Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

На рис. 1.8 представлений зовнішній вигляд декоративного світильника з чотирма послідовно включеними елементами RS4, пальчиковим акумулятором 5415.5 мА/год та пристроєм контролю зарядки.

Зустрічаються й інші конструкції, що відрізняються на вигляд (наприклад, призначені для "втикання" (вертикального кріплення) безпосередньо в землю на дачній ділянці. Призначення у різного виду світильників може бути різним, ємність акумуляторів і їх тип (а також потужність сонячної батареї) відрізняється Залежно від конструкції, але принцип дії у всіх один При ясній погоді з великою сонячною активністю (вдень) пристрій за допомогою фотоелементів сонячної батареї перетворює сонячну енергію в електричний струм, який заряджає малопотужні акумулятори. акумуляторів припиняється.

Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення
Рис.1.8 Декоративний світильник з чотирма послідовно включеними елементами RS4 5415

Внутрішня схема "відчуває" настання сутінків і дозволяє мерехтіння світлового елемента, яким є світлодіод оранжевого свічення. Конструктивно світлодіод виконаний у трубці з матової пластмаси так, що здається, ніби всередині корпусу ліхтаря мерехтить свічка. На рис. 1.9 представлена конструкція матової трубки в корпусі ліхтаря, в якій "захований" світлодіод оранжевого свічення.

Завдяки конструктивним особливостям корпусу, вдалим естетичним рішенням, а також електронній схемі пристрою, що управляє світлодіодом хаотичними пачками імпульсів, вдалося отримати ефект мерехтіння свічки.

Прогрес у сфері нових світлових елементів необоротний. Років 10 тому повсюдно у продажу були спеціальні лампи (розраховані під патрон Е27 та напруга освітлювальної мережі 220 В), які робили аналогічний ефект мерехтливої свічки завдяки інертному (неоновому) газу в колбі лампи. Сьогодні такий самий ефект можна отримати від світлодіода.

Вартість таких ліхтарів-світильників невелика і коливається від 3 до 10€ (Євро). У Росії та ближньому зарубіжжі подібні світильники продаються у відділах електротоварів, сувенірів та гіпермаркетах.

Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення
Рис.1 9. Конструкція матової трубки зі світлодіодом оранжевого свічення

Розглянемо електричну схему пристрою та її основні елементи.

Принцип роботи пристрою

Електрична схема пристрою представлена на рис. 1.10.

Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення
Рис.1 10. Електрична схема ліхтаря з мерехтливим світлом та автоматичною підзарядкою від сонячних батарей

Мікросхема DA1 є конструктивно "залитою" і на друкованій платі є краплею твердої композиції з трьома висновками. Функція цієї мікросхеми - вироблення імпульсів з хаотичною частотою прямування та шпаруватістю. Як тільки на неї надходить живлення за допомогою замикання електричного ланцюга вмикачем SB1, на виведенні 3 DAI "OUT" присутні хаотичні імпульси позитивною полярністю амплітудою 1,5-1,6 (при нормально заряджених акумуляторах). Обмежувальний резистор R3 обмежує струм через світлодіод HL1, чим здійснює енергозберігаючу функцію пристрою у вечірній час.

Імпульси хаотичного порядку з виходу мікросхеми надходять у основу транзистора VT3, у якому реалізований підсилювач струму.

На транзисторах VT1, VT2 зібраний фоточутливий вузол (фотореле), що управляє роботою підсилювача струму підзарядкою від сонячних батарей

VT2 та світлодіода HL1. При ясній погоді або помітній сонячній активності похмурий день (коротше кажучи, вдень) сонячна батарея на елементах FB1-FB4 є генератором постійного струму. Максимальна сумарна напруга на її елементах (виміряна у катода діода VD1 і загального дроту) не менше 3,4 В. Ця напруга надходить до бази транзистора VT1 (включеного разом з VT2 за схемою Дарлінгтона - з максимальним коефіцієнтом множення напруги) через дільник напруги на резисторах R4, R1. Тобто, поки що світло, напруга на сонячній батареї достатньо для відкривання транзистора VT2, і, відповідно, замикання VT3. Через транзистор VTXNUMX струм не тече, світлодіод не мерехтить.

Акумулятори GB1, GB2 з'єднані послідовно, коли SB1 замкнуті, заряджаються невеликим струмом через діод VD1, друга функція якого - не допустити розряд акумуляторів у темну пору доби через елементи сонячної батареї.

У вечірній (темний) час доби, коли природного освітлення недостатньо для зарядки акумуляторів, фотореле на транзисторах VT1, VT2 дозволяє струм через транзистор VT3 світлодіод HL1 мерехтить, нагадуючи горіння свічки. І тут через світлодіод тече струм близько 8 мА.

При погашеному світлодіоді пристрій практично не споживає струм. Відповідно, добре заряджених акумуляторів за умови світіння світлодіода тільки у вечірній час і вночі (тобто 1/2 доби) було б достатньо на три доби (приблизно 88 годин).

Однак, в денний час акумулятори заряджаються, тому на практиці час роботи нового ліхтаря збільшується набагато і залежить (в основному) від сонячної активності в денний час, тобто заряду акумуляторів.

Як правило, ліхтар встановлюють у кімнаті на вікні, щоб він краще заряджався вдень. На практиці встановлювати ліхтар у глибину кімнати, а тим більше в темні інтер'єри не можна, тому що не вдасться отримати бажаний рівень зарядки акумуляторів та заявлені в посібнику (інструкції з експлуатації) можливості "нескінченної роботи, оскільки ресурс світлодіода становить не менше 100 000 годин. не відповідають дійсності. Звичайно, не через світлодіод, а просто пристрій вимагає постійної сонячної енергії для підзарядки, яку в темному куті або приміщенні буде звідки взяти, та й акумулятори мають не нескінченний цикл заряд-розряд. До інших помічених недоліків пристрою та шляхів їх локалізації підійдемо нижче.

На рис. 1.11 представлений вид на монтаж сонячних елементів усередині корпусу.

Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення
Рис.1.11. Монтаж сонячних елементів усередині корпусу

Про деталі

Пристрій комплектується Ni-Cd акумуляторами типу АА з номінальною напругою 1,2 В та ємністю 700 мА/год.

Транзистори VT1-VT3 можна замінити на вітчизняні прилади типу КТ312, КТ343 з будь-яким літерним індексом та аналогічні.

Рекомендації щодо покращення роботи

Для покращення роботи пристрою, що включає тривалу безперебійну роботу протягом декількох місяців поспіль (а не кількох діб, як до доопрацювання) необхідно зробити ряд простих змін у схемі.

Паралельно діоду VD1 встановити ще 2 аналогічних діода збільшення струму заряду акумуляторів. Головне, щоб усі три діоди були аналогічними.
Акумулятори замінити на Ni-Mh (це продовжить термін їхньої корисної експлуатації) в такому ж корпусі AA, але з ємністю від 1400 мА/год.
Резистор R4 зі схеми видалити. При цьому фотореле спрацьовуватиме раніше, вже при мінімальному освітленні і включатиме світлодіод пізніше (в сутінки), що сприяє більш тривалому заряду акумуляторів, тим більше з більшою ємністю, ніж штатні.
Вдень експлуатувати (як було зазначено вище) ліхтар краще в максимально освітлених місцях (наприклад, на вікні), а до ночі, напередодні романтичної вечері можна переносити його вже вглиб кімнати, що додасть атмосфері людського спілкування романтичність та оригінальність.

На рис. 1.12 представлені портативні світильники на сонячних батареях із вбудованим акумулятором.

Ліхтарик на елементах сонячної батареї та методи його вдосконалення
Мал. 1.12. Портативні світильники на сонячних батареях із вбудованим акумулятором

спектр застосування

Спектр застосування в побуті та на природі сонячних елементів та мініатюрних сонячних батарей на їх основі дуже різноманітний.

Наприклад, 2-3 пластини сонячних батарей, вбудовані в плечовий ремінь цифрового фотоапарата або камери, не дозволять повністю зарядити АКБ пристрої, але їх цілком вистачить на те, щоб підживити акумулятор і не дозволити мандрівникові залишитися без можливості фотографувати на природі, далеко від цивілізації. , де підзарядити мініатюрний АКБ просто нічим, крім природних сонячних променів.

Для цього ремінь кріпиться до камери звичайним способом. Від нього відводиться невеликий провід, який приєднується до фотоапарата через роз'єм для зовнішнього живлення DC-out. Такий ремінь можна використовувати для заряджання акумулятора протягом 10-12 годин за умови сонячної активності.

Автор: Кашкаров А.П.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мікросхеми високовольтних DC-DC-перетворювачів напруги 18.02.2003

Фірма NATIONAL SEMICONDUCTOR випустила мікросхеми високовольтних DC-DC-перетворювачів напруги: LM5000 з вихідною напругою від 3,1 до 40 В та LM5030 з вихідною напругою від 15 до 100 В.

Максимальний струм в обох перетворювачах може досягати 2 А. Перетворювачі випускаються в мініатюрних корпусах LLP-10 розмірами 4x4 мм, призначені для джерел живлення засобів зв'язку, промислових та автомобільних застосувань.

Інші цікаві новини:

▪ Імунітет впливає на психіку

▪ Морське повітря не таке чисте

▪ Міні-ПК Minisforum Mars MC560

▪ Бджолина сліпота

▪ Заводна водомірка

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Посадові інструкції. Добірка статей

▪ стаття Вавилонське стовпотворіння. Крилатий вислів

▪ стаття Як ми читаємо? Детальна відповідь

▪ стаття Класний вихователь. Посадова інструкція

▪ стаття Акустичний датчик руху. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Чудова нитка. Хімічний досвід

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт