مصباح LED يعمل بالبطارية مع شحن بالطاقة الشمسية: 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

زوجتي تعلم الناس كيفية صنع الصابون ، وكانت معظم دروسها في المساء ، وهنا في الشتاء يحل الظلام حوالي الساعة 4:30 مساءً ، وكان بعض طلابها يواجهون صعوبة في العثور على منزلنا. كانت لدينا لافتة في المقدمة ولكن حتى مع وجود إشارة ضوئية هناك ، كان من الصعب رؤية اللافتة. لتشغيل الطاقة إلى حيث توجد العلامة ، كان من الممكن أن يكون هناك الكثير من المتاعب ، خلال هذا الوقت شاهدت مجموعة من مقاطع فيديو YouTube حول كيفية إنشاء ضوء الشارع باستخدام مصباح LED ولوحة شمسية وبطارية. بينما كان هذا يعمل ، لم يملأ جميع المتطلبات التي أردتها في الإضاءة الخلفية لتوقيعها. في الأساس ، كانت الدائرة بحاجة إلى القيام بما يلي

• اشحن البطارية خلال النهار بلوحة شمسية
• يتم تشغيله تلقائيًا في الليل
• كان عليها أن تكون قادرة على إيقاف تشغيله بمجرد انتهاء الفصل ، ومع ذلك فإنه يعيد نفسه في الليلة التالية
• كان علينا أن نكون قادرين على إيقاف تشغيله في عطلات نهاية الأسبوع والعطلات والإجازات دون إعادة تشغيله مرة أخرى.

في هذه الصور ، يمكنك فقط رؤية سلاسل LED خلف اللافتة لإضاءةها ، إنها في الواقع تحتاج إلى 3 صفوف أخرى ، لم أتمكن من تثبيتها. يُظهر الجزء الخلفي من اللافتة مفتاح التبديل المتأرجح ومفتاح الضغط على الزر ومصباح LED لإظهار أن العلامة قيد التشغيل في حالة نسيانها وتركها مضاءة ، ويمكننا رؤيتها من نافذة غرفة المعيشة لدينا وإطفاء الأنوار. هناك بالفعل قطعة من زجاج شبكي تنزلق فوق الأزرار ومصباح LED لإبعاد المطر عنها.

اللوازم:

ادوات

• لحام حديد
• اللوح
• أسلاك توصيل اللوح بأحجام متنوعة

القطع

• بطارية 18650 (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V 500mAh لوحة شمسية (x2) Amazon.ca
• مقاوم 220 أوم (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 10k Resister (x2) انظر أعلاه للحصول على روابط الشراء
• 5V لفائف ثنائي الاستقرار مزلاج التتابع Amazon.ca / AliExpress
• موصلات JST Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• مفتاح تبديل مؤقت 2 دبوس Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• مفتاح الروك 2pin Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 5V LED [مفرد أو سلسلة]
• سلك 22awg لشرائط LED Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 1N5819 صمام مقوم حاجز شوتكي (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• S9012 PNP الترانزستور (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• BC547 NPN الترانزستور (x1) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2.54mm قابل للكسر دبوس ذكر موصلات رأس دبوس Amazon.ca / Banggood
• a TP4056 5V 1A المصغّر usb 18650 بطارية ليثيوم شحن + حماية لوحة دوائر كهربائية وحدة شاحن Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• 2.54mm مستقيمة أنثى مستديرة PCB دبابيس Amazon.ca / Banggood / AliExpress

أجزاء اختيارية

• موصلات المحطة الطرفية (بديلة لموصلات JST) Amazon.ca / Banggood / AliExpress
• نموذج أولي للوحة الدائرة Amazon.ca / Banggood / AliExpress

تعتبر بطاريات 18650 أرخص على AliExpress ولكن عليك الانتباه حقًا إلى تكاليف الشحن ، بعضها مرتفع بشكل رهيب. يبدو أن Banggood في منتصف الطريق ، والبطاريات أغلى ثمناً ولكن الشحن معقول. في أمازون ، الشحن مجاني ولكن تكلفة البطارية مرتفعة حقًا. أفضل طريقة للحصول على هذه البطاريات هي حزمة بطارية كمبيوتر محمول متجهة إلى إعادة التدوير ، يمكنك الحصول على ما يصل إلى 6 خلايا فردية ، واحدة منها على الأقل ستظل جيدة. فقط كن حذرًا جدًا في تفكيك العبوة ، وتجنب تقصيرها.

الخطوة 1: دبابيس اللحام بوحدة TP4056

هنا لتسهيل تحديد المسامير الإيجابية والسلبية ، استخدمت اللونين الأحمر والأسود. قم بفصل دبابيس 2 من الأسود ودبابيس 2 من اللون الأحمر واتركها متصلة بالبلاستيك ، يتم لحامها في فتحات الدبوس 2 لـ B + / Out + و B- / Out-. ستحتاج أيضًا إلى دبوس واحد من كل لون للاتصال بمصدر الطاقة.

لذا فإن أسهل طريقة للقيام بذلك هي وضع أحد المسامير ، وهو أطول جزء من الساق بعد القطعة البلاستيكية لأسفل في اللوح ، ثم ضع ثقب إدخال الطاقة السالب لوحدة الشحن على الدبوس ، وانظر أين تحتاج المسامير الأخرى أن تكون على اللوح ووضعها في أماكنها المناسبة بحيث تكون جميع المسامير على لوح التجارب وتجلس في الفتحات الموجودة على وحدة الشحن. الآن مع تثبيت المسامير بإحكام في مكانها على اللوح ووحدة الشحن الموجودة فوقها ، يمكنك لحام جميع المسامير في مكانها.

الخطوة 2: أسلاك اللحام للألواح الشمسية

إذا كنت تريد أن تفعل ما فعلت وقم بتوصيل اللوحين بالتوازي بحيث تحافظ على نفس الجهد ولكن بأمبير أعلى ، فقم بتوصيل الأسلاك على الوسادات الموجبة والسالبة على لوحة واحدة ولحام الموجب من تلك اللوحة إلى موجب الثانية لوحة ، افعل الشيء نفسه مع السلك السلبي. ثم قم بتوصيل الأسلاك بموصل JST إلى الموجب / السالب لإحدى اللوحات

إذا كنت تستخدم موصل JST ، فضع القطعة مع المسامير على اللوح كما في الصورة ، تأكد من توصيل الموجب من الألواح الشمسية بالسكة الموجبة على اللوح.

الخطوة الثالثة: تجهيز البطارية

قم بتوصيل موصل JST آخر بحامل البطارية ، ضع القطعة مع المسامير على الطرف المقابل من لوح التجارب ولكن لا تزال على قضبان الطاقة. كما هو الحال مع الألواح الشمسية ، تأكد من أن الموجب والسالب على القضبان المناسبة على لوح التجارب.

الخطوة 4: توصيل وحدة الشحن

ضع وحدة الشحن ، مع المسامير الملحومة ، على اللوحة ولكن لا تضغط عليها في اللوحة حيث سنحتاج إلى وضع الأسلاك تحتها. اترك فتحتين من المسامير من أعلى سكة الطاقة ، انظر الصورة الثانية.

ضع سلك توصيل من القضيب السالب إلى الفتحة الأولى فوق دبوس إدخال الطاقة السالب

ضع الصمام الثنائي Schottky ، 1N5819 ، من السكة الموجبة المتصلة بمسمار إدخال الطاقة الموجب ، يجب أن يكون الشريط الفضي أقرب إلى دبوس إدخال الطاقة لأن هذا هو الاتجاه الذي تريد أن تتدفق فيه الطاقة ، إذا كانت تواجه الاتجاه الآخر ، لن تتدفق أي طاقة إلى وحدة الشحن. تم اختيار الصمام الثنائي Schottky "لخصائصه الميكانيكية ذات الكفاءة المنخفضة / فقدان الطاقة المنخفض" والتي تبلغ حوالي نصف الصمام الثنائي العادي. يتم إضافة الصمام الثنائي لمنع تدفق الجهد العكسي ليلاً إلى الألواح الشمسية التي تُهدر الطاقة بعد ذلك.

الخطوة 5: توصيل الشاحن بالبطارية

نحن هنا فقط نقوم بتوصيل البطارية بوحدة الشحن ، ويمكنك أيضًا معرفة سبب عدم رغبتك بعد في الضغط على وحدة الشحن في اللوحة حتى الآن.

لذلك فهي عبارة عن B + على الوحدة النمطية إلى السكة الموجبة على جانب البطارية و B- على السكة السالبة على جانب البطارية

الخطوة 6: إعداد أول مفتاح ترانزستور

الآن نضيف الترانزستور PNP S9012

سيعمل هذا الترانزستور كمفتاح ، إذا كانت الألواح الشمسية تنتج الطاقة (على سبيل المثال ، في النهار) فلن يُسمح بتدفق أي طاقة عبر الترانزستور ، مما يؤدي إلى إطفاء الأنوار بشكل فعال والسماح للبطارية بالشحن.

قم بتوصيل سلك توصيل قصير واحد من دبوس إدخال الطاقة في وحدة الشحن إلى مكان فارغ على لوح التجارب [الصورة 1]

قم بتوصيل المقاوم 10 كيلو [الصورة 2] بسلك العبور

ربط قاعدة الترانزستور بالمقاوم [الصورة 3]

قم بتوصيل جامع الترانزستور بالمخرج + الدبوس في وحدة الشحن [الصورة 4]

قم بتوصيل باعث الترانزستور بالسكة الموجبة السفلية على اللوح [الصورة 5]

الخطوة 7: ببساطة بسط الأرض

قم بتوصيل Out- بقضيب الطاقة السالب السفلي.

تم الانتهاء من وحدة الشحن وانتهى أول مفتاح ترانزستور.

كل ما عليك فعله الآن هو وضع وحدة الشحن بالكامل في اللوح.

إذا كان كل ما تريده هو مصباح LED يعمل بالبطارية يعمل ليلاً وينطفئ أثناء النهار وبطارية يتم شحنها خلال النهار ، فهذا هو أقصى ما تحتاج إليه. تحتاج فقط إلى لحام المكونات على لوحة دوائر كهربائية مع التأكد من الحفاظ على الآثار كما في الأسلاك وهذا كل شيء. سيتم توصيل LED بالإيجابي من باعث الترانزستور والسالب من الخارج-

لإضافة زر ضغط ومفتاح متأرجح ، اتبع بقية الخطوات.

الخطوة 8: مفتاح الترانزستور الثاني

إذن هذا هو المفتاح الذي يقوم برحلات التتابع للسماح بتشغيل مصابيح LED في الليل.

قم بتوصيل سلك توصيل من السكة الموجبة على جانب لوحة الطاقة الشمسية ، وليس جانب البطارية وبالتأكيد ليس بعد الصمام الثنائي. لسبب ما لم أحسب بعد لن تعمل الدائرة إذا تم الاتصال بقاعدة الترانزستور بعد الصمام الثنائي. سلك برتقالي في الصورة 1 ، قادم من الموجب إلى العمود 37 على اللوح.

قم بتوصيل المقاوم 10 كيلو بطرف سلك العبور الذي وضعته للتو [الصورة 2]

ضع قاعدة الترانزستور بحيث تتصل بالمقاوم

قم بتوصيل مجمع الترانزستور بالسكة الموجبة للبطارية.

سنقوم بتوصيل باعث الترانزستور في الجزء التالي

الخطوة 9: إضافة المرحل

إذن هذا هو رمية مزدوجة ، قطب مزدوج ، تتابع مزلاج. جزء الإغلاق هو ما يجعل هذا التتابع مثاليًا لهذا المشروع ، "تتطلب معظم المرحلات جهدًا مستمرًا صغيرًا للبقاء في وضع التشغيل. مرحل الإغلاق مختلف. يستخدم نبضة لتحريك المفتاح ، ثم يبقى في موضعه ، مما يقلل بشكل طفيف من التيار الكهربائي متطلبات الطاقة." ما قمت به هنا وما أوصي به هو وضع علامة على جوانب التتابع للإشارة إلى مكان المسامير لأنه بمجرد وضعها على اللوحة ، لن تتمكن من رؤيتها بعد الآن.

أولاً ، دعنا نضع موصلات المرحل ، نظرًا لدبابيسه الصغيرة ، ستواجه صعوبة في الاحتفاظ بالمرحل في اللوح ، لذا فإن استخدام دبابيس الرأس المستديرة الأنثوية المنفصلة يعمل جيدًا [الصورة 2]. ستحتاج إلى 8 دبابيس لكل جانب. لقد جربت مقبس IC ولكنه في الواقع كان أسوأ من اللوح لتثبيت التتابع.

قم بتوصيل باعث الترانزستور BC547 بالدبوس 2 على الجانب الأقرب لطرف البطارية. يمكن ربط التتابع مع الجانب الموجب أو الآخر ، لذا لا يهم الجانب الذي يوجد فيه الجانب الإيجابي ، إنه فقط يبسط الأمور في الوقت الحالي.

قم بتوصيل الدبابيس 1 و 2 على الجانب الآخر من المرحل بالسلك السالب [الصورة 2 ، السلكان الأزرقان]

بينما لا نزال على الجانب حيث قمنا للتو بتوصيل الأسلاك السالبة ، قم بتوصيل الدبوس الثالث بالسكة الموجبة السفلية

قم بتوصيل سلك توصيل بالدبوس الأول على الجانب الآخر من الأسلاك السلبية ، اتركه مفكوكًا في الوقت الحالي

يمكن ترك الدبوس الرابع على المرحل غير متصل أو لأغراض الاختبار ، يمكنك توصيل المقاوم و LED منه بالسكة السلبية. يتم تشغيل هذا الجهاز فقط عندما تريد إطفاء المصباح الرئيسي.

الخطوة 10: إضافة زري الإيقاف المؤقت والطويل الأمد

لقد استخدمت لوح تجارب أصغر ثانيًا لهذا الجزء لمحاولة التخلص من بعض فوضى الأسلاك ، ولست متأكدًا من نجاحها ولكن على أي حال.

ضع زرًا مؤقتًا على طول منتصف لوح التجارب في مكان لديك مساحة فيه.

قم بتوصيل السلك من الدبوس الأول في الترحيل بأحد المسامير الموجودة على الزر. في حالتي ، الدبوس الأيسر العلوي (السلك الأحمر)

من سكة الطاقة الإيجابية للبطارية ، قم بتوصيل سلك بالزر. في حالتي ، الدبوس الأيمن السفلي. نعم ، لا يهم هذا الزر الذي تتصل به. (سلك برتقالي)

ضع المقاوم 220 أوم من سكة الطاقة الموجبة إلى أي عمود غير مستخدم

ضع مصباح LED ، سيكون هذا هو شريط LED أو LED الذي تريد تشغيله ، قم بتوصيل الأنود (الساق الطويلة) بالمقاوم

قم بتوصيل كاثود LED (ساق أقصر) بالسكة السالبة السفلية للوح الرئيسي (سلك أرجواني)

قم بتوصيل سلكين بزر الإغلاق أو الروك

قم بتوصيل أحد الأسلاك من زر الإغلاق إلى الدبوس الخامس من التتابع

قم بتوصيل السلك الآخر من زر الإغلاق بالقضيب الموجب الذي يوجد فيه المقاوم الأخير الذي وضعته للتو

الصورة 1: الألواح الشمسية تعمل والبطارية قيد الشحن ، وجميع الأضواء مطفأة

الصورة 2: الألواح الشمسية لم تعد تنتج الطاقة لذا فإن الصمام يعمل بالبطارية

الصورة 3: اضغط على الزر المؤقت ، يتم تشغيل الترحيل ، ولم تعد تتدفق الطاقة إلى مؤشر LED وتنطفئ المصابيح ليلاً ، عندما يصبح ضوء النهار وتنتج الخلايا الشمسية الطاقة مرة أخرى وسيتم تشغيل التتابع مرة أخرى إلى وضع التشغيل الموقف مرة أخرى.

الصورة 4: تم الضغط على زر الإغلاق ولا يتم تشغيل أي مصابيح LED حتى يتم الضغط على هذا الزر مرة أخرى.

الخطوة 11: تخطيط EasyEDA ومخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور

الصورة الأولى هي مخطط الأسلاك التخطيطي

اللوحة التي تراها هنا هي لوحة النماذج الأولية لـ PCB ، لقد استخدمت الأسلاك حيثما أمكن لإجراء اتصالات التتبع حيث أن لحام كل ثقب بالواحد المجاور له عملية طويلة وشاقة. لقد قمت بتضمين آثار لوحة الدوائر كملفات PDF ، أحدهما عرض من أعلى لأسفل والآخر كما ترى معكوسًا كما لو كنت تنظر إليه من الأسفل.