Makukulay na Solar Garden Jar Light: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang pinakasimpleng paraan upang makagawa ng isang solar jar light ay upang i-disassemble ang isa sa mga murang mga solar garden lamp at ayusin ito sa isang garapon na baso. Bilang isang inhinyero ginusto ko ang isang bagay na mas sopistikado. Nakakatamad ang mga puting ilaw na iyon kaya't napagpasyahan kong paikutin ang aking sariling disenyo batay sa isang Arduino, RGB leds at isang sensor upang mabago ang kulay sa pamamagitan lamang ng pagtagilid sa ilaw.

Siningil ng solar cell ang baterya ng lithium at nagsisilbing light sensor din upang awtomatikong buksan ang ilaw kapag dumidilim. Pinag-alagaan kong mabuti ang disenyo upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente kapag ang ilaw ay patay at ang lahat ng nakuhang enerhiya ay maaaring magamit sa pagpapagaan ng iyong hardin. Ang mga karagdagang detalye sa proseso ng disenyo ay matatagpuan sa aking blog: BashtelorOfScience.

Hakbang 1: Mga Bahagi

Kakailanganin mo ang mga sangkap na ito:

• 1x baso na garapon (nakukuha ko sila sa IKEA)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x TP4054 charge controller (IC1)
• 2x risistor, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x risistor, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x risistor, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x capacitor, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, Green (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-channel, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED strip cut sa 3 LEDs (100 LEDs per meter)
• 1x ADXL345 module ng accelerometer
• 1x Lithium Battery, 500mAh, hindi hihigit sa 40x40mm
• 1x Solar panel, 5V o 5.5V, 45x45mm o 60x60mm

• 1x Arduino Pro Mini (ATmega328P o ATmega168P, 5V / 16MHz na bersyon)

Ang lahat ng mga bahagi ay magagamit sa aliexpress ng iba't ibang mga supplier. Ginawa kong magagamit ang PCB sa mga dirtyPCB: maaari itong iorder nang itim o puti (makakakuha ka ng 10 PCB). Ang presyo sa bawat lantern kapag nag-order ng mga bahagi para sa 10 piraso ay halos 12 $.

Hakbang 2: Ihanda ang Arduino para sa Mababang Kapangyarihan

Ang Arduino Pro Mini ay kumukuha ng maraming quiescent current dahil mayroon itong power LED dito na palaging naka-on at ang voltage regulator ay isang power gutom din na hayop kung pinag-uusapan natin ang mababang kasalukuyang sa pagkakasunud-sunod ng mga micro amps. Kailangan mong alisin ang dalawang sangkap na ito. Mayroong maraming mga bersyon ng mga clone ng Arduino doon. Sa larawan sa itaas Minarkahan ko ang LED at ang voltage regulator sa pinakakaraniwang mga nahanap na bersyon.

Upang alisin ang mga sangkap gumamit ng isang soldering iron at maglagay ng maraming solder sa mga bahagi at painitin ito ng maayos. Kung kinakailangan, linisin ang mga pad pagkatapos na may solder wick. Posible ring alisin ang mga sangkap na brute force na may isang pamutol sa gilid o isang kutsilyo. Mag-ingat lamang na huwag masira ang PCB.

Ngayon ay isang magandang panahon din upang mai-upload ang sketch. Gumagamit ako ng bersyon 1.8.4 ng Arduino IDE ngunit dapat itong gumana sa mamaya o mas lumang mga bersyon din. Ang Arduino Pro Mini ay walang USB on board kaya kailangan mong gumamit ng isang panlabas na USB sa UART converter. Kumuha ng isa mula sa iyong paboritong tagapagtustos ng Arduino o mahahanap mo sila nang mas mababa sa 2 $ sa aliexpress. Mayroong iba't ibang mga tutorial sa online kung paano i-program ang Pro Mini. Magkaroon ng kamalayan na ang mga Arduno clone ay hindi laging gumagamit ng parehong pin order kaya't suriin ang iyong mga kable bago i-plug ito. Siguraduhin din na mayroon kang tamang board (Arduino Pro Mini) at ang tamang processor na napili sa menu ng Arduino IDE Tools (ATmega328P o ATmega168P, 5V, 16MHz).

Hakbang 3: Paghihinang sa Mga Bahagi ng SMD

Gamitin ang imahe ng layout sa itaas upang ilagay ang lahat ng mga bahagi sa tamang lugar. Ang mga tagatukoy ng sangkap ay nasa listahan ng bahagi sa hakbang 1.

Kung kailangan mo ng eskematiko o ng layout maaari mong i-download ang mga file ng disenyo ng agila dito.

Ang ilan sa mga bahagi ay medyo maliit at maaaring mahirap maghinang para sa isang rookie. Gumagamit ako ng isang hiringgilya na may isang maliit na nguso ng gripo upang ilagay ang solder paste sa mga pad at pagkatapos ay mag-refow-solder ng mga sangkap gamit ang aking home brew solder plate ngunit syempre maaari mo rin itong gawin gamit ang isang soldering iron at 0.8mm (o mas payat) na solder wire.

Matapos ang paghihinang ng lahat ng mga bahagi ay gumagamit ng isang magnifiying baso upang siyasatin ang iyong trabaho at suriin para sa mga maikling circuit lalo na sa charge controller.

Hakbang 4: Maghinang ng Arduino

Upang makipag-ugnay sa accelerometer gamit ang I2C komunikasyon protocol kailangan naming ikonekta ang mga pin A4 at A5 ng arduino sa PCB. Ang mga pin na ito ay karaniwang katabi ng processor (tingnan ang larawan sa hakbang 2) ngunit sa ilang mga clone ang mga ito ay nasa gilid at hindi palaging nasa parehong lugar alinman. Gumagana ang disenyo ng PCB sa lahat ng iba't ibang mga bersyon: para sa karaniwang bersyon na may mga pin sa tabi ng processor idagdag ang pinheader tulad ng ipinakita sa itaas.

Para sa iba pang mga bersyon maaari kang gumamit ng isang piraso ng kawad upang ikonekta ang mga A4 at A5 na pin sa mga pad sa PCB. Gupitin ang mga wire sa haba pagkatapos ng paghihinang.

Ang ilang mga arduino ay kasama ang mga pin header solderd, ang ilan ay wala. Natagpuan ko na pinakamadali na maghinang ng mga header sa hardin pcb light pcb at pagkatapos ay idagdag ang Arduino. Siguraduhin lamang na ang mga header ay soldered nang diretso o mahihirapan kang iakma ang mga pin sa mga pad.

Hakbang 5: Tinatapos ang PCB

Kapag hinihinang ang ADXL345 accelerometer module mahalaga na ito ay parallel sa PCB. Ang pinakamahusay na paraan upang matiyak na ito ay upang ilagay ang module nang direkta sa PCB at ipasok ang pin header mula sa ibaba tulad ng ipinakita sa mga larawan. Magdagdag ng panghinang mula sa itaas at pagkatapos i-cut ang header sa ibabang bahagi ay magdagdag din ng solder doon.

Gupitin ang lahat ng mga pin sa ibabang bahagi gamit ang isang pamutol sa gilid pagkatapos ay maglagay ng ilang scotch tape sa tuktok ng lahat ng mga pin upang maiwasan ang matulis na mga pin na dumadaloy sa baterya at maikli.

Ang huling hakbang ay upang idagdag ang LED strip. Tiyaking tama ang polarity ng mga pad at bigyang pansin ang direksyon ng pin ng data: itugma ang mga arrow sa LED strip sa mga arrow sa PCB.

Hakbang 6: Solar Panel at Baterya

Gumamit ng halos 5cm ang haba ng mga cable upang ikonekta ang solar panel sa dalawang pad na minarkahang 'solar' at bigyang pansin ang mga simbolo ng plus at minus.

Ang huling bagay na maghinang ay ang baterya. Maging labis na mag-ingat dito: ang mga baterya ng lithium ay may maraming lakas at maaaring mag-usok ang iyong PCB kung hindi mo sinasadyang maikli ang ilang mga bakas. Kung wala pa doon maglagay ng ilang tape sa positibong kawad ng baterya upang maiwasan ang hindi sinasadyang mga pag-outs. Paghinang muna ng itim na minus cable sapagkat mas mahirap maghinang. Alisin ang proteksiyon tape mula sa pulang kawad at maghinang ito. Makikita mo ang LED sa Arduino board na mabilis na kumikislap kapag ikinonekta mo ang baterya.

Kung na-upload mo na ang sketch sa Arduino maaari mo na ngayong buksan ang ilaw sa pamamagitan ng pag-tap nang paulit-ulit sa PCB gamit ang isang kuko. Kung hindi ito gumana kailangan mong simulan ang pag-debug gamit ang isang multimeter. Suriin muna ang boltahe ng baterya. Kung walang kapangyarihan maaari itong nasa protection mode. Shine ng ilang maliwanag na ilaw sa solar panel upang i-snap ang baterya sa mode na ito. Kung hindi ito makakatulong at wala pa ring kuryente, idiskonekta ang baterya at suriin ang iyong PCB para sa mga maikling circuit o bukas na mga circuit sa tulong ng eskematiko hanggang sa makita mo ang error.

Hakbang 7: Tapusin ang Ilaw

Matapos matagumpay na subukan ang circuit ayusin ang baterya sa ibabang bahagi ng PCB gamit ang pandikit o dobleng panig na tape. Huwag gumamit ng anumang pandikit na nakabatay sa tubig tulad ng puting pandikit sapagkat ito ay conductive hanggang matuyo. Ang pinakamagandang bagay na gagamitin ay silicone.

Ayusin ang solar panel sa tuktok ng baterya ring maglagay ng pandikit o dobleng panig na tape na bumubuo ng isang magandang maliit na sandwich na electronics. Itabi ang mga kable at ayusin ang mga ito ng ilang higit pang pandikit at hayaang matuyo ang lahat. Subukan kung gumagana pa ito bago i-mount ito sa garapon.

Hakbang 8: Magtipon ng garapon

Kunin ang iyong garapon ng baso at siguraduhin na ang solar panel ay magkakasya sa takip. Maaari mong karaniwang gamitin ang anumang garapon na gusto mo hangga't ito ay transparent sa tuktok at patunay ng tubig.

Ang ginustong malagkit ay silicone sapagkat madali nitong makatiis ng mataas at mababang temperatura sa labas. Ang mas malinaw na mas mahusay ngunit ang bahagyang milky isa ay gumagana ng maayos, huwag makakuha ng maputi o kulay-abo na silikon. Maaari mo ring gamitin ang epoxy ngunit maaari itong pumutok sa ilalim ng thermal stress.

Maglagay ng ilang silicone sa baso at pagkatapos ay pindutin ang ilaw sa pandikit na may solar panel na nakaharap sa baso syempre. Tiyaking maganda ang hitsura nito mula sa labas, tanggalin, linisin ulitin kung ginulo mo ito pagkatapos ay hayaang matuyo.

Ilagay ang garapon sa isang maaraw na lugar. Tumatagal ng 2-3 araw ng sikat ng araw upang ganap na singilin ang baterya at mas mahaba kung inilagay ito sa lilim. Kung ang ilaw ay nagsimulang kumurap sa pula nangangahulugan ito na ang baterya ay naubos at nangangailangan ito ng mas maraming ilaw upang muling magkarga. Kung inilalagay mo ang ilaw sa isang madilim na lugar sa loob ng mahabang panahon (ibig sabihin, maraming linggo) ang baterya ay maaaring mamatay at kailangan itong mapalitan kaya tiyaking nakakakuha ito ng sapat na ilaw at gagana ito sa loob ng maraming taon.

Hakbang 9: Manwal ng Gumagamit

Sa

Ang ilaw ay awtomatikong nakabukas sa madaling araw kung nakakita ito ng mababang kondisyon ng ilaw sa loob ng maraming minuto at ang baterya ay may sapat na enerhiya na nakaimbak. Upang manu-manong buksan ang ilaw tapikin lamang ang tuktok ng ilang beses o i-iling ang garapon nang vigurous.

Patay na

Ang ilaw ay awtomatikong namamatay makalipas ang halos tatlong oras kapag manu-manong nakabukas. Kapag ito ay nakabukas nang awtomatiko, tumatakbo ito hanggang sa halos walang laman ang baterya (upang maaari mo pa ring ibalik ito nang manu-mano). Upang patayin ito kaagad, i-flip ito ng baligtad.

Pagbabago ng kulay

Upang baguhin ang kulay ay ikiling lamang ang ilaw. Mayroon itong tatlong mga mode ng pagbabago ng kulay:

1. Baguhin ang ningning
2. Palitan ang kulay
3. Baguhin ang saturation ng kulay

Tapikin ang takip nang isang beses upang lumipat sa pagitan ng mga mode na ito. Kung mas ikiling mo, mas mabilis itong nagbabago.

Kandila mode

Upang baguhin sa pagitan ng matatag na ilaw at pagkutitap ng kandila mode i-double tap ang takip. Ang saturation at brightness ay naka-reset sa mga default (maximum) na antas kapag lumilipat mula sa kandila patungo sa matatag na mode.