Коли закінчено будівництво дачного будиночка, прибрано будівельне сміття, саме час подумати про благоустрій дачної ділянки. Визначено місця для альтанки, для квіткових клумб, можливо для басейну. Намічені доріжки. І тоді виникає питання, а як висвітлювати все це господарство. Можна, звичайно, скористатися ліхтарним стовпом та загальною лампою вуличного освітлення. Але навряд чи в темний час доби вийде та неповторна атмосфера таємничості та затишку, яку можна створити за допомогою невеликих різноманітних світильників, розкиданих у різних місцях ділянки.
Встановити такі світильники по всій ділянці не так вже й важко. Але до них треба підвести електроживлення. А як? Рити траншеї та тягнути до них кабель? Або чого гірше повісити на стовпах дроту? І встановлювати на кожному світильнику вимикач? Це нераціонально. Проблему можна вирішити значно простіше. На ділянці встановлюються світильники на сонячних батареях. Магазини пропонують великий вибір таких світильників. Від найпростіших і найдешевших, до найскладніших і найдорожчих, художньо виконаних, з програмним управлінням, з різнобарвним світінням.
Але найдешевші тому і дешеві, що їхня якість залишає бажати багато кращого, а через рік-два служби їх спокійно можна буде викидати. А якісні світильники, які б задовольнили будь-який вимогливий смак, коштують дорого і не завжди по кишені. Ось тоді на допомогу приходить кмітливість, і умільці роблять ліхтарі на сонячних батареях самі своїми руками. Такий ліхтар, зроблений, зроблений з любов'ю, на совість, служитиме вірою та правдою не один рік. Зробити його абсолютно не складно, як це може здатися спочатку. Можуть виникнути деякі труднощі з вибором дизайну зовнішнього вигляду ліхтаря, але це залежатиме лише від художнього смаку. Ну, і певною мірою, від набору комплектуючих деталей, з яких буде зібрана електрична частина ліхтаря.
Набір елементів для ліхтаря на сонячній батареї.
Перш ніж приступати до покупки деталей, потрібно визначитися, скільки світильників буде встановлено та в яких місцях. Яка буде їхня потужність. Визначившись із цим, можна розпочати підбирати комплектуючі елементи для світильників.
Звичайно, для ліхтаря на сонячних батареях насамперед необхідно придбати сонячні модулі. У продажу є гелієві перетворювачі різних модифікацій, якості та ефективності. Якщо врахувати, що основне призначення цих перетворювачів полягає тільки в тому, щоб за світловий день зарядити акумулятор, то досить придбати в роздріб деяку кількість сонячних модулів, з яких при необхідності можна зібрати потужну батарею.
Для цих цілей цілком підходить сонячна батарея на базі полікристалічного кремнію 5.5, 90 мА, що має розміри 65х65х3 мм. Ця батарея ламінована силіконом, завдяки чому батарея повністю захищена від різноманітних механічних впливів і від вологи. Це також дозволило звести вагу батареї до мінімуму – лише 15 грам. Батарея ідеально підходить для зарядки акумуляторів 3.6 - 4.8 В. Вартість батареї в роздріб 137 рублів.
Сонячні батареї Solar Panel 65x65
Наступний компонент світильника – акумулятор. Для нього цілком підійде літій-іонний акумулятор з вихідною напругою 3.6 і ємністю не менше 3000 мАч.
З наявних у продажу порівняно недорогих акумуляторів можна вибрати комплект, що складається з чотирьох літій-іонних акумуляторів моделі 18650. Кожен акумулятор має вихідну напругу 3.7 при ємності 9800 мАч. У комплект поставки входить також зарядний пристрій, який може виявитися зовсім не зайвим, наприклад, для первинного заряджання акумуляторів. Акумулятори мають такі розміри: діаметр –17 мм, висота – 65 мм. Ціна комплекту (із зарядним пристроєм) – 411 рублів.
Комплект акумуляторів моделі 18650 із зарядним пристроєм
Далі потрібно вибрати елемент, що світиться. Найбільш підходящим для цього є світлодіод. Можна, звичайно, використовувати і світлодіодні лампи, але вони будуть витрачати надто багато енергії. Сучасні світлодіоди з підвищеною яскравістю можуть задовольнити будь-які потреби, оскільки для кожного конкретного світильника їх можна встановлювати в потрібній кількості.
Для таких ліхтарів цілком підійде п'ятиміліметровий надяскравий білий світлодіод типу 3Н5 (helmet). Зазвичай він застосовується у зовнішній рекламі, у різних електронних табло, у дорожніх знаках. Тож для ліхтаря він підійде цілком. Він може експлуатуватися за температури від -55°С до +50°С. Вартість одного такого світлодіода – 10 карбованців.
Надяскравий білий світлодіод типу 3Н5 (helmet)
І, нарешті, серце світильника – електронний блок керування. У його схемі чотири резистори, вартістю по 1.5 рубля кожен, два транзистори типу КТ503, вартістю по 9 рублів кожен, один діод Шоттки 11DQ04, вартістю 24 рублі. Все це розміщується на одній платі.
Окремо підключаються сонячна батарея, акумулятор, світлодіод. Можна, звичайно, все це зібрати на шматочку пінопласту, текстоліту, картону. Але жоден шановний майстер, що збирає щось для себе, не дозволить собі таку неохайність.
Для монтажу блоку зовсім не обов'язково малювати та витравлювати друковану плату. Для цієї мети чудово підійде універсальна макетна плата DIY PCB 42x25мм. Ця плата призначена спеціально для монтажу та налаштування власних електронних схем. Вона виготовлена із високоякісних матеріалів та має позолочені контакти. Габарити такої плати 45х35х2 мм. Вага 2.8 г. Вартість упаковки 235 рублів. В упаковці 4 такі плати.
Універсальна макетна плата DIY PCB 42х25мм
При виготовленні блоку електроніки для монтажу краще використовувати дріт марки МГТФ 0,2. Це багатожильний гнучкий мідний дріт у фторопластової ізоляції. Працює у температурному діапазоні від -60°С до +220°С.
Робоча напруга – до 250 вольт змінного струму з частотою до 5 кГц або до 350 вольт постійного струму. Моток такого дроту в 190 метрів коштує близько 15 рублів.
Схема електронного блоку управління ліхтаря на сонячних батареях
Принцип дії електронного блоку дуже простий. Схема працює в такий спосіб. Поки сонячна батарея освітлюється сонцем, вона виробляє струм, який через діод Шоттки заряджає акумулятор. Одночасно струм надходить з урахуванням транзистора Т1 і його.
Оскільки транзистор Т1 відкритий, то основі транзистора Т2 тримається нульовий потенціал, і це транзистор закритий. Коли настає темрява, сонячна батарея припиняє виробляти електрику, транзистор Т1 закривається, з урахуванням транзистора Т2 через резистор R2 надходить струм, що його. Тим самим створюється ланцюг живлення світлодіода. При цьому діод Шоттки запобігає розряду акумулятора на сонячну батарею.
Принципова схема блоку керування ліхтаря на сонячних батареях
Ємності та заряду акумулятора достатньо для живлення кількох таких світлодіодів, які створюватимуть потрібний світловий потік. Ця схема дозволяє включити паралельно до трьох-чотирьох світлодіодів.
Що стосується зовнішнього вигляду ліхтаря, то тут все залежить від фантазії майстра та його смаку. Форму можна надати будь-яку, яка найбільше гармоніюватиме з навколишнім середовищем. Це можуть бути просто ліхтарики для освітлення доріжок, це можуть бути гірлянди для дерев, кущів, це можуть бути декоративні світильники для альтанок, для освітлення фонтанів. Але всі вони будуть служити довго та вірно. Тому що вони були зроблені своїми руками.
Влаштування садового світильника на сонячній батареї досить просте, якщо не сказати примітивне. Стандартний ліхтар для саду складається з п'яти ключових компонентів:
- сонячна батарея;
- акумулятор;
- джерело світла (світлодіод, LED-матриця);
- механізм включення (датчик освітленості, звуку, руху тощо);
- кріпильна частина.
Працює все так: вдень сонячне світло потрапляє на сонячну батарею, яка є зв'язкою з декількох фотоелементів, що перетворюють сонячну енергію на постійний електричний струм. Цей струм акумулюється в накопичувачі, яким є акумуляторна батарея (у світильниках для саду найчастіше використовуються батарейки типу АА). У нічний час доби струм подається на світлодіод (-и) або LED-матрицю, і ми отримуємо світло.
У більшості випадків за цим стежить автоматичний вмикач, фотоелемент, який замикає ланцюг при низькому рівні освітленості. Як включач може виступати і інший датчик, наприклад, датчик руху або звуку, а також проста механічна кнопка для ручного включення.
На даній схемі добре показаний принцип пристрою середнього ліхтаря на сонячній батареї і як він працює:
Начебто не складно, але звучить на мільйон. Сонячна енергія дорого?
Сонячна енергія це безкоштовно, а ось обладнання, необхідне для її використання, може коштувати великих грошей. Втім, найпростіші садові ліхтарі із сонячною панеллю можна купити за смішні гроші, близько $1-3. Так, як освітлювальні прилади вони не підходять, але позначити стежку, наприклад, або межі ділянки з ними можна. Є, звичайно, екземпляри та дорожчі, оснащені датчиками руху або звуку, винесеними окремо сонячними панелями тощо. і т.п. Але навіть найдорожчі садові ліхтарі окупляться стократ за досить короткий період, адже сонячна енергія БЕЗКОШТОВНА!
А крім економії на електроенергії, є взагалі переваги?
О, їх дуже багато. Перерахуємо лише найочевидніші з них:
- відсутність необхідності у використанні кабелю дає свободу дії на вибір місця для встановлення ліхтаря (навіть на затіненій ділянці вашого саду, якщо використовувати виносну сонячну панель);
- простий та зрозумілий монтаж;
- величезний термін служби (до 15-20 років, за умови правильної експлуатації та своєчасної заміни акумуляторів);
- величезний асортимент, включаючи декоративні світильники як для саду, так і для водних об'єктів;
- екологічність.
Зрозуміло. А як краще встановити садові ліхтарі на дачі та взагалі використовувати їх?
Автономні комплекти освітлення є простими в установці, а область їх використання дуже широка. Давайте розглянемо кілька способів використання світильників із сонячною батареєю для впорядкування вашої території.
Вогні безпеки
Ви можете використовувати різні комбінації світильників із сонячною енергією для освітлення доріжок, сходів, країв ландшафтних споруд та архітектурних форм. Для цього підходять газонні (звичний ліхтар на ніжці), настінні та точкові ліхтарі. Оснащені фотоелементами вони висвітлюватимуть перешкоди на вашій ділянці всю ніч і забезпечать безпечне пересування ним. Ефективнішим вийде система освітлення з використанням датчиків руху. Почніть із бюджетних газонних ліхтарів по краю стежки і ви зрозумієте, наскільки це зручно.
Охоронні вогні
Потужні прожектори з датчиком руху допоможуть налагодити освітлення у затемнених місцях, таких як ганок або флігель, убезпечивши вас та ваше майно. Такі прожектори коштують набагато дорожче за звичайні садові ліхтарі, але і світла вони дають набагато більше. Їх оснащують потужною сонячною панеллю, яка часто закріплюється окремо від прожектора на сонячному боці та передає енергію приладу через кабель.
Декоративні вогні
Прикрасьте свій ландшафт акцентними точковими світильниками. В основному це робиться потужними прожекторами, якщо потрібно підсвітити високе дерево або частину фасаду будівлі, а також невеликими точковими ліхтарями, якщо потрібно зробити акцент на невеликих кущах у вазонах. Є також оригінальні підвісні світильники зі встановленою в них сонячною батареєю - вони знайдуть своє місце на гілках дерева, що улюблене.
А що робити, якщо я не можу встановити ліхтарі там, де багато сонячного світла?
Багато хто помилково вважає, що вони можуть використовувати сонячні батареї тільки там, де багато сонячного світла, постійно гарна погода і не інакше. В останні роки технології зробили крок далеко вперед, сонячні батареї сильно додали в ККД, а повсюдне використання світлодіодів значно скоротило споживання електроенергії. Просто не ставте ліхтарі там, де вони постійно будуть у тіні, намагайтеся спрямовувати сонячну панель на південь і регулярно стежте за чистотою фотоелементів.
Як вибрати світильник на сонячних батареях? Чи є нюанси?
Крім очевидних моментів, таких як зовнішній вигляд виробу, акуратність складання, міцність матеріалів, тривалість роботи від одного заряду та іншого, слід звернути увагу на особливості світильника, виходячи з експлуатаційних вимог щодо нього.
Ступінь захисту
Перш за все, зверніть увагу на рівень захисту, а саме на маркування IPXX, де перша цифра позначає рівень захисту від проникнення твердих предметів, у тому числі пилу, а друга - від проникнення вологи. Не забувайте, що садові ліхтарі будуть експлуатуватися в досить екстремальних умовах, тому захист внутрішньої начинки ліхтаря повинен бути на рівні. Зазвичай світильники для зовнішнього застосування мають мінімальний рівень захисту IP44. Це означає, що виріб захищений від потрапляння внутрішньо сторонніх предметів, що мають діаметр близько 1 мм, а також бризок води з усіх боків. Від пилу та сильної зливи виріб, як ви розумієте, не захищений.
Таблиці розшифровки ступеня захисту (IP) відповідно до міжнародного стандарту IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254)
Ступінь захисту від твердих предметів (тисніть для збільшення)
Ступінь захисту від води (тисні для збільшення)
Тип накопичувача
У більшості випадків садові ліхтарі оснащують нікель-кадмієвим (NiCd) або нікель-метал-гідридними (Ni-MH) акумуляторними батареями типу АА. Другий тип акумулятор краще, тому що має в середньому в 2 рази більшу ємність (NiCd: 500-900 мАч, Ni-MH: 1000-2000 мАч), більш екологічний і надійний (витримують екстремальні температури, не мають ефекту пам'яті і т.д. .). Зараз більшість виробників вуличних ліхтарів на сонячних батареях оснащують свої вироби саме Ni-MH акумуляторами. Навіть якщо вам потрапили світильники з NiCd на борту, беріть їх сміливо, якщо вони влаштовують вас за іншим параметром, адже батарейки завжди можна буде замінити на свої.
Тип фотоелемента сонячної панелі
Якщо є можливість, зверніть увагу на вид використовуваних фотоелементів сонячної батареї. Навіть не вид або тип, а підвид, тому що в більшості випадків садові світильники оснащують кремнієвими кристалічними фотомодулями. Кремній, у свою чергу, може мати різну структуру, що поділяє фотоелементи з кремнію на монокристалічні, полікристалічні та елементи з аморфного кремнію. Найвищий ККД у монокристалічного кремнію і становить 15-20%, трохи менше у полікристалічного – 10-14%, найменше у аморфного кремнію – лише 5-6%. Також елементи мають властивість деградувати, тобто втрачати потужність із роками. Аморфний кремній схильний до деградації більше інших, тому намагайтеся уникати панелей з цього матеріалу.
Також слід звернути увагу на тип вмикача. Найчастіше ліхтарі оснащуються фотореле, яке включає світло тільки тоді, коли на вулиці потемніло. Такі ліхтарі розраховані на те, щоб горіти всю ніч і висвітлювати, наприклад, доріжки на ділянці. Є також світильники, оснащені датчиками руху – вони ідеально підходять для підсвічування сходів, дверей тощо. Такі ліхтарі економніше споживають енергію, світять тільки тоді, коли це потрібно, а також можуть виконувати охоронну функцію.
Чув, що вони часто ламаються, а ремонту підлягають?
Ламаються вони не частіше за будь-який інший світильник, а догляд і профілактика потрібні в будь-якому випадку, проте в експлуатації садові ліхтарі не дуже вимогливі. Регулярно протирайте сонячну панель вологою тканиною, щоб бруд не перешкоджав проходженню сонячного світла. Найчастіше виходять їх лади саме акумулятори, особливо якщо це NiCd. Здійснити заміну елементарно. У сезон, коли ліхтарі використовувати не плануєте, акумулятори обов'язково діставайте та зберігайте окремо, дотримуючись рекомендацій щодо зберігання того чи іншого виду накопичувача. Іноді окислюються контакти, особливо якщо рівень захисту у ліхтаря всього IP44, а він регулярно потрапляв під сильний дощ і волога, в результаті, потрапила всередину виробу. Відремонтувати ліхтар досить просто, якщо у вас є хоча б початкові технічні навички і ви розумієте фразу «зачистити контакти полюсів акумулятора та контейнера живлення».
Якщо ви захоплюєтеся технікою та електронікою, садовий ліхтар на сонячній батареї можна доробити, вдосконалити. Часто в найдорожчі моделі, які включаються тільки з кнопки, ставлять фотореле. Іноді замість звичайного діода ставлять RGB. Тут покладаємось на вашу фантазію та вміння користуватися Google (рекомендуємо зазирнути на YouTube з цим питанням).
Іноді територія, що примикає до заміських будинків та дач, використовується у вечірній та нічний час. Щоб не отримати травми, а також для підтримки іміджу застосовують садові ліхтарі на сонячних батареях, які дозволяють не тільки освітлювати територію, але і надавати їй неповторний декор.
Світильники на сонячних батареях
На даний момент багато людей володіють дачами або садибами за містом. Багато хто хоче ввечері відпочити, посидіти у дворі чи прогулятися садом. Щоб здійснити все це необхідно мати освітлення на ділянці. Однак підвести електрику виходить не завжди, а вона ще й коштує дорого. Саме в таких випадках часто постає питання, як самому зробити ліхтар на сонячних батареях?
Пристрій та принцип дії
Перше, в чому варто розібратися - це, як садові світильники працюють на сонячних батареях. Найпростіше розібратися з принципом роботи буде, якщо взяти як приклад звичайнісінький садовий ліхтарик на сонячній батареї.
Складові елементи пристрою:
- Блок освітлення, який найчастіше представлений, як звичайний світлодіод.
- Елемент перетворення енергії.
- Пристрої контролю увімкнення/вимкнення ліхтарика.
- Вмонтований пристрій накопичення енергії (акумулятор) – для роботи ліхтаря у темний час.
- Деталь кріплення ліхтарика.
Розібратися з тим, як садові ліхтарики працюють на сонячних батареях досить просто, якщо розуміти принцип роботи кожного з його пристроїв. У світлий час доби перетворювач накопичує енергію сонця і передає її в акумулятор у вигляді електричної енергії. Це необхідно для функціонування ліхтаря у темну пору доби.
У дорожчих випадках сонячного світильника може бути встановлений контролер руху, що включає ліхтар при наближенні людини.
Позитивні та негативні сторони світильників
Перш ніж приступати до вивчення питання, як самому зробити світильник на сонячній батареї, необхідно вивчити все за і проти цього пристрою.
Плюси сонячних світильників такі:
- Можливість швидкого встановлення освітлення, а також відсутність необхідності знань електропроводки, оскільки вона не використовується;
- Світло від світильників не таке яскраве і не б'є по очах;
- Істотна економія коштів на електроенергії;
- Ліхтарі на сонячних батареях повністю автоматичні, що дуже зручно. За відсутності господарів на дачі може бути певним захистом від зловмисників;
- Пристрої сонячної енергії повністю безпечні оточення, оскільки вимагають заземлення;
- Простий процес догляду за ліхтарями;
- Дуже тривалий термін експлуатації сонячних світильників;
- Мають високий захист від несприятливих погодних умов.
Але є у сонячних ліхтарів та мінуси. В тому числі:
- Вбудованого акумулятора вистачить не більше ніж на 8 годин освітлення за умови, що цілий день було ясно. До того ж світло від ліхтарів злегка тьмяне, тому деякі ділянки все ж таки доведеться висвітлювати за допомогою електрики.
- Придбати хороший і потужний пристрій буде недешево.
- Деякі покупці скаржилися, що під час дощу пристрою не працювали або працювали з перебоями. У похмуру погоду зарядка сповільнюється майже вдвічі, а значить світильників вистачить не більше ніж на 4 години роботи вночі.
Типи світильників на сонячних батареях
Зробити світильник на сонячній батареї своїми руками зможе навіть майстер-початківець. Розглянемо найпопулярніші пристрої.
З короткою ніжкою
Дуже зручний для підсвічування доріжки у саду. Найдешевша модель з усіх, а установка найпростіша. Загострена ніжка просто втискається руками в землю.
Світлодіодні прожектори
Потужність таких ламп дуже висока і дорівнює 100 Вт лампі розжарювання, якщо сонячна лампа має потужність 10 Вт. Використовуються для підсвічування ганку будинку чи саду.
Найчастіше використовуються для декорування садової ділянки і можуть бути розміщені на гілках дерев, можуть бути підвішені в альтанці.
Використовуються для освітлення фасаду будинку і кріпляться до нього.
Як можна покращити готову модель
Схема садового світильника на сонячній батареї є досить простою. Однак для того, щоб в ній розібратися, буде необхідно мінімальне розуміння позначень електричних пристроїв. Питання покращення вже придбаного пристрою стоїть дуже гостро у тих, хто купив світильники китайського виробника.
Поліпшення світильника на сонячній батареї
Як полагодити ліхтарик на сонячній батареї? Провести ремонт або безліч поліпшень тут не вийде, оскільки самих складових елементів дуже мало. Весь процес модернізації зводиться до того, щоб замінити деякі деталі, такі як акумулятор, щоб збільшити час роботи світильника вночі. Можна замінити діод більш потужний, якщо є потреба.
Поліпшення ліхтаря «вежа»
Один з найпоширеніших різновидів ліхтаря на сонячній батареї. Схема садового ліхтаря на сонячній батареї цього типу стандартного складання включає спочатку слабкуватий дросель. Якщо замінити цю деталь більш потужну, можна домогтися більшої яскравості від ліхтаря загалом.
Підсвічування на сонячній батареї світлодіод також може бути модернізована за рахунок маніпуляцій з дроселем. Однак при заміні цих деталей зросте споживання енергії від акумулятора і його доведеться змінювати більш потужний. Якщо цього не зробити, ліхтар або працюватиме невеликий проміжок часу, або згорить від перенапруги.
Пристрій із трьома світлодіодами
Для того, щоб отримати більш яскраве і рівномірне освітлення, можна вмонтувати замість одного стандартного діода, три. Однак при їх установці слід стежити за мінімальним розкидом напруги, інакше яскраво висвітлюватися ділянка буде лише одна, а ще дві видаватимуть тьмяне світло.
Створення світильника своїми руками
Прості схеми садового ліхтаря на сонячній батареї можуть бути зібрані будь-якою людиною, яка має мінімальні знання у цій галузі.
Вибір деталей для ліхтаря
Перш ніж почати покупку всіх комплектуючих для збору світильників, необхідно врахувати і кількість, тому що від цього залежатиме потужність кожного з них, а значить, і комплектуючі будуть різні:
- Перше, що потрібно – це купити перетворювач енергії. Батарея з полікристалічного кремнію вважається однією з найкращих для таких цілей. Її вага дуже мала, а захист від вологи та пошкоджень висока. До того ж потужність висока.
- Необхідністю є акумулятор літій-іонний.
- Далі потрібний елемент освітлення. Як його зараз найбільш затребуваним є звичайний світлодіод. Можливе встановлення світлодіодної лампи, але витрати її енергії невиправдано високі. Освітлення від сонячних батарей своїми руками на основі звичайного світлодіода цілком вистачить.
- Остання та найважливіша частина пристрою – це електронний модуль управління, що складається з двох пар резисторів та пари транзисторів.
Підключення світлодіода, акумулятора та сонячної батареї здійснюється окремо. Для складання можна придбати досить дешеву та універсальну плату DIY PCB 42х25мм.
Автоматичний, автономний садовий світильник на сонячній батареї Вірші я даю тобі крила
Майстеримо садовий світильник на сонячних батареях своїми руками
Ліхтар на сонячних батареях своїми руками: схема, виготовлення
Світильник садовий на сонячній батареї, диво китайської. Форум
Світлодіодний світильник на сонячній батареї самостійно
Світильники на сонячних батареях
Світильники на сонячних батареях схема – Схеми садових ліхтарів та світильників Площі сонячних батарей рівні
Якщо ви задумалися про організацію підсвічування присадибної ділянки, то не поспішайте купувати освітлювальні прилади у магазині. Садові світильники на сонячних батареях можна зробити своїми руками.
Якщо ви хочете висвітлити відкриту територію, а підведення електропостачання до неї утруднене, варто подумати про світильники на сонячних батареях, зарядка акумуляторів яких походить від променів сонця. З настанням темряви подібні прилади починають працювати, створюючи комфортну атмосферу на вашій присадибній ділянці. Світильники прості у використанні та установці, а також залучають цілком демократичними цінами на них та широким вибором.
Садовий світильник на сонячних батареях
Ця стаття буде цікава тим, хто любить створювати корисні у господарстві речі власноруч. До переваг виготовлення світильників «своїми силами» можна з упевненістю віднести те, що ваша модель буде ексклюзивною і цілком надійною (адже ви її зробили самі). При цьому пам'ятайте: здійснити значну економію коштів навряд чи вдасться. Ми не наводитимемо опис дорогих схем з використанням готових контролерів, а зупинимося лише на найбільш простому варіанті. Повторити його зможе практично будь-яка людина, яка хоч раз тримала в руках паяльник.
Принципова схема простого для повторення світильника
Наведена нижче принципова схема світильника, що працює від енергії сонячного світла, дуже проста, і багаторазово випробувана численними аматорами, що спеціалізуються на виготовленні корисних пристроїв своїми руками.
Принципова схема
Як вона працює:
- У денний час сонячна панель (S) перетворює енергію світлових променів на електричну.
- струм, що виробляється через діод D1, заряджає акумуляторну батарею (А).
- Позитивний потенціал, прикладений до бази через резистор R1, «утримує» транзистор Т1 у закритому стані та світлодіод D2 не горить.
- При значному зниженні освітленості сонячної панелі транзистор відкривається (через зменшення позитивного потенціалу, доданого до бази) та підключає світлодіод D2 до акумуляторної батареї. Світлодіод починає горіти.
- Діод D1 перешкоджає розряду акумулятора через сонячну панель.
- З настанням світанку позитивна напруга, що надходить із «+» виведення сонячної панелі на базу «закриває» транзистор Т1 і світлодіод D2 перестає горіти, а акумуляторна батарея знову починає заряджатися.
Критерії вибору деталей та ціни
Вибір деталей залежить від того, наскільки потужний світильник ви маєте намір виготовити. Наводимо конкретні номінали для саморобного освітлювального приладу потужністю 1 Вт та інтенсивністю світлового потоку 110 Лм.
Так як у наведеній вище схемі відсутні елементи контролю рівня заряду акумуляторної батареї, то, перш за все, необхідно звернути увагу на вибір сонячної батареї. Якщо вибрати панель із надто маленьким струмом, то за світловий день вона просто не встигне зарядити акумулятор до потрібної ємності. І навпаки, надто потужна світлова панель може перезарядити батарею за час світлового дня і привести її в непридатність.
Висновок: струм, що виробляється панеллю, та ємність акумулятора повинні відповідати один одному. Для грубого розрахунку можна скористатися співвідношенням 1:10. У нашому конкретному виробі ми використовуємо сонячну панель з напругою 5 В і струмом 150 мА (120-150 рублів) і акумуляторну батарею форм-фактора 18650 (напругою 3,7 В; ємністю 1500 мАч; вартістю 100-12).
Також для виготовлення нам знадобляться:
- Діод Шоттки 1N5818 з максимальним допустимим прямим струмом 1 А - 6-7 рублів. Вибір саме цього різновиду випрямної деталі обумовлений низьким падінням напруги на ньому (близько 0,5 В). Це дозволить використовувати сонячну панель найефективніше.
- Транзистор 2N2907 з максимальним струмом колектор-емітер до 600 мА – 4-5 рублів.
- Потужний білий світлодіод TDS-P001L4U15 (інтенсивність світлового потоку – 110 Лм; потужність – 1 Вт; робоча напруга – 3,7 В; споживаний струм – 350 мА) – 70-75 рублів.
Важливо! Робочий струм світлодіода D2 (або сумарний загальний струм при використанні декількох випромінювачів) повинен бути меншим за максимальний допустимий струм колектор-емітер транзистора T1. Ця умова із запасом виконується для застосованих у схемі деталей: I(D2)=350 мА< Iкэ(Т1)=600 мА. Батарейний відсік KLS5-18650-L (FC1-5216) - 45-50 рублів. Якщо при монтажі пристрою акуратно припаяти дроти до висновків акумулятора, від покупки цього елемента конструкції можна відмовитись.
- Резистор R1 номіналом 39-51 кОм - 2-3 рублі.
- Додатковий резистор R2 розраховуємо відповідно до характеристик застосовуваного світлодіода.
Призначення та розрахунок додаткового резистора в ланцюзі живлення світлодіода
Напруга акумулятора може бути занадто великою для світлодіода (це може призвести до виходу з експлуатації останнього). Щоб компенсувати його надлишки, використовуємо додатковий резистор R2. Розрахунок його номіналу робимо виходячи з формули: U(A) = U(D2) + U(R2), де:
U(A) – напруга акумуляторної батареї;
U(D2) – робоча напруга світлодіода;
U(R2) – падіння напруги на додатковому резисторі R2.
Для використовуваного в наведеній вище схемі світлодіода TDS-P001L4U15 з робочою напругою 3,7 застосування резистора R2 не потрібно, так як U(A) = U(D2). Тобто наша конкретна схема виглядатиме так:
Як приклад розрахунку додаткових резисторів розглянемо схему з підключенням двох різнотипних світлодіодів: D2 – BL-L813UWC (робоча напруга – 2,7 В; споживаний струм – 30 мА; вартість – 15 рублів) та D3 – FYL-5013UWC/P (2 2 В; 25 мА; 20 рублів).
Розраховуємо додатковий резистор R2 для світлодіода D2.
U(A) = U(D2) + U(R2)
U(R2) = U(A) - U(D2) = 3,7 - 2,7 = 1 В
За законом Ома (знайомого всім зі шкільної лави):
U(R2) = R2 I, де I – споживаний світлодіодом струм, отже
R2 = U(R2): I = 1: 0,03 = 33,33 ≈ 33 Ом
Аналогічно розраховуємо додатковий резистор R3 для світлодіода D3:
U(R3) = U(A) - U(D3) = 3,7 - 2,2 = 1,5 В
R3 = U(R3): I = 1,5: 0,025 = 60 ≈ 62 Ом
На замітку! Після розрахунків величини додаткових резисторів округляємо отримані значення до найближчих стандартних номіналів.
Остаточно схема з двома різнотипними випромінювачами буде виглядати так:
Монтаж
Схема складається з мінімальної кількості елементів, тому монтаж можна легко здійснити навісним способом. Довжини «ніжок» деталей буде цілком достатньо, щоб зробити пайку без застосування додаткових дротів. Після закінчення монтажу та перевірки працездатності виготовленого світильника усі місця з'єднань слід заізолювати за допомогою теплового олівця або відповідного герметика.
Для тих, хто воліє монтувати компоненти на друкованій платі, можуть зробити це за допомогою універсальної монтажної плати відповідних розмірів або виготовленої самостійно.
З чого зробити плафон?
Перш ніж розповісти, які форми можна використовувати при виготовленні плафона, нагадаємо про вимоги, яких необхідно дотримуватись при самостійному виготовленні корпусу світильника:
Сонячна панель повинна бути розташована зовні на верхній частині виробу, щоб вона добре освітлювалася вдень.
Усі стикувальні шви між елементами конструкції треба ретельно герметизувати (компоненти схеми бояться вологи).
Світлодіоди необхідно розташовувати у прозорій частині плафона.
В іншому все залежатиме тільки від вашої фантазії, особистих переваг і наявних підручних матеріалів. Одним з найпростіших варіантів є застосування як плафон скляної банки (наприклад, для зберігання сипких продуктів) з широким шийкою і щільною кришкою:
- робимо отвір у кришці та пропускаємо через нього дроти від сонячної панелі;
- фіксуємо на зовнішньому боці сонячну панель за допомогою герметика;
- на внутрішній поверхні монтуємо батарейний відсік та елементи схеми;
- світлодіоди розташовуємо у нижній частині банки.
Як практично готовий корпус можна з успіхом використовувати харчовий контейнер з прозорого пластику. У продажу є велика кількість таких виробів різних розмірів та форм (круглі, квадратні, прямокутні). Вибір залежатиме від розмірів сонячної панелі та кількості світлодіодів.
У підсумку
Повторивши найпростішу схему та набувши необхідного досвіду виготовлення, ви зможете виготовити необхідну кількість найрізноманітніших саморобних світильників на сонячних батареях. Такі економічні та мобільні освітлювальні прилади не тільки прикрасять вашу присадибну ділянку, але й значною мірою підвищать комфорт її використання у темний час доби (наприклад, якщо розташувати їх уздовж садових доріжок, над вхідними дверима або біля літньої альтанки).
Якщо у вас виникли питання на цю тему, задайте їх фахівцям та читачам нашого проекту.
Заміські ділянки, особливо з великою площею, потребують нічного освітлення. Це завдання можна вирішити різними способами, серед яких дедалі популярнішою стає схема садового світильника на сонячній батареї. Насамперед такі прилади використовуються для освітлення доріжок, забезпечуючи безпечне ходіння у темну пору доби. Підсвічування окремих елементів саду підкреслює загальну спрямованість та красу ландшафтного дизайну.
Різновиди садових світильників
Садові світильники, що працюють від сонячних панелей, представлені широким асортиментом моделей та конструкцій.
Вони класифікуються за різними параметрами та характеристиками;
- Матеріали, що застосовуються у приладах. Найчастіше – це міцний пластик, метали та їх сплави, дерево твердих порід. Кожен освітлювальний пристрій монтується на вулиці, для обробки матеріалів використовуються спеціальні засоби. Метали покриваються антикорозійними складами, а дерево просочується речовинами, що запобігають розсихання та гниття. Плафони виготовляються із різних видів скла. Поверхні можуть бути гладкими, що максимально пропускають світло або рефлекторними - найбільш ефективними при похмурій погоді. Існують міцніші загартовані скла, що захищають від механічних впливів.
- Акумуляторні батареї. Застосовуються для накопичення електроенергії, отриманої із сонячного світла. Нікель-кадмієві АКБ мають потужність до 700 мА/год і забезпечують роботу ламп протягом 8-10 годин. Більш сучасними та ефективними вважаються нікель-металогідридні моделі з високими техніко-економічними показниками.
- Різні види кремнію, що використовуються у фотоелементах. Здебільшого використовуються варіанти. Перші коштують дорожче, але вони більш ефективні та довговічні. Другі елементи використовуються в дешевих моделях, оскільки в процесі експлуатації настає швидка втрата потенціалу та зниження працездатності. Вони більше підходять для декоративного підсвічування і застосовуються епізодично влітку.
Де встановлюються
Існує багато варіантів встановлення садових світильників. Як правило, використовується кілька типових дизайнерських рішень, які підходять для більшості об'єктів. Серед них часто практикується монтаж настінних ліхтарів на фасаді будівлі. Місцями кріплень є зовнішні стіни будинків та інші вертикальні поверхні (рис. 1).
Цей спосіб установки вимагає уважного вибору точок розміщення, оскільки коректна робота залежатиме від інтенсивності потоку сонячних променів. У похмурі дні заряд АКБ може бути низьким і не вистачить на всю ніч. Тому рекомендується додатково встановлювати традиційні дублюючі світильники.
Підвісні світильники (мал. 2) мають багато спільного із настінними. Однак, використання спеціальних кріпильних елементів дає можливість встановлювати їх у будь-яких місцях. Це можуть бути гілки дерев, огорожі тощо. Можна виділити певні зони та створити святковий декор.
Часто застосовується вуличний садовий ліхтар, що встановлюється на стовпі (рис. 3). Спочатку вони застосовувалися для освітлення міських вулиць, нині знайшли широке застосування на дачах й у заміських будинках. Ліхтарі виконують не лише освітлювальну, а й декоративну функцію.
Парковий світильник на сонячних батареях (мал. 4) встановлюється спільно з великою та потужною сонячною панеллю та акумуляторами підвищеної ємності. Такі геліосистеми забезпечують тривалу автономну роботу. Корпус виготовлений з якісних матеріалів та захищений від пилу та вологи.
Газонні світильники (мал. 5) встановлюються безпосередньо на землі. Вони обладнані невеликою ніжкою, що встромляється в ґрунт або спеціальною опорою достатньої висоти. Такі прилади легко встановлюються в будь-якому місці та можуть бути перенесені за необхідності.
Ще один вид освітлювальних приладів виготовляється у формі декоративних елементів (рис. 6). Це можуть бути камені, квіти, казкові персонажі, що працюють на батарейках, за допомогою яких виділяються найефектніші місця садової ділянки.
Плюси і мінуси
Перш ніж починати виготовляти садовий світильник на сонячній батареї своїми руками, необхідно з'ясувати їх позитивні та негативні сторони.
Безперечними плюсами освітлювальних приладів на сонячних батареях є:
- Не потрібні спеціальні знання та практичні навички роботи з електропроводкою. За рахунок цього монтаж систем освітлення стає швидше та простіше.
- Яскравість садових світильників невисока, м'яке розсіяне світло не б'є у вічі.
- Відсутність витрат за електроенергію.
- Автоматична робота ліхтарів дуже зручна і без господарів забезпечує певний захист від несанкціонованого проникнення на ділянку.
- Обслуговування світильників легке і просте: достатньо лише регулярно протирати ліхтарі та панелі від пилу та бруду.
- Тривалий термін експлуатації, захист від негативних впливів.
Основним мінусом є слабкий ресурс вбудованої акумуляторної батареї. Найчастіше її не вистачає на всю ніч, тому доводиться встановлювати фотореле або . Тьмяне світло ліхтарів не завжди дає якісне освітлення, в деякі місця доводиться встановлювати звичайні світильники. При похмурій погоді швидкість заряджання знижується майже вдвічі, відповідно скорочується період освітлення в нічний час. Серйозним недоліком є висока вартість якісного потужного обладнання.
Якщо все ж таки прийнято рішення про використання автономних світильників, слід вивчити типовий пристрій та конструкцію одного з них.
Як влаштований садовий світильник
Електрична схема садового світильника на сонячних батареях буде приблизно однаковою для всіх подібних пристроїв. Однак, використовувані компоненти можуть різнитися між собою за багатьма показниками, що впливає і на кінцеві технічні характеристики того чи іншого приладу.
Стандартна принципова схема світильника на сонячній батареї складається з наступних деталей та електронних компонентів:
- Корпус. Відрізняється формою, виконанням, матеріалами та вибирається, виходячи з місця встановлення світильника.
- Сонячна панель – основне джерело живлення системи освітлення.
- Електричні лампи. Зазвичай це світлодіоди, що володіють малою потужністю та високими показниками.
- Пристрої автоматичного керування. До них відносяться датчики руху та освітленості, що забезпечують включення та вимкнення приладу у потрібні моменти.
- . Накопичує електроенергію вдень та віддає її у нічний час. Працює спільно з , що забезпечує оптимальний режим заряджання.
- Комутаційна апаратура відключає пристрій, коли освітлення вже не потрібно.
Далі потрібно вибрати деталі з відповідними параметрами та технічними характеристиками. Буде цілком достатньо 3-4 ультра яскравих світлодіодів на 1-1,5 вольта, для яких знадобиться АКБ на 3000 мАг і вихідною напругою 3,6 В. 12:00. Відповідно, вибирається і сонячна панель. Найкраще підійде пристрій з розмірами 65х65х3 мм, зі струмом 90 мА та вихідною напругою 4,4 вольта.
Для складання електронного блоку управління знадобляться резистори МЛТ на 22 ком - 4 шт, транзистори КТ503 - 2 шт, діод Шоттки 11DQ04 - 1 шт. Всі елементи розміщуються на платі, а доріжки на ній утворюються з мідного багатожильного дроту. Після підготовчих робіт збирається загальна схема.
Складання елементів схеми
Усі підготовлені деталі світильників на сонячних батареях компонуються у загальну схему.
Конфігурація світильника та його пристрій вибирається на власний смак. Далі до готового блоку керування підключаються світлодіоди. Замість звичайного вимикача, у розрив живлення рекомендується встановити датчик руху та освітленості. З настанням темряви світильник автоматично вмикатиметься, а вранці - вимикатиметься. При появі в зоні відповідальності об'єкта, що рухається, автоматика також спрацює і прилад включиться.
Якщо використовуються кольорові світлодіоди, то можна підключити спеціальний контролер, який виконуватиме регулювання за кольорами. Йому знадобиться окреме харчування, але це цілком вирішувана проблема. В цілому, ліхтар на сонячній батареї своїми руками зібраний з підручних матеріалів, коштує в кілька разів дешевше від своїх заводських аналогів.
Завантаження...