Схема садового светильника на солнечной батарее: как работает фонарь, инструкция по устройству своими руками, плюсы, минусы, примерные расходы

Изготовляем садовый фонарь на солнечной батарее своими руками

Многие, наверное, задумывались о том, как осветить придомовую территорию так, чтобы было и уютно, и эстетично. Но ведь это дополнительные затраты на электроэнергию. Да и к тому же, чтобы подвести напряжение к каждому из уличных светильников, придется испортить ландшафт, прокопать канавы, в которые будет уложен кабель. Ну а висящие по воздуху провода от одного садового светильника к другому – это совсем некрасиво.

И вот тут возникает мысль: «А ведь можно установить фонарь на солнечной батарее, и тогда электрическая энергия будет производиться таким бесплатным генератором, как солнце!». Естественно, человек идет в магазин за подобными приборами и, глядя на цены этих световых приборов, забывает о своем желании, потому как их стоимость очень высока.

Но ведь есть же руки и голова, и этот прибор создали такие же люди, а значит, вполне по силам собрать садовый фонарь на солнечных батареях своими руками.

Садовые фонарики на солнечных батареях

Садовые фонарики на солнечных батареях

Попробуем разобраться, возможно ли это, и насколько сложна эта работа.

Подготовительные работы

Конечно, идеальным будет вариант, если имеется неисправный прибор – помимо того, что станет понятным его устройство, можно заодно понять, как своими руками отремонтировать солнечный фонарь, но и в реализации этой идеи есть недостаток. Естественно, можно взять несколько дешевых садовых фонариков, требующих ремонта, и заменить их солнечные батареи, но модернизация их китайской начинке все равно будет необходима. А потому их база нужна лишь для обучения, т. к. отремонтированный фонарик не прослужит дольше сделанного с нуля.

Прежде чем приступить к созданию светильника на солнечных батареях, необходимо разобраться в конструкции подобных устройств.

Хотя все фонари с виду разные, схема их работы очень проста. Состоит она из солнечной батареи (панели), аккумулятора, преобразователя напряжения и светодиода или модуля.

Схема подобного светильника будет понятна любому начинающему радиолюбителю и выглядит она следующим образом:

Схема светильника на солнечных батареях

Схема светильника на солнечных батареях

И вот уже разобравшись со схемой и поняв принцип работы фонаря, работающего на энергии, которую вырабатывают солнечные элементы, можно определиться с тем, какая яркость требуется, какие выбрать световые элементы, и в соответствии с этим выбирать аккумулятор и солнечную панель.

Для освещения дачного участка вполне подойдут ультраяркие светодиоды Cree, по 1–1.5 вольт в количестве 3 или 4 штук на один светильник. При таких элементах достаточно будет батареи с емкостью 3 000 мА·ч и выходным напряжением в 3.6 вольт. На подобный элемент питания будет подаваться зарядка от солнечной панели в течение 8–10 часов, чего вполне достаточно для работы выбранных светодиодов до 12 часов.

Ну и, естественно, сама солнечная панель. Дело в том, что солнечная батарея из садовых светильников, выпускающихся в наше время, очень мала. Подходящей станет батарея, размер которой 65 х 65 х 3 мм, с выходным напряжением в 4.4 В, 90 мА. Она вполне может обеспечить необходимое питание.

Электронный блок управления. Теперь необходимо собрать «голову» светильника, а именно сам блок управления. Для этого понадобится:

  • четыре резистора МЛТ 22 кОм;
  • два транзистора КТ503;
  • один диод (оптимальным будет Шоттки 11DQ04).

Т. к. все это разместится на одной плате, то конечно лучше ее вытравить самому. Но есть вариант и аккуратнее, и менее трудозатратный. Сейчас в магазинах можно приобрести универсальные макетные платы. В дополнение под рукой при работе должен быть и многожильный медный провод для создания дорожек.

Итак, когда все элементы будущего электронного блока управления в сборе, можно приступить к пайке. Необходимо собрать следующую схему.

Схема электронного блока управления светильника на солнечной батарее

Схема электронного блока управления светильника на солнечной батарее

Читать статью  Как отключить режим энергосбережения на Android

В подобную схему свободно включаются 4 светодиода. И если качество сборки на высоком уровне, то прослужит такой блок управления многие годы.

Сборка фонаря

Форму светильника на солнечной батарее, естественно, каждый придумывает сам, здесь уже полный простор мысли и фантазии мастера. При собранной схеме электронного блока управления подключить к нему светодиоды проблем не составит. Конечно, можно в разрыв питания светодиодов включить обычный выключатель, но намного удобнее будет, если вместо него установить фотоэлемент параллельно с датчиком движения. Тогда при наступлении сумерек светильник на солнечных батареях, сделанный своими руками, автоматически включится, а с рассветом выключится. Либо же будет срабатывать на проходящего человека, что тоже удобно.

Также возможно и подключение контроллера при использовании светодиодов RGB, тогда солнечные фонари будут регулироваться еще и по цвету свечения, причем дистанционно, но в таком случае нужно понимать, что и ему понадобится питание. Хотя этот вопрос тоже решаем. Ведь выбор солнечных панелей на прилавках магазинов электротехники в наши дни необычайно широк. А это значит, что подобрать подходящие будет делом несложным.

Дополнительные возможности солнечных батарей в домашних условиях

Дополнительные возможности использования солнечных батарей в домашних условиях

Выводы

Конечно, каждый решает сам, в меру своей занятости и финансового положения, как ему поступить – покупать подобный светильник или сделать его своими руками. Но ведь дело даже не в сумме, потраченной на новые фонари, хотя здесь и выходит экономия более чем в 4 раза.

Разве не приятно осознавать, что на участке дома или в квартире работает светильник, который создан не на заводе, а своими руками, как говорится «на коленке»? Наверное – это главное, из-за чего следует попробовать самостоятельно собрать садовый светильник на солнечной батарее.

Создание садового светильника на солнечной батарее своими руками, схема устройства

фото 15597_2

Фонарик на солнечных батареях пригодится в любом хозяйстве, но особенно актуальным он будет для тех, кто увлекается садоводством.

Нехитрое устройство позволяется создать световую подсветку даже там, где не проложено электричество.

Садовый фонарик может использоваться отдельными экземплярами, либо целым комплексом, чтобы организовать декоративную подсветку растений и камней. Изготовить светящийся фонарик на солнечных батареях можно своими силами.

Разбираемся с возможными схемами составления декоративного осветительного прибора для садового участка.

Электросхема фонаря для сада

Принцип работы солнечного фонарика очень простой, независимо от размера устройства. Для его работы потребуется панель, которая будет собирать солнечные лучи, накопительный аккумулятор, преобразователь напряжения, и светящийся элемент, способный воспринимать энергию.

Элементы составляются в цепочку, которая будет работать при правильном подборе светодиодов и других частей.

фото 15597_1

Электронная схема сборки светодиодного фонарика:

Как работает садовая лампа?

Отсутствие подключения к сети питания делает светодиодный фонарик очень удобным и выгодным способом освещения. Днем, в то время пока светит солнце, фонарик запасает солнечную энергию в свою батарею.

Погода должна быть безоблачной и ясной, чтобы собирать свет максимально эффективно. Внутри некоторых фонариков предусмотрен контроллер, который запускает свечение, как только на улице достаточно стемнеет. Тогда начинается расходоваться накопленная энергия в аккумуляторах.

При полной разрядке светильник перестает вырабатывать свет. Работа выглядит следующим образом:

  1. Днем накопительная панель перерабатывает энергию солнца в электричество небольшой мощности.
  2. Полученная энергия с помощью диода перенаправляется в аккумулятор.
  3. Плюсовой потенциал через резистор контролирует отсутствие свечение до наступления темноты.
  4. Как только наступают сумерки, либо другой вид затемнения, транзистор включается в работу (эффект получается за счет небольшого плюсового потенциала, соприкасающегося с базой) и запускает свечение светодиода на основе энергии, содержащейся в батарее. Фонарик испускает свет.
  5. Световой диод равномерно дозирует выработку энергию от аккумулятора для исключения полной разрядки.
  6. Как только начинает светлеть, плюсовое напряжение перекрывает транзистор, в результате чего светодиод перестает получать энергию для свечения. В этот период снова запускается процесс зарядки батареи.

фото 15597_3

Более простые модели без контроллера накапливают энергию и равномерно тратят ее, обеспечивая свечение в любое время суток.

Подбор деталей для изготовления

Большинство солнечных фонариков создаются с солнечными панелями, которые по площади не превышают 9 кв см. Чтобы своими руками сделать осветительный прибор без использования электричества потребуется электрические элементы со следующими характеристиками:

  • диоды от 1 до 1,5 вольт;
  • аккумуляторы, имеющие накопительный объем 3000 мА и вырабатываемым напряжением 3,6 вольт;
  • солнечные панели общей площадью 60х60х4 мм, которые отличаются выработкой 4,4 вольт с 90 мА;
  • для управления понадобятся 4 резистора МЛТ 20 кОм;
  • транзисторы КТ503;
  • стеклянный элемент в качестве плафона;
  • основание из ПВХ.
Читать статью  Применение энергосберегающих технологий в хозяйственной деятельности предприятий | Статья в журнале «Молодой ученый»

Все описанные выше элементы будут располагаться на одной плате, которую можно спаять самостоятельно. Чтобы упростить процесс в радиомагазинах можно найти универсальные платы, которые позволят быстрее приступить к работе над светодиодным фонариком.

Для создания схемы необходимо запастись многожильным проводом из меди, который позволит расчертить электрические дорожки.

Максимально в одну схему можно включить 4 фонарика. При грамотной сборке этот светильник будет работать гораздо дольше покупного.

Для сборки светодиодного фонаря нужно будет не только подобрать подходящие материалы, но и позаботиться об инструментах:

  1. сверле;
  2. канцелярском ноже;
  3. паяльнике с припоем;
  4. карандаше.

Пошаговая инструкция по созданию и сборке

Первое, что предстоит выбрать – красивый плафон. Сделать его можно из банки кофе, бутылки, рюмки и любой другой стеклянной формы. Лучше всего подбирать небольшую емкость, которая позволит свету максимально расходиться по периметру участка.

Работать придется по следующему плану:

фото 15597_4

В донышке стеклянной емкости делается отверстие сверлом. Процедура должна проводиться после охлаждения стекла для исключения травм.

Соединение ПВХ основания и стеклянной колбы стоит воспользоваться герметиком или клеем, чтобы через него не проходила влага. В результате этого простого действия получится увеличить срок службы проводов и других элементов.

Для фонариков можно использовать стойки любого диаметра и размера. Их создают из ПВХ труб с последующей покраской в нужный цвет. Можно сделать низкий фонарик около земли, либо организовать высокий светильник, который будет являться не только осветительным прибором, но и маяком.

Ошибки и сложности

При создании светодиодного светильника многие допускают простую и самую распространенную ошибку – запаивают элементы схемы в неправильной последовательности. Избежать ее можно, если четко следовать электронной схеме и не отступать от поэтапного плана создания фонарика.

Сложности могут возникнуть на этапе запаивания и обезжиривания. Все процедуры нужно проводить аккуратно, так, чтобы не повредили отдельные элементы схемы.

Следует аккуратно работать со следующими веществами:

  • растворитель и обезжириватель;
  • суперклей;
  • припой для паяльника.

Все работы должны выполняться в маске и перчатках, чтобы не повредить глаза и руки. В первый раз создание плафона из стеклянной тары может не получиться, поэтому лучше подготовить сразу две ёмкости. Одна будет служить прототипом, а вторая использоваться для самого светильника.

Плюсы и минусы самодельного устройства

В дачных домиках часто бывают перебои с электричеством, либо оно полностью отсутствует. Желание сделать световой дизайн садового участка может иметь большие сложности при прокладке проводов. Светодиодные фонарики, сделанные своими руками, помогут решить проблему.

Их создание и применение связано со следующими достоинствами:

фото 15597_5

  • могут быть изготовлены из недорогих подручных материалов;
  • не требуют профессиональных навыков при сборке;
  • легко устанавливаются и демонтируется по необходимости;
  • не требует никакого источника энергии, кроме естественного света;
  • не предполагает расходов во время эксплуатации;
  • экологическая чистота прибора.

Несмотря на видимые преимущества, у самодельного светодиодного фонарика есть и некоторые недостатки:

  1. чтобы фонарик работал, придется поработать над качественными соединениями;
  2. если установить его в затемнённое место, аккумуляторы не будут пополняться, а светодиод светиться;
  3. в работе над светильником потребуется использовать инструменты, которыми не все умеют пользоваться;
  4. потребуется приобрести некоторые детали для платы и организации частей светильника, что способствует расходам;
  5. невозможно отремонтировать в случае поломки.

Примерные траты

Смету на создание садового солнечного фонарика сложно оценить из-за разницы в элементах конструкции. Если использовать подручные материалы расходы будут небольшими. Для приобретения платы и других радиодеталей потребуется не больше 500 рублей.

Самой затратной частью будет солнечная панель. Ее стоимость может начинаться от 10 рублей до 1000 рублей, в зависимости от качества исполнения изделия и бренда. Самые дорогие элементы будут служить долго, и радовать владельца участка ярким светом.

Дешевые платы быстро ломаются, могут не работать сразу после изготовления. Дополнительными расходами могут стать ПВХ трубы. Лучший вариант подобрать им альтернативу, либо использовать имеющиеся запасы.

Читать статью  Как научить iPhone автоматически включать Режим энергосбережения | Яблык

Таблица расходов может выглядеть следующим образом:

Детали Стоимость Количество Сумма покупки
Солнечные панели 170 руб. 1 шт. 170 руб.
Накопительная батарея 220 руб. 1 шт. 220 руб.
Светодиоды 12 руб. 3 шт. 36 руб.
Резистор 2 руб. 6 шт. 12 руб.
Транзистор 5 руб. 3 шт. 15 руб.
Диод 3 руб. 3 шт. 9 руб.
Общая сумма 462 руб.

Бюджетный вариант одного светодиодного фонарика будет иметь стоимость около 500 рублей, согласно таблице. Можно приобрести необходимые для его создания оптом, чтобы собрать сразу несколько изделий этого типа, тогда общая сумма покупки будет еще ниже на единицу светящегося прибора.

Полезное видео

Видео схема сборки светодиодного фонарика своими руками:

Заключение

Создать светодиодный фонарик для садового участка можно своими руками из подручных средств. Следует заранее подготовить все составные части будущей схемы и материалы, которые позволят сделать полноценный осветительный прибор на основе солнечного света.

Работу себе получится облегчить, если приобрести готовую плату, но в бюджетном варианте ее можно создать самостоятельно. Важно соблюдать технику безопасности при проведении работ по сверлению и пайке. Для исключения травм стоит пользоваться защитными перчатками и очками.

Светодиодный фонарик собирается по электронной схеме, а затем монтируется в стеклянную оболочку, которая рассевает и усиливает свечение. Затраты на светодиодный фонарик могут быть минимальными, если использовать дешевые материалы. Дорогой светодиод прослужит долго, независимо от условий эксплуатации.

Светодиодный светильник с солнечной панелью и датчиком движения

Инструменты и материалы:
-Картон;
-Матовый акрил;
-Плата контроллера;
-Солнечная панель;
-Аккумулятор 18650;
-Держатель батареи;
-Светодиоды;
-Макетная плата;
-Провода;
-Термоусадочная трубка;
-Клеевой пистолет;
-Паяльные принадлежности;
-Фен;
-Кусачки;
-Стриппер;
-Нож;
-Отвертка;
-Двусторонний скотч;

Шаг первый: схема
Принципиальная схема очень проста. Сердцем схемы является плата контроллера с датчиком движения.
В дневное время солнечная панель собирает солнечную энергию от Солнца и аккумулирует ее в литий-ионной батарее для последующего использования ночью. Встроенный датчик движения активируется только при обнаружении движения и подает сигнал на включение светодиодной панели. Светодиодная панель состоит из 18 светодиодов, соединенных параллельно.

Шаг второй: сборка светодиодной панели
Светодиод, используемый для изготовления светодиодной панели, имеет следующие технические характеристики:
Светодиод — 5 мм холодный белый
Напряжение — 3,0 — 3,2 В
Ток — 30 мА
Мощность — 80 мВт
Сила света — 12000-14000 мкд при 20 мА
Угол рассеивания — 30 градусов
В светодиодной панели используется 18 светодиодов.
Максимальная потребляемая мощность = 18 х 80 мВт = 1440 мВт = 1,44 Вт
Сила света на светодиод = 13000 мкд при угле обзора 30 градусов
Люмен на светодиод = 10,94 лм

Мастер использовал этот калькулятор для преобразования мкд в Лю́мены.
Общее показание люмен = 18 х 10,94 = 196,92 лм. С учетом 25% потерь = 147,69 лм.







Шаг третий: батарейный отсек
К контактам батарейного отсека мастер подсоединяет провода с разъемом для подключения к плате.



Шаг четвертый: светодиодная панель
На светодиодной панели расположены две контактные площадки. Мастер припаивает к ним провода.





Шаг пятый: плата контроллера
Плата контроллера имеет датчик движения. Солнечная панель подключается к разъемам S + и S-, светодиоды к L + и L-, а подключение аккумулятора осуществляется через разъем JST.

Есть 3 различных режима для освещения, их можно менять с помощью кнопки.


Шаг шестой: корпус
Корпус мастер сделал из картона. Вырезает картон по следующим размерам:
Задняя стенка — прямоугольная — 14 х 7 см.
Передняя стенка — прямоугольная — 14 х 8 см.
Верхняя стенка — прямоугольная — 14 х 7 см
Две боковые панели — треугольные — 11 х 8,5 х 7 см

Шаг седьмой: сборка
Теперь все готово к сборке. Мастер приклеивает светорассеиватель и светодиодную панель. Закрепляет контроллер, светодиодную панель и батарейный отсек.

Источник https://lampagid.ru/osveshchenie/dom-i-uchastok/svetilnik-na-solnechnoj-bataree

Источник https://220.guru/osveshhenie/ulichnoe/landshaftnoe/tipy-lamp-i-fonarej/na-solnechnyx-batareyax/sxema-i-sozdanie-svoimi-rukami.html

Источник https://usamodelkina.ru/16486-svetodiodnyj-svetilnik-s-solnechnoj-panelju-i-datchikom-dvizhenija.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *