對于那些對園藝有濃厚興趣的人來說，花園燈將提供一個選擇，即使在晚上也可以欣賞他們的植物之美。這些燈通常會被放置在花園內(nèi)，遠離電源插座，因為它不是一個好主意，電線穿過你的花園土壤將潮濕和辛勞的大部分時間。這就是太陽能庭院燈登場的地方。這些燈將有一個電池，白天通過太陽能電池板充電，晚上電池的能量將被用來給燈供電，這樣循環(huán)往復(fù)。在我們之前的一些文章中，我們已經(jīng)建立了一些太陽能相關(guān)的項目，如太陽能手機充電器和太陽能逆變電路。
在這個項目中，我們將建造一個簡單而廉價的DIY太陽能庭院燈。太陽能電池板將在白天給鋰電池充電，當(dāng)夜幕降臨時，電池將打開燈，直到再次進入白天。與其他電路不同，我們不會使用微控制器或傳感器，因為該項目的想法是減少元件數(shù)量，以降低電路的價格和復(fù)雜性。話雖如此，讓我們開始建造自制的太陽能燈吧!!
太陽能庭院燈設(shè)計
在選擇元件的值和進入電路圖之前，為我們的項目選擇負載是必不可少的。通過負載，我們指的是我們將在項目中使用的花園燈的類型。因為燈的電壓和電流決定了電路的設(shè)計方式。
我們在這個項目中使用的led是正常的中國led，工作電壓為3.2V，最大正向電壓為4.5V。因此，如果兩個led串聯(lián)，則正向電壓為6.4V。我們項目中使用的led如下所示。
因此，7.4V的鋰電池將能夠提供最小的6.4V(完全放電)到最大的8.4V(完全充電)。因此，本項目采用7.4V鋰電池作為電源，如下圖所示。如果你對鋰電池完全陌生，你可以看看這篇關(guān)于鋰離子電池基礎(chǔ)知識的文章來更好地了解電池。
本應(yīng)用中選擇的電池將具有內(nèi)置保護電路，可保護電池免受過充電，深度放電和短路相關(guān)情況的影響。如果您的電池沒有提供這些功能，請確保使用外部保護模塊，因為鋰電池非常不穩(wěn)定，如果處理不當(dāng)甚至可能爆炸。
太陽能花園燈電路圖
太陽能庭院光回路將由兩部分組成。一個是充電，另一個是控制led。完整的電路圖分為兩部分，第一部分如下所示。
n溝道MOSFET Q2， IRF540N用于電荷控制操作。電位器R1通過控制N溝道MOSFET Q2的柵極電壓來設(shè)置電池電壓水平。肖特基整流二極管D1是SR160，一個1A 60V肖特基二極管，用于保護電池免受反極性以及在放電條件下阻止逆流。輸出肖特基二極管D2用于隔離充電器電壓與電池電壓。
電路的另一部分用于在黑暗條件下打開LED。這是由另一個p溝道MOSFET Q1 (IRF9540)完成的。MOSFET柵極由太陽能電壓控制。因此，每當(dāng)太陽能電池產(chǎn)生電壓時，MOSFET保持關(guān)閉，但在黑暗或夜間，電池不產(chǎn)生電壓，MOSFET被打開。通過使用P溝道MOSFET，完全消除了額外的LDR和比較器電路。
現(xiàn)在，對于電路的第二部分，led以串并聯(lián)的方式連接。兩個LED串聯(lián)將正向電壓增加到單個LED的兩倍，但流過LED的電流被分割。4個并聯(lián)連接，兩個led串聯(lián)在一起。更多的led并聯(lián)增加電流，影響電池備份。
據(jù)估計，通過每個系列的電流幾乎為40mA。因此，4個并聯(lián)串消耗160mA電流。為本項目選擇的電池將在標稱充電條件下有效點亮led近5-6小時。可以根據(jù)需要增加LED串。
太陽能花園燈建設(shè)
要構(gòu)造電路，需要下列元件
?鋰電池7.4V (mAH取決于備用時間)，內(nèi)置保護電路。
?正向電壓為3.5V的LED(其他電壓也適用，但LED燈帶結(jié)構(gòu)不同)
?IRF9540N - P通道Mosfet
?IRF540N - N通道Mosfet
?SR160肖特基二極管2個
?680 r電阻器
?50 k電位器
?4.7 k電阻
?太陽能電池板15 - 18V，如果選擇3600mAH電池，額定電流大于300mA。
?連接太陽能電池板和led的電線
?連接電線
下圖顯示了我們將在項目中使用的IRF540N n通道和IRF9540 p通道Mosfet的引腳。
一旦太陽能花園燈電路在面包板上構(gòu)建，我的安排看起來像下面這樣
我們使用了以下規(guī)格的太陽能電池板。
它是一個10W的太陽能電池板，18V輸出。太陽能電池板被放置在明亮的陽光下，在峰值太陽能條件。電位器被控制為在D2上有8.5V。這是由于充電電壓作為鋰電池在充滿電的時候電壓會是8.4V。當(dāng)電池開始充電時，將安培計串聯(lián)在電池上以檢查充電電流。您也可以使用太陽能跟蹤器來臨時完成項目，以最大限度地為電池充電，但這超出了本項目的范圍。
從下面萬用表的讀數(shù)可以看出，充電電流幾乎是300mA。這種變化將取決于太陽條件，晴天會增加，陰天會減少。
在夜間，當(dāng)太陽能電池板沒有接收到輻射時，電池板將沒有輸出電流，因此電池將停止充電，LED燈將打開。這個項目的完整工作過程也可以在下面的視頻鏈接中找到，我們在視頻中演示了如果面板沒有受到輻射，燈就會自動打開。
進一步改進
該電路是一個簡單的庭院燈相關(guān)項目的基本鋰電池充電器電路。因此，它不采用任何安全問題。為了正確充電和采用合適的太陽能充電方法，可以使用MPPT(最大功率點跟蹤器)專用驅(qū)動IC。
本文編譯自circuitdigest
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