link236 link237 link238 link239 link240 link241 link242 link243 link244 link245 link246 link247 link248 link249 link250 link251 link252 link253 link254 link255 link256 link257 link258 link259 link260 link261 link262 link263 link264 link265 link266 link267 link268 link269 link270 link271 link272 link273 link274 link275 link276 link277 link278 link279 link280 link281 link282 link283 link284 link285 link286 link287 link288 link289 link290 link291 link292 link293 link294 link295 link296 link297 link298 link299 link300 link301 link302 link303 link304 link305 link306 link307 link308 link309 link310 link311 link312 link313 link314 link315 link316 link317 link318 link319 link320 link321 link322 link323 link324 link325 link326 link327 link328 link329 link330 link331 link332 link333 link334 link335 link336 link337 link338 link339 link340 link341 link342 link343 link344 link345 link346 link347 link348 link349 link350 link351 link352 link353

Ночной светильник на солнечной батарее

Эта схема разработана для питания белых светодиодов от солнечной батареи с автоматическим включением в темноте. Она может использоваться как внутри, так и вне помещений. При внутреннем использовании, если устройство располагается возле другой лампы, может быть установлено автоматическое включение, когда эта лампа выключена.



2470_solnechnaya_panel.jpg (40.62 Kb)



Особенностью устройства является выбор режимов OFF/ON/On_at_Dark (Выключено/Включено/Включение_в_темноте), отключение устройства при низком напряжении аккумулятора для продления срока его службы, а также включение от датчика освещенности с гистерезисом.



Технические характеристики

Номинальное напряжение питания - 12 В DC
Ток при включенных светодиодах - 95 мA
Ток при выключенных светодиодах - 2.5 мA
Ток устройства, отключенного при низком напряжении батареи - 0.5 мА
Сила тока от солнечной батареи - 150 мA … 1 A
Напряжение солнечной батареи - 17 … 20 В (батарея из 36…40 ячеек)
Аккумулятор - 12 В, 1 … 10 А·ч
Типы аккумуляторов - Кислотно-свинцовый герметичный, NiMH, NiCD



Как работает устройство

LDO регулятор LM2941CT используется как стабилизатор напряжения солнечной батареи. Микросхема пропускает ток в аккумулятор до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет установленного значения, после чего начинает ограничивать ток, лишь поддерживая необходимое напряжение (напряжение холостого хода). Диод Шоттки 1N5817 между LM2941CT и клеммой «+» аккумулятора предотвращает его разряд через контроллер заряда.



3566_panel_solnca.gif (23.06 Kb)



Переключателем OFF/ON/On_at_Dark выбираются режимы работы. Когда переключатель стоит в положении ON, напряжение аккумулятора проходит только к светодиодной лампе, но не на датчик освещенности. Светодиоды включены, как если бы, схема находилась в темноте. Когда переключатель стоит в положении On_at_Dark, питание от аккумулятора поступает как на светодиоды, так и на фотодатчик, и светодиоды включается только в темноте.



Сульфид-кадмиевый фоторезистор включен последовательно с потенциометром 2 MОм и резистором 100 кОм. Напряжение с датчика освещенности поступает на выводы 2 и 12 операционного усилителя TLC27L4. Две секции TLC27L4, показанные слева, выполняют функции оконного компаратора с гистерезисом. Сигналы с этих секций через два диода 1N4148 проходят на две другие секции микросхемы.



Две правых секции TLC27L4 образуют R-S триггер. Триггер включается в сумерках, при частичной освещенности, а выключается при более интенсивном свете за счет гистерезиса. Таким образом удается избежать частого мерцания светодиодов вблизи точки переключения. Усилитель TLC27L4 — типа Rail-to-Rail. Если вы захотите заменить усилитель другим, не забывайте об этом свойстве.



Выходной сигнал триггера через промежуточный транзистор 2N3904 (верхний из двух, изображенных на схеме) включает питание светодиодов. Нижний по схеме 2N3904, благодаря включенному в цепь его базы стабилитрону на 9.1 В, работает как пороговое устройство, отключая нагрузку при низком напряжении на аккумуляторе. Это защищает аккумулятор от глубокого разряда и продляет срок его службы.



Интегральный регулятор напряжения LM317L включен как последовательный стабилизатор тока для светодиодов. Резистор 13 Ом устанавливает выходной ток 100 мА, который, разделившись между четырьмя цепочками светодиодов, обеспечивает, ток через каждый светодиод равный 25 мА.



Конструкция

Схему можно собрать на макетной плате, или на самодельной печатной плате. Если схема будет использоваться на улице, обеспечьте ее защиту от влаги. Фотодатчик необходимо поместить в темную, открытую с одной стороны трубку, чтобы не допустить попадания на него света от светодиодов. В противном случае, вблизи порогового уровня освещенности схема будет мигать.



Настройка

Подсоедините солнечную панель и аккумулятор к устройству, поместите солнечную панель на солнце. Начнется заряд аккумулятора. В процессе заряда контролируйте напряжение на аккумуляторе и, по необходимости, регулируйте его потенциометром 5 кОм на LM2941CT, пока напряжение не достигнет требуемого (13.8 В для кислотно-свинцового аккумулятора). Возможно, вам придется подождать какое-то время, пока напряжение превысит установленный уровень холостого хода.



Установите устройство в темном месте с нужным пороговым уровнем освещенности и вращайте движок потенциометра 2 МОм до тех пор, пока светодиоды не включатся.



Использование

Установите устройство в нужном месте, убедитесь, что датчик освещенности не видит даже отраженный свет светодиодов. Солнечная батарея должна быть размещена в месте, где будет освещаться солнцем в течение большей части дня.



Чтобы включить лампу принудительно, поставьте переключатель в положение ON. Чтобы перевести устройство в автоматический режим работы, поставьте переключатель в положении On_at_Dark. Чтобы вообще выключить устройство, поставьте переключатель в положение OFF.



Новые изобретения инженеров и техников, дизайнеров и обычных людей, все то что может изменить наш мир к лучшему. Новая техника и оружие, спасателей и спецназа. Гаджеты и девайсы, устройства для отдыха и работы. Советы для экономии семейного состояния. Все гениальные изобретения в простом формате! Ведь «Все — Просто!»
Copyright © 2013–. Политика конфиденциальности
Автоматизация и проектирование — 1injener.ru