Spalvinga saulės sodo indelio lemputė: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Paprasčiausias būdas padaryti saulės indelio šviesą yra išardyti vieną iš tų pigių saulės sodo lempų ir pritvirtinti ją prie stiklinio indelio. Kaip inžinierius norėjau kažko sudėtingesnio. Tos baltos lemputės yra nuobodžios, todėl nusprendžiau sukurti savo dizainą, pagrįstą „Arduino“, RGB lemputėmis ir jutikliu, kad spalvą būtų galima pakeisti tiesiog pakreipus šviesą.

Saulės elementas įkrauna ličio bateriją ir taip pat yra šviesos jutiklis, kuris automatiškai įjungia šviesą, kai sutemsta. Aš labai rūpinausi projektuodamas, kad sumažintų energijos suvartojimą, kai šviesa yra išjungta, o visa surinkta energija gali būti panaudota jūsų sodui apšviesti. Daugiau informacijos apie projektavimo procesą rasite mano tinklaraštyje: BashtelorOfScience.

1 žingsnis: dalys

Jums reikės šių komponentų:

• 1x stiklinis indelis (aš juos gaunu IKEA)
• 1x „SolarGardenJarLight“PCB
• 1x TP4054 įkrovimo valdiklis (IC1)
• 2x rezistorius, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x rezistorius, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x rezistorius, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondensatorius, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, žalia (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P kanalas, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED juostelė supjaustyta į 3 šviesos diodus (100 šviesos diodų vienam metrui)
• 1x ADXL345 akselerometro modulis
• 1x ličio baterija, 500mAh, ne didesnė kaip 40x40mm
• 1x saulės skydelis, 5V arba 5.5V, 45x45mm arba 60x60mm

• 1x „Arduino Pro Mini“(ATmega328P arba ATmega168P, 5V/16MHz versija)

Visus komponentus „aliexpress“gali įsigyti įvairūs tiekėjai. Aš padariau PCB prieinamą nešvariuose PCB: jį galima užsisakyti juodos arba baltos spalvos (gausite 10 PCB). Žibinto kaina užsakant 10 vienetų yra apie 12 USD.

2 žingsnis: Paruoškite „Arduino“mažai energijos

„Arduino Pro Mini“pritraukia daug ramybės srovės, nes ant jo visada yra įjungtas maitinimo šviesos diodas, o įtampos reguliatorius taip pat yra galios alkanas žvėris, jei kalbame apie mažą srovę mikroamperų tvarka. Turite pašalinti šiuos du komponentus. Yra keletas „Arduino“klonų versijų. Aukščiau esančioje nuotraukoje pažymėjau šviesos diodą ir įtampos reguliatorių dažniausiai randamose versijose.

Norėdami pašalinti komponentus, naudokite lituoklį, ant komponentų uždėkite daug lituoklio ir gerai pašildykite. Jei reikia, vėliau nuvalykite pagalvėles lydmetaliu. Taip pat galima pašalinti brutalios jėgos komponentus šoniniu pjovikliu arba peiliu. Tiesiog būkite atsargūs, kad nepažeistumėte PCB.

Dabar taip pat tinkamas laikas įkelti eskizą. Aš naudoju „Arduino IDE“1.8.4 versiją, tačiau ji turėtų veikti ir vėlesnėse ar senesnėse versijose. „Arduino Pro Mini“neturi USB plokštės, todėl turite naudoti išorinį USB į UART keitiklį. Įsigykite jį iš savo mėgstamo „Arduino“tiekėjo arba galite juos rasti už mažiau nei 2 USD „aliexpress“. Internete yra įvairių pamokų, kaip programuoti „Pro Mini“. Atminkite, kad „Arduno“klonuose ne visada naudojama ta pati kaiščių tvarka, todėl prieš prijungdami dar kartą patikrinkite laidus. Taip pat įsitikinkite, kad turite tinkamą plokštę („Arduino Pro Mini“) ir tinkamą procesorių, pasirinktą „Arduino IDE Tools“meniu (ATmega328P arba ATmega168P, 5V, 16MHz).

3 žingsnis: SMD komponentų litavimas

Naudokite aukščiau pateiktą išdėstymo vaizdą, kad visi komponentai būtų tinkamoje vietoje. Komponentų žymekliai yra 1 žingsnio dalių sąraše.

Jei jums reikia schemos ar išdėstymo, galite atsisiųsti erelio dizaino failus čia.

Kai kurie komponentai yra gana maži ir gali būti sunku lituoti naujokui. Aš naudoju švirkštą su mažu antgaliu, kad ant trinkelių uždėčiau litavimo pastos, o po to komponentus perpyliau litavimo būdu, naudodami mano namų alaus virimo plokštelę, bet, žinoma, tai galite padaryti ir naudodami lituoklį ir 0,8 mm (arba plonesnę) litavimo vielą.

Lituodami visus komponentus, naudokite didinamąjį stiklą, kad patikrintumėte savo darbą ir patikrintumėte, ar nėra trumpojo jungimo, ypač įkrovimo valdiklyje.

4 žingsnis: lituokite „Arduino“

Norėdami susisiekti su pagreičio matuokliu su I2C ryšio protokolu, turime prijungti arduino kaiščius A4 ir A5 prie PCB. Šie kaiščiai paprastai yra šalia procesoriaus (žr. Nuotrauką 2 veiksme), tačiau kai kuriuose klonuose jie yra pakraštyje ir ne visada toje pačioje vietoje. PCB dizainas tinka visoms skirtingoms versijoms: jei naudojate standartinę versiją su kaiščiais šalia procesoriaus, pridėkite kaiščio galvutę, kaip parodyta aukščiau.

Kitoms versijoms galite naudoti vielos gabalą, kad prijungtumėte A4 ir A5 kaiščius prie trinkelių plokštės. Po litavimo perpjaukite laidus iki ilgio.

Kai kurie arduinos būna suvirinti su kaiščių antgaliais, kai kurie - be. Radau, kad lengviausia pirmiausia lituoti antraštes prie sodo stiklainio šviesos PCB ir tada pridėti „Arduino“. Tiesiog įsitikinkite, kad antgaliai yra lituojami tiesiai, arba jums bus sunku įkišti kaiščius į trinkeles.

5 žingsnis: PCB apdaila

Lituojant akcelerometro modulį ADXL345 svarbu, kad jis būtų lygiagretus PCB. Geriausias būdas tai užtikrinti yra įdėti modulį tiesiai ant PCB ir įkišti kaiščio antraštę iš apačios, kaip parodyta nuotraukose. Įpilkite lydmetalį iš viršaus, o nupjovę antraštę apačioje, taip pat pridėkite lydmetalį.

Šoniniu pjaustytuvu nupjaukite visus apatinėje pusėje esančius kaiščius, tada ant visų kaiščių uždėkite lipnią juostą, kad aštrūs kaiščiai nesusiglamžytų į akumuliatorių ir netrumpėtų.

Paskutinis žingsnis yra pridėti LED juostelę. Įsitikinkite, kad trinkelių poliškumas yra teisingas, ir atkreipkite dėmesį į duomenų kaiščio kryptį: suderinkite LED juostelės rodykles su PCB rodyklėmis.

6 žingsnis: saulės kolektorius ir baterija

Naudokite maždaug 5 cm ilgio kabelius, kad prijungtumėte saulės kolektorių prie dviejų pagalvėlių, pažymėtų „saulės“, ir atkreipkite dėmesį į pliuso ir minuso simbolius.

Paskutinis dalykas, kurį reikia lituoti, yra akumuliatorius. Būkite ypač atsargūs: ličio baterijos turi daug energijos ir gali sukelti jūsų PCB dūmus, jei netyčia užtruksite pėdsakų. Jei dar nėra, ant teigiamo akumuliatoriaus laido uždėkite juostą, kad išvengtumėte atsitiktinių trumpųjų jungimų. Pirmiausia lituokite juodą minuso kabelį, nes jį sunkiau lituoti. Nuimkite apsauginę juostą nuo raudonos vielos ir prilituokite. Kai prijungsite akumuliatorių, „Arduino“plokštės šviesos diodas trumpai mirksės.

Jei jau įkėlėte eskizą į „Arduino“, dabar galite įjungti šviesą, pakartotinai bakstelėdami PCB pirštu. Jei tai neveikia, turite pradėti derinimą naudodami multimetrą. Pirmiausia patikrinkite akumuliatoriaus įtampą. Jei nėra maitinimo, jis gali būti apsaugos režime. Apšvieskite saulės šviesą, kad išjungtumėte akumuliatorių iš šio režimo. Jei tai nepadeda ir vis tiek nėra maitinimo, atjunkite akumuliatorių ir schemos pagalba patikrinkite, ar jūsų PCB nėra trumpojo jungimo ar atvirų grandinių, kol rasite klaidą.

7 žingsnis: Užbaikite šviesą

Sėkmingai išbandę grandinę, pritvirtinkite bateriją prie apatinės PCB pusės, naudodami klijus arba dvipusę juostą. Nenaudokite jokių vandens pagrindu pagamintų klijų, tokių kaip balti klijai, nes jie yra laidūs, kol išdžius. Geriausia naudoti silikoną.

Pritvirtinkite saulės bateriją ant akumuliatoriaus viršaus, taip pat naudokite klijus arba dvipusę juostą, sudarydami gražų mažą elektronikos sumuštinį. Atsukite kabelius, pritvirtinkite dar šiek tiek klijų ir leiskite viskam išdžiūti. Prieš montuodami į stiklainį, patikrinkite, ar jis vis dar veikia.

8 žingsnis: Surinkite stiklainį

Paimkite stiklinį indelį ir įsitikinkite, kad saulės kolektorius tilps į dangtelį. Iš esmės galite naudoti bet kokį jums patinkantį stiklainį, jei jis yra skaidrus viršuje ir atsparus vandeniui.

Pageidautinas klijai yra silikonas, nes gali lengvai atlaikyti aukštą ir žemą temperatūrą lauke. Kuo skaidresnis, tuo geriau, bet šiek tiek pieniškas veikia gerai, tik nesulaukite balto ar pilko silikono. Taip pat galite naudoti epoksidą, tačiau jis gali įtrūkti veikiant šilumai.

Ant stiklo uždėkite šiek tiek silikono ir tada paspauskite šviesą ant klijų, saulės kolektorius, žinoma, į stiklą. Įsitikinkite, kad jis atrodo gražiai iš išorės, nuimkite, išvalykite pakartojimą, jei sugadinote, tada leiskite išdžiūti.

Padėkite stiklainį saulėtoje vietoje. Visiškai įkrauti akumuliatorių užtrunka 2–3 dienos saulės spindulių ir dar ilgiau, jei jis yra pavėsyje. Jei lemputė pradeda mirksėti raudonai, tai reiškia, kad akumuliatorius yra išsekęs ir jam reikia daugiau šviesos. Jei ilgą laiką (t. Y. Kelias savaites) pastatysite šviesą tamsioje vietoje, baterija gali mirti ir ją reikia pakeisti, todėl įsitikinkite, kad ji gauna pakankamai šviesos ir veiks daugelį metų.

9 veiksmas: vartotojo vadovas

Įjungta

Šviesa automatiškai įsijungia auštant, jei kelias minutes aptinka silpno apšvietimo sąlygas ir baterija turi pakankamai energijos. Norėdami rankiniu būdu įjungti šviesą, keletą kartų bakstelėkite viršuje arba stipriai purtykite stiklainį.

Išjungta

Įjungus rankiniu būdu, lemputė automatiškai išsijungia maždaug po trijų valandų. Kai jis įjungiamas automatiškai, jis veikia tol, kol akumuliatorius yra beveik pusiau tuščias (todėl vis tiek galite jį vėl įjungti rankiniu būdu). Norėdami iš karto jį išjungti, apverskite aukštyn kojomis.

Pakeisti spalvą

Norėdami pakeisti spalvą, tiesiog pakreipkite šviesą. Jis turi tris spalvų keitimo režimus:

1. Pakeiskite ryškumą
2. Pakeiskite spalvą
3. Pakeiskite spalvų sodrumą

Norėdami perjungti šiuos režimus, vieną kartą bakstelėkite dangtelį. Kuo labiau pakreipiate, tuo greičiau jis keičiasi.

Žvakių režimas

Norėdami perjungti nuolatinio apšvietimo ir mirgančios žvakės režimą, tiesiog dukart bakstelėkite dangtelį. Perjungiant žvakę į pastovųjį režimą, sodrumas ir ryškumas nustatomi į numatytuosius (maksimalius) lygius.