如何建造一個(gè)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能自動(dòng)庭院燈

對(duì)于那些對(duì)園藝有濃厚興趣的人來(lái)說(shuō)，花園燈將提供一個(gè)選擇，即使在晚上也可以欣賞他們的植物之美。這些燈通常會(huì)被放置在花園內(nèi)，遠(yuǎn)離電源插座，因?yàn)樗皇且粋€(gè)好主意，電線穿過(guò)你的花園土壤將潮濕和辛勞的大部分時(shí)間。這就是太陽(yáng)能庭院燈登場(chǎng)的地方。這些燈將有一個(gè)電池，白天通過(guò)太陽(yáng)能電池板充電，晚上電池的能量將被用來(lái)給燈供電，這樣循環(huán)往復(fù)。在我們之前的一些文章中，我們已經(jīng)建立了一些太陽(yáng)能相關(guān)的項(xiàng)目，如太陽(yáng)能手機(jī)充電器和太陽(yáng)能逆變電路。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將建造一個(gè)簡(jiǎn)單而廉價(jià)的DIY太陽(yáng)能庭院燈。太陽(yáng)能電池板將在白天給鋰電池充電，當(dāng)夜幕降臨時(shí)，電池將打開(kāi)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(kāi)始建造自制的太陽(yáng)能燈吧!!

太陽(yáng)能庭院燈設(shè)計(jì)

在選擇元件的值和進(jìn)入電路圖之前，為我們的項(xiàng)目選擇負(fù)載是必不可少的。通過(guò)負(fù)載，我們指的是我們將在項(xiàng)目中使用的花園燈的類(lèi)型。因?yàn)闊舻碾妷汉碗娏鳑Q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是正常的中國(guó)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。

因此，7.4V的鋰電池將能夠提供最小的6.4V(完全放電)到最大的8.4V(完全充電)。因此，本項(xiàng)目采用7.4V鋰電池作為電源，如下圖所示。如果你對(duì)鋰電池完全陌生，你可以看看這篇關(guān)于鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)的文章來(lái)更好地了解電池。

本應(yīng)用中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(guò)充電，深度放電和短路相關(guān)情況的影響。如果您的電池沒(méi)有提供這些功能，請(qǐng)確保使用外部保護(hù)模塊，因?yàn)殇囯姵胤浅２环€(wěn)定，如果處理不當(dāng)甚至可能爆炸。

太陽(yáng)能花園燈電路圖

太陽(yáng)能庭院光回路將由兩部分組成。一個(gè)是充電，另一個(gè)是控制led。完整的電路圖分為兩部分，第一部分如下所示。

n溝道MOSFET Q2， IRF540N用于電荷控制操作。電位器R1通過(guò)控制N溝道MOSFET Q2的柵極電壓來(lái)設(shè)置電池電壓水平。肖特基整流二極管D1是SR160，一個(gè)1A 60V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逆流。輸出肖特基二極管D2用于隔離充電器電壓與電池電壓。

電路的另一部分用于在黑暗條件下打開(kāi)LED。這是由另一個(gè)p溝道MOSFET Q1 (IRF9540)完成的。MOSFET柵極由太陽(yáng)能電壓控制。因此，每當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生電壓時(shí)，MOSFET保持關(guān)閉，但在黑暗或夜間，電池不產(chǎn)生電壓，MOSFET被打開(kāi)。通過(guò)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)的方式連接。兩個(gè)LED串聯(lián)將正向電壓增加到單個(gè)LED的兩倍，但流過(guò)LED的電流被分割。4個(gè)并聯(lián)連接，兩個(gè)led串聯(lián)在一起。更多的led并聯(lián)增加電流，影響電池備份。

據(jù)估計(jì)，通過(guò)每個(gè)系列的電流幾乎為40mA。因此，4個(gè)并聯(lián)串消耗160mA電流。為本項(xiàng)目選擇的電池將在標(biāo)稱(chēng)充電條件下有效點(diǎn)亮led近5-6小時(shí)?？梢愿鶕?jù)需要增加LED串。

太陽(yáng)能花園燈建設(shè)

要構(gòu)造電路，需要下列元件

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

?正向電壓為3.5V的LED(其他電壓也適用，但LED燈帶結(jié)構(gòu)不同)

?IRF9540N - P通道Mosfet

?IRF540N - N通道Mosfet

?SR160肖特基二極管2個(gè)

?680 r電阻器

?50 k電位器

?4.7 k電阻

?太陽(yáng)能電池板15 - 18V，如果選擇3600mAH電池，額定電流大于300mA。

?連接太陽(yáng)能電池板和led的電線

?連接電線

下圖顯示了我們將在項(xiàng)目中使用的IRF540N n通道和IRF9540 p通道Mosfet的引腳。

一旦太陽(yáng)能花園燈電路在面包板上構(gòu)建，我的安排看起來(lái)像下面這樣

我們使用了以下規(guī)格的太陽(yáng)能電池板。

它是一個(gè)10W的太陽(yáng)能電池板，18V輸出。太陽(yáng)能電池板被放置在明亮的陽(yáng)光下，在峰值太陽(yáng)能條件。電位器被控制為在D2上有8.5V。這是由于充電電壓作為鋰電池在充滿(mǎn)電的時(shí)候電壓會(huì)是8.4V。當(dāng)電池開(kāi)始充電時(shí)，將安培計(jì)串聯(lián)在電池上以檢查充電電流。您也可以使用太陽(yáng)能跟蹤器來(lái)臨時(shí)完成項(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。

從下面萬(wàn)用表的讀數(shù)可以看出，充電電流幾乎是300mA。這種變化將取決于太陽(yáng)條件，晴天會(huì)增加，陰天會(huì)減少。

在夜間，當(dāng)太陽(yáng)能電池板沒(méi)有接收到輻射時(shí)，電池板將沒(méi)有輸出電流，因此電池將停止充電，LED燈將打開(kāi)。這個(gè)項(xiàng)目的完整工作過(guò)程也可以在下面的視頻鏈接中找到，我們?cè)谝曨l中演示了如果面板沒(méi)有受到輻射，燈就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。

進(jìn)一步改進(jìn)

該電路是一個(gè)簡(jiǎn)單的庭院燈相關(guān)項(xiàng)目的基本鋰電池充電器電路。因此，它不采用任何安全問(wèn)題。為了正確充電和采用合適的太陽(yáng)能充電方法，可以使用MPPT(最大功率點(diǎn)跟蹤器)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)IC。

本文編譯自circuitdigest