DIY güneş ışığı projeleri, evlere güneş enerjisi kullanarak güç sağlamanın ekonomik ve verimli bir yolunu sunar. Bu nedenle, gün boyunca bir pili şarj etmek için güneş enerjisini kullanan ve ardından bu pili geceleri sokağı aydınlatmak için kullanan bir sokak aydınlatma sistemi kurmak mantıklıdır. Ve kendin yapabilirsin!
Bir elektronik devre bu sistemi kontrol edecek ve LED ampulü gece otomatik olarak açıp gündüz kapatacaktır. Bataryayı aşırı deşarjdan korumak için bir batarya koruma devresi de dahil edeceğiz.
Ne bekleyebileceğinizi
Bu sistem 5 ana ünite gerektirir:
- Güneş paneli: Pili gündüz şarj etmek ve ışık sensörü olarak kullanmak için.
- Pil: Akım ve güç devresini ve ampulü depolamak için.
- LED DC ampul: Karanlıkta aydınlatma için
- teller: Şematik diyagrama göre ara bağlantı için.
- Elektronik devre: LED ampulü otomatik olarak kontrol etmek/değiştirmek ve pil deşarj koruması için.
Pili Şarj Etmek İçin Güneş Enerjisini Kullanma
Bataryayı şarj etmek için 10W'lık küçük bir güneş paneli kullandık (güç bütçenize/ihtiyaçlarınıza göre daha büyük bir tane seçebilirsiniz). 12V pili şarj edebilir ve en yüksek parlaklıkta 0,62A kısa devre akımı sağlayabilir. Fiziksel boyutu yaklaşık 12 ”x 9” dir.
4Ah akım kapasiteli 12VDC pil kullandık. Gün boyunca güneş panelleri, pili şarj etmek için kullanılan akımı üretir. Batarya tam şarjda maksimum 13.7V açık devre voltajına sahip olabilir ve batarya voltajı 11VDC'ye düştüğünde yeniden şarj edilmelidir.
Pili şarj etmek için güneş panelinin kırmızı kablosu (pozitif kutup) pozitif terminale bağlanır. pilin, elektronik devrenin de yerleştirildiği Veroboard üzerine lehimlenmiş bir Zener diyot aracılığıyla.
Zener diyodu, katot (+ kutbu) güneş paneline, anot (- ucu) ise pilin artı kutbuna teller vasıtasıyla bağlanacak şekilde yerleştirilmiştir. Zener diyot, güneş paneli ile pil arasında izolasyon sağlar; bu, devre ışığı "AÇMAK" için güneş paneli voltajını aldığında özellikle karanlıkta faydalıdır. Siyah tel (negatif kutup) doğrudan pilin negatif kutbuna bağlıdır.
Güneş paneli güneş ışığına maruz kaldığında, pili şarj etmek için miktarı güneş ışığının yoğunluğuna bağlı olan akımı sağlar. Bir LED Ampul, pilden akım alır. Bir elektronik devre, sensör verilerini (güneş paneli voltajı) kullanarak ampulü kontrol eder. LED'in anodunu nokta ile bağlarken, LED ampulün pozitif terminalini veya katotunu pilin pozitif terminaline bağlayın. C şemalarda gösterildiği gibi.
Elektronik Devreyi Kurmak
Elektronik devre iki kısımdan oluşmaktadır. Biri LED ampulü kontrol etmek içindir, diğeri ise pilin boşalmasını kontrol etmek ve önlemek içindir.
Otomatik Solar Sokak Lambasının Şeması
Aşağıdaki şekil, bu sistemi birbirine bağlamak için tüm şemaları göstermektedir. Veroboard üzerinde otomatik anahtarlama ve akü boşalma koruması için elektronik devre yapın.
Neye ihtiyacınız olacak
Elektronik devre için aşağıdaki araçlar ve bileşenler gerekli olacaktır. gibi online mağazalardan temin edebilirsiniz. Digikey, Avcı kedi veya ali ekspres.
- 1 adet ULN2003Darlington çifti transistörler IC
- 1 x LM7809 9 VDC voltaj regülatör entegresi
- 2 x LM393 Voltaj karşılaştırıcı entegresi
- 1 adet Veroboard (lehimleme yoluyla devre elemanlarını bağlamak için)
- Dirençler (Ohm olarak) 1K, 10K, 36K, 53K, 100K, 280K (Veya bu değerlerin eşdeğer paralel/seri kombinasyonu)
- teller
- Havya ve havya teli
- Dijital multimetre (gerilim ve akım ölçümü için)
- Vidalı terminal Blok konnektörleri (kabloları güneş paneli, pil ve LED ampule bağlamak için)
- Zener diyot (güneş panelinin kırmızı kablosu ile akü + terminali arasında)
LED Ampulü Kontrol Etme
LED'i karanlıkta açmak ve gün ışığında kapatmak için, devreyi yönlendirmek için güneş paneli voltajını bir sensör olarak kullanın. Güneş paneli ve pil, bir Zener diyot kullanılarak izole edilmiştir. Zener diyodu, güneş voltajı şarj için akü voltajından daha yüksek olacağından, gün ışığında ileri yönlü kutuplanır. güneş panelini aydınlatmak için güneş ışığı olmadığında, önemli bir çıktı sağlamak için karanlıkta ters önyargılı olur. Gerilim.
Bu devrede, güneş paneli voltajı bir komparatör kullanılarak akü voltajı ile karşılaştırılır. Daha büyük olduğunda (gündüz) ışığı kapatmak için sinyal verir. Daha az olduğunda, ışığı yakmak için sinyal verir. LED ampul bu mantık kullanılarak ve ULN2003 Darlington çift transistörler yardımıyla kontrol edilir. ULN2003, karşılaştırıcı çıkışından girdi alır. ULN2003'ün giriş pinlerinde (1-7) “On” sinyali alırsa (yani karşılaştırıcı çıkış pin 1'den), kollektör akımının C'den (Pin 10-16) geçmesine izin vererek ışığı açar.
Bu devreyi yapmak için Lehimleme yoluyla Veroboard üzerindeki tüm devre elemanlarını birleştirin. Hataları önlemek için LM393 karşılaştırıcısında Schmitt tetiği (karşılaştırıcıda pozitif geri besleme) uygulanmıştır.
Aşırı Deşarjı Önleme
Hava bulutlu veya sisliyse, pilin gün içinde şarj olmaması olasıdır ve bu da pilin art arda birden çok gece aşırı boşalmasına neden olabilir. Bu, pilin kimyasal dengesinin bozularak daha fazla kullanım için işe yaramaz hale geldiği bir noktaya kadar pilin boşalmasına neden olabilir.
Pili aşırı deşarjdan korumak için, LM393 IC kullanan başka bir karşılaştırıcı devre, pil voltajını kararlı bir referansla karşılaştıran şemada gösterilmiştir. Referans voltajı için, pil voltajını (yani 11 ila 14 VDC) giriş ve çıkış sabiti 9V olarak alan LM7809 voltaj regülatörü kullanılır.
Pilin derin deşarj seviyesinin (yani ~11V) ötesine geçmediğinden emin olmak için karşılaştırıcıyı bir Schmitt tetikleyicisi olarak kullanın. Akü voltajı 11 voltun altına düştüğünde, Schmitt tetikleyici mantık düşük çıkışı verecek ve bu da anahtarlama devresini devre dışı bırakacaktır. Anahtarlama devresini tekrar etkinleştirmek için pilin 13,2V'a kadar tamamen şarj edilmesi gerekir.
Kendi voltaj seçiminizi yapabilirsiniz (düşük pil seviyesi için 11 V ve şarjlı pil seviyesi için 13,2 V yerine) uygun direnç kombinasyonunu seçerek (ancak bu, şimdilik dalacağımızdan daha derinlemesine). Akü koruma devresi için devre elemanlarını Vero kartı üzerine lehimleyerek bağlayınız.
Veroboard üzerinde hem otomatik anahtarlama hem de akü koruma devrelerini yaptıktan sonra son olarak bu devreleri, güneş paneli, ampul ve aküyü şematik diyagrama göre bağlayın.
Solar Sokak Lambası Sisteminizi Test Etme
Bu sistemin performansını test etmek için güneş panelini güneş ışığı altına yerleştirin. Güneş paneli güneş ışığına maruz kaldığında LED ampulün “Kapalı” olduğunu göreceksiniz. Dijital bir multimetre kullanarak voltajı ölçün güneş paneli çıkışında ve akü terminallerinde. Güneş paneli voltajının akü voltajından daha yüksek olduğunu öğreneceksiniz. Şimdi pilin güneş ışığı altında şarj olup olmadığını kontrol etmek için, aküye akan akımı ölçmek için dijital multimetreyi kullanın.
Bir sonraki adımda, güneş ışığını engellemek için güneş panelini kalın bir malzemeyle kaplayın ve LED ampulün yandığını göreceksiniz. Güneş panelindeki voltajı ölçün; güneş panelinin pili şarj etmek için yetersiz olan çok düşük bir voltaj sağladığını fark edeceksiniz. Ardından, pilden LED ampule giden akımı ölçün; ampulün ışık üretmek için pilden akım aldığını göreceksiniz.
İşte bu testin kısa video gösterimi:
Geceyi Güneş Işığıyla Aydınlatın
Bu Kendin Yap projesi size, doğal ve yenilenebilir güneş enerjisi kullanarak güneş enerjisiyle çalışan otomatik bir sokak lambası tasarlamak için mini bir elektronik montaj oluşturma konsepti sunar. Kaynakların maksimum kullanımı için; güneş panelinin, ampulü gece boyunca açık tutacak kadar pili şarj etmesini sağlamak için güneş paneli, pil ve ampul için doğru özellikleri seçin.
