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    太陽能燈的制作
     
    發布時間:2015.12.15 新聞來源:東莞市嘉皓五金電子有限公司
     
    野外照明好幫手——太陽能燈的制作
    太陽能已經成為人們耳熟能詳的時髦詞語,太陽能甚至成為現在綠色能源的代名詞。但是不知道你對太陽能究竟了解多少呢?在生活中我們是如何利用太陽能轉化成我們生活中所需的各種能源的呢?

    筆者為大家介紹一款采用LED發光的太陽能燈。它的工作原理是利用一塊太陽能電池板白天吸收陽光,將吸收的光能轉化為電能存儲在蓄電池中,晚上當需要照明時,利用白天存儲的電能就可方便使用,而不需要另用電源。即使在沒有陽光的環境中,利用普通的發光源(暖光源)也可以充電。改制后的臺燈具有安全,環保,節能,亮度高,壽命長等優點。特別適合于不方便取電的場所。如野外、校園宿舍等,且攜帶方便。相信這款改制后的LED太陽能燈會受到廣大戶外活動人員和學生的歡迎。
    筆者希望通過這個制作把讀者引入到太陽能應用的熱點話題上,引發大家對太陽能更多的興趣。這個制作由一個控制電路、一塊太陽能電池板、LED燈組成。首先帶大家了解一下制作所需的各種材料。

    材料選用
    1. 太陽能電池板的選擇
    太陽能電池板材料一般為單晶硅或多晶硅,市面上比較普遍的為多晶硅。根據充電電池的電壓和容量來進行太陽能電池板電壓、電流的選用,本文選用的是3.5V、400mA的。讀者在購買太陽能電池板時還應該注意電池板的其他參數,如太陽能電池板一定要有弱光特性。當光線低于60LUX 時,端電壓為2.2V或以下,當正午陽光為3萬~3.5萬LUX時電壓為3.5V左右,電流達到400mA左右。
    技術參數如下:
    (1) 太陽能電池板輸出電壓:3.5V
    (2) 太陽能電池板輸出電流:400mA
    (3) 強光電壓:3.5V
    (4) 弱光電壓:0.7-2.2V范圍內選擇



    2. 充電電池的選擇
    充電電池選用鎳氫環保電池,鎳氫電池具有體積小容量大,符合國家環保標準等優點,在采購電池時應注意:
    標有Ni-MH的為鎳氫電池,標有Ni-CD的為鎳鎘電池,AA通常指5#電池,AAA通常指7#電池,在設計產品時電池充電電壓與太陽能板所產生的電壓相匹配即可。在本制作中,我們設計選用NI-MH/AA/2000mA/1.2V 鎳氫電池,因為鎳鎘電池的容量有限一般在300~800mA范圍內。鎳鎘電池不是環保電池,且充電時帶記憶效應,所以我們建議不選用。鎳氫AA電池容量在300~2700mA范圍內,符合ROHS產品出口要求。



    3.光源選用
        光源選用LED作為照明的負載,市面上常見的LED顏色一般為:紅色、黃色,白色、綠色、藍色。其中紅色和黃色電壓一般為:1.8~2.2V范圍,電流20mA,白色,綠色,藍色為3.0~3.3V范圍內,電流為20mA,注意在設計電路時LED的電流不要超過20mA。
    本文實例中筆者選用了12顆LED并聯。LED型號如下:
    1.直徑¢5MM,鋼盔封裝直插式;
    2.色溫4000-5000K(發冷白光); 
    3.亮度2000-2700MCD。
    建議不要用草帽封裝LED,因為草帽封裝LED會產生陰影,影響光源效果。

      制作電路
    筆者先制作了 LED電路,其接線圖見圖4。

    筆者自制的LED燈板如圖5所示。


    圖6是筆者設計的太陽能電池板的控制電路,電路所需元件詳細列表及該電路的PCB文件可以到本刊網站下載,該電路的實物圖片見圖7。

    打開SWITCH電源開關后,白天太陽能板受到強光線電壓變高,IC端電壓也變高,通過IC內部處理控制負載斷開,此時太陽能板只為電池充電。當傍晚光線低于60LUX時,太陽能受光變小,通過IC停止充電,此時IC接通電池對負載放電,一切過程都是自動完成。調整 R1、L1大小可以調節電流大小,L1大,電流小,R1大,電流大。 調整R8、R7比例可以對電池過放電保護電壓,R8大,過放保護電壓大,R8小,過放保護電壓小。
    筆者把該電路、太陽能電池板、LED燈板裝到普通臺燈上,可以作為很多大學生宿舍的晚間照明用,見圖8。

    筆者采用的都是貼片設計,對于普通電子愛好,可以依照參數替換成便于業余條件下焊接的普通元器件。該電路中的IC是筆者定制的一款芯片,可以實現太陽能弱光檢測、恒流/恒壓輸出、蓄電池過放電檢測、升壓等功能。如果讀者要進行IC替換需要考慮上述功能的實現。因為此電路的設計有筆者一定的專利版權,所以對這個電路設計有興趣的讀者可以通過編輯部與筆者具體溝通。
    讀者可以根據此電路,延伸設計出更多的太陽能控制產品,如:太陽能手機充電器、太陽能草坪燈、太陽能路燈、太陽能圣誕燈、太陽能蠟燭燈、太陽能戶外玻璃蘑菇燈、太陽能池塘荷花、太陽能手電筒、太陽能自行車尾燈……
    本文章發表于無線電雜志2009年第八期

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