rozšíření země

Připojte Out- ke spodní záporné napájecí liště.

Tím je nabíjecí modul hotov a první tranzistorový spínač skončil.

Nyní stačí plně zasunout nabíjecí modul do prkénka.

Pokud vše, co jste chtěli, byla LED dioda napájená bateriemi, která se v noci rozsvítí, během dne zhasne a baterie, která se během dne nabíjí, je to tak daleko, jak potřebujete. Potřebujete pouze připájet součásti na desku s obvody a ujistit se, že jsou stopy stejné jako zapojení, a je to. LED by byla připojena k kladnému z vysílače tranzistoru a zápornému z výstupního

Chcete -li přidat tlačítko a kolébkový přepínač, postupujte podle zbývajících kroků.

Krok 8: Druhý tranzistorový přepínač

Toto je přepínač, který vypíná relé, aby se LED diody mohly v noci rozsvítit.

připojte propojovací vodič z kladné lišty na straně solárního panelu, ne na straně baterie a rozhodně ne za diodou. Z nějakého důvodu jsem ještě nepřišel na to, že obvod NEBUDE fungovat, pokud se připojení k základně tranzistoru provede po diodě. Oranžový drát na obrázku 1, přicházející z kladného bodu do sloupce 37 na desce.

připojte 10k odpor na konec propojovacího vodiče, který jste právě umístili [obrázek 2]

umístěte základnu tranzistoru tak, aby se připojila k odporu

připojte kolektor tranzistoru k kladné liště baterie.

V další části připojíme vysílač tranzistoru

Krok 9: Přidání relé

Toto je dvojitý hod, dvojitý pól, blokovací relé. Západková část je to, co z něj dělá perfektní relé pro tento projekt, "Většina relé vyžaduje malé trvalé napětí, aby zůstalo zapnuté. Blokovací relé je jiné. K pohybu spínače používá puls, pak zůstává v poloze, čímž se mírně snižuje elektrická Požadavek napájení." Co jsem zde udělal a co doporučuji, je označit boky relé, aby naznačily, kde jsou piny, protože jakmile jsou umístěny na desku, již je nevidíte.

nejprve umístíme konektory pro relé, vzhledem k jeho malým kolíkům budete mít těžké udržet relé v prkénku, takže použití samičích odlamovacích kulatých kolíkových kolíků funguje velmi dobře [obrázek 2]. Na každou stranu budete potřebovat 8 pinů. Zkoušel jsem IC zásuvku, ale ve skutečnosti to bylo horší než prkénko pro držení relé.

připojte vysílač tranzistoru BC547 ke kolíku 2 na straně nejblíže svorce baterie. Relé může být spojeno s kladnou jednou nebo druhou stranou, takže na které straně je kladný, to vlastně nezáleží, jen to momentálně věci zjednodušuje.

připojte piny 1 a 2 na druhé straně relé k záporné liště [obrázek 2, 2 modré vodiče]

zatímco stále na straně, kde jsme právě připojili záporné vodiče, připojte 3. pin ke spodní kladné liště

připojte propojovací vodič k 1. kolíku na opačné straně záporných vodičů, prozatím jej nechte volný

4. kolík na relé lze ponechat nezapojený nebo pro účely testování můžete z něj na zápornou lištu připojit odpor a LED. Toto se zapne pouze tehdy, když chcete vypnout hlavní světlo.

Krok 10: Přidání dočasných a dlouhodobých vypínacích tlačítek

Pro tuto část jsem použil 2. menší prkénko, abych se pokusil odstranit část nepořádku drátu, nebyl jsem si jistý, zda to funguje, ale stejně.

umístěte chvilkové tlačítko obkročmo do středu prkénka někam, kde máte místo.

připojte vodič z 1. kolíku na relé k jednomu z kolíků na vašem tlačítku. V mém případě levý horní kolík (červený vodič)

z kladné napájecí lišty baterie připojte k tlačítku vodič. V mém případě pravý dolní kolík. Ano, na tomto tlačítku záleží, ke kterému pinu se připojíte. (oranžový drát)

umístěte odpor 220 ohmů z kladné napájecí lišty do jakéhokoli nepoužitého sloupce

umístěte LED, bude to LED nebo LED pás, který chcete napájet, připojte anodu (dlouhou nohu) k odporu

připojte LED katodu (kratší noha) ke spodní záporné liště hlavního prkénka (fialový vodič)

připojte 2 vodiče k západkovému nebo kolébkovému tlačítku

připojte jeden z vodičů od západkového tlačítka k 5. kolíku relé

připojte druhý vodič ze západkového tlačítka ke kladné kolejnici, ve které je umístěn poslední odpor

Obrázek 1: solární panely fungují a baterie se nabíjí, všechna světla jsou zhasnutá

Obrázek 2: solární panely již nevyrábějí energii, takže LED je napájena baterií

Obr. „pozice znovu.

Obrázek 4: Bylo stisknuto západkové tlačítko a dokud znovu nestisknete toto tlačítko, nebudou svítit žádné LED diody.

Krok 11: Schéma EasyEDA a diagram DPS

Na obrázku je schematické schéma zapojení

Deska, kterou zde vidíte, je prototypová deska PCB. Použil jsem vodiče, kde to bylo možné, pro vytvoření stopových spojů, protože pájení každého otvoru na ten vedle je dlouhý a náročný proces. Stopy obvodů jsem zahrnul jako soubory PDF, jeden je pohled shora dolů a druhý, jak vidíte obráceně, jako byste se na to dívali zespoda.