Создание садового светильника на солнечной батарее своими руками, схема устройства

Содержание

Как включить садовый фонарик на солнечных батареях. Как сделать садовый светильник от солнечной батареи своими руками

Прошёл ровно год после первой статьи, время подводить итоги. Наконец-то удалось сделать часть фотографий садовых светильников в темноте, я выложил их ниже по тексту. Приятно также отметить, что и другие садовые участки увлеклись ночной электрификацией. А что? Удобно и красиво!

Семь фонариков оригинального светло-зелёного цвета отлично потрудились в прошлом году, но после зимнего хранения у двух отказал аккумулятор. Вместо 1,1 — 1.4 вольта они показывали 0,3, в каком бы зарядном устройстве не побывали. А ведь на зимнее хранение ушли все полностью заряженными и хранились при низкой температуре.Вывод: второе место по отказам изделия занимают аккумуляторные элементы. Ну а первое, я напомню, из первой статьи, это некачественный объединительный монтаж изделия. Если бы изготовитель комплектовал изделия надёжными аккумуляторами, то фонарик из-завысокой цены был бы неконкурентноспособным.

Выявить неисправный аккумулятор проще простого.

В домашнем хозяйстве обязательно должен быть тестер, лучше с цифровой индикацией. Этим прибором и замеряем напряжение аккумуляторной батареи. Ставим предел = 2 V , что означает постоянное напряжение, оно же соответствует символу DC . Если послепребывания, ну хотя бы часа в зарядном устройстве, показание на элементе не изменилось в большую сторону, то его место в контейнере для технических отходов. Проверку аккумулятора можно произвести в заведомо исправном садовом фонарике. Причем, солнышко ждать не надо, достаточно использовать осветительную лампу, лучше энергосберегающую, мощностью 11-14 Ватт. Энергосберегающие лампочки не сильно нагреваются в процессе измерения, поэтому не принесут порчу фонарю.

Аналогичным образом, имея заведомо исправный аккумулятор, проверяют работоспособность самого садового фонарика, а именно момент заряда аккумулятора от солнечной батареи аккумулятора. Для этой цели желательно использовать слегка разряженный аккумулятор с напряжением около 1,2 вольта. Если при включенной осветительной лампе показание прибора, измеряющего напряжение, начнёт увеличиваться, а цифровой прибор покажет изменение в четвёртом знаке в плюсовую сторону уже в течение нескольких минут – значит, солнечная батарея исправна. Полностью работоспособен фонарь, когда он горит в темноте и гаснет на свету.

Плохой контакт в контейнере питания — основная причина неисправности фонаря. Использование активного флюса для распайки проводов приводит к образованию солей на контактах контейнера питания. Аналогичный голубой налёт может быть и на монтажной плате электронного устройства фонаря. Такое изделие нуждается в ремонте.

Третье место по отказам занимает плохая герметичность фонарика . Но после несложного ремонта с использования автомобильным герметика, старый фонарь, как я его называю, трудится исправно, никакого дополнительного обслуживания не требует. А раньше он полностью наполнялся водой.

В придачу мне подарили новые фонарики в виде светящихся лягушек. Время строить небольшой водоём для купания малыша или будущих малышей.

Фонарь из пластиковой бутылки перезимовал на грядке, и с ним ничего не случилось.

Правда, высокий сугроб разобрал его на две части, оставив лежать в весенней луже. Я его поднял, очистил от грязи, сложил, водрузил на место. Вроде ничего плохого не случилось. Да это видно на фотографии.

Один из этих фонариков отказал сразу, ещё в прошлом году. Конструкция, как выяснилось, была неразборной. Даже проверить напряжение на аккумуляторе не было никакой возможности. Но для этого и существует острый нож, с помощью которого и добираемся до элемента питания. В этих светильниках контейнер питания является выключателем, нажимом рычажка он смещается относительно элемента питания. Сам же аккумуляторв контейнере сместился и не контачил. Но отверстие теперь сделано не зря, да и выключатель теперь не нужен. Для хранения достаточно только вынуть элемент из контейнера.

Больше всего отказов у моргающей гирлянды, а всё дело в двух контактах. Как надёжно соединить их с солнечной батареей, ума не приложу.

Разбирая гирлянду в очередной раз, хорошо тестер был под рукой, обнаружил, что неисправен один из аккумуляторов, а их там целых три! В процессе заряда они нагреваются, и дополнительно нагревается на солнце чёрный корпус электронного блока солнечной батареи, в котором они находятся. Высокая температура нежелательна для аккумуляторов, вероятность отказа такого изделия возрастает в три раза, поскольку элементов питания целых три штуки.

Добавлено 5 октября 2012 года.

Снова осень, темнеет быстро. В это время года фонари просто необходимы. Был в гостях у сына и обнаружил, что 2 фонаря не светят. Тестера с собой не было, и я решил взять их с собой, и дома, не торопясь проверить. Вот они на фото. Всё очень просто, аккумуляторная батарея показывала 0 вольт. Поставил новые элементы питания, и всё заработало. Первый фонарик я уже чинил в прошлом году. У него была интересная неисправность. Если его подвесить — то не горит, если поставить — то горит. Надо снять верхний колпак и на нижней части корпуса фонаря отогнуть вверх 2 контакта, к которым присоединены провода свечки. Сама конструкция оригинальна, свеча мерцает, как бы горит пламя по-настоящему. Второй фонарь сделан на века, чувствуется отечественное производство, его корпус не думает стариться. Надо только вовремя менять аккумулятор.

Поздняя осень, все реже и реже ездим на дачу. Солнечных дней всё меньше и меньше. За день аккумуляторная батарея полностью не заряжается. С наступлением сумерек фонарик загорится на 15 минут и погаснет. Не очень хороший режим работы аккумулятора, время позаботиться о нём и о самом фонаре. Ведь новый элемент питания стоит дороже самого фонаря. Обычно поздней осенью я разбираю свои светильники, протираю от грязи и складываю в упаковочные коробки до весны. Сами же элементы питания ставлю на зарядку. Хорошо, если есть нормальное зарядное устройство, в том смысле, что сможет переварить ваш сильно разряженный элемент, а не заморгать с испугу, думая, что подсунули что-то не то. Где я только не заряжал свои аккумуляторы: в батарейном отсеке карманного приемника, который был рассчитан на питания от аккумуляторов с последующей зарядкой, и контейнере радиомышки, работающей от тех же элементов питания.

Внимание, сами же читатели, а именно, Владимир, предложил заряжать от телефонной зарядки , подсоединив последовательно с контейнером питания резистор, ограничивающий ток заряда. В этом году я воспользовался сам этим советом. Действительно очень удобно. Стандартная телефонная зарядка вырабатывает постоянное стабилизированное напряжение 5 вольт. К ней необходимо приобрести шнур питания и разнокалиберные контейнеры на все виды используемых элементов пинания, а каждый контейнер питания подсоединить через свой резистор. Теперь какой резистор поставить. Обычно на аккумуляторе написан его ток, а это значит, что заряжать надо током в 10 раз меньшим, например, если написано 550 mAh ., значит заряжать надо током 55 мА, если написано 850 mAh ,то разряжать надо током 85 мА и т. д. Значение тока можно выставить по тестеру, установив его в режим А=, предел 200 m с помощью переменного резистора (от 50 до 220 Ом, с мощностью рассеивания от 1 Вт и выше), включенного последовательно в цепь, плюс последовательно резистор 12 Ом с аналогичной мощностью, чтобы ограничить общий ток. Однако, после нескольких практических подходов я пришёл к выводу, что можно всё упростить и оставить только один резистор с номиналом 30 Ом, мощностью рассеивания от 1 Вт и выше, и заряжать не 10 часов, а 14.

Устройство садового светильника на солнечной батарее довольно простое, если не сказать примитивное. Стандартный фонарь для сада состоит из пяти ключевых компонентов:

  • солнечная батарея;
  • аккумулятор;
  • источник света (светодиод, LED-матрица);
  • механизм включения (датчик освещенности, звука, движения и т.д.);
  • крепежная часть.

Работает всё так: в дневное время солнечный свет попадает на солнечную батарею, которая является связкой из нескольких фотоэлементов, преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Этот ток аккумулируется в накопителе, которым является аккумуляторная батарея (в светильниках для сада чаще всего используются батарейки типа АА). В ночное время суток ток подаётся на светодиод (-ы) или LED-матрицу и мы получаем свет.

В большинстве случае за всем этим следит автоматический включатель, фотоэлемент, который замыкает цепь при низком уровне освещенности. В качестве включателя может выступать и другой датчик, к примеру, датчик движения или звука, а также простая механическая кнопка для ручного включения.

На данной схеме хорошо показан принцип устройства среднестатистического фонаря на солнечной батарее и как он работает:

Вроде не сложно, но звучит на миллион. Солнечная энергия это дорого?

Солнечная энергия это бесплатно, а вот оборудование, необходимое для её использования может стоить больших денег. Впрочем, самые простые садовые фонари с солнечной панелью можно купить за смешные деньги, что-то около $1-3. Да, как осветительные приборы они не годятся, но обозначить тропинку, к примеру, или границы участка с ними можно. Есть, конечно, экземпляры и подороже, оснащенные датчиками движения или звука, вынесенными отдельно солнечными панелями и т.д. и т.п. Но даже самые дорогие садовые фонари окупятся стократ за достаточно короткий период, ведь солнечная энергия БЕСПЛАТНАЯ!

Читать статью  Солнечная электростанция своими руками

А помимо экономии на электроэнергии есть вообще преимущества?

О, их очень много. Перечислим только самые очевидные из них:

  • отсутствие необходимости в использовании кабеля даёт свободу действия по выбору места для установки фонаря (даже на затененном участке вашего сада, если использовать выносную солнечную панель);
  • простой и понятный монтаж;
  • огромный срок службы (до 15-20 лет, при условии правильной эксплуатации и своевременной замене аккумуляторов);
  • огромный ассортимент, включая декоративные светильники, как для сада, так и для водных объектов;
  • экологичность.

Понятно. А как лучше установить садовые фонари на даче и вообще использовать их?

Автономные комплекты освещения просты в установке, а область их использования очень широка. Давайте рассмотрим несколько способов использования светильников с солнечной батареей для благоустройства вашей территории.

Огни безопасности

Вы можете использовать различные комбинации светильников с солнечной энергией для освещения дорожек, лестниц, краёв ландшафтных сооружений и архитектурных форм. Для этого подходят газонные (привычный фонарь на ножке), настенные и точечные фонари. Оснащенные фотоэлементами они будут освещать препятствия на вашем участке всю ночь и обеспечат безопасное передвижение по нему. Более эффективным получится система освещения с использованием датчиков движения. Начните с бюджетных газонных фонарей по краю тропинки и вы поймете, насколько это удобно.

Охранные огни

Мощные прожекторы с датчиком движения помогут наладить освещение в затемненных местах, таких как крыльцо или флигель, обезопасив вас и ваше имущество. Такие прожекторы стоят гораздо дороже обычных садовых фонарей, но и света они дают намного больше. Их оснащают мощной солнечной панелью, которая часто закрепляется отдельно от прожектора на солнечной стороне и передаёт энергию прибору через кабель.

Декоративные огни

Украсьте свой ландшафт акцентными точечными светильниками. В основном это делается мощными прожекторами, если нужно подсветить высокое дерево или часть фасада здания, а также небольшими точечными фонарями, если нужно сделать акцент на небольших кустиках в вазонах. Есть также оригинальные подвесные светильники с установленной в них солнечной батареей – они найдут своё место на ветвях любимого дерева.

А что мне делать, если я не могу установить фонари там, где много солнечного света?

Многие ошибочно полагают, что они могут использовать солнечные батареи только там, где много солнечного света, постоянно хорошая погода и ни как иначе. В последние годы технологии шагнули далеко вперёд, солнечные батареи сильно прибавили в КПД, а повсеместное использование светодиодов значительно сократило потребление электроэнергии. Просто не ставьте фонари там, где они постоянно будут находиться в тени, старайтесь направлять солнечную панель к югу и регулярно следите за чистотой фотоэлементов.

Как выбрать светильник на солнечных батареях? Есть нюансы?

Кроме очевидных моментов, таких как внешний вид изделия, аккуратность сборки, прочность материалов, длительность работы от одного заряда и прочего, следует обратить внимание на особенности светильника, исходя из эксплуатационных требований к нему.

Степень защиты

Прежде всего, обратите внимание на степень защиты, а именно на маркировку IPXX, где первая цифра обозначает степень защиты от проникновения твёрдых предметов, в том числе пыли, а вторая – от проникновения влаги. Не забывайте, что садовые фонари будут эксплуатироваться в достаточно экстремальных условиях, поэтому защита внутренней начинки фонаря должна быть на должно уровне. Обычно светильники для наружного применения имеют минимальную степень защиты IP44. Это значит, что изделие защищено от попадания внутрь посторонних предметов, имеющих диаметр около 1 мм, а также брызг воды со всех сторон. От пыли и сильного ливня изделие, как вы понимаете, не защищено.

Таблицы расшифровки степени защиты (IP) в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254)

Степень защиты от твёрдых предметов (жми для увеличения)

Степень защиты от воды (жми для увеличения)

Тип накопителя

В большинстве случаев садовые фонари оснащают никель-кадмиевым (NiCd) или никель-металл-гидридными (Ni-MH) аккумуляторными батарейками типа АА. Второй тип аккумулятор предпочтительней, так как имеет в среднем в 2 раза большую ёмкость (NiCd: 500-900 мАч, Ni-MH: 1000-2000 мАч), более экологичный и надёжный (выдерживают экстремальные температуры, не имеют эффекта памяти и т.д.). Стоит отметить, что сейчас большинство производителей уличных фонарей на солнечных батареях оснащают свои изделия именно Ni-MH аккумуляторами. Даже если вам попались светильниками с NiCd на борту, берите их смело, если они устраивают вас по остальным параметром, ведь батарейки всегда можно будет заменить на свои.

Тип фотоэлемента солнечной панели

Если есть возможность, обратите внимание на вид используемых фотоэлементов солнечной батареи. Даже не вид или тип, а подвид, так как в большинстве случаев садовые светильники оснащают кремниевыми кристаллическими фотомодулями. Кремний, в свою очередь, может имеют разную структуру, что подразделяет фотоэлементы из кремния на монокристаллические, поликристаллические и элементы из аморфного кремния. Наивысший КПД у монокристаллического кремния и составляет 15-20%, чуть меньше у поликристаллического – 10-14%, меньше всего у аморфного кремния – всего 5-6%. Также элементы имеют свойство деградировать, то есть терять мощность с годами. Аморфный кремний подвержен деградации больше остальных, поэтому старайтесь избегать панелей из этого материала.

Также следует обратить внимание на тип включателя. В большинстве случаев фонари оснащаются фотореле, которое включает свет только тогда, когда на улице потемнело. Такие фонари рассчитаны на то, чтобы гореть всю ночь и освещать, к примеру, дорожки на вашем участке. Есть также светильники, оснащенные датчиками движения – они идеально подходят для подсветки ступеней, дверей и т.д. Такие фонари экономней потребляют энергию, светят только тогда, когда это нужно, а также могут выполнять охранную функцию.

Слышал, они часто ломаются, а ремонту подлежат?

Ломаются они не чаще любого другого светильника, а уход и профилактика нужны в любом случае, однако в эксплуатации садовые фонари не очень требовательны. Регулярно протирайте солнечную панель влажной тканью, чтобы грязь не препятствовала прохождению солнечного света. Чаще всего выходят их строя именно аккумуляторы, особенно если это NiCd. Произвести замену элементарно. В сезон, когда фонари использовать не планируете, аккумуляторы обязательно доставайте и храните отдельно, соблюдая рекомендации по хранению того или иного вида накопителя. Иногда окисляются контакты, особенно если степень защиты у фонаря всего IP44, а он регулярно попадал под сильный дождь и влага, в итоге, попала внутрь изделия. Отремонтировать фонарь достаточно просто, если у вас есть хотя бы начальные технические навыки, и вы понимаете фразу «зачистить контакты полюсов аккумулятора и контейнера питания».

Если вы увлекаетесь техникой и электроникой, садовый фонарь на солнечной батарее можно и доделать, усовершенствовать. Часто в самые не дорогие модели, которые включаются только с кнопки, ставят фотореле. Иногда вместо обычного диода ставят RGB. Здесь полагаемся на вашу фантазию и умение пользоваться Google-ом (рекомендуем заглянуть на YouTube с этим вопросом).

Сегодня на садовых участках все встречаются фонари или светильники, которые работают на солнечных батареях. Садоводы смело применяют их в ландшафтном дизайне и в виде дополнительного освещения отдельных участков сада. Солнечные светильники целесообразно применять в тех ситуациях, когда нет возможности провести электрическое освещение или его обустройство экономически невыгодно.

Как устроены фонари на солнечных батареях?

В солнечных светильниках можно выделить следующие элементы :

Солнечная батарея под воздействием ультрафиолета вырабатывает электрический ток и заряжает им аккумулятор, который в свою очередь в темное время суток питает светодиод.

При полном заряде аккумулятора солнечные фонари работают 8 часов. Причем работа светильника не зависит от погодных условий, потому что ультрафиолет проникает сквозь облака. Только поздней осенью аккумулятор фонаря не может зарядиться полностью. Это связано с тем, что световой день становится короче. Даже в таких условиях светильники будут работать, правда, немного меньше.

Основные характеристики садовых солнечных фонарей

Солнечные светильники можно объединить в три группы по следующим характеристикам:

Преимущества садовых светильников на солнечных батареях

Недостатки садовых солнечных светильников:

  • требуется убирать на зиму , т. к. у них не защищен аккумулятор от низких температур (исключение составляют садовые фонари);
  • светильник во время зарядки желательно устанавливать таким образом, чтобы на него падал прямой солнечный свет;
  • больше подходят для декоративного освещения;
  • светильники достаточно дорого стоят.

Установка и эксплуатация садовых солнечных фонарей

Установка садовых фонарей очень проста. Для установки на ровной поверхности необходимо использовать светильники со специальной ножкой. Если у фонаря ножка выполнена в виде колышка , то его втыкают в землю. В твердой почве предварительно надо выкопать углубление, затем поместить в него фонарь и аккуратно утрамбовать землю со всех сторон. Нельзя использовать молоток и грубую силу. Светильник от этого сломается.

С помощью солнечных фонарей можно выделить:

Уход за светильниками заключается в том, чтобы периодически вытирать с них пыль, удалять грязь и убирать на зиму в дом. Несмотря на то, что солнечные светильники очень надежны , может возникнуть необходимость их починки. Сначала требуется проверить уровень заряда солнечной батареи и только потом включать. Если лампочка не включается, необходимо проверить на исправность аккумулятор. Для этого следует зайти в затемненное помещение и проверить места пайки. При обнаружении поврежденного проводка его нужно припаять, используя холодную сварку. Если результаты ремонта отсутствуют или они незначительны, необходимо произвести замену солнечной батареи.

Садовые светильники на солнечных батареях могут стать прекрасной альтернативой электрического освещения в отдаленных участках сада. Разнообразие форм, цветов, размеров позволяет использовать их в ландшафтном дизайне. Выполненные в виде фигур гномов или животных они превосходно дополнят альпийскую горку . В темное время суток такие фонари не только акцентируют внимание на красивых уголках сада. Подсветив ступеньки, можно подниматься или спускаться по лестнице, не опасаясь падения. Фонари можно расставлять группами или хаотично. Какой способ выбрать — зависит только от предпочтений владельца участка.

Многие, наверное, задумывались о том, как осветить придомовую территорию так, чтобы было и уютно, и эстетично. Но ведь это дополнительные затраты на электроэнергию. Да и к тому же, чтобы подвести напряжение к каждому из уличных светильников, придется испортить ландшафт, прокопать канавы, в которые будет уложен кабель. Ну а висящие по воздуху провода от одного садового светильника к другому – это совсем некрасиво.

Читать статью  Тихоходный ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

И вот тут возникает мысль: «А ведь можно установить фонарь на солнечной батарее, и тогда электрическая энергия будет производиться таким бесплатным генератором, как солнце!». Естественно, человек идет в магазин за подобными приборами и, глядя на цены этих световых приборов, забывает о своем желании, потому как их стоимость очень высока.

Но ведь есть же руки и голова, и этот прибор создали такие же люди, а значит, вполне по силам собрать садовый фонарь на солнечных батареях своими руками.

Попробуем разобраться, возможно ли это, и насколько сложна эта работа.

Подготовительные работы

Конечно, идеальным будет вариант, если имеется неисправный прибор – помимо того, что станет понятным его устройство, можно заодно понять, как своими руками отремонтировать солнечный фонарь, но и в реализации этой идеи есть недостаток. Естественно, можно взять несколько дешевых садовых фонариков, требующих ремонта, и заменить их солнечные батареи, но модернизация их китайской начинке все равно будет необходима. А потому их база нужна лишь для обучения, т. к. отремонтированный фонарик не прослужит дольше сделанного с нуля.

Прежде чем приступить к созданию светильника на солнечных батареях, необходимо разобраться в конструкции подобных устройств.

Хотя все фонари с виду разные, схема их работы очень проста. Состоит она из солнечной батареи (панели), аккумулятора, преобразователя напряжения и светодиода или модуля.

Схема подобного светильника будет понятна любому начинающему радиолюбителю и выглядит она следующим образом:

И вот уже разобравшись со схемой и поняв принцип работы фонаря, работающего на энергии, которую вырабатывают солнечные элементы, можно определиться с тем, какая яркость требуется, какие выбрать световые элементы, и в соответствии с этим выбирать аккумулятор и солнечную панель.

Для вполне подойдут ультраяркие светодиоды Cree, по 1–1.5 вольт в количестве 3 или 4 штук на один светильник. При таких элементах достаточно будет батареи с емкостью 3 000 мА·ч и выходным напряжением в 3.6 вольт. На подобный элемент питания будет подаваться зарядка от солнечной панели в течение 8–10 часов, чего вполне достаточно для работы выбранных светодиодов до 12 часов.

Ну и, естественно, сама солнечная панель. Дело в том, что солнечная батарея из садовых светильников, выпускающихся в наше время, очень мала. Подходящей станет батарея, размер которой 65 х 65 х 3 мм, с выходным напряжением в 4.4 В, 90 мА. Она вполне может обеспечить необходимое питание.

Электронный блок управления. Теперь необходимо собрать «голову» светильника, а именно сам блок управления. Для этого понадобится:

  • четыре резистора МЛТ 22 кОм;
  • два транзистора КТ503;
  • один диод (оптимальным будет Шоттки 11DQ04).

Т. к. все это разместится на одной плате, то конечно лучше ее вытравить самому. Но есть вариант и аккуратнее, и менее трудозатратный. Сейчас в магазинах можно приобрести универсальные макетные платы. В дополнение под рукой при работе должен быть и многожильный медный провод для создания дорожек.

Итак, когда все элементы будущего электронного блока управления в сборе, можно приступить к пайке. Необходимо собрать следующую схему.

В подобную схему свободно включаются 4 светодиода. И если качество сборки на высоком уровне, то прослужит такой блок управления многие годы.

Сборка фонаря

Форму светильника на солнечной батарее, естественно, каждый придумывает сам, здесь уже полный простор мысли и фантазии мастера. При собранной схеме электронного блока управления подключить к нему светодиоды проблем не составит. Конечно, можно в разрыв питания светодиодов включить обычный выключатель, но намного удобнее будет, если вместо него установить фотоэлемент параллельно с датчиком движения. Тогда при наступлении сумерек светильник на солнечных батареях, сделанный своими руками, автоматически включится, а с рассветом выключится. Либо же будет срабатывать на проходящего человека, что тоже удобно.

Также возможно и подключение контроллера при использовании светодиодов RGB, тогда солнечные фонари будут регулироваться еще и по цвету свечения, причем дистанционно, но в таком случае нужно понимать, что и ему понадобится питание. Хотя этот вопрос тоже решаем. Ведь выбор солнечных панелей на прилавках магазинов электротехники в наши дни необычайно широк. А это значит, что подобрать подходящие будет делом несложным.

Дополнительные возможности использования солнечных батарей в домашних условиях

Выводы

Конечно, каждый решает сам, в меру своей занятости и финансового положения, как ему поступить – покупать подобный светильник или сделать его своими руками. Но ведь дело даже не в сумме, потраченной на новые фонари, хотя здесь и выходит экономия более чем в 4 раза.

Разве не приятно осознавать, что на участке дома или в квартире работает светильник, который создан не на заводе, а своими руками, как говорится «на коленке»? Наверное – это главное, из-за чего следует попробовать самостоятельно собрать садовый светильник на солнечной батарее.

Наверное, многие дачники и владельцы домиков в деревне не раз видели в магазинах и супермаркетах разнообразные фонарики с солнечной батареей и многие не удержались от покупки. Ведь это так интересно — украсить свой участок, чтобы он нарядно смотрелся не только в дневное время, а еще и в вечерние часы. Ведь так красиво смотрятся подсвеченные ночью садовые дорожки и клумбы!

Осторожно, под катом много картинок





Несмотря на всё внешнее разнообразие конструкций солнечных фонариков, их электронная начинка выполнена достаточно типично:

Она состоит из солнечной батареи, печатной платы с электроникой, построенной на микросхемах семейств YX8ХХХ, ANA618, QX5252, светодиода, аккумулятора и выключателя, который в целях удешевления часто заменяется на бумажную чеку, вставляемую между плюсовым контактом аккумулятора и контактом в батарейном отсеке.

В фонариках используются пальчиковые Ni-Cd, или Ni-Mh аккумуляторы формата АА, ААА, или дисковые элементы ёмкостью 80…600 мА/ч, обычно низкого качества, но на сезон их обычно вполне хватает (а если подзаряжать зимой, то даже на 2-3 сезона).

А теперь давайте подробнее остановимся на солнечных батареях. В основном используются два основных типа солнечных элементов, это плёночные панели:

И панели из монокристаллического кремния:

Плёночные элементы не отличаются эффективностью, но в 30 — 100 рублёвых солнечных фонариках, которые в широком ассортименте представлены в торговых сетях, как правило используются именно они, проигрывая по токоотдаче сравнимым по площади панелям из монокристаллического кремния примерно в пять раз.

Солнечные батареи на основе пластин монокристаллического кремния для солнечных фонариков как правило изготавливаются из отходов производства промышленных солнечных панелей и даже в одной партии они могут иметь значительные различия по площади пластин фотоэлементов залитых в прозрачный компаунд. А ведь чем больше их площадь, тем лучше за день зарядится аккумулятор солнечного фонарика, поэтому при покупке, если есть возможность лучше выбрать фонарик с более крупными пластинами фотоэлементов.

Перед покупкой лучше внимательно осмотрите фонарик, его ножку и плафон на наличие трещин, солнечная панель фонарика не должна иметь не каких видимых повреждений. Включите фонарик, для этого нужно снять плафон и передвинуть движок выключателя в положение «ON». Если выключатель отсутствует, то нужно выдернуть чеку, она находится у плюсового контакта аккумулятора. Чтобы фонарик засветился, надо прикрыть фотоэлемент рукой. Если фонарик не светится, то скорее всего его аккумулятор разряжен и лучше выбрать работоспособный фонарик, или отказаться от покупки, ведь аккумулятор умерший от саморазряда ещё в магазине сразу потребует замены, а новый будет стоить не менее 50 рублей, что сравнимо со стоимостью солнечного фонарика.

Как продлить жизнь фонариков

Для того, чтобы ваш солнечный фонарик служил дольше и радовал вас своим светом, нужно защитить его электронную начинку, ведь корпус фонарика не герметичен и туда свободно попадает влага в виде брызг, испарений после дождя, росы. Попав на плату с радиоэлементами под напряжением, влага вызывает процесс электролиза (это выглядит как будто плата ржавеет) разрушая выводы радиоэлементов, пайку, дорожки платы. Для того чтобы защитить плату с радиоэлементами надо в 2 – 3 слоя покрыть её влагостойким лаком, например таким:

Также надо защитить лаком ножки светодиода, микросхемы, провода в местах пайки с платой, контактами аккумулятора и выключателя.

На фотографии фонарик, защищённый таким образом и отработавший около трёх сезонов, — несмотря на ржавый саморез крепления, плата как новенькая!

Основные неисправности

Основными неисправностями солнечных фонариков является окисление контактов аккумулятора и выключателя, а также глубокий разряд аккумулятора. Если фонарик с наступлением сумерек перестал светиться, то для начала надо прокрутить аккумулятор в батарейном отсеке и несколько раз выключить и включить фонарик, чтобы содрать окисел с контактов. Если это не помогает, то потребуется мультиметр, например такой:

Вытащим аккумулятор из отсека и, переключив мультиметр в режим постоянного напряжения с пределом измерения 2 вольта, измерим напряжение на контактах аккумулятора. Если напряжение на аккумуляторе в пределах 1,2…1,5 вольта, то аккумулятор исправен, переключившись в режим «прозвонка» проверим исправность контактов и выключателя, если плата покрыта окислами то отмываем её в спирте. Если же напряжение на аккумуляторе находится в пределах от 0,1 до 1 вольта, то аккумулятор следует зарядить воспользовавшись зарядным устройством, например таким:

Если же напряжение около нуля вольт, то переключившись в режим «прозвонка» проверим аккумулятор и если он звонится как короткое замыкание, то аккумулятор неисправен и его надо заменить. Оптимально взять аккумулятор среднего ценового диапазона от зарекомендовавших себя производителей, например Sanyo, GP, Camelion. Для среднестатистического солнечного фонарика, для аккумулятора типоразмера ААА достаточно емкости не более 300-600 мАч, а для типоразмера АА 600-1000 мАч и нецелесообразно покупать аккумуляторы большой ёмкости, ведь его просто физически невозможно полностью зарядить за световой день от солнечной батареи. Также желательно чтобы аккумулятор был из серии LSD (англ. Low Self-Discharge. Эта аббревиатура была введена в обиход компанией Sanyo, которая разработала и запатентовала технологию производства аккумуляторов с низким саморазрядом.

Как расположить фонарики на участке

Основная ошибка заключается в том, что фонарики располагают в тени деревьев, кустов и строений и недостаточно освещённая солнечная батарея за день просто не успевает зарядить аккумулятор. Так как в фонариках применяются аккумуляторы Ni-Cd и Ni-Mh, то в результате постоянного ежесуточного недозаряда днём и переразряда ночью, начинает вырабатываться так называемый эффект «памяти» в виде обратимой потери ёмкости аккумулятора. Он как будто «помнит», что в предыдущие циклы его ёмкость была использована не полностью и при заряде запасает энергию только до «привычного» ему значения. Поэтому при установке постарайтесь располагать ваши фонарики в солнечных местах, чтобы в течении всего светового дня они заряжались от падающих на них прямых солнечных лучей и избегайте тенистых мест.

Читать статью  Прожектор светодиодный 100W 1200Lm 5000K IP65 ПДУ на солн. батарее с датчиком движения ЭРА

Уход за аккумуляторами

В короткие и пасмурные осенние дни фонарики особенно часто выходят из строя из – за повышенной влажности окисляются контакты, а солнце просто не успевает просушить корпус изнутри, солнечные батареи не успевают полностью зарядить аккумуляторы и с наступлением сумерек фонарики светятся всего лишь несколько часов. После нескольких пасмурных дней начинает проявляться эффект «памяти» и для того чтобы избавиться от него надо дать аккумулятору несколько полных циклов разряд-заряд с помощью универсального зарядного устройства, например IMAX B6:

Подключив аккумуляторы с помощью кассеты вроде такой:

Заканчивая дачный сезон фонарики нужно убрать на хранение, предварительно вынув из них аккумуляторы. Хранить фонарики можно в сухом не отапливаемом помещении, например гараже, а вот аккумуляторы лучше хранить при комнатной температуре, заряжая раз в 2-3 месяца при помощи зарядного устройства, а в идеале не просто заряжать, а давать им несколько циклов разряд – заряд.

Создание садового светильника на солнечной батарее своими руками, схема устройства

фото 15597_2

Фонарик на солнечных батареях пригодится в любом хозяйстве, но особенно актуальным он будет для тех, кто увлекается садоводством.

Нехитрое устройство позволяется создать световую подсветку даже там, где не проложено электричество.

Садовый фонарик может использоваться отдельными экземплярами, либо целым комплексом, чтобы организовать декоративную подсветку растений и камней. Изготовить светящийся фонарик на солнечных батареях можно своими силами.

Разбираемся с возможными схемами составления декоративного осветительного прибора для садового участка.

Электросхема фонаря для сада

Принцип работы солнечного фонарика очень простой, независимо от размера устройства. Для его работы потребуется панель, которая будет собирать солнечные лучи, накопительный аккумулятор, преобразователь напряжения, и светящийся элемент, способный воспринимать энергию.

Элементы составляются в цепочку, которая будет работать при правильном подборе светодиодов и других частей.

фото 15597_1

Электронная схема сборки светодиодного фонарика:

Как работает садовая лампа?

Отсутствие подключения к сети питания делает светодиодный фонарик очень удобным и выгодным способом освещения. Днем, в то время пока светит солнце, фонарик запасает солнечную энергию в свою батарею.

Погода должна быть безоблачной и ясной, чтобы собирать свет максимально эффективно. Внутри некоторых фонариков предусмотрен контроллер, который запускает свечение, как только на улице достаточно стемнеет. Тогда начинается расходоваться накопленная энергия в аккумуляторах.

При полной разрядке светильник перестает вырабатывать свет. Работа выглядит следующим образом:

  1. Днем накопительная панель перерабатывает энергию солнца в электричество небольшой мощности.
  2. Полученная энергия с помощью диода перенаправляется в аккумулятор.
  3. Плюсовой потенциал через резистор контролирует отсутствие свечение до наступления темноты.
  4. Как только наступают сумерки, либо другой вид затемнения, транзистор включается в работу (эффект получается за счет небольшого плюсового потенциала, соприкасающегося с базой) и запускает свечение светодиода на основе энергии, содержащейся в батарее. Фонарик испускает свет.
  5. Световой диод равномерно дозирует выработку энергию от аккумулятора для исключения полной разрядки.
  6. Как только начинает светлеть, плюсовое напряжение перекрывает транзистор, в результате чего светодиод перестает получать энергию для свечения. В этот период снова запускается процесс зарядки батареи.

фото 15597_3

Более простые модели без контроллера накапливают энергию и равномерно тратят ее, обеспечивая свечение в любое время суток.

Подбор деталей для изготовления

Большинство солнечных фонариков создаются с солнечными панелями, которые по площади не превышают 9 кв см. Чтобы своими руками сделать осветительный прибор без использования электричества потребуется электрические элементы со следующими характеристиками:

  • диоды от 1 до 1,5 вольт;
  • аккумуляторы, имеющие накопительный объем 3000 мА и вырабатываемым напряжением 3,6 вольт;
  • солнечные панели общей площадью 60х60х4 мм, которые отличаются выработкой 4,4 вольт с 90 мА;
  • для управления понадобятся 4 резистора МЛТ 20 кОм;
  • транзисторы КТ503;
  • стеклянный элемент в качестве плафона;
  • основание из ПВХ.

Все описанные выше элементы будут располагаться на одной плате, которую можно спаять самостоятельно. Чтобы упростить процесс в радиомагазинах можно найти универсальные платы, которые позволят быстрее приступить к работе над светодиодным фонариком.

Для создания схемы необходимо запастись многожильным проводом из меди, который позволит расчертить электрические дорожки.

Максимально в одну схему можно включить 4 фонарика. При грамотной сборке этот светильник будет работать гораздо дольше покупного.

Для сборки светодиодного фонаря нужно будет не только подобрать подходящие материалы, но и позаботиться об инструментах:

  1. сверле;
  2. канцелярском ноже;
  3. паяльнике с припоем;
  4. карандаше.

Пошаговая инструкция по созданию и сборке

Первое, что предстоит выбрать – красивый плафон. Сделать его можно из банки кофе, бутылки, рюмки и любой другой стеклянной формы. Лучше всего подбирать небольшую емкость, которая позволит свету максимально расходиться по периметру участка.

Работать придется по следующему плану:

фото 15597_4

  1. В донышке стеклянной емкости делается отверстие сверлом. Процедура должна проводиться после охлаждения стекла для исключения травм. Держите стеклянную тару в перчатках и сильно на нее не надавливайте, чтобы от усилий стекло не лопнуло.
  2. Создается основание, подходящее по размерам для горлышка стеклянной емкости. Вырезать его можно из ПВХ своими силами с помощью канцелярского ножа, либо в рекламном агентстве (благодаря последнему варианту оно будет идеально ровным).
  3. В основание устанавливается с помощью паяльника мебельная гайка или любой другой болт.
  4. собирается схема, к которой припаиваются все необходимые элементы.
  5. ПВХ основание обезжиривается с помощью спиртового раствора, либо растворителя. Обозревающее вещество не должно касаться электрических частей солнечной батареи, в противном случае она не будет работать.
  6. Солнечная батарея прикрепляется к ПВХ основанию за счет супер клея, можно использовать момент.
  7. Лишний клей снимается при помощи чистой салфетки.
  8. В дне делаем с помощью сверла отверстия под провода.
  9. Пропускаем их и герметизируем.
  10. Берем ПВХ трубку с диаметром до 5 мм и отрезаем ее под основание для диода.
  11. На ПВХ основание в центре будущего фонарика усаживаем светодиоды в трубке.
  12. Запаиваем светодиоды вместе с проводами и защищаем их специальным лаком.
  13. Соединяем плафон и основание с рабочими элементами.
  14. Дополнительно защищаем плату от царапин лаком или другим прозрачным составом.

Соединение ПВХ основания и стеклянной колбы стоит воспользоваться герметиком или клеем, чтобы через него не проходила влага. В результате этого простого действия получится увеличить срок службы проводов и других элементов.

Для фонариков можно использовать стойки любого диаметра и размера. Их создают из ПВХ труб с последующей покраской в нужный цвет. Можно сделать низкий фонарик около земли, либо организовать высокий светильник, который будет являться не только осветительным прибором, но и маяком.

Ошибки и сложности

При создании светодиодного светильника многие допускают простую и самую распространенную ошибку – запаивают элементы схемы в неправильной последовательности. Избежать ее можно, если четко следовать электронной схеме и не отступать от поэтапного плана создания фонарика.

Сложности могут возникнуть на этапе запаивания и обезжиривания. Все процедуры нужно проводить аккуратно, так, чтобы не повредили отдельные элементы схемы.

Следует аккуратно работать со следующими веществами:

  • растворитель и обезжириватель;
  • суперклей;
  • припой для паяльника.

Все работы должны выполняться в маске и перчатках, чтобы не повредить глаза и руки. В первый раз создание плафона из стеклянной тары может не получиться, поэтому лучше подготовить сразу две ёмкости. Одна будет служить прототипом, а вторая использоваться для самого светильника.

Плюсы и минусы самодельного устройства

В дачных домиках часто бывают перебои с электричеством, либо оно полностью отсутствует. Желание сделать световой дизайн садового участка может иметь большие сложности при прокладке проводов. Светодиодные фонарики, сделанные своими руками, помогут решить проблему.

Их создание и применение связано со следующими достоинствами:

фото 15597_5

  • могут быть изготовлены из недорогих подручных материалов;
  • не требуют профессиональных навыков при сборке;
  • легко устанавливаются и демонтируется по необходимости;
  • не требует никакого источника энергии, кроме естественного света;
  • не предполагает расходов во время эксплуатации;
  • экологическая чистота прибора.

Несмотря на видимые преимущества, у самодельного светодиодного фонарика есть и некоторые недостатки:

  1. чтобы фонарик работал, придется поработать над качественными соединениями;
  2. если установить его в затемнённое место, аккумуляторы не будут пополняться, а светодиод светиться;
  3. в работе над светильником потребуется использовать инструменты, которыми не все умеют пользоваться;
  4. потребуется приобрести некоторые детали для платы и организации частей светильника, что способствует расходам;
  5. невозможно отремонтировать в случае поломки.

Примерные траты

Смету на создание садового солнечного фонарика сложно оценить из-за разницы в элементах конструкции. Если использовать подручные материалы расходы будут небольшими. Для приобретения платы и других радиодеталей потребуется не больше 500 рублей.

Самой затратной частью будет солнечная панель. Ее стоимость может начинаться от 10 рублей до 1000 рублей, в зависимости от качества исполнения изделия и бренда. Самые дорогие элементы будут служить долго, и радовать владельца участка ярким светом.

Дешевые платы быстро ломаются, могут не работать сразу после изготовления. Дополнительными расходами могут стать ПВХ трубы. Лучший вариант подобрать им альтернативу, либо использовать имеющиеся запасы.

Таблица расходов может выглядеть следующим образом:

Детали Стоимость Количество Сумма покупки
Солнечные панели 170 руб. 1 шт. 170 руб.
Накопительная батарея 220 руб. 1 шт. 220 руб.
Светодиоды 12 руб. 3 шт. 36 руб.
Резистор 2 руб. 6 шт. 12 руб.
Транзистор 5 руб. 3 шт. 15 руб.
Диод 3 руб. 3 шт. 9 руб.
Общая сумма 462 руб.

Бюджетный вариант одного светодиодного фонарика будет иметь стоимость около 500 рублей, согласно таблице. Можно приобрести необходимые для его создания оптом, чтобы собрать сразу несколько изделий этого типа, тогда общая сумма покупки будет еще ниже на единицу светящегося прибора.

Полезное видео

Видео схема сборки светодиодного фонарика своими руками:

Заключение

Создать светодиодный фонарик для садового участка можно своими руками из подручных средств. Следует заранее подготовить все составные части будущей схемы и материалы, которые позволят сделать полноценный осветительный прибор на основе солнечного света.

Работу себе получится облегчить, если приобрести готовую плату, но в бюджетном варианте ее можно создать самостоятельно. Важно соблюдать технику безопасности при проведении работ по сверлению и пайке. Для исключения травм стоит пользоваться защитными перчатками и очками.

Светодиодный фонарик собирается по электронной схеме, а затем монтируется в стеклянную оболочку, которая рассевает и усиливает свечение. Затраты на светодиодный фонарик могут быть минимальными, если использовать дешевые материалы. Дорогой светодиод прослужит долго, независимо от условий эксплуатации.

Источник https://elmin.ru/insulation/kak-vklyuchit-sadovyi-fonarik-na-solnechnyh-batareyah-kak-sdelat-sadovyi.html

Источник https://220.guru/osveshhenie/ulichnoe/landshaftnoe/tipy-lamp-i-fonarej/na-solnechnyx-batareyax/sxema-i-sozdanie-svoimi-rukami.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *