Цветна слънчева градинска бурканска светлина: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Най -простият начин да направите светлина за соларен буркан е да разглобите една от тези евтини слънчеви градински лампи и да я фиксирате в стъклен буркан. Като инженер исках нещо по -сложно. Тези бели светлини са скучни, затова реших да завъртя собствен дизайн, базиран на Arduino, RGB светодиоди и сензор, така че цветът да може да се променя чрез просто накланяне на светлината.

Слънчевата клетка зарежда литиевата батерия и също така служи като светлинен сензор за автоматично включване на светлината, когато се стъмни. Положих много грижи в дизайна, за да намаля консумацията на енергия, когато светлината е изключена и цялата събрана енергия може да се използва, осветява вашата градина. Повече подробности за процеса на проектиране можете да намерите в моя блог: BashtelorOfScience.

Стъпка 1: Части

Ще ви трябват следните компоненти:

• 1x стъклен буркан (получавам ги в IKEA)
• 1x SolarGardenJarLight печатна платка
• 1x контролер за зареждане TP4054 (IC1)
• 2x резистор, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x резистор, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x резистор, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x кондензатор, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, зелен (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-канал, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED лента, нарязана на 3 светодиода (100 светодиода на метър)
• 1x ADXL345 акселерометър модул
• 1x литиева батерия, 500mAh, не по -голяма от 40x40mm
• 1x слънчев панел, 5V или 5.5V, 45x45mm или 60x60mm

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

Всички компоненти се предлагат на aliexpress от различни доставчици. Направих печатната платка достъпна на мръсни печатни платки: тя може да бъде поръчана в черно или в бяло (ще получите 10 печатни платки). Цената на фенер при поръчка на части за 10 броя е около 12 $.

Стъпка 2: Подгответе Arduino за ниска мощност

Arduino Pro Mini извлича много ток на покой, защото има светодиод за захранване, който винаги е включен, а регулаторът на напрежението също е гладен звяр, ако говорим за нисък ток в реда на микро усилвателите. Трябва да премахнете тези два компонента. Има няколко версии на клонингите на Arduino. На горната снимка маркирах светодиода и регулатора на напрежението в най -често срещаните версии.

За да премахнете компонентите, използвайте поялник и поставете много спойка върху компонентите и ги загрейте добре. Ако е необходимо, почистете подложките след това с фитил за запояване. Възможно е също да се премахне грубата сила на компонентите със страничен нож или нож. Просто внимавайте да не повредите печатната платка.

Сега също е подходящ момент да качите скицата. Използвам версия 1.8.4 на Arduino IDE, но тя трябва да работи и в по -късни или по -стари версии. Arduino Pro Mini няма USB на борда, така че трябва да използвате външен USB към UART конвертор. Вземете такъв от любимия си доставчик на Arduino или можете да ги намерите за по -малко от 2 $ на aliexpress. Има различни уроци онлайн за това как да програмирате Pro Mini. Имайте предвид, че клонингите на Arduno не винаги използват един и същ ред на изводи, така че проверете отново кабелите си, преди да го включите. Също така се уверете, че имате правилната платка (Arduino Pro Mini) и десния процесор, избран в менюто Arduino IDE Tools (ATmega328P или ATmega168P, 5V, 16MHz).

Стъпка 3: Запояване на SMD компонентите

Използвайте изображението на оформлението по -горе, за да поставите всички компоненти на правилното място. Обозначителите на компоненти са в списъка с части в стъпка 1.

Ако имате нужда от схемата или оформлението, можете да изтеглите дизайнерските файлове на орела тук.

Някои от компонентите са доста малки и могат да бъдат трудно запоени за новобранец. Използвам спринцовка с малка дюза, за да нанасям паста за запояване върху подложките и след това да споявам компонентите отново с помощта на моята плоча за спойка за домашно приготвяне, но разбира се можете да го направите и с поялник и 0,8 мм (или по-тънка) спойка.

След запояване на всички компоненти използвайте лупа, за да проверите работата си и да проверите за къси съединения, особено на контролера за зареждане.

Стъпка 4: Запоявайте Arduino

За да комуникираме с акселерометъра с комуникационния протокол I2C, трябва да свържем щифтове A4 и A5 на arduino към печатната платка. Тези щифтове обикновено са до процесора (вижте снимката в стъпка 2), но на някои клонове те са на ръба и не винаги са на едно и също място. Дизайнът на печатната платка работи с всички различни версии: за стандартната версия с щифтовете до процесора добавете заглавката на щифта, както е показано по -горе.

За другите версии можете да използвате парче тел, за да свържете щифтовете A4 и A5 към подложките на печатната платка. Нарежете проводниците на дължина след запояване.

Някои arduinos се предлагат със споени заглавки на щифтове, други без. Открих, че е най -лесно първо да запоявате заглавките към светлинната платка на градинския буркан и след това да добавяте Arduino. Просто се уверете, че заглавките са запоени направо или ще ви е трудно да поставите щифтовете в подложките.

Стъпка 5: Довършване на печатната платка

При запояване на модула на акселерометъра ADXL345 е важно той да е успореден на печатната платка. Най -добрият начин да се гарантира това е да поставите модула директно върху печатната платка и да поставите заглавката на щифта отдолу, както е показано на снимките. Добавете спойка отгоре и след изрязване на заглавката от долната страна също добавете спойка там.

Нарежете всички щифтове от долната страна със страничен нож, след което поставете малко скоч върху всички щифтове, за да предотвратите извиването на острите щифтове в батерията и късо съединение.

Последната стъпка е да добавите LED лентата. Уверете се, че полярността на подложките е правилна и обърнете внимание на посоката на извода на данните: съпоставете стрелките на LED лентата със стрелките на печатната платка.

Стъпка 6: Слънчев панел и батерия

Използвайте кабели с дължина около 5 см, за да свържете слънчевия панел към двете подложки с надпис „слънчева“и обърнете внимание на символите плюс и минус.

Последното нещо за запояване е батерията. Бъдете особено внимателни тук: литиевите батерии имат много мощност и могат да накарат вашата печатна платка да се издигне, ако случайно късо изведете някои следи. Ако още не сте поставили лента върху положителния проводник на батерията, за да предотвратите случайно късо съединение. Запоявайте първо черния минус кабел, защото е по -трудно да се запои. Извадете защитната лента от червената жица и я запояйте. Ще видите, че светодиодът на платката Arduino мига за кратко, когато свържете батерията.

Ако вече сте качили скицата в Arduino, сега можете да включите светлината, като докоснете многократно по печатната платка с нокът. Ако не работи, трябва да започнете отстраняване на грешки с помощта на мултицет. Първо проверете напрежението на батерията. Ако няма захранване, може да е в защитен режим. Осветете ярка светлина на слънчевия панел, за да извадите батерията от този режим. Ако това не помогне и все още няма захранване, изключете батерията и проверете платката си за късо съединение или отворени вериги с помощта на схемата, докато не откриете грешката.

Стъпка 7: Завършете светлината

След успешно тестване на веригата фиксирайте батерията към долната страна на печатната платка с помощта на лепило или двустранна лента. Не използвайте никакво лепило на водна основа като бяло лепило, тъй като то е проводимо до изсъхване. Най -доброто нещо, което трябва да използвате, е силикон.

Фиксирайте слънчевия панел върху батерията, също така използвайте лепило или двустранна лента, образувайки хубав малък сандвич с електроника. Пъхнете кабелите и ги фиксирайте с още малко лепило и оставете всичко да изсъхне. Проверете дали все още работи, преди да го монтирате в буркана.

Стъпка 8: Сглобете буркана

Вземете своя стъклен буркан и се уверете, че слънчевият панел ще се побере в капака. По принцип можете да използвате всеки буркан, който харесвате, стига да е прозрачен отгоре и водоустойчив.

Предпочитаното лепило е силикон, защото лесно може да издържи на високите и ниските температури навън. Колкото по -прозрачен, толкова по -добре, но леко млечният работи добре, просто не получавайте бял или сив силикон. Можете също да използвате епоксидна смола, но тя може да се напука при термично натоварване.

Поставете малко силикон върху стъклото и след това натиснете светлината върху лепилото със соларния панел, обърнат към стъклото, разбира се. Уверете се, че изглежда добре отвън, отстранете, почистете повторете, ако сте го объркали, след това го оставете да изсъхне.

Поставете буркана на слънчево място. Необходими са 2-3 дни слънчева светлина, за да се зареди напълно батерията и дори повече, ако е поставена на сянка. Ако светлината започне да мига в червено, това означава, че батерията е изтощена и се нуждае от повече светлина, за да се зареди. Ако поставите светлината на тъмно място за дълго време (т.е. няколко седмици), батерията може да умре и трябва да се смени, затова се уверете, че получава достатъчно светлина и ще работи години наред.

Стъпка 9: Ръководство за потребителя

На

Светлината се включва автоматично на разсъмване, ако открие условия на слабо осветление за няколко минути и батерията има достатъчно запасена енергия. За да включите светлината ръчно, просто докоснете горната част няколко пъти или разклатете буркана енергично.

Изкл

Светлината се изключва автоматично след около три часа при ръчно включване. Когато се включи автоматично, той работи, докато батерията е почти наполовина празна (така че все още можете да я включите отново ръчно). За да го изключите веднага, обърнете го с главата надолу.

Промяна на цвета

За да промените цвета, просто наклонете светлината. Той има три режима на промяна на цвета:

1. Промяна на яркостта
2. Променете цвета
3. Промяна на наситеността на цветовете

Докоснете капака веднъж, за да превключите между тези режими. Колкото повече се накланяте, толкова по -бързо се променя.

Режим на свещ

За да превключите между постоянна светлина и режим на трептяща свещ, просто докоснете двукратно капака. Наситеността и яркостта се нулират до стандартни (максимални) нива при преминаване от свещ в постоянен режим.