建造一個(gè)簡單而便宜的太陽能庭院燈

對(duì)于那些對(duì)園藝有濃厚興趣的人來說，花園燈可以提供一個(gè)選擇，即使在夜間也可以欣賞植物的美麗。這些燈通常會(huì)放置在花園內(nèi)，遠(yuǎn)離電源插座，因?yàn)閷㈦娋€穿過花園土壤并不是一個(gè)好主意，因?yàn)榇蟛糠謺r(shí)間都是潮濕和勞累的。這就是太陽能庭院燈出現(xiàn)的地方。這些燈將有一個(gè)電池，該電池將在白天通過太陽能電池板充電，而在夜間，電池的能量將用于為燈供電并重復(fù)循環(huán)。在我們之前的一些文章中，我們構(gòu)建了一些與太陽能相關(guān)的項(xiàng)目，例如太陽能手機(jī)充電器和太陽能逆變器電路。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將建造一個(gè)簡單而便宜的DIY太陽能庭院燈。太陽能電池板會(huì)在白天給鋰電池充電，到了晚上，電池會(huì)打開燈，直到再次進(jìn)入白天。與其他電路不同，我們不會(huì)使用微控制器或傳感器，因?yàn)樵擁?xiàng)目的想法是減少元件數(shù)量以降低電路的價(jià)格和復(fù)雜性。話雖如此，讓我們開始建造我們的自制太陽能燈！

太陽能庭院燈設(shè)計(jì)

在選擇組件的價(jià)值并進(jìn)入電路圖之前，必須為我們的項(xiàng)目選擇負(fù)載。通過負(fù)載，我們指的是我們將在項(xiàng)目中使用的花園燈的類型。因?yàn)闊舻碾妷汉?a href="http://ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">電流額定值決定了電路的設(shè)計(jì)方式。

我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目中使用的LED是普通的中國LED，工作電壓為3.2V，最大正向電壓為4.5V。因此，如果兩個(gè)LED串聯(lián)，則正向電壓為6.4V。我們項(xiàng)目中使用的LED如下所示。

所以一塊7.4V的鋰電池就能提供最低6.4V（完全放電）到最高8.4V（完全充電）。因此，本項(xiàng)目采用7.4V鋰電池作為電源，下同。如果您對(duì)鋰電池完全陌生，可以查看這篇鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)文章，以更好地了解電池。

為此應(yīng)用選擇的電池將具有內(nèi)置保護(hù)電路，可保護(hù)電池免受過充電、深度放電和短路相關(guān)情況的影響。如果您的電池不提供這些功能，請(qǐng)務(wù)必使用外部保護(hù)模塊，因?yàn)殇囯姵乜赡軙?huì)變得非常不穩(wěn)定，如果處理不當(dāng)甚至可能爆炸。

太陽能庭院燈電路圖

太陽能庭院燈電路將由兩部分組成。一個(gè)是充電，另一個(gè)是控制LED。完整的電路圖分兩部分解釋，第一部分如下

N溝道MOSFETQ2，IRF540N用于充電控制操作。電位器R1用于通過控制N溝道MOSFETQ2的柵極電壓來設(shè)置電池電壓電平。肖特基整流二極管D1是SR160，一個(gè)1A60V肖特基二極管，用于保護(hù)電池免受反極性以及在放電條件下阻止反向流動(dòng)。輸出肖特基二極管D2用于隔離充電器電壓和電池電壓。

電路的另一部分用于在黑暗條件下打開LED。這是由IRF9540的另一個(gè)P溝道MOSFETQ1完成的。MOSFET柵極由太陽能電壓控制。因此，每當(dāng)太陽能電池產(chǎn)生電壓時(shí)，MOSFET保持關(guān)閉狀態(tài)，但在黑暗或夜間，電池不會(huì)產(chǎn)生電壓并且MOSFET會(huì)打開。通過使用P溝道MOSFET，完全消除了額外的LDR和比較器電路。

現(xiàn)在，對(duì)于電路的第二部分，LED以串并聯(lián)狀態(tài)連接。兩個(gè)串聯(lián)的LED將正向電壓提高到比單個(gè)LED的兩倍，但流過LED的電流被分流。4個(gè)并聯(lián)連接由兩個(gè)串聯(lián)的LED組成。更多并聯(lián)的LED會(huì)增加電流并影響備用電池。

據(jù)估計(jì)，流經(jīng)每個(gè)系列的電流幾乎為40mA。因此，4個(gè)并聯(lián)串消耗160mA的電流。為該項(xiàng)目選擇的電池將在標(biāo)稱充電條件下有效地點(diǎn)亮LED近5-6小時(shí)?？筛鶕?jù)需要增加LED燈串。

太陽能庭院燈建設(shè)

要構(gòu)建電路，需要以下組件-

鋰電池7.4V（mAH取決于備份時(shí)間），內(nèi)置保護(hù)電路。

具有3.5V正向電壓的LED（也適用其他電壓，但LED燈條結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同）

IRF9540N–P通道Mosfet

IRF540N–N通道Mosfet

SR160肖特基二極管2個(gè)

680R電阻

50k電位器

4.7k電阻

太陽能電池板15–18V，如果選擇3600mAH電池，則額定電流超過300mA。

用于連接太陽能電池板和LED的電線

連接線

下圖顯示了IRF540NN通道和IRF9540P通道Mosfet的引腳排列，我們將使用該項(xiàng)目。

在面包板上構(gòu)建太陽能花園燈電路后，我的布置如下所示

我們使用了以下規(guī)格的太陽能電池板。

它是一塊10W的太陽能電池板，輸出電壓為18V。太陽能電池板放置在峰值太陽條件下的明亮陽光下。控制電位器使D2兩端的電壓為8.5V。這是由于充電電壓的原因，鋰電池充滿電后電壓為8.4V。當(dāng)電池開始充電時(shí)，安培計(jì)與電池串聯(lián)以檢查充電電流。您也可以使用太陽能跟蹤器即興創(chuàng)作該項(xiàng)目，以最大限度地為電池充電，但這超出了本項(xiàng)目的范圍。

從下面的萬用表讀數(shù)可以看出，充電電流幾乎為300mA。這種變化將取決于太陽狀況，在晴天會(huì)增加，在陰天會(huì)下降。

在夜間，當(dāng)太陽能電池板沒有接收到輻射時(shí)，電池板將沒有輸出電流，因此電池將停止充電，LED燈會(huì)亮起。該項(xiàng)目的完整工作也可以在下面鏈接的視頻中找到，我們演示了如果面板沒有接收到輻射，燈會(huì)自動(dòng)打開。