Batteriebetriebene LED-Leuchten mit Solarladung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Meine Frau bringt den Leuten bei, wie man Seife herstellt, die meisten ihrer Kurse fanden abends statt und hier im Winter wird es gegen 16:30 Uhr dunkel, einige ihrer Schüler hatten Schwierigkeiten, unser Haus zu finden. Wir hatten ein Schild vor der Tür, aber selbst mit einer Straßenlaterne war das Schild schwer zu erkennen. Es wäre sehr mühsam gewesen, Strom dorthin zu bringen, wo das Schild steht. Während dieser Zeit habe ich mir eine Reihe von YouTube-Videos angesehen, in denen gezeigt wird, wie man eine Straßenlaterne mit einer LED, einem Solarpanel und einer Batterie baut. Während dies funktionierte, erfüllte es nicht alle Anforderungen, die ich in der Hintergrundbeleuchtung für ihr Schild wollte. Grundsätzlich benötigt die Schaltung folgendes:

• Laden Sie den Akku tagsüber mit einem Solarpanel auf
• Nachts automatisch einschalten
• Sie musste in der Lage sein, es auszuschalten, wenn der Unterricht beendet war, aber es schaltete sich am nächsten Abend von selbst wieder ein
• Wir mussten es für Wochenenden, Feiertage und Ferien ausschalten können, ohne dass es sich wieder einschaltet.

Auf diesen Bildern sieht man nur die LED-Strings hinter dem Schild, um es zu beleuchten, es braucht tatsächlich vielleicht noch 3 Reihen, ich bin nur noch nicht dazu gekommen, sie zu installieren. Die Rückseite des Schildes zeigt den Wippschalter, Druckknopf und eine LED, um anzuzeigen, dass das Schild eingeschaltet ist, falls es vergessen und angelassen wird, können wir es von unserem Wohnzimmerfenster aus sehen und das Licht ausschalten. Es gibt tatsächlich ein Stück Plexiglas, das über die Tasten und die LED gleitet, um den Regen von ihnen fernzuhalten.

Lieferungen:

Ausrüstung

• Lötkolben
• Steckbrett
• Steckbrett-Überbrückungsdrähte in verschiedenen Größen

Teile

• 18650 batterie (x1) Amazon.de / Banggood / AliExpress
• 5V 500mAh Solarpanel (x2) Amazon.de
• 220 Ohm Widerstand (x1) Amazon.de / Banggood / AliExpress
• 10k Widerstand (x2) siehe oben für Kauflinks
• 5V Spule Bistabiles Stromstoßrelais Amazon.de / AliExpress
• JST-Steckverbinder Amazon.de / Banggood / AliExpress
• Momentaner Kippschalter 2 Pin Amazon.de / Banggood / AliExpress
• Wippschalter 2pin Amazon.de / Banggood / AliExpress
• 5V LED [einzeln oder string]
• 22awg Draht für LED-Streifen Amazon.de / Banggood / AliExpress
• 1N5819 Schottky-Barriere-Gleichrichterdiode (x1) Amazon.de / Banggood / AliExpress
• S9012 PNP-Transistor (x1) Amazon.de / Banggood / AliExpress
• BC547 NPN Transistor (x1) Amazon.de / Banggood / AliExpress
• 2,54 mm brechbarer Stift-Stift-Stift-Steckverbinder Amazon.de / Banggood
• A TP4056 5V 1A Micro USB 18650 Lithium Batterie Aufladen + Schutz Platine Ladegerät Modul Amazon.de
• 2,54mm Gerade Weibliche Runde PCB Pins Amazon.de / Banggood / AliExpress

Optionale Teile

• Terminal-Anschlüsse (alternativ zu JST-Anschlüssen) Amazon.de / Banggood / AliExpress
• Prototyp-Leiterplatte Amazon.de / Banggood / AliExpress

Die 18650er Akkus sind bei AliExpress am günstigsten, aber achte wirklich auf die Versandkosten, einige sind horrend hoch. Banggood scheint mitten auf der Straße zu sein, Batterien sind teurer, aber der Versand ist vernünftig. Bei Amazon ist der Versand kostenlos, aber die Akkukosten sind wirklich hoch. Der beste Weg, um diese Batterien zu erhalten, ist ein Laptop-Akku, der dem Recycling zugeführt wird. Sie können bis zu 6 einzelne Zellen erhalten, von denen mindestens 1 noch gut ist. Seien Sie nur sehr vorsichtig, wenn Sie die Packung auseinandernehmen, und vermeiden Sie Kurzschlüsse.

Schritt 1: Lötstifte an das TP4056-Modul anlöten

Um es einfacher zu machen, zu erkennen, welche Pins positiv und negativ waren, habe ich Rot und Schwarz verwendet. 2 Pins schwarz und 2 Pins rot abbrechen und durch den Kunststoff verbunden lassen, diese werden an die 2 Pinlöcher für B+/Out+ und B-/Out- gelötet. Sie benötigen auch einen einzelnen Pin jeder Farbe, um eine Verbindung zum Stromeingang herzustellen.

Der einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, einen der Stifte, den längsten Teil des Beins nach dem Plastikstück nach unten in das Steckbrett zu legen, das negative Einsteckloch des Lademoduls auf den Stift zu legen und zu sehen, wo die anderen Stifte benötigt werden auf dem Steckbrett und platzieren Sie sie an den entsprechenden Stellen, so dass sich alle Stifte auf dem Steckbrett befinden und sie in den Löchern des Lademoduls sitzen. Jetzt, wo die Pins fest auf dem Steckbrett gehalten werden und das Lademodul darauf sitzt, können Sie alle Pins anlöten.

Schritt 2: Lötdrähte an Sonnenkollektoren

Wenn Sie wie ich vorgehen und die 2 Panels parallel schalten möchten, damit Sie die gleiche Spannung, aber höhere Ampere haben, dann löten Sie Drähte auf die positiven und negativen Pads auf einem Panel und löten Sie das Plus von diesem Panel auf das Plus des zweiten Panel, machen Sie dasselbe mit dem negativen Draht. Löten Sie dann die Drähte mit einem JST-Stecker an das Plus / Minus eines der Panels

Wenn Sie einen JST-Stecker verwenden, legen Sie das Stück mit den Stiften wie abgebildet auf das Steckbrett und stellen Sie sicher, dass das Plus der Sonnenkollektoren mit der positiven Schiene auf dem Steckbrett verbunden ist.

Schritt 3: Bereiten Sie den Akku vor

Befestigen Sie einen weiteren JST-Anschluss an Ihrem Batteriehalter, platzieren Sie das Stück mit den Stiften am gegenüberliegenden Ende des Steckbretts, aber noch auf den Stromschienen. Stellen Sie wie bei den Sonnenkollektoren sicher, dass sich das Plus und das Minus auf den richtigen Schienen auf dem Steckbrett befinden.

Schritt 4: Anschließen des Lademoduls

Setzen Sie das Lademodul mit den angelöteten Pins auf die Platine, aber drücken Sie es nicht in die Platine, da wir noch Drähte darunter platzieren müssen. Lassen Sie zwei Stiftlöcher von der oberen Stromschiene, siehe 2. Bild.

Platzieren Sie ein Überbrückungskabel von der negativen Schiene zum 1. Loch über dem negativen Einschaltstift

Platzieren Sie die Schottky-Diode 1N5819 von der positiven Schiene, die mit dem positiven Power-In-Pin verbunden ist Es fließt kein Strom in das Lademodul. Die Schottky-Diode wurde aufgrund ihrer "Low Power Loss/High Efficiency Mechanical Characteristics" ausgewählt, die etwa einer halben normalen Diode entspricht. Die Diode wird hinzugefügt, um zu verhindern, dass nachts Rückspannung in die Solarmodule zurückfließt, die dann Energie verschwendet.

Schritt 5: Anschließen des Ladegeräts an die Batterie

Hier verbinden wir nur den Akku mit dem Lademodul, Sie sehen auch, warum Sie das Lademodul noch nicht in das Steckbrett drücken möchten.

Also nur B+ am Modul zur Plus-Schiene auf der Batterieseite und B- zur Minus-Schiene auf der Batterieseite

Schritt 6: Einrichten des ersten Transistorschalters

Jetzt fügen wir den PNP S9012 Transistor hinzu

Dieser Transistor fungiert als Schalter, wenn die Sonnenkollektoren Strom produzieren (dh es ist Tag), dann darf kein Strom durch den Transistor fließen, wodurch die Lichter effektiv ausgeschaltet werden und die Batterie aufgeladen werden kann.

Verbinden Sie 1 kurzes Überbrückungskabel vom Power-In-Pin des Lademoduls mit einer freien Stelle auf dem Steckbrett [Bild 1]

Verbinden Sie einen 10k-Widerstand [Bild 2] mit diesem Überbrückungsdraht

Verbinden Sie die Basis des Transistors mit dem Widerstand [Bild 3]

Verbinden Sie den Kollektor des Transistors mit dem Out+-Pin des Lademoduls [Bild 4]

Verbinden Sie den Emitter des Transistors mit der unteren positiven Schiene auf dem Steckbrett [Bild 5]

Schritt 7: Einfach den Boden erweitern

Verbinden Sie den Ausgang mit der unteren negativen Stromschiene.

Damit ist das Lademodul fertig und der erste Transistorschalter fertig.

Jetzt müssen Sie nur noch das Lademodul vollständig in das Steckbrett einsetzen.

Wenn Sie nur eine batteriebetriebene LED wollten, die sich nachts ein-, tagsüber ausschaltet und tagsüber aufgeladen wird, ist dies alles, was Sie brauchen. Sie müssen nur die Komponenten auf eine Platine löten, um sicherzustellen, dass die Leiterbahnen die gleichen wie die Verdrahtung sind, und das war's. Die LED würde mit dem positiven vom Emitter des Transistors und dem negativen vom Ausgang verbunden sein.

Um einen Druckknopf und einen Wippschalter hinzuzufügen, folgen Sie den restlichen Schritten.

Schritt 8: Der 2. Transistorschalter

Dies ist also der Schalter, der das Relais auslöst, damit sich die LEDs nachts einschalten können.

Verbinden Sie ein Überbrückungskabel von der positiven Schiene auf der Solarpanel-Seite, nicht auf der Batterieseite und definitiv nicht nach der Diode. Aus irgendeinem Grund habe ich noch nicht herausgefunden, dass die Schaltung NICHT funktioniert, wenn die Verbindung zur Basis des Transistors nach der Diode hergestellt wird. Orangefarbener Draht in Bild 1, der vom Pluspol zur Spalte 37 auf dem Steckbrett kommt.

Verbinden Sie einen 10k-Widerstand mit dem Ende des Überbrückungsdrahts, den Sie gerade platziert haben [Bild 2]

Platzieren Sie die Basis des Transistors so, dass sie mit dem Widerstand verbunden ist

Verbinden Sie den Kollektor des Transistors mit der positiven Schiene der Batterie.

Den Emitter des Transistors verbinden wir im nächsten Teil

Schritt 9: Hinzufügen des Relais

Dies ist also ein zweipoliges, zweipoliges, selbsthaltendes Relais. Der Verriegelungsteil macht es zu einem perfekten Relais für dieses Projekt. "Die meisten Relais benötigen eine kleine Dauerspannung, um eingeschaltet zu bleiben. Ein Verriegelungsrelais ist anders. Es verwendet einen Impuls, um den Schalter zu bewegen, bleibt dann in Position, wodurch die elektrische Leistung leicht reduziert wird Leistungsbedarf." Was ich hier getan habe und was ich empfehle, ist, die Seiten des Relais zu markieren, um anzuzeigen, wo sich die Pins befinden, da Sie sie, sobald sie auf der Platine platziert sind, nicht mehr sehen können.

Lassen Sie uns zuerst die Anschlüsse für das Relais platzieren. Aufgrund seiner kleinen Stifte wird es Ihnen schwer fallen, das Relais im Steckbrett zu halten, so dass die Verwendung der abtrennbaren runden Stiftleisten sehr gut funktioniert [Bild 2]. Sie benötigen 8 Pins pro Seite. Ich habe es mit einem IC-Sockel versucht, aber es war tatsächlich schlimmer als das Steckbrett zum Halten des Relais.

Verbinden Sie den Emitter des BC547-Transistors mit Pin 2 auf der Seite, die dem Batteriepol am nächsten ist. Das Relais kann auf der einen oder anderen Seite mit Plus verbunden werden, also spielt es keine Rolle, auf welcher Seite das Plus ist, es vereinfacht nur die Dinge für den Moment.

Verbinden Sie die Pins 1 und 2 auf der anderen Seite des Relais mit der negativen Schiene [Bild 2, die 2 blauen Drähte]

Während noch auf der Seite, wo wir gerade die negativen Drähte angeschlossen haben, verbinden Sie den 3. Pin mit der unteren positiven Schiene

Verbinden Sie ein Überbrückungskabel mit dem 1. Pin auf der gegenüberliegenden Seite der negativen Drähte, lassen Sie es vorerst locker

Der 4. Pin des Relais kann unbeschaltet bleiben oder zu Testzwecken können Sie einen Widerstand und eine LED davon an die negative Schiene anschließen. Dieser wird nur eingeschaltet, wenn Sie das Hauptlicht ausschalten möchten.

Schritt 10: Hinzufügen der Schaltflächen für temporäres und langfristiges Ausschalten

Ich habe ein zweites kleineres Steckbrett für diesen Teil verwendet, um zu versuchen, etwas von dem Kabelsalat zu beseitigen, nicht sicher, ob es funktioniert hat, aber trotzdem.

Platzieren Sie einen momentanen Knopf in der Mitte des Steckbretts, wo Sie Platz haben.

Verbinden Sie das Kabel vom 1. Pin des Relais mit einem der Pins an Ihrem Knopf. In meinem Fall der obere linke Stift (rotes Kabel)

Verbinden Sie von der positiven Stromschiene der Batterie einen Draht mit der Taste. In meinem Fall der untere rechte Stift. Ja, es spielt bei dieser Taste eine Rolle, mit welchem Pin Sie eine Verbindung herstellen. (orangefarbener Draht)

Platzieren Sie einen 220-Ohm-Widerstand von der positiven Stromschiene zu einer unbenutzten Spalte

Platzieren Sie eine LED, dies ist die LED oder der LED-Streifen, die Sie mit Strom versorgen möchten, verbinden Sie die Anode (langes Bein) mit dem Widerstand

Verbinden Sie die LED-Kathode (kürzeres Bein) mit der unteren negativen Schiene des Hauptsteckbretts (lila Draht)

Verbinden Sie 2 Drähte mit Ihrer Rast- oder Wipptaste

Verbinden Sie einen der Drähte vom Verriegelungsknopf mit dem 5. Pin des Relais

Verbinden Sie das andere Kabel vom Rastknopf mit der positiven Schiene, in der sich der letzte Widerstand befindet, den Sie gerade platziert haben

Bild 1: Sonnenkollektoren funktionieren und der Akku wird geladen, alle Lichter sind aus

Bild 2: Sonnenkollektoren produzieren keinen Strom mehr, daher wird die LED von der Batterie gespeist

Bild 3: Drücken Sie die Taste kurzzeitig, das Relais wird ausgelöst, es fließt kein Strom mehr zur LED und die Lichter sind für die Nacht ausgeschaltet, wenn es Tag wird und die Solarzellen wieder Strom produzieren und das Relais wieder auf "Ein" angesteuert wird “wieder positionieren.

Bild 4: Die Verriegelungstaste wurde gedrückt und es werden keine LEDs mit Strom versorgt, bis diese Taste erneut gedrückt wird.

Schritt 11: EasyEDA-Schema und PCB-Diagramm

Bild eins ist der schematische Schaltplan

Die Platine, die Sie hier sehen, ist die PCB-Prototyping-Platine. Ich habe, wo möglich, Drähte verwendet, um die Leiterbahnverbindungen herzustellen, da das Löten jedes Lochs an das daneben liegende ein langer und mühsamer Prozess ist. Ich habe die Leiterplattenspuren als PDFs eingefügt, eine ist eine Ansicht von oben und die andere, wie Sie umgekehrt sehen können, als ob Sie sie von unten betrachten würden.