Färgglada Solar Garden Jar Light: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Det enklaste sättet att göra en solburkbelysning är att demontera en av de där billiga solterrasserna och fixa den till en glasburk. Som ingenjör ville jag ha något mer sofistikerat. De vita lamporna är tråkiga så jag bestämde mig för att snurra min egen design baserad på en Arduino, RGB -lysdioder och en sensor så att färgen kan ändras genom att helt enkelt luta ljuset.

Solcellen laddar litiumbatteriet och fungerar också som en ljussensor för att tända ljuset automatiskt när det blir mörkt. Jag tog stor omsorg i designen för att minska strömförbrukningen när ljuset är släckt och all skördad energi kan användas för att lysa upp din trädgård. Mer information om designprocessen finns på min blogg: BashtelorOfScience.

Steg 1: Delar

Du behöver dessa komponenter:

• 1x glasburk (jag får dem på IKEA)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x TP4054 laddningskontroller (IC1)
• 2x motstånd, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x motstånd, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x motstånd, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondensator, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, grön (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-kanal, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED -remsa skärs till 3 lysdioder (100 lysdioder per meter)
• 1x ADXL345 accelerometermodul
• 1x litiumbatteri, 500mAh, inte större än 40x40mm
• 1x Solpanel, 5V eller 5.5V, 45x45mm eller 60x60mm

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

Alla komponenter är tillgängliga på aliexpress av olika leverantörer. Jag gjorde PCB tillgängligt på dirtyPCB: det kan beställas i svart eller vitt (du får 10 PCB). Priset per lykta vid beställning av delar för 10 stycken är cirka 12 $.

Steg 2: Förbered Arduino för låg effekt

Arduino Pro Mini drar mycket vilande ström eftersom den har en lysdiod på som alltid är på och spänningsregulatorn är också ett krafthungrigt odjur om vi pratar låg ström i storleksordningen mikroförstärkare. Du måste ta bort dessa två komponenter. Det finns flera versioner av Arduino -kloner där ute. På bilden ovan markerade jag lysdioden och spänningsregulatorn i de vanligaste versionerna.

För att ta bort komponenterna, använd ett lödkolv och lägg massor av löd på komponenterna och värm dem väl. Vid behov, rengör kuddarna efteråt med lödväxa. Det är också möjligt att ta bort komponenterna brute force med en sidoskärare eller en kniv. Var bara försiktig så att du inte skadar kretskortet.

Nu är det också en bra tid att ladda upp skissen. Jag använder version 1.8.4 av Arduino IDE men det borde fungera i senare eller äldre versioner också. Arduino Pro Mini har ingen USB ombord så du måste använda en extern USB till UART -omvandlare. Få en från din favorit Arduino -leverantör eller så kan du hitta dem för mindre än 2 $ på aliexpress. Det finns olika självstudier online om hur man programmerar Pro Mini. Var medveten om att Arduno -klonerna inte alltid använder samma stiftordning så dubbelkolla kablarna innan du ansluter den. Se också till att du har rätt kort (Arduino Pro Mini) och rätt processor vald i menyn Arduino IDE Tools (ATmega328P eller ATmega168P, 5V, 16MHz).

Steg 3: Lödning av SMD -komponenterna

Använd layoutbilden ovan för att placera alla komponenter på rätt plats. Komponentbeteckningarna finns i listan med delar i steg 1.

Om du behöver schemat eller layouten kan du ladda ner eagle -designfilerna här.

Några av komponenterna är ganska små och kan vara svåra att löda för en nybörjare. Jag använder en spruta med ett litet munstycke för att lägga lödpasta på kuddarna och sedan återlödda komponenterna med hjälp av min hembryggplatta men självklart kan du också göra det med ett lödkolv och 0,8 mm (eller tunnare) lödtråd.

Efter lödning använder alla komponenter ett förstoringsglas för att inspektera ditt arbete och kontrollera om det finns kortslutningar, särskilt på laddningskontrollen.

Steg 4: Löd Arduino

För att kommunicera med accelerometern med I2C -kommunikationsprotokollet måste vi ansluta stiften A4 och A5 på arduinoen till kretskortet. Dessa stift är vanligtvis bredvid processorn (se foto i steg 2) men på vissa kloner är de vid kanten och inte alltid på samma plats heller. PCB -designen fungerar med alla olika versioner: för standardversionen med stiften bredvid processorn lägger du till pinheaderen som visas ovan.

För de andra versionerna kan du använda en tråd för att ansluta stiften A4 och A5 till plattorna på kretskortet. Klipp ledningarna i längd efter lödning.

Vissa arduinos kommer med stifthuvuden lödda, några utan. Jag tyckte att det är lättast att löda huvuden till trädgårdsburkens ljus PCB först och sedan lägga till Arduino. Se bara till att rubrikerna är lödda i raka eller annars har du svårt att sätta in stiften i dynorna.

Steg 5: Avsluta kretskortet

Vid lödning av ADXL345 -accelerometermodulen är det viktigt att den är parallell med kretskortet. Det bästa sättet att säkerställa detta är att placera modulen direkt på kretskortet och sätt in stifthuvudet underifrån som visas på bilderna. Lägg till lödning uppifrån och efter skärning av rubriken på undersidan lägg även till lödning där.

Klipp alla stiften på undersidan med en sidoskärare och lägg sedan lite tejp ovanpå alla stiften för att förhindra att de vassa stiften rinner in i batteriet och kortas ut.

Det sista steget är att lägga till LED -remsan. Se till att elektrodernas polaritet är korrekt och var uppmärksam på datastiftets riktning: matcha pilarna på LED -remsan med pilarna på kretskortet.

Steg 6: Solpanel och batteri

Använd cirka 5 cm långa kablar för att ansluta solpanelen till de två kuddarna märkta 'solar' och var uppmärksam på plus- och minussymbolerna.

Det sista att löda är batteriet. Var extra försiktig här: litiumbatterier har mycket kraft och kan få din PCB att gå upp i rök om du av misstag kortar ut några spår. Om det inte redan finns lägger du tejp på batteriets positiva kabel för att förhindra oavsiktliga kortslutningar. Löd den svarta minuskabeln först eftersom det är svårare att löda. Ta bort skyddstejpen från den röda tråden och löd den. Du kommer att se lysdioden på Arduino -kortet blinka kort när du ansluter batteriet.

Om du redan har laddat upp skissen till Arduino kan du nu slå på ljuset genom att trycka flera gånger på kretskortet med en nagel. Om det inte fungerar måste du börja felsöka med en multimeter. Kontrollera först batteriets spänning. Om det inte finns någon ström kan den vara i skyddsläge. Lyser lite starkt ljus på solpanelen för att få batteriet ur det här läget. Om detta inte hjälper och det fortfarande inte finns någon ström, koppla bort batteriet och kontrollera om det finns kortslutning eller öppna kretsar med hjälp av schemat för att hitta felet.

Steg 7: Avsluta ljuset

Efter att ha testat kretsen fixar du batteriet till undersidan av kretskortet med lim eller dubbelsidig tejp. Använd inte vattenbaserat lim som vitt lim eftersom det är ledande tills det är torrt. Det bästa att använda är silikon.

Fixera solpanelen ovanpå batteriet och använd lim eller dubbelsidig tejp som bildar en fin liten elektronikmacka. Dra bort kablarna och fixa dem med lite mer lim och låt allt torka. Testa om det fortfarande fungerar innan du monterar det i burken.

Steg 8: Montera burken

Skaffa din glasburk och se till att solpanelen får plats i locket. Du kan i princip använda vilken burk du vill så länge den är transparent överst och vattentät.

Det föredragna limet är silikon eftersom det lätt tål höga och låga temperaturer ute. Ju mer genomskinlig desto bättre men den lite mjölkiga fungerar bra, bara få inte vit eller grå silikon. Du kan också använda epoxi men det kan spricka under termisk stress.

Lägg lite silikon på glaset och tryck sedan på ljuset på limmet med solpanelen såklart mot glaset. Se till att det ser bra ut från utsidan, ta bort, rengör upprepa om du röra upp det och låt det torka.

Placera burken på en solig plats. Det tar 2-3 dagars solljus att ladda batteriet helt och ännu längre om det placeras i skuggan. Om lampan börjar blinka rött betyder det att batteriet är urladdat och att det behöver mer ljus för att ladda. Om du lägger ljuset på en mörk plats under en lång tid (dvs. flera veckor) kan batteriet dö och det måste bytas ut så se till att det får tillräckligt med ljus och det kommer att fungera i flera år.

Steg 9: Användarmanual

På

Ljuset tänds automatiskt i gryningen om det upptäcker svagt ljus i flera minuter och batteriet har tillräckligt med energi lagrad. För att slå på lampan manuellt, tryck bara på toppen några gånger eller skaka burken kraftigt.

Av

Lampan släcks automatiskt efter cirka tre timmar när den slås på manuellt. När det slås på automatiskt går det tills batteriet är ungefär halvtomt (så att du fortfarande kan slå på det manuellt). För att stänga av den omedelbart, vänd den upp och ner.

Ändra färg

För att ändra färg lutar du bara ljuset. Den har tre sätt att ändra färg:

1. Ändra ljusstyrka
2. Byt färg
3. Ändra färgmättnad

Knacka på locket en gång för att växla mellan dessa lägen. Ju mer du lutar, desto snabbare förändras det.

Ljusläge

För att växla mellan konstant ljus och flimrande ljusläge, dubbelklicka helt enkelt på locket. Mättnad och ljusstyrka återställs till standardnivåer (maximala) vid byte från ljus till steady mode.