Llum (s) LED amb bateria amb càrrega solar: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

La meva dona ensenya a la gent a fer sabó, la majoria de les seves classes eren al vespre i aquí a l’hivern es fa fosc cap a les 16:30, alguns dels seus alumnes tenien problemes per trobar casa nostra. Teníem un cartell a la part davantera, però fins i tot amb un llum de carrer allà mateix el cartell era difícil de veure. Exhaurir el corrent fins a on hi havia el cartell hauria suposat un munt de problemes, durant aquest temps vaig veure un munt de vídeos de YouTube sobre com fer un fanal públic amb un LED, un panell solar i una bateria. Tot i que això funcionava, no complia tots els requisits que volia a contrallum per al seu signe. Bàsicament, el circuit necessitava fer el següent

• Carregueu la bateria durant el dia amb un panell solar
• Activa automàticament a la nit
• Va haver de poder apagar-la un cop acabada la classe, però es va tornar a tornar la nit següent
• L’havíem de poder apagar durant els caps de setmana, vacances i vacances sense que es tornés a encendre.

En aquestes imatges només podeu veure les cadenes de LED que hi ha darrere del rètol per il·luminar-lo, de fet necessiten potser 3 files més, no he aconseguit instal·lar-les. A la part posterior del rètol es mostra l’interruptor basculant, el polsador i un LED per mostrar que el rètol està encès per si s’oblida i es deixa encès, el podem veure des de la finestra de la nostra sala d’estar i anar apagant els llums. En realitat, hi ha un tros de plexiglàs que llisca sobre els botons i el LED per evitar que la pluja se’n surti.

Subministraments:

Equipament

• Soldador
• Taula de pa
• Cables de pont de taules de pa de diferents mides

Parts

• Bateria 18650 (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Panell solar de 5V 500mAh (x2) Amazon.ca
• Resistència de 220 ohm (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 10k resister (x2) vegeu més amunt els enllaços de compra
• Relé de tancament biestable de bobina de 5V Amazon.ca / AliExpress
• Connectors JST Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Commutador momentani momentani 2 pins Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Rocker Switch 2pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V LED [simple o cadena]
• Fil de 22awg per a tires LED Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 1N5819 Schottky Barrier Rectifier Diode (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Transistor PNP S9012 (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• BC547 Transistor NPN (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Connectors de capçal de pin mascle de 2,54 mm trencables Amazon.ca / Banggood
• Un TP4056 5V 1A Micro USB 18650 càrrega de bateria de liti + mòdul de carregador de placa de circuit de protecció Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Clavilles rodones de femella rectes de 2,54 mm Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Parts opcionals

• Connectors de terminals (alternatius als connectors JST) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• prototip de placa de circuit Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Les bateries 18650 són més econòmiques a AliExpress, però realment presten atenció a les despeses d’enviament, algunes són molt altes. Banggood sembla estar al mig de la carretera, les bateries són més cares però l’enviament és raonable. A Amazon, l’enviament és gratuït, però el cost de la bateria és realment elevat. La millor manera d'aconseguir aquestes bateries és un paquet de bateries per a ordinadors portàtils dirigit al reciclatge, ja que podeu obtenir fins a 6 cel·les individuals, almenys una de les quals encara serà bona. Tingueu molta cura de desmuntar el paquet i eviteu fer-ne un curtcircuit.

Pas 1: soldeu els pins al mòdul TP4056

Aquí, per fer més fàcil identificar quins passadors eren positius i negatius, he utilitzat vermell i negre. Trencar 2 passadors de negre i 2 de vermell i deixar-los connectats pel plàstic, que es soldaran als forats de 2 passadors del B + / Out + i B- / Out-. També necessiteu un sol pin de cada color per connectar-vos a l’alimentació.

Per tant, la forma més senzilla de fer-ho és col·locar un dels passadors, la part més llarga de la pota després de la peça de plàstic cap a la placa, col·locar el forat negatiu d’entrada de potència del mòdul de càrrega al passador, veure on necessiten els altres passadors per estar a la placa de taula i col·locar-los als llocs adequats de manera que tots els passadors estiguin a la taula de taula i quedin asseguts als forats del mòdul de càrrega. Ara, amb els pins ferms al seu lloc a la placa de paret i el mòdul de càrrega assegut a sobre, podeu soldar tots els pins al seu lloc.

Pas 2: soldar els cables als panells solars

Si voleu fer el mateix que jo i connectar els 2 panells en paral·lel per mantenir el mateix voltatge però amplificadors més alts, soldeu els cables als coixinets positius i negatius d’un panell i soldeu el positiu des d’aquest panell al positiu del segon. panell, feu el mateix amb el fil negatiu. A continuació, soldeu els cables amb un connector JST al positiu / negatiu d’un dels panells

Si utilitzeu un connector JST, col·loqueu la peça amb els passadors a la placa, tal com es mostra a la imatge, assegureu-vos que el positiu dels panells solars estigui connectat al carril positiu de la placa.

Pas 3: Preparar la bateria

Connecteu un altre connector JST al suport de la bateria, col·loqueu la peça amb els passadors a l'extrem oposat de la placa de manteniment, però encara als rails elèctrics. Igual que amb els panells solars, assegureu-vos que el positiu i el negatiu es troben als rails adequats de la placa.

Pas 4: connectar el mòdul de càrrega

Col·loqueu el mòdul de càrrega, amb els passadors soldats, al tauler, però no premeu-lo al tauler, ja que haurem de col·locar cables a sota. Deixeu dos forats de passador des del carril superior d’alimentació, vegeu la segona imatge.

Col·loqueu un cable de pont des del carril negatiu fins al primer forat per sobre del pin negatiu d’entrada

Col·loqueu el díode Schottky, 1N5819, des del rail positiu que es connecta al pin d’entrada d’entrada positiu, la banda platejada hauria d’estar més a prop del pin d’entrada d’entrada ja que és la direcció en què voleu que flueixi la potència, si s’enfronta a l’altre costat. cap alimentació fluirà al mòdul de càrrega. El díode Schottky va ser escollit per les seves "Característiques mecàniques de baixa pèrdua d'energia / alta eficiència", que és aproximadament la meitat d'un díode normal. El díode s’afegeix per evitar el flux de tensió inversa de nit cap als panells solars, que després es malgasta.

Pas 5: connectar el carregador a la bateria

Aquí només connectem la bateria al mòdul de càrrega; també podeu veure per què encara no voleu prémer el mòdul de càrrega a la placa de control.

Per tant, només és B + al mòdul cap al carril positiu del costat de la bateria i B- cap al carril negatiu del costat de la bateria

Pas 6: Configuració del primer commutador de transistor

Ara afegim el transistor PNP S9012

Aquest transistor actuarà com a interruptor, si els panells solars produeixen energia (és a dir, és de dia), llavors no es permetrà que circuli energia pel transistor, apagant els llums de manera efectiva i permetent que la bateria es carregui.

Connecteu 1 cable de pont curt des del pin d’entrada d’entrada al mòdul de càrrega a un lloc buit de la placa de control [imatge 1]

connecteu una resistència de 10 k [imatge 2] a aquest cable de pont

connecteu la base del transistor a la resistència [imatge 3]

connecteu el col·lector del transistor al pin Out + del mòdul de càrrega [imatge 4]

connecteu l’emissor del transistor al carril positiu inferior de la placa [imatge 5]

Pas 7: simplement amplieu el terreny

Connecteu la sortida a la barra de potència negativa inferior.

Aquest és el mòdul de càrrega fet i el primer interruptor de transistor acabat.

Tot el que heu de fer ara és col·locar completament el mòdul de càrrega a la placa de control.

Si tot el que volíeu era un LED alimentat per bateria que s’encengui una nit, s’apagui durant el dia i una bateria que es carregui durant el dia, això és el que necessiteu. Només cal soldar els components en una placa de circuit, assegurant-vos de mantenir les traces iguals que el cablejat i ja està. El LED estaria connectat al positiu de l’emissor del transistor i al negatiu de l’out-

Per afegir un polsador i un interruptor basculant, seguiu juntament amb la resta de passos.

Pas 8: el segon commutador de transistors

Per tant, aquest és l’interruptor que dispara el relé per permetre que els LED s’encenguin a la nit.

connecteu un cable de pont des del rail positiu del costat del panell solar, no del costat de la bateria i definitivament no després del díode. Per alguna raó, no he entès que el circuit NO funcionarà si la connexió a la base del transistor es realitza després del díode. Fil de color taronja a la imatge 1, que ve del positiu a la columna 37 de la taula de treball.

connecteu una resistència de 10 k a l'extrem del cable de pont que acabeu de col·locar [imatge 2]

col·loqueu la base del transistor de manera que es connecti a la resistència

connecteu el col·lector del transistor al carril positiu de la bateria.

Connectarem l’emissor del transistor a la següent part

Pas 9: Afegir el relé

Per tant, es tracta d’un relleu de doble llançament, doble pal, de retenció. La part de bloqueig és el que fa que aquest sigui un relé perfecte per a aquest projecte. "La majoria dels relés requereixen una petita tensió contínua per mantenir-se encès. Un relé de bloqueig és diferent. Utilitza un pols per moure l'interruptor i es manté en posició, reduint lleugerament necessitat d'energia ". El que he fet aquí i el que recomano és marcar els laterals del relé per indicar on es troben els passadors perquè un cop col·locats al tauler ja no es poden veure.

primer col·loquem els connectors del relé, ja que, gràcies als seus petits pins, tindreu dificultats per mantenir el relé a la taula de treball, de manera que utilitzar els passadors de capçalera rodons separables funciona molt bé [imatge 2]. Necessitareu 8 pins per costat. Vaig provar un sòcol IC, però en realitat era pitjor que la placa per mantenir el relé.

connecteu l’emissor del transistor BC547 al pin 2 del costat més proper al terminal de la bateria. El relé es pot connectar amb un costat positiu o un altre, de manera que el costat positiu no té importància, simplement simplifica les coses de moment.

connecteu els pins 1 i 2 de l’altra banda del relé al carril negatiu [imatge 2, els 2 cables blaus]

mentre encara estem al costat on acabem de connectar els cables negatius, connectem el 3r pin al rail positiu inferior

connecteu un cable de pont al primer pin del costat oposat dels cables negatius, deixeu-lo solt per ara

el 4t pin del relé es pot deixar desconnectat o, a efectes de prova, podeu connectar una resistència i un LED des del carril negatiu. Aquest només s’encén quan es vol apagar el llum principal.

Pas 10: afegir els botons temporals i de llarga durada

Vaig fer servir una 2a placa més petita per intentar eliminar aquesta part del fil, no estic segur que funcionés, però de totes maneres.

col·loqueu un botó momentani a cavall entre el centre de la taula de treball en un lloc on tingueu espai.

connecteu el cable del primer pin del relé a un dels pins del botó. En el meu cas, el pin superior esquerre (fil vermell)

connecteu un cable al botó des del rail d'alimentació positiva de la bateria. En el meu cas, el pin inferior dret. Sí, no importa en aquest botó a quin PIN us connecteu. (filferro taronja)

col·loqueu una resistència de 220 ohm des del carril de potència positiva a qualsevol columna no utilitzada

col·loqueu un LED, aquest serà el LED o la tira LED que vulgueu alimentar, connecteu l’ànode (pota llarga) a la resistència

connecteu el càtode LED (pota més curta) al carril negatiu inferior de la placa principal (fil violeta)

connecteu 2 cables al vostre botó de bloqueig o de bloqueig

connecteu un dels cables del botó de bloqueig al cinquè pin del relé

connecteu l’altre cable del botó de retenció al carril positiu en què es troba l’última resistència que acabeu de col·locar

Imatge 1: els panells solars funcionen i la bateria s'està carregant, tots els llums estan apagats

Imatge 2: els panells solars ja no produeixen energia, de manera que el LED s’alimenta amb la bateria

Imatge 3: premeu el botó momentani, s'activa el relé, l'alimentació ja no flueix cap al LED i els llums estan apagats durant la nit, quan es fa de dia i les cèl·lules solars tornen a produir energia i el relé es tornarà a activar posició de nou.

Imatge 4: s'ha premut el botó de bloqueig i no s'encén cap LED fins que es torna a prémer aquest botó.

Pas 11: esquema EasyEDA i diagrama de PCB

La primera imatge és el diagrama de cablejat esquemàtic

La placa que veieu aquí és la placa de prototipatge de PCB, he utilitzat cables on era possible per fer les connexions de traça, ja que soldar cada forat amb el que hi ha al costat és un procés llarg i ardu. He inclòs les traces de la placa de circuits com a fitxers PDF, un és una vista de dalt a baix i l’altre com es pot veure invertit com si ho estiguéssiu mirant des de baix.