- Aurinkopuutarhan valosuunnittelu
- Aurinkopuutarhan valopiirikaavio
- Aurinkopuutarhan kevytrakentaminen
- Lisäparannuksia
Niille, jotka ovat kiinnostuneita puutarhanhoidosta, puutarhavalo tarjoaisi mahdollisuuden ihailla kasviensa kauneutta jopa yöllä. Nämä valot sijoitetaan yleensä puutarhan sisälle, kaukana sähköpistokkeista, koska ei ole hyvä ajatus johtaa johtoja puutarhan maaperän läpi, joka on kosteaa ja vaivalloista suurimman osan ajasta. Täällä aurinkokäyttöiset puutarhavalot tulevat kuvaan. Näissä valoissa on akku, joka ladataan aurinkopaneelin kautta päivällä, ja yöllä akun energia käytetään valojen virran syöttämiseen ja sykli toistuu. Joissakin aikaisemmissa artikkeleissamme olemme rakentaneet muutamia aurinkoenergiaan liittyviä hankkeita, kuten aurinkoenergialla toimiva matkapuhelimen laturi ja aurinkoinvertteripiiri.
Tässä projektissa aiomme rakentaa yksinkertaisen ja halvan DIY-aurinkopuutarhavalon. Aurinkopaneeli lataa litiumparistoa päiväsaikaan, ja kun siitä tulee yötä, akku sytyttää valot jälleen päivään asti. Toisin kuin muut piirit, emme käytä mikro-ohjainta tai anturia, koska projektin tarkoituksena on vähentää komponenttien määrää piirin hinnan ja monimutkaisuuden vähentämiseksi. Sanotaan, että aloitetaan kotitekoisen aurinkovalomme rakentaminen !!
Aurinkopuutarhan valosuunnittelu
Ennen komponenttien arvon valitsemista ja kytkentäkaavioon pääsemistä on välttämätöntä valita projektin kuormitus. Kuormituksella tarkoitamme puutarhavalon tyyppiä, jota käytämme projektissamme. Koska valon jännite ja nimellisvirta päättävät, miten piiri voidaan suunnitella.
Tässä projektissa käytettävät LED-valot ovat normaaleja kiinalaisia LEDejä, joiden käyttöjännite on 3,2 V ja enintään 4,5 V: n lähtöjännite. Siksi, jos kaksi LEDiä kytketään sarjaan, lähtöjännite on 6,4 V. Projektissamme käytetyt LEDit on esitetty alla.
Joten 7,4 V: n litiumakku pystyy tuottamaan vähintään 6,4 V: n (täysin tyhjentynyt) ja enintään 8,4 V: n (täysin ladattu). Siksi tässä projektissa käytetään virtalähteenä 7,4 V: n litiumparistoa, sama näkyy alla. Jos olet täysin uusi litiumparistoille, voit tutustua tähän litiumioniakkujen perusteet -artikkeliin ymmärtääksesi paristoja paremmin.
Tähän sovellukseen valitulla akulla on sisäänrakennettu suojapiiri, joka suojaa akkua ylikuormitukselta, syväpurkautumiselta ja oikosulkuolosuhteilta. Jos akku ei tarjoa näitä ominaisuuksia, muista käyttää ulkoista suojausmoduulia, koska litiumparistot voivat saada erittäin epävakaat ja jopa räjähtää, jos niitä ei käsitellä oikein.
Aurinkopuutarhan valopiirikaavio
Aurinko puutarha valo piiri koostuu kahdesta osasta. Yksi lataa ja toinen on ohjata LEDejä. Koko kytkentäkaavio selitetään kahdessa osassa, ensimmäinen osa on annettu alla
N-Channel MOSFET Q2, IRF540N käytetään varauksen hallintaan. Potentiometriä R1 käytetään asettamaan akun jännitetaso ohjaamalla portin jännitettä N-kanavan MOSFET Q2 yli. Schottky-tasasuuntausdiodi D1 on SR160, 1 A 60 V: n Schottky-diodi, jota käytetään suojaamaan akkua napaisuudelta ja estämään vastavirta purkautumisolosuhteissa. Lähtö Schottky-diodia D2 käytetään eristämään laturin jännite akun jännitteellä.
Piirin toista osaa käytetään LEDin kytkemiseen päälle pimeässä. Tämän tekee toinen P-kanavainen MOSFET Q1, joka on IRF9540. MOSFET-porttia ohjataan aurinkojännitteellä. Siten aina, kun aurinkokennot tuottavat jännitettä, MOSFET pysyy kytkettynä pois päältä, mutta pimeässä tai yöllä, solut eivät tuota jännitettä ja MOSFET kytkeytyy päälle. Käyttämällä P-kanavan MOSFETia, ylimääräinen LDR- ja vertailupiiri eliminoidaan kokonaan.
Piirin toista osaa varten LEDit on nyt kytketty sarjaan rinnakkain. Kaksi LED-sarjaa lisää etujännitteen kaksinkertaiseksi kuin yksi LED, mutta LEDien läpi virtaava virta jaetaan. 4 rinnakkaista liitäntää tehdään kahdella sarjassa olevalla LEDillä. Useampi rinnakkainen LED lisää virtaa ja vaikuttaa akun varmuuskopioon.
On arvioitu, että virta jokaisen sarjan läpi on lähes 40 mA. Siksi 4 rinnakkaista merkkijonoa kuluttavat virtaa 160 mA. Tähän projektiin valittu akku sytyttää ledit tehokkaasti melkein 5-6 tuntia nimellislataustilassa. LED-merkkijonoja voidaan lisätä tarpeen mukaan.
Aurinkopuutarhan kevytrakentaminen
Piirin rakentaminen edellyttää seuraavia komponentteja -
- Litiumparisto 7,4 V (mAH riippuu varmuuskopioinnista) sisäänrakennetulla suojapiirillä.
- LEDit, joissa on 3,5 V: n eteenpäin suuntautuva jännite
- IRF9540N - P-kanava Mosfet
- IRF540N - N-kanava Mosfet
- SR160 Schottky -diodi 2 kpl
- 680R-vastus
- 50k potentiometri
- 4.7k vastus
- Aurinkopaneeli 15 - 18 V, yli 300 mA: n virralla, jos 3600 mAh: n akku on valittu.
- Johdot aurinkopaneelin ja LEDien liittämiseen
- Liitäntäjohdot
Alla olevassa kuvassa näkyy IRF540N N-kanavan ja IRF9540 P-Channel Mosfetin pinout, jota käytämme projektia.
Kun aurinkopuutarhan valopiiri on rakennettu leipälaudalle, järjestelyni näyttää tältä alla
Olemme käyttäneet aurinkopaneelia alla olevan eritelmän mukaisesti.
Se on 10 W: n aurinkopaneeli, jonka lähtö on 18 V. Aurinkopaneeli asetetaan kirkkaaseen auringonvaloon huippuolosuhteissa. Potentiometrillä on 8,5 V: n ohjaus D2: n yli. Tämä johtuu latausjännitteestä, koska litiumakun jännite on 8,4 V, kun se on ladattu täyteen. Kun akku alkaa latautua, vahvistin kytketään sarjaan akun kanssa latausvirran tarkistamiseksi. Voit myös improvisoida projektin käyttämällä aurinko-seurantalaitetta akun maksimoimiseksi, mutta se ei kuulu tämän projektin piiriin.
Kuten alla olevasta yleismittarista voit tarkistaa, latausvirta on melkein 300 mA. Tämä muutos riippuu aurinko-olosuhteista, se kasvaa aurinkoisena päivänä ja laskee pilvisenä päivänä.
Yöllä, kun aurinkopaneeli ei vastaanota säteilyä, paneelista ei tule lähtövirtaa, joten akku loppuu ja LED-valot syttyvät. Projektin täydellinen työskentely löytyy myös alla olevasta videosta, jossa osoitamme, että valo syttyy automaattisesti, jos paneeli ei saa säteilyä.
Lisäparannuksia
Piiri on litiumakun laturin peruspiiri yksinkertaiselle puutarhavaloon liittyvälle projektille. Siksi siinä ei ole mitään turvallisuuskysymyksiä. Oikea lataus ja oikean aurinkolatausmenetelmän käyttö käyttämällä MPPT: tä (Maximum Power Point Tracker) voidaan käyttää erillisiä ohjainpiirejä.
Koska kyseessä on ulkokäyttöinen projekti, on käytettävä asianmukaista piirilevyä ja suljettua laatikkoa. Kotelo on tehtävä siten, että piiri pysyy vedenpitävänä sateessa. Jos haluat muokata tätä virtapiiriä tai keskustella tämän projektin muista näkökohdista, käytä ystävällisesti piirin tiivistelmän aktiivista foorumia.