Fargerikt Solar Garden Jar Light: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Den enkleste måten å lage et solcarglass på er å demontere en av de billige solcellelampene og fikse den i en glassburk. Som ingeniør ønsket jeg noe mer sofistikert. De hvite lysene er kjedelige, så jeg bestemte meg for å snurre mitt eget design basert på en Arduino, RGB -lysdioder og en sensor, slik at fargen kan endres ved å vippe lyset.

Solcellen lader litiumbatteriet og fungerer også som en lyssensor for å slå på lyset automatisk når det blir mørkt. Jeg tok stor forsiktighet i designet for å redusere strømforbruket når lyset er slukket og all den høstede energien kan brukes til å lyse opp hagen din. Flere detaljer om designprosessen finner du på bloggen min: BashtelorOfScience.

Trinn 1: Deler

Du trenger disse komponentene:

• 1x glassburk (jeg får dem på IKEA)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x TP4054 ladekontroller (IC1)
• 2x motstand, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x motstand, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x motstand, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondensator, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, grønn (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-kanal, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED -stripe kuttet til 3 lysdioder (100 lysdioder per meter)
• 1x ADXL345 akselerometermodul
• 1x litiumbatteri, 500mAh, ikke større enn 40x40mm
• 1x solcellepanel, 5V eller 5.5V, 45x45mm eller 60x60mm

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

Alle komponentene er tilgjengelig på aliexpress av forskjellige leverandører. Jeg gjorde PCB tilgjengelig på dirtyPCB: den kan bestilles i svart eller hvitt (du får 10 PCB). Prisen per lanterne ved bestilling av deler til 10 stk er rundt 12 $.

Trinn 2: Forbered Arduino for lav effekt

Arduino Pro Mini trekker mye hvilestrøm fordi den har en LED på som alltid er på, og spenningsregulatoren er også et kraftsultent dyr hvis vi snakker lav strøm i størrelsesorden mikroforsterkere. Du må fjerne disse to komponentene. Det er flere versjoner av Arduino -kloner der ute. På bildet ovenfor merket jeg LED -en og spenningsregulatoren i de vanligste versjonene.

For å fjerne komponentene, bruk et loddejern og legg mye loddetinn på komponentene og varm dem godt opp. Rengjør eventuelt putene etterpå med loddetinn. Det er også mulig å fjerne komponentene brutal kraft med en sidekutter eller en kniv. Bare vær forsiktig så du ikke skader PCB.

Nå er det også en god tid å laste opp skissen. Jeg bruker versjon 1.8.4 av Arduino IDE, men den burde fungere i senere eller eldre versjoner også. Arduino Pro Mini har ingen USB ombord, så du må bruke en ekstern USB til UART -omformer. Få en fra din favoritt Arduino -leverandør, eller du kan finne dem for mindre enn 2 $ på aliexpress. Det er forskjellige opplæringsprogrammer på nettet om hvordan du programmerer Pro Mini. Vær oppmerksom på at Arduno -klonene ikke alltid bruker samme pin -rekkefølge, så sjekk ledningene før du kobler den til. Sørg også for at du har riktig kort (Arduino Pro Mini) og riktig prosessor valgt i Arduino IDE Tools -menyen (ATmega328P eller ATmega168P, 5V, 16MHz).

Trinn 3: Lodding av SMD -komponentene

Bruk layoutbildet ovenfor for å sette alle komponentene til riktig sted. Komponentbetegnelsene er i delelisten i trinn 1.

Hvis du trenger skjemaet eller oppsettet, kan du laste ned eagle -designfilene her.

Noen av komponentene er ganske små og kan være vanskelige å lodde for en nybegynner. Jeg bruker en sprøyte med en liten dyse for å sette loddepasta på putene og deretter reflow-lodde komponentene ved hjelp av min hjemmebryggede loddeplate, men selvfølgelig kan du også gjøre det med et loddejern og 0,8 mm (eller tynnere) loddetråd.

Etter lodding bruker alle komponenter et forstørrelsesglass for å inspisere arbeidet ditt og se etter kortslutninger, spesielt på ladekontrollen.

Trinn 4: Lodd Arduino

For å kommunisere med akselerometeret med I2C -kommunikasjonsprotokollen må vi koble pinnene A4 og A5 på arduinoen til kretskortet. Disse pinnene er vanligvis ved siden av prosessoren (se bildet i trinn 2), men på noen kloner er de på kanten og ikke alltid på samme sted heller. PCB -designet fungerer med alle forskjellige versjoner: for standardversjonen med pinnene ved siden av prosessoren, legg til pinheaderen som vist ovenfor.

For de andre versjonene kan du bruke et stykke ledning til å koble A4- og A5 -pinnene til putene på kretskortet. Klipp ledningene i lengde etter lodding.

Noen arduinoer kommer med pin -headers loddet, noen uten. Jeg fant ut at det er lettest å lodde hodene til hageskruen lys PCB først og deretter legge til Arduino. Bare sørg for at hodene er loddet rett inn, ellers vil du ha vanskelig for å montere pinnene i putene.

Trinn 5: Fullfør PCB

Ved lodding av ADXL345 -akselerometermodulen er det viktig at den er parallell med kretskortet. Den beste måten å sikre dette på er å plassere modulen direkte på kretskortet og sette inn pinnehodet nedenfra som vist på bildene. Tilsett loddetinn fra toppen, og etter å ha kuttet overskriften på undersiden, legg også til loddetinn der.

Klipp alle pinnene på undersiden med en sidekutter, og legg deretter litt tape på toppen av alle pinnene for å forhindre at de skarpe pinnene renner inn i batteriet og blir korte ut.

Det siste trinnet er å legge til LED -stripen. Sørg for at polene til putene er riktige, og vær oppmerksom på datapinnretningen: match pilene på LED -stripen med pilene på kretskortet.

Trinn 6: Solcellepanel og batteri

Bruk omtrent 5 cm lange kabler til å koble solcellepanelet til de to putene merket 'solar' og vær oppmerksom på pluss- og minussymbolene.

Det siste du skal lodde er batteriet. Vær ekstra forsiktig her: litiumbatterier har mye strøm og kan få PCB til å gå opp i røyk hvis du ved et uhell korte ut noen spor. Hvis ikke allerede, sett litt tape på den positive ledningen til batteriet for å forhindre utilsiktede kortslutninger. Lodd den svarte minuskabelen først fordi den er vanskeligere å lodde. Fjern beskyttelsestapen fra den røde ledningen og lodd den. Du vil se LED -en på Arduino -kortet blinke kort når du kobler til batteriet.

Hvis du allerede har lastet opp skissen til Arduino, kan du nå slå på lyset ved å trykke gjentatte ganger på kretskortet med en negl. Hvis det ikke fungerer, må du begynne å feilsøke med et multimeter. Kontroller først spenningen på batteriet. Hvis det ikke er strøm, kan det være i beskyttelsesmodus. Skinn litt sterkt lys på solcellepanelet for å få batteriet ut av denne modusen. Hvis dette ikke hjelper og det fortsatt ikke er strøm, kobler du fra batteriet og sjekker kretskortet for kortslutning eller åpne kretsløp ved hjelp av skjemaet til du finner feilen.

Trinn 7: Fullfør lyset

Etter vellykket testing av kretsen, fikser du batteriet til undersiden av kretskortet med lim eller dobbeltsidig tape. Ikke bruk vannbasert lim som hvitt lim fordi det er ledende til det er tørt. Det beste å bruke er silikon.

Fest solcellepanelet på toppen av batteriet, bruk også lim eller dobbeltsidig tape som danner en fin liten elektronisk sandwich. Ta bort kablene og fest dem med litt mer lim og la alt tørke. Test om det fortsatt virker før du monterer det i glasset.

Trinn 8: Monter krukken

Skaff deg glassburk og sørg for at solcellepanelet får plass i lokket. Du kan i utgangspunktet bruke en krukke du liker så lenge den er gjennomsiktig øverst og vanntett.

Det foretrukne limet er silikon fordi det lett tåler høye og lave temperaturer ute. Jo mer gjennomsiktig jo bedre, men den litt melkeaktige fungerer fint, bare ikke få hvit eller grå silikon. Du kan også bruke epoxy, men det kan sprekke under termisk belastning.

Legg litt silikon på glasset og trykk deretter lyset på limet med solcellepanelet mot glasset selvfølgelig. Sørg for at det ser pent ut fra utsiden, fjern, rengjør gjenta hvis du rotet det og la det tørke.

Plasser glasset på et solfylt sted. Det tar 2-3 dager med sollys for å lade batteriet helt opp og enda lenger hvis det plasseres i skyggen. Hvis lampen begynner å blinke rødt, betyr det at batteriet er tomt og at det trenger mer lys for å lade opp. Hvis du setter lyset på et mørkt sted i lang tid (dvs. flere uker) kan batteriet dø, og det må byttes ut, så sørg for at det får nok lys, så fungerer det i årevis.

Trinn 9: Brukerhåndbok

På

Lyset slås på automatisk ved daggry hvis det oppdager dårlige lysforhold i flere minutter og batteriet har nok energi lagret. For å slå på lyset manuelt, bare trykk på toppen noen ganger eller rist glasset kraftig.

Av

Lyset slås av automatisk etter omtrent tre timer når det slås på manuelt. Når den slås på automatisk, går den til batteriet er omtrent halvtomt (slik at du fortsatt kan slå det på igjen manuelt). For å slå den av umiddelbart, snu den opp ned.

Endre farge

For å endre fargen, vipper du bare lyset. Den har tre moduser for fargeendring:

1. Endre lysstyrken
2. Endre fargen
3. Endre fargemetning

Trykk på lokket én gang for å bytte mellom disse modusene. Jo mer du vipper, jo raskere endres det.

Lysmodus

For å veksle mellom konstant lys og flimrende lysmodus, dobbelttrykk på lokket. Metning og lysstyrke tilbakestilles til standard (maksimale) nivåer når du bytter fra stearinlys til jevn modus.