כיצד לבנות אור גינה אוטומטי המופעל באמצעות שמש

עבור אלה שיש להם עניין רב בגינון, אור לגינה יספק אפשרות להתפעל מיופיים של צמחיהם גם בשעות הלילה. נוריות אלה יוצבו בדרך כלל בתוך הגן, רחוק משקעי חשמל מכיוון שלא כדאי להעביר חוטים דרך אדמת הגינה שלך שתהיה רטובה ועמלה רוב הזמן. כאן נכנסים לתמונה אורות גן המופעלים על ידי השמש. באורות אלה תהיה סוללה שתוטען באמצעות פאנל סולארי בשעות היום ובמהלך הלילה האנרגיה מהסוללה תשמש להפעלת האורות והמחזור יחזור. בחלק מהמאמרים הקודמים שלנו בנינו מעט פרויקטים הקשורים לאנרגיה סולארית כמו מטען לטלפון סלולרי המופעל באמצעות שמש ומעגל ממיר סולארי.

בפרויקט זה, אנו הולכים לבנות אור גינה סולארית פשוט וזול. הפאנל הסולארי יטען סוללת ליתיום בשעות היום וכשהוא נהיה שעת לילה, הסוללה תדליק את האורות עד לשעון היום שלה. בניגוד למעגלים אחרים, לא נשתמש במיקרו-בקר או בחיישן, מכיוון שרעיון הפרויקט הוא להפחית את ספירת הרכיבים כדי להפחית את מחיר והמורכבות של המעגל. עם זאת נאמר נתחיל בבניית אור השמש הביתי שלנו !!

עיצוב אור גן סולארי

לפני שבוחרים את ערך הרכיבים ונכנסים לתרשים המעגל, חשוב לבחור את העומס לפרויקט שלנו. לפי עומס, אנו מתייחסים לסוג אור הגינה בו נשתמש בפרויקט שלנו. מכיוון שמתח וזרם האור של האור מחליט כיצד ניתן לתכנן את המעגל.

נוריות הנוריות בהן אנו משתמשים בפרויקט זה הן נוריות נוריות סיניות עם מתח הפעלה של 3.2 וולט עם מקסימום 4.5 וולט קדימה. לכן, אם מחברים שני נוריות בסדרה, המתח קדימה יהיה 6.4 וולט. הנוריות המשמשות בפרויקט שלנו מוצגות להלן.

כך שסוללת ליתיום של 7.4 וולט תוכל לספק מינימום של 6.4 וולט (פרוק לחלוטין) עד 8.4 וולט מקסימלי (טעונה במלואה). לכן, סוללת ליתיום 7.4V משמשת למקור חשמל בפרויקט זה, הדבר מוצג להלן. אם אתה חדש לגמרי בסוללות ליתיום, אתה יכול לעיין במאמר זה בסיסי של סוללות ליתיום-יון כדי להבין טוב יותר את הסוללות.

הסוללה שנבחרה ליישום זה תהיה בעלת מעגל הגנה מובנה שיגן על הסוללה מפני עומס יתר, פריקה עמוקה ותנאים הקשורים לקצר. אם הסוללה שלך אינה מספקת תכונות אלה, הקפד להשתמש במודול הגנה חיצוני, מכיוון שסוללות ליתיום יכולות להיות יציבות ביותר ואף עשויות להתפוצץ אם לא מטפלים בהן כראוי.

תרשים מעגל אור גן גן

מעגל גן אור השמש יהיה מורכב משני חלקים. האחד נטען והשני הוא לשלוט על נוריות. תרשים המעגל השלם מוסבר כשני חלקים, החלק הראשון מובא להלן

ערוץ N MOSFET Q2, IRF540N משמש להפעלת בקרת מטען. פוטנציומטר R1 משמש לקביעת רמת מתח הסוללה על ידי שליטה על מתח השער על פני ערוץ N MOSFET Q2. דיודת המיישר Schottky D1 היא SR160, דיודת Schottky של 1A 60V המשמשת להגנה על הסוללה מקוטביות הפוכה וכן לחסימת הזרימה ההפוכה בתנאי פריקה. דיודת שוטקי פלט D2 משמשת לבידוד מתח המטען עם מתח הסוללה.

החלק השני של המעגל משמש להדלקת הנורית בתנאים חשוכים. זה נעשה על ידי ה- MOSFET Q1 האחר של ערוץ P שהוא IRF9540. שער MOSFET נשלט על ידי המתח הסולארי. לפיכך, בכל פעם שתאי השמש מייצרים מתח, ה- MOSFET נשאר כבוי אך בחושך או בלילה, התאים אינם מייצרים מתח וה- MOSFET מופעל. על ידי שימוש בערוץ P MOSFET, מעגל LDR נוסף ומשווה מתבטל לחלוטין.

כעת, בחלק השני של המעגל, נוריות ה- LED מחוברות במצב מקביל סדרתי. שתי נוריות בסדרה מגדילות את המתח הקדמי לכפול מנורת LED אחת, אך הזרם הזורם דרך נוריות הנורה מתחלק. 4 חיבורים מקבילים נוצרים עם שני נוריות LED בסדרה. נוריות לד נוספות במקביל מגדילות את הזרם ומשפיעות על גיבוי הסוללה.

ההערכה היא כי הזרם הנוכחי בכל סדרה הוא כמעט 40mA. לכן, 4 מיתרים מקבילים צורכים זרם של 160mA. הסוללה שנבחרה עבור פרויקט זה תדליק למעשה את נוריות ה- LED למשך כמעט 5-6 שעות במצב טעינה סמלי. אפשר להגדיל את מיתרי ה- LED לפי הצרכים.

בנייה קלה של גן סולארי

כדי לבנות את המעגל נדרשים הרכיבים הבאים -

1. סוללת ליתיום 7.4V (mAH תלוי בזמן הגיבוי) עם מעגל הגנה מובנה.
2. נוריות עם מתח קדימה של 3.5 וולט (מתח נוסף חל גם אך בניית רצועת לד תהיה שונה)
3. IRF9540N - ערוץ P Mosfet
4. IRF540N - Mosfet של ערוץ N
5. דיודת שוטקי SR160 2 יח '
6. נגד 680R
7. פוטנציומטר 50k
8. נגד 4.7k
9. פאנל סולארי 15 - 18 וולט עם דירוג זרם של יותר מ -300 mA אם נבחרת סוללת 3600mAH.
10. חוטים לחיבור פאנל סולארי ולדים
11. חוטי חיבור

התמונה שלהלן מציגה את הצביעה של ערוץ N IRF540N ו- Mosfet של ערוץ P IRF9540, שנשתמש בפרויקט.

ברגע שמעגל תאורת הגן הסולארי בנוי על קרש לחם, הסידור שלי נראה כך למטה

השתמשנו בפאנל הסולארי עם המפרט שלהלן.

זהו פאנל סולארי 10W עם הספק 18V. הפאנל הסולארי ממוקם באור שמש בוהק בתנאי שמש שיא. הפוטנציומטר נשלט שיהיה לו 8.5 וולט על פני D2. זאת בשל מתח הטעינה שכן מתח סוללת ליתיום יהיה 8.4 וולט כשהוא טעון במלואו. כאשר הסוללה מתחילה להיטען מד מגבר מחובר בסדרה עם הסוללה כדי לבדוק את זרם הטעינה. אתה יכול גם לאלתר את הפרויקט באמצעות גשש סולארי לטעינה מקסימלית של סוללה, אבל זה משהו מחוץ לתחום הפרויקט הזה.

כפי שניתן לבדוק מהקריאה של המולטימטר למטה, זרם הטעינה הוא כמעט 300mA. שינוי זה יהיה תלוי במצב השמש, הוא יגדל ביום שמש וירד בימים מעוננים.

בשעות הלילה, כאשר הפאנל הסולארי אינו מקבל קרינה, לא יהיה זרם יציאה מהלוח ומכאן שהסוללה תפסיק להיטען ונורות ה- LED נדלקו. את העבודה המלאה של הפרויקט ניתן למצוא גם בסרטון המקושר למטה, שם אנו מדגימים את האור נדלק אוטומטית אם הפאנל אינו מקבל קרינה.

שיפורים נוספים

המעגל הוא מעגל מטען סוללות ליתיום בסיסי לפרויקט פשוט הקשור לאור הגינה. לפיכך היא אינה מעסיקה בעיות בטיחות. לצורך טעינה נכונה והפעלת שיטת טעינה סולארית מתאימה באמצעות שימוש ב- MPPT (Maximum Power Point Tracker) ניתן להשתמש במעגלי התקנים ייעודיים לנהג.

מכיוון שמדובר בפרויקט פעולה חיצוני, יש להשתמש ב- PCB תקין יחד עם תיבה סגורה. המתחם צריך להיעשות בצורה כזו שהמעגל יישאר עמיד למים בגשם. כדי לשנות את המעגל הזה או לדון בהיבטים נוספים של פרויקט זה, אנא השתמש בפורום הפעיל של מערכת העיכול.