אור צנצנת גן סולארית צבעונית: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

הדרך הפשוטה ביותר להכין אור צנצנת סולארית היא לפרק אחת מאותן מנורות גן סולאריות זולות ולתקן אותה לתוך צנצנת זכוכית. כמהנדס רציתי משהו יותר מתוחכם. האורות הלבנים האלה משעממים אז החלטתי לסובב את העיצוב שלי על בסיס Arduino, נוריות RGB וחיישן כך שניתן לשנות את הצבע על ידי הטיית האור.

התא הסולארי טוען את סוללת הליתיום ומשמש גם כחיישן אור להדלקת האור באופן אוטומטי בעת רדת החשכה. הקפדתי בעיצוב להפחית את צריכת החשמל כאשר האור כבוי וכל האנרגיה שנקטפה יכולה לשמש להאיר את הגינה שלך. פרטים נוספים על תהליך העיצוב ניתן למצוא בבלוג שלי: BashtelorOfScience.

שלב 1: חלקים

תזדקק לרכיבים הבאים:

• 1x צנצנת זכוכית (אני משיג אותם באיקאה)
• 1x PCB SolarGardenJarLight
• 1x בקר טעינה TP4054 (IC1)
• נגד 2x, 1M, 0805 (R4, R6)
• נגד 2x, 10M, 0805 (R3, R5)
• נגד 3x, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• קבלים 4x, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, ירוק (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, ערוץ P, SOT23 (Q1)
• 1x רצועת LED WS2812 חתוכה ל -3 נוריות (100 נוריות למטר)
• 1x מודול מד תאוצה ADXL345
• 1x סוללת ליתיום, 500mAh, לא יותר מ 40x40mm
• 1x פאנל סולארי, 5V או 5.5V, 45x45mm או 60x60mm

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

כל הרכיבים זמינים ב- aliexpress על ידי ספקים שונים. הפכתי את ה- PCB לזמין ב- dirtyPCBs: ניתן להזמין אותו בשחור או בלבן (תקבל 10 PCB). המחיר לפנס בהזמנת חלקים ל -10 יחידות הוא בסביבות 12 $.

שלב 2: הכינו את הארדואינו להספק נמוך

ה- Arduino Pro Mini שואב הרבה זרם שקט מכיוון שיש עליו נורית הפעלה שתמיד דולקת וסת המתח הוא גם חיה רעבת חשמל אם אנחנו מדברים על זרם נמוך בסדר של מיקרו אמפר. עליך להסיר את שני המרכיבים הללו. ישנן מספר גרסאות של שיבוטים של Arduino. בתמונה למעלה סימנתי את הנורית ואת ווסת המתח בגרסאות הנפוצות ביותר.

כדי להסיר את הרכיבים יש להשתמש במגהץ ולשים הרבה הלחמה על הרכיבים ולחמם אותם היטב. במידת הצורך, נקו את הכריות לאחר מכן בפתיל הלחמה. אפשר גם להסיר את המרכיבים האלימים בעזרת חותך צד או סכין. רק היזהר לא לפגוע ב- PCB.

עכשיו זה גם זמן טוב להעלות את המערכון. אני משתמש בגרסה 1.8.4 של Arduino IDE אבל זה אמור לעבוד גם בגרסאות מאוחרות יותר או ישנות יותר. ל- Arduino Pro Mini אין USB על הלוח ולכן עליך להשתמש בממיר USB חיצוני ל- UART. קנה אחד מהספק האהוב עליך של Arduino או שאתה יכול למצוא אותם בפחות מ -2 $ ב- aliexpress. ישנן הדרכות שונות באינטרנט כיצד לתכנת את ה- Pro Mini. שים לב כי שיבוטים של Arduno לא תמיד משתמשים באותו סדר סיכות, לכן בדוק שוב את החיווט לפני חיבורו. ודא שיש לך את הלוח הנכון (Arduino Pro Mini) והמעבד הנכון שנבחר בתפריט Arduino IDE Tools (ATmega328P או ATmega168P, 5V, 16MHz).

שלב 3: הלחמת רכיבי ה- SMD

השתמש בתמונת הפריסה למעלה כדי לשים את כל הרכיבים במקום הנכון. מעצבי הרכיבים נמצאים ברשימת החלקים בשלב 1.

אם אתה צריך את הסכימה או את הפריסה אתה יכול להוריד את קבצי העיצוב של הנשר כאן.

חלק מהרכיבים קטנים למדי ויכולים להיות קשים להלחמה עבור טירון. אני משתמש במזרק עם זרבובית קטנה כדי לשים משחת הלחמה על הרפידות ולאחר מכן להלחם מחדש את הרכיבים באמצעות צלחת הלחמה ביתית שלי אך כמובן שאפשר לעשות זאת גם באמצעות מגהץ וחוט הלחמה 0.8 מ מ (או דק יותר).

לאחר הלחמה כל הרכיבים השתמשו בזכוכית מגדלת כדי לבדוק את עבודתכם ולבדוק אם יש קצר חשמל במיוחד בבקר הטעינה.

שלב 4: הלחמת הארדואינו

כדי לתקשר עם מד התאוצה עם פרוטוקול התקשורת I2C עלינו לחבר את סיכות A4 ו- A5 של הארדואינו ל- PCB. סיכות אלה נמצאות בדרך כלל ליד המעבד (ראו תמונה בשלב 2) אך בכמה שיבוטים הן נמצאות בקצה וגם לא תמיד באותה נקודה. עיצוב ה- PCB עובד עם כל הגרסאות השונות: לגרסה הסטנדרטית עם הסיכות ליד המעבד הוסיפו את pinheader כפי שמוצג למעלה.

עבור הגרסאות האחרות אתה יכול להשתמש בחתיכת חוט לחיבור סיכות A4 ו- A5 לרפידות הלוח המודפס. חותכים את החוטים באורך לאחר הלחמה.

חלק מהארדואינים מגיעים עם הלחמת כותרות הסיכה, חלקם ללא. גיליתי שהכי קל להלחם את הכותרות לצנצנת הנדלקה של PCB ולאחר מכן להוסיף את הארדואינו. רק וודא שהכותרות מולחמות ישר או שתתקשה להכניס את הסיכות לרפידות.

שלב 5: סיום ה- PCB

בעת הלחמת מודול מד התאוצה ADXL345 חשוב שהוא מקביל ללוח הלוח. הדרך הטובה ביותר להבטיח זאת היא למקם את המודול ישירות על ה- PCB ולהכניס את כותרת הסיכה מלמטה כפי שמוצג בתמונות. מוסיפים הלחמה מלמעלה ולאחר חיתוך הכותרת בצד התחתון מוסיפים שם הלחמה.

חותכים את כל הפינים בצד התחתון בעזרת חותך צד ואז שמים מעט נייר על כל הסיכות כדי למנוע שהסיכות החדות יסתדרו לתוך הסוללה ויתקצרו.

השלב האחרון הוא הוספת פס ה- LED. וודא שהקוטביות של הרפידות נכונה ושימו לב לכיוון סיכת הנתונים: התאימו את החצים ברצועת הלד לחצים במעגל הלוח.

שלב 6: פאנל סולארי וסוללה

השתמש בכבלים באורך של כ -5 ס מ כדי לחבר את הפאנל הסולארי לשתי הכריות המסומנות 'סולאריות' ולשים לב לסמלי הפלוס והמינוס.

הדבר האחרון להלחמה הוא הסוללה. היזהר במיוחד כאן: לסוללות ליתיום יש הרבה כוח ויכולות לגרום למחשב הלוח שלך לעלות בעשן אם תקצר בטעות כמה עקבות. אם עדיין לא שם יש לשים קלטת על החוט החיובי של הסוללה כדי למנוע קיצוצים בשוגג. קודם כל, הלחם את כבל המינוס השחור מכיוון שקשה יותר להלחם. הסר את סרט ההגנה מהחוט האדום והלחם אותו. תראה את נורית הלוח על לוח Arduino מהבהבת לזמן קצר בעת חיבור הסוללה.

אם כבר העלית את הסקיצה לארדואינו, כעת תוכל להדליק את האור על ידי הקשה חוזרת על הלוח עם ציפורן. אם זה לא עובד אתה צריך להתחיל איתור באגים באמצעות מולטימטר. בדוק תחילה את מתח הסוללה. אם אין כוח הוא עשוי להיות במצב הגנה. תאיר קצת אור בהיר על הפאנל הסולארי כדי להוציא את הסוללה ממצב זה. אם זה לא עוזר ועדיין אין חשמל, נתק את הסוללה ובדוק אם במעגל הקצר שלך או במעגלים פתוחים בעזרת התרשים עד שתמצא את השגיאה.

שלב 7: סיים את האור

לאחר בדיקה מוצלחת של המעגל יש לתקן את הסוללה בצד התחתון של הלוח באמצעות דבק או סרט דו צדדי. אין להשתמש בדבק על בסיס מים כמו דבק לבן מכיוון שהוא מוליך עד לייבוש. הדבר הטוב ביותר לשימוש הוא סיליקון.

תקן את הפאנל הסולארי על גבי הסוללה, השתמש גם בדבק או סרט דו צדדי שיוצר כריך אלקטרוניקה קטן ונחמד. הסר את הכבלים ותקן אותם בעזרת עוד דבק ותן לכל להתייבש. בדוק אם זה עדיין עובד לפני שתתקין אותו בצנצנת.

שלב 8: הרכיב את הצנצנת

קבל את צנצנת הזכוכית שלך וודא שהפאנל הסולארי יכנס למכסה. אתה יכול בעצם להשתמש בכל צנצנת שאתה אוהב כל עוד הוא שקוף בחלקו העליון ומוגן בפני מים.

הדבק המועדף הוא סיליקון מכיוון שהוא יכול לעמוד בקלות בטמפרטורות הגבוהות והנמוכות בחוץ. ככל שקוף יותר יותר טוב אבל מעט חלבי עובד מצוין, רק אל תקבל סיליקון לבן או אפור. אתה יכול גם להשתמש באפוקסי אך הוא עלול להיסדק תחת לחץ תרמי.

הניחו מעט סיליקון על הזכוכית ולאחר מכן לחצו על האור על הדבק כשהפאנל הסולארי פונה כמובן לזכוכית. וודא שזה נראה יפה מבחוץ, הסר, נקה חזור אם פישלת את זה ואז תן לזה להתייבש.

מניחים את הצנצנת במקום שטוף שמש. זה לוקח 2-3 ימים של אור שמש כדי לטעון את הסוללה במלואה ואפילו יותר אם היא מונחת בצל. אם הנורית מתחילה להבהב באדום זה אומר שהסוללה מרוקנת והיא צריכה יותר אור כדי להטעין אותה. אם אתה שם את האור במקום חשוך במשך זמן רב (כלומר מספר שבועות) הסוללה עלולה למות ויש להחליפה אז וודא שהיא אכן מקבלת מספיק אור והיא תעבוד במשך שנים.

שלב 9: מדריך למשתמש

עַל

האור נדלק אוטומטית עם עלות השחר אם הוא מזהה תנאי תאורה חלשים במשך מספר דקות והסוללה מאחסנת מספיק אנרגיה. כדי להדליק את האור באופן ידני, פשוט הקש על החלק העליון כמה פעמים או ניער את הצנצנת בצורה נמרצת.

כבוי

הנורה נכבית אוטומטית לאחר כשלוש שעות כאשר היא מופעלת ידנית. כשהוא נדלק אוטומטית הוא פועל עד שהסוללה כמעט חצי ריקה (כך שתוכל עדיין להפעיל אותה מחדש באופן ידני). כדי לכבות אותו מיד, הפוך אותו הפוך.

שנה צבע

כדי לשנות את הצבע פשוט הטה את האור. יש לו שלושה מצבי שינוי צבע:

1. שנה בהירות
2. שנה את הצבע
3. שנה את רוויית הצבעים

הקש פעם אחת על המכסה כדי לעבור בין מצבים אלה. ככל שאתה נוטה יותר, כך הוא משתנה מהר יותר.

מצב נר

כדי להחליף בין אור יציב למצב נר מהבהב פשוט הקש פעמיים על המכסה. הרוויה והבהירות מתאפסים לרמות ברירת המחדל (המקסימליות) בעת מעבר מנר למצב יציב.