Одна керосиновая лампа сжигает около 80 л топлива, производя более 250 кг углекислого газа в год. Этот светильник мастер сделал в рамках проекта помощи районов с бедным населением, как альтернатива керосиновой лампе.
Инструменты и материалы:
-Солнечная панель -2В;
-Микросхема QX5252F;
-Индуктор 33 мА;
-Светодиод 8 мм;
-Переключатель;
-Разъем;
-NiMh аккумулятор AA;
-Контактная пластина;
-Провода ;
-Термоусадочные трубки;
-Разъемы;
-Печатная плата;
-Солнечная панель 1 Вт (3-5 В);
-Аэрозольная краска «Хром»;
-Паяльник;
-Инструмент для зачистки проводов;
-Кусачки;
-Фен;
-3D-принтер;
Шаг первый: принцип работы, компоненты, схема
Солнечная лампа представляет собой автономную систему SPV и состоящая из четырех компонентов:
1. солнечная панель: преобразование солнечной энергии в электрическую
2. контроллер: накопление электроэнергии
3. аккумулятор: храните электрическую энергию
4. нагрузка (светодиод)
Контроллер выполняет две задачи: зарядка аккумулятора и повышение напряжение батареи 1,2 В до рабочего напряжения светодиода 3,2 В.
Мастер использует недорогую микросхему QX5252F. Ее основные характеристики следующие:
1. Подходит для одной батареи AA NiMh / NiCd
2. Рабочее напряжение: 0,9-1,5 В
3. Выходной ток: 3 мА-300 мА
4. Интегрированный диод Шоттки
5. Высокая эффективность до 84%
6. Малый ток в режиме ожидания 17 мА
7. Для изготовления схемы нужен только внешний индуктор.
Микросхема QX5252F работает аналогично схеме «Вор Джоуля». Но преимущество использования этого чипа в том, что он не требует громоздкого и тяжелого тороида. Он выполняет ту же работу, используя только простой индуктор, одну батарею AA / AAA и светодиод.
Для создания схемы требуется только индуктор. Ток светодиода можно изменить, используя индуктивность другого номинала. График показан на картинке ниже. Мастер использовал индуктор 33uH.
Подключение микросхемы:
Контакт-1 -> положительный вывод солнечной панели
Контакт 2 -> положительный полюс батареи и одна ножка индуктора
Контакт 3 -> земля (солнечная панель, аккумулятор и отрицательная клемма светодиода)
Контакт-4 -> вторая нога индуктора
QX5252F Data Sheet.pdf
Шаг второй: сборка и тестирование макета
Перед окончательной сборкой схемы всегда рекомендуется сделать прототип схемы на макетной плате. Это позволяет убедиться, что все компоненты работают.
Мастер собирает схему на макетной плате. Светодиод должен загореться если закрыть солнечную панель ладонью (имитирует ночное время).
Затем снимает светодиод и подключает осциллограф.
Выходное напряжение не является постоянным напряжением, а быстро меняется. В данном случае частота составляет около 184,5 кГц. Размах напряжения составляет около 7,28 В, а среднее значение составляет от 1,0 до 1,20 В.
Шаг третий: печатная плата
Мастер нарисовал схему с помощью Fusion 360 и заказал ее изготовление на зарубежном сайте.
Шаг четвертый: монтаж
После того, как платы пришли мастер приступил к монтажу. Сначала припаивает индуктор.
Припаивает микросхему. QX5252F поставляется в корпусе TO-94. Пространство между соседними ножками у детали очень мало, поэтому во время пайки необходимо соблюдать особую осторожность.
В данной печатной плате V2.0 мастер использовал посадочное место, как и у корпуса TO-94, но в версии V3.0 я использовал более широкую посадочную поверхность, чтобы уменьшить вероятность короткого замыкания между двумя ножками.
Распиновка микросхемы QX5252F показана ниже.
Два разъема JST используются для подключения клемм от аккумулятора и солнечной панели. Мастер использовал JST 2.0 PH. Устанавливает два разъема JST на площадки с именами «SOL» и «BAT», затем припаивает их. Перед пайкой нужно убедится, что разъемы вставлены правильно (полярность правильная).
В проекте мастер использует светодиод 8 мм / 0,5 Вт.
Мастер припаял светодиод на обратной стороне печатной платы. Причина, по которой светодиод припаян на тыльной стороне, заключается в том, что его будет легче установить в отражатель. Припаивать светодиод нужно соблюдая полярность, более длинная ножка светодиода всегда является положительной.
После монтажа платы мастер подготавливает остальные комплектующие. Необходимо установить разъемы на провода солнечной панели и контактные пластины. Припаять провода к разъему и выключателю.
Шаг пятый: корпус
Чтобы придать продукту красивый коммерческий вид был разработан корпус.
Корпус состоит из собственно корпуса и крышки. Крышка будет одновременно отражателем.
Файлы для печати можно скачать здесь.
Для печати мастер использовал свой принтер Creality CR-10 Mini и зеленую и белую нити PLA 1,75 мм. На печать основного корпуса у него ушло около 5 часов, а на печать переднего отражателя — около 2 часов.
Настройки печати, следующие:
1. Скорость печати: 60 мм / с
2. Высота слоя: 0,2 мм
3. Плотность заполнения: 25%
4. Температура экструдера: 200 градусов C
5. Температура кровати: 60 ° C
Шаг шестой: отражатель
Теперь нужно подготовить отражатель. Перед нанесением краски заклеивает края корпуса малярным скотчем, чтобы краска попала только на часть отражателя. Дальше наносит аэрозольную краску на отражатель и дает высохнуть 10-15 минут. Затем снова наносит краску. Повторяет процесс еще раз. После последнего слоя оставляет отражатель до полного высыхания.
Шаг седьмой: сборка
Теперь можно приступить к сборке. Устанавливает солнечную панель в верхней части корпуса. Солнечная панель, которую он использовал, имеет размер 58 х 58 мм. Затем устанавливает разъем постоянного тока и переключатель.
Плата устанавливается на отражатель и фиксируется термоклеем. При этом светодиод должен быть установлен в отверстие отражателя. Крышка-отражатель просто защелкивается на корпусе.
Все готово. Для проверки работы светильника нужно закрыть солнечную панель и включить переключатель.
Перед использованием лампы рекомендуется зарядить аккумулятор при ярком солнечном свете. Можно разместить лампу снаружи или подключить, через разъем, внешнюю солнечную панель.
На видео можно посмотреть весь процесс изготовления такого светильника.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Подборки: 3D принтер
Источник: