Värikäs Solar Garden Jar Light: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Yksinkertaisin tapa valmistaa aurinkopurkkilamppu on purkaa yksi näistä halvoista aurinkopuutarhalampuista ja kiinnittää se lasipurkkiin. Insinöörinä halusin jotain hienostuneempaa. Nuo valkoiset valot ovat tylsiä, joten päätin kehittää oman suunnitteluni, joka perustuu Arduinoon, RGB -ledeihin ja anturiin, jotta väriä voidaan muuttaa yksinkertaisesti kallistamalla valoa.

Aurinkokenno lataa litiumakun ja toimii myös valoanturina, joka sytyttää valon automaattisesti pimeän tullessa. Otin suunnittelussa erittäin huolellisesti huomioon virrankulutuksen vähentämisen, kun valo ei pala ja kaikki kerätty energia voidaan käyttää puutarhan valaisemiseen. Lisätietoja suunnitteluprosessista löytyy blogistani: BashtelorOfScience.

Vaihe 1: Osat

Tarvitset nämä komponentit:

• 1x lasipurkki (saan niitä IKEA: sta)
• 1x SolarGardenJarLight -piirilevy
• 1x TP4054 -lataussäädin (IC1)
• 2x vastus, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x vastus, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x vastus, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondensaattori, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, vihreä (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-kanava, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED -nauha leikattu 3 LED -valoon (100 LEDiä metriä kohti)
• 1x ADXL345 kiihtyvyysmittari
• 1x litiumakku, 500mAh, enintään 40x40mm
• 1x aurinkopaneeli, 5V tai 5.5V, 45x45mm tai 60x60mm

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

Kaikki komponentit ovat saatavilla aliexpressissä eri toimittajilta. Tein PCB: n saataville likaisille PCB -levyille: sen voi tilata mustana tai valkoisena (saat 10 PCB: tä). Lyhdyn hinta, kun tilaat osia 10 kappaletta, on noin 12 dollaria.

Vaihe 2: Valmista Arduino pienitehoiseksi

Arduino Pro Mini vetää paljon lepovirtaa, koska siinä on virran merkkivalo, joka on aina päällä ja jännitesäädin on myös voiman nälkäinen peto, jos puhumme pienestä virrasta mikroampeerien luokassa. Sinun on poistettava nämä kaksi komponenttia. Arduinon klooneista on olemassa useita versioita. Yllä olevassa kuvassa merkitsin LEDin ja jännitesäätimen yleisimmin löydettyihin versioihin.

Irrota komponentit käyttämällä juotosrautaa ja laita komponenttien päälle paljon juotetta ja lämmitä ne hyvin. Puhdista tarvittaessa tyynyt jälkikäteen juotoskärjellä. On myös mahdollista poistaa osat raa'alla voimalla sivuleikkurilla tai veitsellä. Varo vain vahingoittamasta piirilevyä.

Nyt on myös hyvä aika ladata luonnos. Käytän Arduino IDE: n versiota 1.8.4, mutta sen pitäisi toimia myös uudemmissa tai vanhemmissa versioissa. Arduino Pro Minissä ei ole USB -liitäntää, joten sinun on käytettävä ulkoista USB -UART -muunninta. Hanki sellainen Arduinon suosikkitoimittajalta tai löydät ne alle 2 dollarilla aliexpressistä. Netissä on erilaisia opetusohjelmia Pro Minin ohjelmoinnista. Huomaa, että Arduno -kloonit eivät aina käytä samaa nastajärjestystä, joten tarkista johdotus ennen kuin liität sen. Varmista myös, että sinulla on oikea levy (Arduino Pro Mini) ja oikea prosessori, joka on valittu Arduino IDE Tools -valikosta (ATmega328P tai ATmega168P, 5V, 16MHz).

Vaihe 3: SMD -komponenttien juottaminen

Käytä yllä olevaa asettelukuvaa laittaaksesi kaikki komponentit oikeaan kohtaan. Komponenttien merkinnät ovat osaluettelossa vaiheessa 1.

Jos tarvitset kaaviota tai asettelua, voit ladata kotkan suunnittelutiedostot täältä.

Jotkut komponentit ovat melko pieniä ja niitä voi olla vaikea juottaa aloittelijalle. Käytän pienellä suuttimella varustettua ruiskua juotetahnan asettamiseen tyynyille ja sitten juotan komponentit takaisin kotitekoisen juotoslevyn avulla, mutta voit tietysti tehdä sen myös käyttämällä juotinta ja 0,8 mm: n (tai ohuempaa) juotoslankaa.

Kun kaikki komponentit on juotettu, käytä suurennuslasia tarkastaaksesi työsi ja tarkistaaksesi oikosulut erityisesti lataussäätimessä.

Vaihe 4: Juotos Arduino

Jotta voimme kommunikoida kiihtyvyysmittarin kanssa I2C -yhteyskäytännön kanssa, meidän on kytkettävä arduinon nastat A4 ja A5 piirilevyyn. Nämä nastat ovat yleensä suorittimen vieressä (katso kuva vaiheessa 2), mutta joillakin klooneilla ne ovat reunalla eivätkä aina samassa paikassa. Piirilevyrakenne toimii kaikkien eri versioiden kanssa: vakiomallissa, jonka nastat ovat suorittimen vieressä, lisää pinheader edellä kuvatulla tavalla.

Muissa versioissa voit liittää A4- ja A5 -nastat piirilevyn tyynyihin langan avulla. Katkaise johdot pituuteen juottamisen jälkeen.

Joissakin arduinoissa on nastatunnisteet juotettuna, joissakin ilman. Huomasin, että on helpointa juottaa otsikot puutarhapurkin kevyelle piirilevylle ensin ja lisätä sitten Arduino. Varmista vain, että otsikot on juotettu suoraan tai sinulla on vaikeuksia kiinnittää tapit tyynyihin.

Vaihe 5: Piirilevyn viimeistely

Juotettaessa ADXL345 -kiihtyvyysmittarimoduulia on tärkeää, että se on yhdensuuntainen piirilevyn kanssa. Paras tapa varmistaa tämä on asettaa moduuli suoraan piirilevylle ja asettaa tapin otsikko alhaalta kuvan mukaisesti. Lisää juote ylhäältä ja sen jälkeen, kun leikkaat otsikon alareunasta, lisää myös juote sinne.

Leikkaa kaikki tapit alapuolelta sivuleikkurilla ja laita sitten teippiä kaikkien nastojen päälle, jotta terävät tapit eivät käpristy akkuun ja oikosulku.

Viimeinen vaihe on lisätä LED -nauha. Varmista, että tyynyjen napaisuus on oikea ja kiinnitä huomiota datanapin suuntaan: sovita LED -nauhan nuolet piirilevyn nuolien kanssa.

Vaihe 6: Aurinkopaneeli ja akku

Kytke aurinkopaneeli noin 5 cm: n pituisilla kaapeleilla kahteen `` solar '' -patjaan ja kiinnitä huomiota plus- ja miinusmerkkeihin.

Viimeinen juotettava asia on akku. Ole erityisen varovainen: litiumparistoissa on paljon virtaa ja ne voivat saada PCB: n nousemaan savuun, jos vahingossa suljet jonkin verran jälkiä. Jos ei ole jo olemassa, laita teippi akun plusjohtoon tahattomien oikosulkujen estämiseksi. Juotos musta miinuskaapeli ensin, koska sitä on vaikeampi juottaa. Poista suojateippi punaisesta langasta ja juota se. Näet Arduino -kortin merkkivalon vilkkuvan hetkeksi, kun liität akun.

Jos olet jo ladannut luonnoksen Arduinolle, voit nyt kytkeä valon päälle napauttamalla toistuvasti piirilevyä kynsillä. Jos se ei toimi, sinun on aloitettava vianetsintä yleismittarilla. Tarkista ensin akun jännite. Jos virtaa ei ole, se voi olla suojaustilassa. Palaa aurinkopaneeliin kirkkaalla valolla, jotta akku poistuu tästä tilasta. Jos tämä ei auta ja virtalähde ei edelleenkään toimi, irrota akku ja tarkista piirilevystä oikosulku tai avoimet piirit kaavion avulla, kunnes löydät virheen.

Vaihe 7: Viimeistele valo

Kun piiri on testattu onnistuneesti, kiinnitä akku piirilevyn alapuolelle liimalla tai kaksipuolisella teipillä. Älä käytä vesipohjaista liimaa, kuten valkoista liimaa, koska se johtaa sähköä kuiviin asti. Paras käyttää on silikoni.

Kiinnitä aurinkopaneeli akun päälle ja käytä myös liimaa tai kaksipuolista teippiä, joka muodostaa mukavan pienen elektroniikkakerroksen. Vedä kaapelit pois ja kiinnitä ne liimalla ja anna kaiken kuivua. Testaa, toimiiko se edelleen, ennen kuin asennat sen purkkiin.

Vaihe 8: Kokoa purkki

Ota lasipurkki ja varmista, että aurinkopaneeli mahtuu kanteen. Voit periaatteessa käyttää mitä tahansa haluamaasi purkkia, kunhan se on ylhäältä läpinäkyvä ja vedenkestävä.

Edullinen liima on silikoni, koska se kestää helposti korkeita ja matalia lämpötiloja ulkona. Mitä läpinäkyvämpi, sitä parempi, mutta hieman maitomainen toimii hyvin, älä vain saa valkoista tai harmaata silikonia. Voit myös käyttää epoksia, mutta se voi haljeta lämpörasituksessa.

Laita lasille silikonia ja paina sitten liiman valoa aurinkopaneeli tietysti lasia kohti. Varmista, että se näyttää hyvältä ulkopuolelta, poista, puhdista toisto, jos sekoitit sen ja anna sen kuivua.

Aseta purkki aurinkoiseen paikkaan. Akun lataaminen täyteen kestää 2-3 päivää auringonvalossa ja vielä kauemmin, jos se asetetaan varjoon. Jos valo alkaa vilkkua punaisena, se tarkoittaa, että akku on tyhjä ja se tarvitsee enemmän valoa ladatakseen. Jos laitat valon pimeään paikkaan pitkäksi aikaa (eli useita viikkoja), akku voi tyhjentyä ja se on vaihdettava, joten varmista, että se saa tarpeeksi valoa ja se toimii vuosia.

Vaihe 9: Käyttöopas

Päällä

Valo syttyy automaattisesti aamunkoitteessa, jos se havaitsee heikossa valaistuksessa useita minuutteja ja akussa on tarpeeksi energiaa. Voit kytkeä valon käsin päälle napauttamalla yläosaa muutaman kerran tai ravistamalla purkkia voimakkaasti.

Vinossa

Valo sammuu automaattisesti noin kolmen tunnin kuluttua, kun se kytketään päälle manuaalisesti. Kun se käynnistyy automaattisesti, se toimii, kunnes akku on noin puoliksi tyhjä (joten voit silti kytkeä sen takaisin manuaalisesti). Jos haluat sammuttaa sen heti, käännä se ylösalaisin.

Vaihda väri

Voit muuttaa väriä yksinkertaisesti kallistamalla valoa. Siinä on kolme värinvaihtotilaa:

1. Muuta kirkkautta
2. Vaihda väri
3. Muuta värikylläisyyttä

Napauta kantta kerran vaihtaaksesi näiden tilojen välillä. Mitä enemmän kallistat, sitä nopeammin se muuttuu.

Kynttilätila

Vaihda tasaisen valon ja välkkyvän kynttilän välillä kaksoisnapauttamalla kantta. Värikylläisyys ja kirkkaus palautetaan oletusarvoille (maksimi), kun vaihdetaan kynttilästä vakiotilaan.