Hvordan bygge et enkelt soldrevet automatisk hagelys

For de som har stor interesse for hagearbeid, vil et hagelys gi deg muligheten til å beundre plantens skjønnhet selv om natten. Disse lysene vil normalt plasseres inne i hagen, langt fra stikkontakter, fordi det ikke er en god idé å føre ledninger gjennom hagejorden din som vil være våt og slitt mesteparten av tiden. Dette er hvor soldrevne hagelys kommer inn i bildet. Disse lampene vil ha et batteri som vil lades gjennom et solcellepanel om dagen, og om natten vil energien fra batteriet bli brukt til å drive lysene og syklusen gjentas. I noen av våre tidligere artikler har vi bygget få solenergirelaterte prosjekter som soldrevet mobiltelefonlader og solenergi-inverterkrets.

I dette prosjektet skal vi bygge et enkelt og billig DIY solhage lys. Solcellepanelet vil lade et litiumbatteri på dagtid, og når det blir natt, vil batteriet slå på lysene til det er dags tid igjen. I motsetning til andre kretser vil vi ikke bruke en mikrokontroller eller sensor, fordi ideen med prosjektet er å redusere komponentantallet for å redusere kretsens pris og kompleksitet. Når det er sagt, la oss begynne å bygge vårt hjemmelagde sollys !!

Solar Garden Light Design

Før du velger verdien på komponentene og går inn i kretsskjemaet, er det viktig å velge belastningen for prosjektet vårt. Ved belastning refererer vi til typen Hagelys som vi skal bruke i prosjektet vårt. Fordi lysets spenning og strømstyrke bestemmer hvordan kretsen kan utformes.

Lysdiodene vi bruker i dette prosjektet er normale kinesiske lysdioder med en driftsspenning på 3,2V med maksimalt 4,5V fremoverspenning. Derfor, hvis to lysdioder er koblet i serie, vil fremoverspenningen være 6,4V. Lysdiodene som brukes i prosjektet vårt er vist nedenfor.

Så et 7,4V litiumbatteri vil kunne gi minimum 6,4V (fulladet) til maksimalt 8,4V (fulladet). Derfor brukes et 7,4V litiumbatteri til en strømkilde i dette prosjektet, det samme er vist nedenfor. Hvis du er helt ny med Lithium-batterier, kan du sjekke ut denne Grunnleggende om Lithium-Ion-batterier-artikkelen for å forstå bedre om batterier.

Batteriet som er valgt for denne applikasjonen vil ha en innebygd beskyttelseskrets som vil beskytte batteriet mot overlading, dyputladning og kortslutningsrelaterte forhold. Hvis batteriet ikke har disse funksjonene, må du sørge for å bruke en ekstern beskyttelsesmodul, fordi litiumbatterier kan bli svært ustabile og til og med eksplodere hvis de ikke håndteres riktig.

Solar Garden Light Circuit Diagram

Den solenergi hagen lys krets vil bestå av to deler. Den ene lader og den andre er å kontrollere lysdiodene. Hele kretsskjemaet er forklart som to deler, den første delen er gitt nedenfor

N-Channel MOSFET Q2, IRF540N brukes til ladestyring. Potensiometer R1 brukes til å stille inn batteriets spenningsnivå ved å kontrollere portens spenning over N Channel MOSFET Q2. Schottky-likeretterdioden D1 er SR160, en 1A 60V Schottky-diode som brukes til å beskytte batteriet mot omvendt polaritet, samt for å blokkere omvendt strømning under utladningsforhold. Utgangen Schottky-diode D2 brukes til å isolere laderspenningen med batterispenningen.

Den andre delen av kretsen brukes til å slå på lysdioden under mørke forhold. Dette gjøres av den andre P-Channel MOSFET Q1 som er IRF9540. MOSFET-porten styres av solspenningen. Når solcellene produserer spenning, forblir MOSFET slått av, men i mørke eller om natten, produserer ikke cellene spenning, og MOSFET blir slått PÅ. Ved å bruke P Channel MOSFET elimineres ytterligere LDR og komparatorkrets fullstendig.

Nå, for den andre delen av kretsen, er lysdiodene koblet i serie-parallell tilstand. To lysdioder i serie øker fremoverspenningen til dobbelt enn en enkelt lysdiode, men strømmen som strømmer gjennom lysdiodene blir delt. 4 parallelle tilkoblinger er laget med to lysdioder i serie. Flere lysdioder parallelt øker strømmen og påvirker sikkerhetskopien av batteriet.

Det anslås at strømmen gjennom hver serie er nesten 40 mA. Derfor bruker 4 parallelle strenger 160mA strøm. Batteriet valgt for dette prosjektet vil effektivt lyse opp LED-lampene i nesten 5-6 timer ved en nominell ladetilstand. Man kan øke LED-strengene etter behov.

Solar Garden Light Construction

For å konstruere kretsen kreves følgende komponenter -

1. Litiumbatteri 7.4V (mAH avhenger av sikkerhetskopitiden) med en innebygd beskyttelseskrets.
2. Lysdioder med 3,5 V fremover spenning (En annen spenning gjelder også, men LED stripkonstruksjonen vil være annerledes)
3. IRF9540N - P-kanal Mosfet
4. IRF540N - N Channel Mosfet
5. SR160 Schottky-diode 2 stk
6. 680R motstand
7. 50k potensiometer
8. 4,7 k motstand
9. Solcellepanel 15 - 18V med mer enn 300 mA strømstyrke hvis et 3600 mAh batteri er valgt.
10. Ledninger for tilkobling av solcellepanel og lysdioder
11. Tilkoblingskabler

Bildet nedenfor viser pinout av IRF540N N-kanal og IRF9540 P-Channel Mosfet, som vi skal bruke prosjektet.

Når Solar Garden-lyskretsen er konstruert på et brødbrett, ser arrangementet mitt slik ut nedenfor

Vi har brukt solcellepanelet med spesifikasjonene nedenfor.

Det er et 10W solcellepanel med 18V utgang. Solcellepanelet er plassert i sterkt sollys ved høyeste solforhold. Potensiometeret er kontrollert til å ha 8,5 V over D2. Dette skyldes ladespenningen, et litiumbatterispenning vil være 8,4V når det er fulladet. Når batteriet begynner å lades, kobles en ampmeter i serie med batteriet for å kontrollere ladestrømmen. Du kan også improvisere prosjektet ved hjelp av en solar tracker for maksimal batterilading, men det er noe utenfor omfanget av dette prosjektet.

Som du kan sjekke fra avlesningen av multimeteret nedenfor, er ladestrømmen nesten 300mA. Denne endringen vil være avhengig av soltilstanden, den vil øke på en solskinnsdag og vil gå ned på overskyede dager.

I løpet av natten, når solcellepanelet ikke mottar noen stråling, vil det ikke være noen utgangsstrøm fra panelet, og derfor slutter batteriet å lade seg og LED-lampene tennes. Fullstendig bearbeiding av prosjektet finner du også i videoen som er lenket nedenfor, hvor vi viser at lyset tennes automatisk hvis panelet ikke mottar stråling.

Ytterligere forbedringer

Kretsen er en grunnleggende litiumbatteriladerkrets for et enkelt hagelysrelatert prosjekt. Dermed benytter den ingen sikkerhetsproblemer. For riktig lading og bruk av riktig soladningsmetode ved bruk av MPPT (Maximum Power Point Tracker) kan dedikerte driver-ICer brukes.

Siden dette er et utendørs operasjonsprosjekt, må riktig PCB og en lukket boks brukes. Kapslingen må lages på en slik måte at kretsen forblir vanntett i regn. For å endre denne kretsen eller for å diskutere ytterligere aspekter av dette prosjektet, vennligst bruk det aktive forumet for kretsfordøyelsen.