Түстүү Күн бакчасы Жарыгы: 9 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Күн кумурасынын жарыгын чыгаруунун эң жөнөкөй жолу - ошол арзан күн бакчасынын лампаларынын бирин ажыратып, айнек идишке бекитүү. Инженер катары мен дагы татаал нерсени кааладым. Бул ак жарыктар кызыксыз, ошондуктан мен Arduino, RGB леддерине жана сенсорго негизделген өз дизайнымды айлантууну чечтим, ошондо жарыкты эңкейип эле түсүн өзгөртүүгө болот.

Күн батареясы литий батареясын кубаттайт жана караңгы киргенде жарыкты автоматтык түрдө күйгүзүү үчүн жарык сенсору катары кызмат кылат. Мен жарык өчкөндө электр энергиясын керектөөнү азайтуу үчүн абдан кам көрдүм жана жыйналган бардык энергияны сиздин бакчаңызды жарыктандырууга колдонсо болот. Дизайн процесси жөнүндө көбүрөөк маалыматты менин блогумдан тапса болот: BashtelorOfScience.

1 -кадам: Бөлүктөр

Сизге бул компоненттер керек болот:

• 1х айнек банка (мен аларды IKEAдан алам)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x TP4054 кубаттоочу (IC1)
• 2x каршылыгы, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x каршылыгы, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x каршылыгы, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x конденсатор, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, Жашыл (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-канал, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED тилкеси 3 светодиодго (100 LED бир метрге)
• 1x ADXL345 акселерометр модулу
• 1x литий батареясы, 500мАч, 40х40ммден чоң эмес
• 1x Күн панели, 5V же 5.5V, 45x45mm же 60x60mm

• 1x Arduino Pro Mini (ATmega328P же ATmega168P, 5V/16MHz версиясы)

Бардык компоненттер aliexpressте ар кандай жеткирүүчүлөр тарабынан жеткиликтүү. Мен PCBди кир ПКБларда жеткиликтүү кылдым: аны кара же ак түстө заказ кылса болот (сиз 10 ПХБ аласыз). Бөлүктөрдү 10 даанага заказ кылууда бир чырактын баасы 12 доллардын тегерегинде.

2 -кадам: Ардуинону аз кубаттуулукка даярдаңыз

Arduino Pro Mini көп токтоочу токту тартат, анткени анын үстүндө дайыма жарык күйгүзүүчү LED бар, эгерде биз микро ампер тартибинде аз токту айтсак, чыңалуу жөндөгүчү дагы күчкө муктаж жырткыч. Бул эки компонентти алып салуу керек. Ал жерде Arduino клондорунун бир нече версиялары бар. Жогорудагы сүрөттө мен LEDди жана чыңалуу жөндөгүчүн эң көп кездешкен версияларда белгилеп койгом.

Компоненттерди алып салуу үчүн ширетүүчү үтүктү колдонуңуз жана компоненттердин үстүнө лотту көп коюп, жакшы ысытыңыз. Керек болсо, кийинчерээк подушкаларды ширетүүчү таяк менен тазалаңыз. Ошондой эле, кескич же бычак менен компоненттердин орой күчүн алып салууга болот. Жөн гана ПКБга зыян келтирбөө үчүн этият болуңуз.

Азыр ошондой эле эскизди жүктөө үчүн жакшы убакыт. Мен Arduino IDEнин 1.8.4 версиясын колдоном, бирок ал кийинки же эски версияларда да иштеши керек. Arduino Pro Miniнин USB бортунда жок, андыктан UART конвертерине тышкы USB колдонуу керек. Сүйүктүү Arduino провайдеринен бирөөсүн алыңыз же аларды aliexpressте 2 доллардан арзаныраак таба аласыз. Pro Miniди кантип программалоо боюнча онлайнда ар кандай окуу куралдары бар. Ардуно клондору дайыма эле бир пин тартибин колдонбогонун билиңиз, андыктан зымыңызды сайардан мурун эки жолу текшериңиз. Arduino IDE Tools менюсунан туура тактасы (Arduino Pro Mini) жана туура процессор тандалганын текшериңиз (ATmega328P же ATmega168P, 5V, 16MHz).

3 -кадам: SMD компоненттерин ширетүү

Бардык компоненттерди керектүү жерге коюу үчүн жогорудагы макеттин сүрөтүн колдонуңуз. Компоненттердин дизайнерлери 1 -кадамдагы бөлүктөр тизмесинде.

Эгерде сизге схема же макет керек болсо, бүркүттүн дизайн файлдарын бул жерден жүктөп алсаңыз болот.

Кээ бир компоненттер анча чоң эмес жана жаңы келгендерге ширетүү кыйын болушу мүмкүн. Мен кичинекей сопло менен шприцти колдонуп, прокладкаларга ширетүүчү паста коюп, андан кийин компоненттерди кайра бышырам, бирок аларды ширетүүчү темирди жана 0.8мм (же жука) ширетүүчү зымды колдонсоңуз болот.

Бардык компоненттерди ширеткенден кийин, жумушту текшерүү үчүн лупанын айнегин колдонуңуз жана өзгөчө заряд контроллеринде кыска туташууларды текшериңиз.

4 -кадам: Arduino Solder

I2C байланыш протоколу менен акселерометр менен байланышуу үчүн биз ардуинонун A4 жана A5 төөнөгүчтөрүн ПХБга туташтырышыбыз керек. Бул казыктар адатта процессордун жанында (2 -кадамдагы сүрөттү караңыз), бирок кээ бир клондордо алар четинде жана дайыма эле бир жерде эмес. ПХБнын дизайны ар кандай версиялар менен иштейт: стандарттуу версия үчүн процессордун жанында казыктары бар, жогоруда көрсөтүлгөндөй төөнөгүчтү кошуңуз.

Башка версиялар үчүн, А4 жана А5 төөнөгүчтөрүн ПХБдагы төшөмөлөргө туташтыруу үчүн зымдын бир бөлүгүн колдонсоңуз болот. Лайк алгандан кийин зымдарды узундугуна чейин кесип алыңыз.

Кээ бир ардуино төөнөгүчтөрдүн баштыктары менен келет, кээ бирлери жок. Мен башчаларды бакчадагы кумуранын жарыгына биринчи жолу ширетип, андан кийин Arduino кошуу оңой деп таптым. Жөн гана баштардын түз ширетилгенин текшериңиз, болбосо төөнөгүчтөрдү төшөктөргө орнотуу кыйын болот.

5 -кадам: PCB бүтүрүү

ADXL345 акселерометр модулун ширетүүдө ал ПХБга параллель болушу маанилүү. Муну камсыз кылуунун эң жакшы жолу - бул модулду түздөн -түз ПХБга жайгаштыруу жана сүрөттөрдө көрсөтүлгөндөй төөнөгүчтүн башын астынан киргизүү. Лайкты өйдө жактан кошуп, астынкы жагындагы башты кесип алгандан кийин ошол жакка кошуп коюңуз.

Төмөн жагындагы бардык казыктарды каптал кескич менен кесип алыңыз, андан кийин батарейканын ичине кирип, кысылып калбашы үчүн, бардык казыктардын үстүнө скотчту коюңуз.

Акыркы кадам - LED тилкесин кошуу. Текчелердин полярдуулугунун туура экендигин текшериңиз жана маалымат түйүнүнүн багытына көңүл буруңуз: LED тилкесиндеги жебелерди ПХБдагы жебелерге дал келтириңиз.

6 -кадам: Күн панели жана батарея

Күн панелин "күн" деп белгиленген эки аянтка туташтыруу үчүн болжол менен 5 см узундуктагы кабелдерди колдонуңуз жана плюс жана минус символдоруна көңүл буруңуз.

Акыркы нерсе - батарея. Бул жерде өтө этият болуңуз: литий батареялары көп күчкө ээ жана кокустан кээ бир издерди өчүрүп салсаңыз, ПКБ түтүнгө айланып кетиши мүмкүн. Эгерде али жок болсо, кокусунан өчүп калбашы үчүн, батарейканын оң зымына лента чаптаңыз. Биринчи кара минус кабелди эритиш керек, анткени аны ширетүү кыйыныраак. Кызыл зымдан коргоочу лентаны алып, аны ширеткиле. Батареяны туташтырганда Arduino тактасындагы LED бир аз жарк этип турганын көрөсүз.

Эгерде сиз эскизди Arduinoго мурунтан эле жүктөп койсоңуз, анда азыр ПКБны тырмак менен бир нече жолу басуу менен жарыкты күйгүзө аласыз. Эгер ал иштебесе, мультиметрди колдонуп мүчүлүштүктөрдү оңдоону башташыңыз керек. Алгач батарейканын чыңалуусун текшериңиз. Эгерде электр жок болсо, анда ал коргоо режиминде болушу мүмкүн. Батареяны бул режимден чыгаруу үчүн күн панелине жаркыраган жарык чачыңыз. Эгерде бул жардам бербесе жана дагы деле электр энергиясы жок болсо, катаны тапмайынча, батареяны ажыратып, схемаңыздын жардамы менен ПХБңыздын кыска туташуусун же ачык микросхемаларды текшериңиз.

7 -кадам: Жарыкты бүтүрүү

Ийгиликтүү тестирлөөдөн кийин, батареяны клей же эки тараптуу скотч менен ПХБнын ылдый жагына оңдоңуз. Ак клей сыяктуу сууга негизделген желимди колдонбоңуз, анткени ал кургак болгонго чейин өткөргүч болот. Колдонуу үчүн эң жакшы нерсе - силикон.

Батарейканын үстүнө күн панелин орнотуп, клейди же эки тараптуу скотчту колдонуп, кичинекей электроника сэндвичин түзүңүз. Кабелдерди чечип, дагы бир клей менен оңдоп, баарын кургатыңыз. Аны идишке орнотуудан мурун дагы эле иштеп жаткандыгын текшериңиз.

8 -кадам: Кумураны чогултуңуз

Айнек идишти алыңыз жана күн панели капкакка туура келерин текшериңиз. Негизинен сиз каалаган банканы колдонсоңуз болот, эгер анын үстү тунук жана суу өтпөсө.

Тандалган клей силикон, анткени ал сыртта жогорку жана төмөнкү температураларга оңой туруштук бере алат. Канчалык ачык болсо, ошончолук жакшы, бирок бир аз сүттүү жакшы иштейт, жөн эле ак же боз силикон албаңыз. Сиз ошондой эле эпоксиден колдоно аласыз, бирок ал термикалык стресстен жарылып кетиши мүмкүн.

Айнекке бир аз силикон коюп, анан күн панели менен айнекке караган клейдеги жарыкты басыңыз. Сырттан жакшынакай көрүнгөнүн текшериңиз, алып салгыла, таза кайталагыла, эгер сиз аны бузуп койсоңуз, кургатыңыз.

Банканы күн тийген жерге коюңуз. Батареяны толук кубаттоо үчүн күндүн нуру 2-3 күн, ал эми көлөкөгө коюлганда андан да көп убакытты талап кылат. Эгерде жарык кызыл түстө өчүп -күйө баштаса, анда батареянын заряды түгөнгөнүн жана кайра заряддоого көбүрөөк жарык керектигин билдирет. Эгерде сиз жарыкты караңгы жерге көпкө койсоңуз (б.а. бир нече жума), батарея өлүп калышы мүмкүн жана аны алмаштырышыңыз керек, андыктан анын жетиштүү жарык алганына жана ал көп жылдар бою иштей турганына ишениңиз.

9 -кадам: Колдонуучунун колдонмосу

Күйүк

Жарык таңдын маалында күйөт, эгерде ал бир нече мүнөттүн ичинде аз жарык шарттарын аныктаса жана батареяда жетиштүү энергия сакталган болсо. Жарыкты кол менен күйгүзүү үчүн үстүн бир нече жолу таптаңыз же банканы катуу силкип коюңуз.

Өчүк

Жарык кол менен күйгүзүлгөндө болжол менен үч сааттан кийин автоматтык түрдө өчөт. Ал автоматтык түрдө күйгүзүлгөндө, батарейканын жарымы бош калганга чейин иштейт (андыктан аны кайра кол менен күйгүзө аласыз). Аны дароо өчүрүү үчүн оодарыңыз.

Түсүн өзгөртүү

Түсүн өзгөртүү үчүн жөн гана жарыкты кыйшайтыңыз. Бул түс өзгөртүү үч режими бар:

1. Жарыктыкты өзгөртүү
2. Түсүн өзгөртүү
3. Түс каныктыгын өзгөртүү

Бул режимдерди алмаштыруу үчүн капкакты бир жолу басыңыз. Канчалык ийилсеңиз, ал ошончолук тез өзгөрөт.

Шам режими

Туруктуу жарык менен шамдын режимин алмаштыруу үчүн капкагын эки жолу басыңыз. Шамдан туруктуу режимге өтүүдө каныктыруу жана жарыктык демейки (максималдуу) деңгээлге кайтарылат.