Värvikas päikeseaia purgivalgusti: 9 sammu (piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Lihtsaim viis päikesepurgi valguse valmistamiseks on üks neist odavatest aialampidest lahti võtta ja klaaspurki kinnitada. Insenerina tahtsin midagi keerukamat. Need valged tuled on igavad, nii et otsustasin keerutada oma disaini, mis põhineb Arduino, RGB -valgusdioodidel ja anduril, nii et värvi saab muuta lihtsalt valgust kallutades.

Päikesepatarei laeb liitiumakut ja toimib ka valgusandurina, mis lülitab valguse automaatselt sisse pimeduse saabudes. Püüdsin projekteerimisel väga hoolikalt vähendada energiatarvet, kui valgus on välja lülitatud ja kogu kogutud energia saab teie aeda valgustada. Lisateavet disainiprotsessi kohta leiate minu ajaveebist: BashtelorOfScience.

Samm: osad

Te vajate neid komponente:

• 1x klaaspurk (neid saan IKEAst)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x TP4054 laadimiskontroller (IC1)
• 2x takisti, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x takisti, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x takisti, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondensaator, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, roheline (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-kanal, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED -riba, lõigatud 3 LED -i (100 LED -i meetri kohta)
• 1x ADXL345 kiirendusmõõturi moodul
• 1x liitiumaku, 500mAh, mitte suurem kui 40x40mm
• 1x päikesepaneel, 5V või 5,5V, 45x45mm või 60x60mm

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

Kõik komponendid on saadaval aliexpressis erinevatelt tarnijatelt. Tegin PCB -d kättesaadavaks määrdunud PCB -dele: seda saab tellida musta või valgena (saate 10 PCB -d). Laterna hind 10 tk varuosade tellimisel on umbes 12 dollarit.

Samm: valmistage Arduino ette väikese võimsusega

Arduino Pro Mini tõmbab palju vaikivat voolu, kuna sellel on toite LED, mis on alati sisse lülitatud ja pingeregulaator on ka võimsust näljane metsaline, kui me räägime nõrgast voolust mikroamprite järjekorras. Peate need kaks komponenti eemaldama. Seal on mitu Arduino kloonide versiooni. Ülaltoodud fotol märkisin LED -i ja pingeregulaatori kõige sagedamini leitud versioonides.

Komponentide eemaldamiseks kasutage jootekolvi ja pange komponentidele palju jootet ning kuumutage neid hästi. Vajadusel puhastage padjad hiljem jootetakiga. Samuti on võimalik komponente toorest jõudu eemaldada külglõikuri või noaga. Lihtsalt olge ettevaatlik, et PCB -d mitte kahjustada.

Praegu on ka hea aeg visand üles laadida. Ma kasutan Arduino IDE versiooni 1.8.4, kuid see peaks toimima ka hilisemates või vanemates versioonides. Arduino Pro Mini pardal pole USB -d, nii et peate kasutama välist USB -UART -muundurit. Hankige see oma lemmik Arduino tarnijalt või leiate need aliexpressist alla 2 dollari eest. Internetis on erinevaid õpetusi, kuidas Pro Mini programmeerida. Pidage meeles, et Arduno kloonid ei kasuta alati sama tihvtide järjekorda, nii et kontrollige enne juhtme ühendamist oma juhtmestikku. Veenduge ka, et teil oleks õige plaat (Arduino Pro Mini) ja Arduino IDE tööriistade menüüst valitud õige protsessor (ATmega328P või ATmega168P, 5V, 16MHz).

3. samm: SMD komponentide jootmine

Kasutage ülaltoodud paigutuspilti, et kõik komponendid õigesse kohta paigutada. Komponentide tähised on 1. etapi osade loendis.

Kui vajate skeemi või paigutust, saate kotka kujundusfailid siit alla laadida.

Mõned komponendid on üsna väikesed ja algajale võib neid olla raske jootma hakata. Ma kasutan väikese otsikuga süstalt, et panna padjadele jootmispasta ja seejärel joota komponendid uuesti, kasutades kodust jootmisplaati, kuid loomulikult saate seda teha ka jootekolvi ja 0,8 mm (või õhem) jootetraadi abil.

Pärast kõigi komponentide jootmist kasutage suurendusklaasi, et kontrollida oma tööd ja kontrollida lühiseid, eriti laadimiskontrolleril.

Samm: jootke Arduino

Kiirendusmõõturiga suhtlemiseks I2C sideprotokolliga peame ühendama arduino tihvtid A4 ja A5 PCB -ga. Need nööpnõelad asuvad tavaliselt protsessori kõrval (vt 2. sammu fotot), kuid mõnel kloonil on need servas ja mitte alati samas kohas. PCB disain töötab kõigi erinevate versioonidega: standardversiooni puhul, mille tihvtid on protsessori kõrval, lisage nõelapea, nagu ülal näidatud.

Teiste versioonide puhul saate A4- ja A5 -tihvtide ühendamiseks PCB -plaatidega kasutada traaditükki. Pärast jootmist lõigake juhtmed pikkuseks.

Mõnel arduino'l on jootetud tihvtide päised, mõnel ilma. Leidsin, et kõige lihtsam on päised joota esmalt aiapurgi kergele trükkplaadile ja seejärel lisada Arduino. Lihtsalt veenduge, et päised on otse joodetud, vastasel juhul on teil raske tihvte padjadesse paigaldada.

Samm: trükkplaadi viimistlemine

ADXL345 kiirendusmõõturi mooduli jootmisel on oluline, et see oleks trükkplaadiga paralleelne. Parim viis selle tagamiseks on asetada moodul otse trükkplaadile ja sisestada tihvti päis altpoolt, nagu fotodel näidatud. Lisage jootmine ülalt ja pärast päise lõikamist alumisel küljel lisage sinna ka jootet.

Lõigake kõik alumisel küljel olevad tihvtid külgmise lõikuriga, seejärel pange kõikide tihvtide peale mõni kleeplint, et vältida teravate tihvtide akusse kõverdumist ja lühistamist.

Viimane samm on LED -riba lisamine. Veenduge, et padjandite polaarsus on õige ja pöörake tähelepanu andmestiku suunale: sobitage LED -ribal olevad nooled PCB -l olevate nooltega.

6. samm: päikesepaneel ja aku

Kasutage umbes 5 cm pikkuseid kaableid, et ühendada päikesepaneel kahe padjaga, millel on märge „solar”, ja pöörake tähelepanu pluss- ja miinusmärkidele.

Viimane asi jootmiseks on aku. Olge siin eriti ettevaatlik: liitiumpatareidel on palju energiat ja need võivad teie trükkplaadi suitsu tõsta, kui juhuslikult mõne jälje katkestate. Kui see pole veel olemas, pange aku positiivsele juhtmele teip, et vältida juhuslikke lühiseid. Jootke kõigepealt must miinuskaabel, sest seda on raskem joota. Eemaldage kaitselint punaselt traadilt ja jootke see. Näete Arduino tahvlil LED -d lühidalt vilkumas, kui ühendate aku.

Kui olete eskiisi juba Arduinole üles laadinud, saate nüüd valguse sisse lülitada, puudutades korduvalt sõrmeküünega trükkplaati. Kui see ei tööta, peate silumist alustama multimeetriga. Kontrollige kõigepealt aku pinget. Toite puudumisel võib see olla kaitserežiimis. Valgustage päikesepaneelil eredat valgust, et aku sellest režiimist välja lülitada. Kui see ei aita ja toide pole endiselt olemas, ühendage aku lahti ja kontrollige skeemi abil oma PCB -d lühiste või avatud ahelate osas, kuni leiate vea.

Samm: lõpetage valgus

Pärast vooluringi edukat katsetamist kinnitage aku liimi või kahepoolse teibiga trükkplaadi alumisele küljele. Ärge kasutage veepõhist liimi, näiteks valget liimi, kuna see on juhtiv kuni kuivamiseni. Parim asi, mida kasutada, on silikoon.

Kinnitage päikesepaneel aku peale ja kasutage ka liimi või kahepoolset kleeplinti, moodustades väikese elektroonika võileiva. Tõmmake kaablid eemale ja kinnitage need mõne liimiga ning laske kõik kuivada. Enne purki paigaldamist kontrollige, kas see ikka töötab.

Samm: pange purk kokku

Võtke oma klaaspurk ja veenduge, et päikesepaneel mahub kaane sisse. Põhimõtteliselt saate kasutada mis tahes purki, mis teile meeldib, kui see on ülalt läbipaistev ja veekindel.

Eelistatud liim on silikoon, sest see talub kergesti kõrgeid ja madalaid välistemperatuure. Mida läbipaistvam, seda parem, kuid kergelt piimjas toimib hästi, lihtsalt ärge saage valget või halli silikooni. Võite kasutada ka epoksüüd, kuid see võib termilise pinge all praguneda.

Pange klaasile veidi silikooni ja seejärel vajutage valgust liimile, päikesepaneel muidugi klaasi poole. Veenduge, et see tundub väljastpoolt kena, eemaldage, puhastage kordus, kui olete selle segi ajanud, seejärel laske sellel kuivada.

Asetage purk päikesepaistelisse kohta. Aku täielikuks laadimiseks kulub 2-3 päeva päikesevalgust ja isegi kauem, kui see asetatakse varju. Kui tuli hakkab punaselt vilkuma, tähendab see, et aku on tühi ja see vajab laadimiseks rohkem valgust. Kui panete valguse pikaks ajaks (s.o mitu nädalat) pimedasse kohta, võib aku ära surra ja see tuleb välja vahetada, nii et veenduge, et see saaks piisavalt valgust ja see töötaks aastaid.

9. samm: kasutusjuhend

Peal

Valgus süttib koidikul automaatselt, kui tuvastab mitme minuti jooksul vähese valguse ja aku on piisavalt salvestatud. Valguse käsitsi sisselülitamiseks puudutage paar korda ülaosa või raputage purki tugevalt.

Väljas

Valgus kustub käsitsi sisselülitamisel automaatselt umbes kolme tunni pärast. Kui see automaatselt sisse lülitub, töötab see seni, kuni aku on umbes pooltühi (nii et saate selle siiski käsitsi uuesti sisse lülitada). Selle koheseks väljalülitamiseks pöörake see tagurpidi.

Muuda värvi

Värvi muutmiseks tuleb valgust lihtsalt kallutada. Sellel on kolm värvi muutmise režiimi:

1. Muutke heledust
2. Muutke värvi
3. Muutke värviküllastust

Nende režiimide vahel vahetamiseks puudutage üks kord kaant. Mida rohkem kallutate, seda kiiremini see muutub.

Küünla režiim

Pideva valguse ja vilkuva küünlarežiimi vahetamiseks topeltpuudutage kaant. Küllastus ja heledus lähtestatakse vaikimisi (maksimaalsele) tasemele, kui lülitate küünalt püsirežiimile.