Batteridrivna LED -lampor med solar laddning: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Min fru lär människor hur man gör tvål, de flesta av hennes lektioner var på kvällen och här på vintern blir det mörkt runt 16:30, några av hennes elever hade problem med att hitta vårt hus. Vi hade en skylt framför men även med ett gatubelysning just där var skylten svår att se. Att köra ut ström till där skylten är hade varit mycket besvär, under den här tiden såg jag ett gäng YouTube -videor om hur man gör en gatubelysning med en LED, solpanel och ett batteri. Medan detta fungerade fyllde det inte alla krav jag ville ha i bakgrundsbelysningen för hennes skylt. I grund och botten behövde kretsen göra följande

• Ladda batteriet under dagen med en solpanel
• Slå på automatiskt på natten
• Hon var tvungen att kunna stänga av den när klassen var klar, men den vände sig igen nästa natt
• Vi var tvungna att kunna stänga av det på helger, helgdagar och semestrar utan att det skulle tända sig igen.

På dessa bilder kan du bara se LED -strängarna bakom skylten för att tända den, den behöver faktiskt kanske ytterligare 3 rader, jag har bara inte hunnit med att installera dem. Baksidan av skylten visar vippomkopplaren, tryckknappsbrytaren och en lysdiod som visar att skylten är tänd om den glöms bort och blir tänd, vi kan se den från vårt vardagsrumsfönster och släcka lamporna. Det finns faktiskt en bit plexiglas som glider över knapparna och lysdioden för att hålla regnet borta från dem.

Tillbehör:

Utrustning

• Lödkolv
• Bakbord
• Trådbräda i olika storlekar

Delar

• 18650 batteri (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V 500mAh solpanel (x2) Amazon.se
• 220 ohm motstånd (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 10k resister (x2) se ovan för köplänkar
• 5V Spole Bistable Latching Relay Amazon.ca / AliExpress
• JST -kontakter Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Momentary Toggle Switch 2 pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• Vippbrytare 2pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V LED [enkel eller sträng]
• 22awg tråd för LED -remsor Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 1N5819 Schottky Barrier Rectifier Diode (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• S9012 PNP Transistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• BC547 NPN Transistor (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2,54 mm brytbar stifthane kontaktdonskontakter Amazon.ca / Banggood
• En TP4056 5V 1A Micro USB 18650 litiumbatteriladdning + skydd kretskortladdarmodul Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2,54 mm raka kvinnliga runda PCB -stift Amazon.ca / Banggood / AliExpress

Valfria delar

• Terminalanslutningar (alternativ till JST -kontakter) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• prototyp kretskort Amazon.ca / Banggood / AliExpress

18650 -batterierna är billigast på AliExpress men uppmärksammar verkligen fraktkostnaderna, vissa är fruktansvärt höga. Banggood verkar vara mitt på vägen, batterier är dyrare men frakten är rimlig. På Amazon är frakten gratis men batterikostnaden är riktigt hög. Det bästa sättet att skaffa dessa batterier är ett bärbart batteri för återvinning, du kan få upp till 6 enskilda celler, varav minst en fortfarande är bra. Var bara försiktig när du tar isär förpackningen, undvik att kortsluta dem.

Steg 1: Lödnålar till TP4056 -modulen

Här för att göra det lättare att identifiera vilka stift som var positiva och negativa använde jag rött och svart. Bryt av 2 stift av svart och 2 stift av rött och låt dem anslutas av plasten, dessa löds fast i de 2 stifthålen för B+/Out+ och B-/Out-. Du behöver också en enda stift av varje färg för att ansluta till strömmen.

Så det enklaste sättet att göra detta är att placera en av stiften, längsta delen av benet efter plastbiten ner i brödbrädan, placera laddningsmodulens negativa inmatningshål på stiftet, se var de andra stiften behöver att vara på brödbrädan och placera dem på lämpliga platser så att alla stift sitter på brödbrädet och de sitter i hålen på laddningsmodulen. Nu med stiften som hålls stadigt på plats på brödbrädan och laddningsmodulen sitter ovanpå dem kan du löda alla stiften på plats.

Steg 2: Lödtrådar till solpaneler

Om du vill göra som jag gjorde och ansluta de två panelerna parallellt så att du behåller samma spänning men högre ampere, sedan lödtrådar på de positiva och negativa kuddarna på en panel och lödar det positiva från panelen till det andra i det andra panel, gör samma sak med den negativa tråden. Löd sedan trådarna med en JST -kontakt till det positiva/negativa på en av panelerna

Om du använder en JST -kontakt placerar du biten med stiften på brödbrädet som på bilden, se till att det positiva från solpanelerna är anslutet till den positiva skenan på brödbrädet.

Steg 3: Läs batteriet

Anslut en annan JST -kontakt till din batterihållare, placera biten med stiften i motsatta änden av brödbrädet men fortfarande på kraftskenorna. Som med solpaneler, se till att det positiva och negativa finns på rätt skenor på brödbrädan.

Steg 4: Anslut laddningsmodulen

Placera laddningsmodulen, med stiften lödda på, på kortet men tryck inte in den i kortet eftersom vi kommer att behöva placera ledningar under den fortfarande. Lämna två stifthål från den övre kraftskenan, se andra bilden.

Placera en bygelkabel från den negativa skenan till det första hålet ovanför den negativa inmatningsstiftet

Placera Schottky-dioden, 1N5819, från den positiva skenan som ansluter till den positiva inmatningsstiftet, silverbandet bör vara närmast inmatningsstiftet eftersom det är den riktning du vill att strömmen ska flöda om det vetter åt andra hållet då ingen ström kommer att strömma in i laddningsmodulen. Schottky -dioden valdes för sina "Low Power Loss/High Efficiency Mechanical Characteristics" som är ungefär en halv normal diod. Dioden läggs till för att förhindra omvänd spänningsflöde på natten tillbaka till solpaneler som sedan går till spillo.

Steg 5: Anslut laddaren till batteriet

Här ansluter vi bara batteriet till laddningsmodulen, du kan också se varför du ännu inte vill trycka in laddningsmodulen i panelen.

Så det är bara B+ på modulen till plusskenan på batterisidan och B- till den negativa skenan på batterisidan

Steg 6: Konfigurera den första transistoromkopplaren

Nu lägger vi till PNP S9012 Transistor

Denna transistor kommer att fungera som en omkopplare, om solpanelerna producerar ström (dvs det är dagtid) kommer ingen ström att tillåtas flöda genom transistorn, vilket effektivt släcker lamporna och låter batteriet ladda.

Anslut en kort bygelkabel från inmatningsstiftet på laddningsmodulen till en tom plats på brödbrädet [bild 1]

anslut ett 10k -motstånd [bild 2] till den bygeln

anslut transistorns bas till motståndet [bild 3]

anslut transistorns kollektor till Out+ -stiftet på laddningsmodulen [bild 4]

anslut transistorns sändare till den nedre positiva skenan på brödbrädet [bild 5]

Steg 7: Förläng bara marken

Anslut Out- till den nedre negativa kraftskenan.

Det är laddningsmodulen klar och den första transistorbrytaren klar.

Allt du behöver göra nu är att helt sätta in laddningsmodulen i panelen.

Om du bara ville ha en batteridriven lysdiod som tänds en natt, avstängd under dagen och ett batteri som laddas upp under dagen så är det så långt du behöver gå. Du behöver bara lödda komponenterna på ett kretskort och se till att spåren är desamma som kablarna och det är det. Lysdioden skulle anslutas till det positiva från transistorns emitter och det negativa från utgången

För att lägga till en tryckknapp och vippomkopplare, följ sedan med resten av stegen.

Steg 8: Den andra transistoromkopplaren

Så det här är omkopplaren som aktiverar reläet så att lysdioderna tänds på natten.

anslut en bygelkabel från den positiva skenan på solpanelsidan, inte batterisidan och definitivt inte efter dioden. Av någon anledning har jag inte kommit på ännu men kretsen kommer INTE att fungera om anslutningen till basen på transistorn görs efter dioden. Orange tråd i bild 1, från positiv till kolumn 37 på brödbrädan.

anslut ett 10k -motstånd till slutet av bygeln som du just placerade [bild 2]

placera transistorns bas så att den ansluter till motståndet

anslut transistorns kollektor till batteriets positiva skena.

Vi kommer att ansluta transistorns emitter i nästa del

Steg 9: Lägga till reläet

Så detta är ett dubbelkast, dubbelpoligt, spärrrelä. Den låsande delen är det som gör detta till ett perfekt relä för det här projektet, "De flesta reläer kräver en liten kontinuerlig spänning för att stanna kvar. Ett låsningsrelä är annorlunda. Det använder en puls för att flytta omkopplaren, stannar sedan i läge och reducerar något effektbehov. " Vad jag har gjort här och vad jag rekommenderar är att markera reläets sidor för att ange var stiften är, för när de väl placerats på brädet kan du inte längre se dem.

Låt oss först placera kontakterna för reläet, på grund av de små stiften kommer du att ha svårt att hålla reläet i brödbrädan så att använda den kvinnliga utbrytningsrundan för huvudhuvudet fungerar mycket bra [bild 2]. Du behöver 8 stift per sida. Jag försökte ett IC -uttag men det var faktiskt värre än brödbrädan för att hålla reläet.

Anslut sändaren på BC547 -transistorn till stift 2 på sidan närmast batteripolen. Reläet kan kopplas till den positiva ena eller andra sidan, så vilken sida det positiva är på spelar ingen roll, det förenklar bara saker för tillfället.

anslut stiften 1 och 2 på andra sidan reläet till den negativa skenan [bild 2, de 2 blå trådarna]

medan vi fortfarande är på sidan där vi precis kopplade de negativa trådarna ansluter den tredje stiftet till den nedre positiva skenan

anslut en bygelkabel till den första stiftet på motsatta sidan av de negativa trådarna, låt den vara lös för tillfället

den fjärde stiftet på reläet kan lämnas oanslutet eller för teständamål kan du ansluta ett motstånd och LED från det till den negativa skenan. Den här är bara tänd när du vill släcka huvudlampan.

Steg 10: Lägga till tillfälliga och långsiktiga avstängningsknappar

Jag använde en 2: a mindre brödbräda för den här delen för att försöka eliminera en del av trasslet, inte säker på att det fungerade men ändå.

placera en kort knapp längs mitten av brödbrädan någonstans du har utrymme.

anslut kabeln från första stiftet på reläet till en av stiften på din knapp. I mitt fall är den övre vänstra stiftet (röd tråd)

från batteriets positiva strömskena ansluter du en kabel till knappen. I mitt fall den nedre högra stiftet. Ja, det spelar ingen roll på den här knappen vilken pin du ansluter till. (orange tråd)

placera ett 220 ohm motstånd från den positiva kraftskenan till en oanvänd kolumn

placera en LED, detta kommer att vara den LED eller LED -remsa du vill driva, anslut anoden (långbenet) till motståndet

anslut LED -katoden (kortare ben) till den nedre negativa skenan på huvudbrödbrädan (lila tråd)

anslut 2 ledningar till din låsknapp eller vippknapp

anslut en av ledningarna från låsknappen till reläets femte stift

anslut den andra ledningen från spärrknappen till den positiva skenan som det sista motståndet är i som du just placerade

Bild 1: solpaneler fungerar och batteriet laddas, alla lampor är släckta

Bild 2: solpaneler producerar inte längre ström så lysdioden drivs av batteriet

Bild 3: tryck på den tillfälliga knappen, relä utlöses, strömmen strömmar inte längre till lysdioden och lamporna är släckta för natten, när det blir dagsljus och solcellerna åter producerar ström och reläet kommer att triggas tillbaka till "på "position igen.

Bild 4: spärrknappen har tryckts in och inga lysdioder tänds förrän den här knappen trycks in igen.

Steg 11: EasyEDA -schema och PCB -diagram

Bild ett är det schematiska kopplingsschemat

Brädet du ser här är PCB -prototypkortet, jag använde ledningar där det var möjligt för att göra spåranslutningarna, eftersom lödning av varje hål till det bredvid är en lång och jobbig process. Jag har inkluderat kretskortspåren som PDF-filer, den ena är en vy uppifrån och ner och den andra som du kan se omvänd som om du tittade på den från botten.