Színes Solar Garden Jar Light: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

A napelemes lámpa legegyszerűbb módja az olcsó napelemes kerti lámpák egyikének szétszerelése és üvegedénybe rögzítése. Mérnökként valami kifinomultabbat akartam. Ezek a fehér fények unalmasak, ezért úgy döntöttem, hogy saját tervezésemet forgatom egy Arduino, RGB LED -ek és egy érzékelő alapján, így a szín egyszerűen megváltoztatható a fény megdöntésével.

A napelem tölti a lítium akkumulátort, és fényérzékelőként is szolgál, amely automatikusan bekapcsolja a fényt, amikor sötétedik. Nagy gondot fordítottam a tervezésre, hogy csökkentsem az áramfogyasztást, amikor a fény kialszik, és az összes begyűjtött energia felhasználható, hogy megvilágítsa kertjét. A tervezési folyamatról további részletek a blogomban találhatók: BashtelorOfScience.

1. lépés: Alkatrészek

Szüksége lesz ezekre az összetevőkre:

• 1x üvegedény (IKEA -ban kapom)
• 1x SolarGardenJarLight NYÁK
• 1x TP4054 töltésvezérlő (IC1)
• 2x ellenállás, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x ellenállás, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x ellenállás, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondenzátor, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, zöld (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-csatorna, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED szalag 3 LED -re vágva (100 LED méterenként)
• 1x ADXL345 gyorsulásmérő modul
• 1x 500mAh lítium akkumulátor, nem nagyobb, mint 40x40mm
• 1x napelem, 5V vagy 5,5V, 45x45mm vagy 60x60mm

• 1x Arduino Pro Mini (ATmega328P vagy ATmega168P, 5V/16MHz verzió)

Az összes összetevő elérhető az aliexpress -en különböző szállítóktól. A PCB -t piszkos PCB -ken tettem elérhetővé: fekete vagy fehér színben is rendelhető (10 PCB -t kap). A lámpánkénti ár 10 darab alkatrész rendelésekor körülbelül 12 USD.

2. lépés: Készítse elő az Arduino -t alacsony fogyasztásra

Az Arduino Pro Mini sok nyugalmi áramot vesz fel, mert rajta van egy bekapcsolt állapotú LED, amely mindig be van kapcsolva, és a feszültségszabályozó is egy teljesítményre éhes vadállat, ha a mikro -erősítők nagyságrendű alacsony áramáról beszélünk. Ezt a két összetevőt el kell távolítania. Az Arduino klónok több verziója létezik. A fenti fotón megjelöltem a LED -et és a feszültségszabályozót a leggyakrabban előforduló változatokban.

Az alkatrészek eltávolításához használjon forrasztópácot, és tegyen sok forrasztóanyagot az alkatrészekre, és melegítse fel őket. Ha szükséges, utána tisztítsa meg a párnákat forrasztópisztoly segítségével. Az alkatrészek nyers erejét oldalvágóval vagy késsel is el lehet távolítani. Csak vigyázzon, nehogy megsérüljön a NYÁK.

Most jó alkalom a vázlat feltöltésére is. Az Arduino IDE 1.8.4 -es verzióját használom, de működnie kell a későbbi vagy régebbi verziókban is. Az Arduino Pro Mini nem rendelkezik USB -vel a fedélzeten, ezért külső USB -UART átalakítót kell használnia. Szerezzen be egyet kedvenc Arduino beszállítójától, vagy 2 dollárnál olcsóbban találja meg az aliexpressen. Különféle online oktatóanyagok találhatók a Pro Mini programozásáról. Ne feledje, hogy az Arduno klónok nem mindig ugyanazt a sorrendet használják, ezért a csatlakoztatás előtt ellenőrizze a vezetékeket. Győződjön meg arról is, hogy a megfelelő kártya (Arduino Pro Mini) és a megfelelő processzor van kiválasztva az Arduino IDE Tools menüben (ATmega328P vagy ATmega168P, 5V, 16MHz).

3. lépés: Az SMD alkatrészek forrasztása

Használja a fenti elrendezési képet, hogy az összes összetevőt a megfelelő helyre helyezze. Az alkatrészjelölők az 1. lépésben található alkatrészlistában vannak.

Ha szüksége van a vázlatrajzra vagy az elrendezésre, letöltheti a sas tervezési fájljait itt.

Néhány alkatrész meglehetősen kicsi, és nehéz lehet forrasztani egy újonc számára. Egy kicsi fúvókával ellátott fecskendővel forrasztópasztát teszek a párnákra, majd újraforrasztom-forrasztom az alkatrészeket az otthoni főzőlapom segítségével, de természetesen forrasztópáka és 0,8 mm (vagy vékonyabb) forrasztóhuzal segítségével is megteheti.

Az összes alkatrész forrasztása után használjon nagyítóüveget, hogy ellenőrizze a munkát, és ellenőrizze, nincs -e rövidzárlat, különösen a töltésvezérlőn.

4. lépés: Forrasztja az Arduino -t

Ahhoz, hogy az I2C kommunikációs protokollal kommunikálni tudjunk a gyorsulásmérővel, csatlakoztatnunk kell az arduino A4 és A5 érintkezőit a NYÁK -hoz. Ezek a csapok általában a processzor mellett vannak (lásd a fotót a 2. lépésben), de egyes klónoknál a szélén vannak, és nem mindig ugyanazon a helyen. A NYÁK -kivitel minden különböző verzióval működik: a szabványos változathoz, a processzor melletti csapokkal, adja hozzá a pinheadert a fentiek szerint.

A többi verzióhoz drótdarabbal csatlakoztathatja az A4 -es és A5 -ös csapokat a NYÁK lapjaihoz. Forrasztás után vágja le a vezetékeket hosszúságra.

Néhány arduino forrasztott csapfejjel érkezik, néhány anélkül. Úgy találtam, hogy a legegyszerűbb, ha a fejléceket először a kerti tégely könnyű PCB -jéhez forrasztjuk, majd hozzáadjuk az Arduino -t. Csak győződjön meg arról, hogy a fejrészek egyenesen vannak forrasztva, különben nehezen illeszti a csapokat a párnákba.

5. lépés: A NYÁK befejezése

Az ADXL345 gyorsulásmérő modul forrasztásakor fontos, hogy párhuzamos legyen a NYÁK -val. A legjobb módja annak, hogy ezt biztosítsa, ha a modult közvetlenül a NYÁK -ra helyezi, és a tűfejlécet alulról behelyezi, amint az a fényképeken látható. Adjon hozzá forrasztást felülről, és miután levágta a fejlécet az alsó oldalon, tegyen hozzá forrasztást is.

Vágja le az összes csapot az alsó oldalon egy oldalsó vágóval, majd tegyen néhány szalagot az összes csap tetejére, hogy megakadályozza, hogy az éles csapok az akkumulátorba görbüljenek és rövidre záródjanak.

Az utolsó lépés a LED csík hozzáadása. Győződjön meg arról, hogy a párnák polaritása megfelelő, és ügyeljen az adattű irányára: illessze a LED -szalagon lévő nyilakat a NYÁK -ra.

6. lépés: Napelem és akkumulátor

Körülbelül 5 cm hosszú kábelekkel kösse össze a napelemet a „nap” jelzésű két párnával, és figyeljen a plusz és mínusz szimbólumokra.

Az utolsó dolog, amit forrasztani kell, az akkumulátor. Itt különösen óvatosnak kell lenni: a lítium akkumulátorok sok energiával rendelkeznek, és füstbe tehetik a NYÁK -t, ha véletlenül rövidre zárja őket. Ha még nem, tegyen szalagot az akkumulátor pozitív vezetékére, hogy elkerülje a véletlen rövidzárlatot. Először forrasztja be a fekete mínusz kábelt, mert nehezebb forrasztani. Távolítsa el a védőszalagot a piros huzalról, és forrasztja fel. Látni fogja, hogy az Arduino panel LED -je rövid ideig villog, amikor csatlakoztatja az akkumulátort.

Ha már feltöltötte a vázlatot az Arduino -ba, akkor most bekapcsolhatja a lámpát, ha körmével többször megérinti a NYÁK -ot. Ha nem működik, akkor el kell kezdenie a hibakeresést egy multiméter segítségével. Először ellenőrizze az akkumulátor feszültségét. Ha nincs áram, lehet, hogy védelmi módban van. Ragyogjon valami erős fényt a napelemre, hogy kivágja az akkumulátort ebből az üzemmódból. Ha ez nem segít, és még mindig nincs áram, húzza ki az akkumulátort, és a vázlat segítségével ellenőrizze, hogy nincs -e rövidzárlat vagy nyitott áramkör a PCB -n, amíg meg nem találja a hibát.

7. lépés: Fejezd be a fényt

Az áramkör sikeres tesztelése után rögzítse az akkumulátort a NYÁK alsó oldalához ragasztóval vagy kétoldalas szalaggal. Ne használjon vízbázisú ragasztót, például fehér ragasztót, mert vezetőképes, amíg megszárad. A legjobb dolog a szilikon használata.

Rögzítse a napelemet az akkumulátor tetejére, és használjon ragasztót vagy kétoldalas szalagot, ami szép kis elektronikai szendvicset képez. Húzza ki a kábeleket, és rögzítse még néhány ragasztóval, és hagyja megszáradni. Mielőtt a tartályba helyezi, ellenőrizze, hogy működik -e még.

8. lépés: Szerelje össze az edényt

Vegye elő üvegedényét, és győződjön meg arról, hogy a napelem befér a fedélbe. Alapvetően bármilyen edényt használhat, ha tetszik, amíg felülről átlátszó és vízálló.

Az előnyös ragasztó a szilikon, mivel könnyen ellenáll a magas és alacsony hőmérsékletnek. Minél átlátszóbb, annál jobb, de a kissé tejszerű jól működik, csak ne legyen fehéres vagy szürke szilikon. Használhat epoxidot is, de hő hatására megrepedhet.

Tegyen egy kis szilikont az üvegre, majd nyomja meg a fényt a ragasztón úgy, hogy a napelem természetesen az üveg felé nézzen. Győződjön meg róla, hogy kívülről jól néz ki, távolítsa el, tiszta ismétlés, ha elrontotta, majd hagyja megszáradni.

Helyezze az üveget napos helyre. 2-3 nap napfényre van szükség az akkumulátor teljes feltöltéséhez, és még tovább, ha árnyékban van. Ha a jelzőfény pirosan kezd villogni, az azt jelenti, hogy az akkumulátor lemerült, és több fényre van szüksége az újratöltéshez. Ha hosszú ideig (azaz több hétig) sötét helyre teszi a lámpát, az akkumulátor meghalhat, és ki kell cserélni, ezért győződjön meg róla, hogy elegendő fényt kap, és évekig működik.

9. lépés: Felhasználói kézikönyv

Tovább

A lámpa hajnalban automatikusan bekapcsol, ha néhány percig gyenge fényviszonyokat észlel, és az akkumulátor elegendő energiával rendelkezik. A lámpa kézi bekapcsolásához csak néhányszor érintse meg a tetejét, vagy erősen rázza fel az üveget.

Ki

A lámpa manuális bekapcsolás után körülbelül három óra elteltével automatikusan kialszik. Automatikus bekapcsoláskor az akkumulátor körülbelül félig lemerül (így továbbra is manuálisan kapcsolhatja be). Azonnali kikapcsoláshoz fordítsa fejjel lefelé.

Színét változtatni

A szín megváltoztatásához egyszerűen döntse meg a fényt. Három színváltási módja van:

1. Fényerő módosítása
2. Változtassa meg a színt
3. Színtelítettség módosítása

Az üzemmódok közötti váltáshoz érintse meg egyszer a fedelet. Minél jobban dől, annál gyorsabban változik.

Gyertya mód

Az állandó fény és a villódzó gyertya mód közötti váltáshoz egyszerűen koppintson duplán a fedélre. A gyertyáról állandó üzemmódra váltáskor a telítettség és a fényerő visszaáll az alapértelmezett (maximális) szintre.