Krāsains saules dārza burkas apgaismojums: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Vienkāršākais veids, kā padarīt saules burkas gaismu, ir izjaukt vienu no šīm lētajām saules dārza lampām un nostiprināt to stikla burkā. Kā inženieris es gribēju kaut ko sarežģītāku. Šīs baltās gaismas ir garlaicīgas, tāpēc es nolēmu pagriezt savu dizainu, kura pamatā ir Arduino, RGB gaismas diodes un sensors, lai krāsu varētu mainīt, vienkārši noliekot gaismu.

Saules baterija uzlādē litija akumulatoru un kalpo arī kā gaismas sensors, lai automātiski ieslēgtu gaismu, kad tas kļūst tumšs. Es ļoti rūpējos par dizainu, lai samazinātu enerģijas patēriņu, kad gaisma ir izslēgta un visu iegūto enerģiju var izmantot, lai apgaismotu jūsu dārzu. Sīkāku informāciju par projektēšanas procesu var atrast manā emuārā: BashtelorOfScience.

1. darbība: detaļas

Jums būs nepieciešami šādi komponenti:

• 1x stikla burka (es tos saņemu IKEA)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x TP4054 uzlādes kontrolieris (IC1)
• 2x rezistors, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x rezistors, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x rezistors, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kondensators, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, zaļa (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, P-kanāls, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED sloksne sagriezta līdz 3 gaismas diodēm (100 LED uz metru)
• 1x ADXL345 akselerometra modulis
• 1x litija akumulators, 500mAh, ne lielāks par 40x40mm
• 1x saules panelis, 5V vai 5.5V, 45x45mm vai 60x60mm

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

Visi komponenti ir pieejami aliexpress no dažādiem piegādātājiem. Es padarīju PCB pieejamu netīriem PCB: to var pasūtīt melnā vai baltā krāsā (jūs saņemsiet 10 PCB). Lukturu cena, pasūtot detaļas pa 10 gabaliem, ir aptuveni 12 USD.

2. darbība: sagatavojiet Arduino mazjaudai

Arduino Pro Mini patērē daudz mierīgas strāvas, jo uz tā ir vienmēr ieslēgta barošanas gaismas diode, un sprieguma regulators ir arī jaudas izsalcis zvērs, ja mēs runājam par mazu strāvu mikroampēru secībā. Jums ir jānoņem šie divi komponenti. Ir vairākas Arduino klonu versijas. Iepriekš redzamajā fotoattēlā es atzīmēju gaismas diodi un sprieguma regulatoru visbiežāk sastopamajās versijās.

Lai noņemtu komponentus, izmantojiet lodāmuru un uzlieciet uz detaļām daudz lodēšanas un labi sasildiet. Ja nepieciešams, pēc tam notīriet spilventiņus ar lodēšanas dakti. Ir iespējams arī noņemt brutālo spēku ar sānu griezēju vai nazi. Vienkārši uzmanieties, lai nesabojātu PCB.

Tagad ir piemērots laiks arī skices augšupielādei. Es izmantoju Arduino IDE 1.8.4 versiju, bet tai vajadzētu darboties arī jaunākās vai vecākās versijās. Arduino Pro Mini nav USB, tāpēc jums ir jāizmanto ārējs USB uz UART pārveidotājs. Iegūstiet vienu no iecienītākā Arduino piegādātāja, vai arī varat tos atrast aliexpress par mazāk nekā 2 ASV dolāriem. Tiešsaistē ir dažādas apmācības par to, kā programmēt Pro Mini. Ņemiet vērā, ka Arduno kloni ne vienmēr izmanto vienu un to pašu tapu secību, tāpēc pirms pievienošanas vēlreiz pārbaudiet vadu. Pārliecinieties arī, vai jums ir pareiza tāfele (Arduino Pro Mini) un pareizais procesors, kas izvēlēts Arduino IDE Tools izvēlnē (ATmega328P vai ATmega168P, 5V, 16MHz).

3. solis: SMD komponentu lodēšana

Izmantojiet iepriekš redzamo izkārtojuma attēlu, lai visas sastāvdaļas novietotu pareizajā vietā. Komponentu apzīmējumi ir detaļu sarakstā 1. darbībā.

Ja jums nepieciešama shēma vai izkārtojums, šeit varat lejupielādēt ērgļa dizaina failus.

Dažas sastāvdaļas ir diezgan mazas, un iesācējam tās var būt grūti pielodēt. Es izmantoju šļirci ar nelielu sprauslu, lai uz spilventiņiem uzliktu lodēšanas pastu un pēc tam atkārtoti pielodētu komponentus, izmantojot manu mājās gatavoto lodēšanas plāksni, bet, protams, to var izdarīt arī, izmantojot lodāmuru un 0,8 mm (vai plānāku) lodēšanas stiepli.

Pēc visu sastāvdaļu lodēšanas izmantojiet palielināmo stiklu, lai pārbaudītu savu darbu un pārbaudītu, vai nav īssavienojumu, īpaši uzlādes kontrollerī.

4. solis: lodējiet Arduino

Lai sazinātos ar akselerometru ar I2C sakaru protokolu, mums ir jāpievieno arduino tapas A4 un A5 PCB. Šīs tapas parasti atrodas blakus procesoram (skat. Fotoattēlu 2. solī), bet dažiem kloniem tās atrodas malā un arī ne vienmēr vienā vietā. PCB dizains darbojas ar visām dažādām versijām: standarta versijai ar tapām blakus procesoram pievienojiet pinheader, kā parādīts iepriekš.

Citām versijām varat izmantot stieples gabalu, lai savienotu A4 un A5 tapas ar PCB spilventiņiem. Pēc lodēšanas nogrieziet vadus garumā.

Dažiem arduino komplektiem ir pievienoti tapas galvenes, daži bez. Es atklāju, ka visvieglāk ir vispirms lodēt galvenes dārza burkas gaismas PCB un pēc tam pievienot Arduino. Vienkārši pārliecinieties, ka galvenes ir pielodētas taisni, pretējā gadījumā jums būs grūti ievietot tapas spilventiņos.

5. solis: PCB apdare

Lodējot ADXL345 akselerometra moduli, ir svarīgi, lai tas būtu paralēls PCB. Labākais veids, kā to nodrošināt, ir novietot moduli tieši uz PCB un ievietot tapas galviņu no apakšas, kā parādīts fotoattēlos. Pievienojiet lodēšanu no augšas un pēc galvenes sagriešanas apakšējā pusē pievienojiet arī lodēšanu.

Izgrieziet visas tapas apakšējā pusē ar sānu griezēju, pēc tam uzlieciet skotu lentes virs visām tapām, lai asās tapas nesakristu akumulatorā un neveidotos īss.

Pēdējais solis ir pievienot LED sloksni. Pārliecinieties, vai spilventiņu polaritāte ir pareiza, un pievērsiet uzmanību datu tapas virzienam: saskaņojiet bultiņas uz LED sloksnes ar bultiņām uz PCB.

6. solis: saules panelis un akumulators

Izmantojiet aptuveni 5 cm garus kabeļus, lai savienotu saules paneli ar diviem spilventiņiem, kas apzīmēti ar “saules”, un pievērsiet uzmanību plus un mīnusa simboliem.

Pēdējā lieta, ko pielodēt, ir akumulators. Esiet īpaši piesardzīgs: litija baterijām ir daudz jaudas, un, ja nejauši nokļūstat dažās pēdās, jūsu PCB var kļūt dūmos. Ja vēl nav, uzlieciet līmlenti uz akumulatora pozitīvā vada, lai novērstu nejaušus īssavienojumus. Vispirms pielodējiet melno mīnusa kabeli, jo to ir grūtāk lodēt. Noņemiet aizsarglenti no sarkanā stieples un pielodējiet to. Kad pievienosit akumulatoru, jūs redzēsiet, ka LED uz Arduino plates īsi mirgo.

Ja jau esat augšupielādējis skici Arduino, tagad varat ieslēgt gaismu, atkārtoti pieskaroties PCB ar nagu. Ja tas nedarbojas, jums jāsāk atkļūdošana, izmantojot multimetru. Vispirms pārbaudiet akumulatora spriegumu. Ja nav strāvas, tas var būt aizsardzības režīmā. Izgaismojiet saules paneļa spilgtu gaismu, lai izņemtu akumulatoru no šī režīma. Ja tas nepalīdz un joprojām nav strāvas, atvienojiet akumulatoru un ar shēmas palīdzību pārbaudiet, vai PCB nav īssavienojumu vai atvērtu ķēžu, līdz atrodat kļūdu.

7. solis: pabeidziet gaismu

Pēc veiksmīgas ķēdes pārbaudes piestipriniet akumulatoru pie PCB apakšējās puses, izmantojot līmi vai divpusēju lenti. Nelietojiet līmi uz ūdens bāzes, piemēram, balto līmi, jo tā ir vadoša līdz izžūšanai. Vislabāk izmantot silikonu.

Piestipriniet saules paneli akumulatora augšdaļā, norādiet arī līmi vai divpusēju lenti, veidojot jauku mazu elektronikas sviestmaizi. Noņemiet kabeļus un salabojiet tos ar vēl kādu līmi un ļaujiet visam nožūt. Pirms ievietošanas burkā pārbaudiet, vai tas joprojām darbojas.

8. solis: samontējiet burku

Paņemiet stikla burku un pārliecinieties, vai saules panelis iederas vākā. Būtībā jūs varat izmantot jebkuru burku, kas jums patīk, ja vien tā ir caurspīdīga augšpusē un ir ūdensnecaurlaidīga.

Vēlamā līme ir silikons, jo tā var viegli izturēt augsto un zemo temperatūru ārā. Jo caurspīdīgāks, jo labāk, bet nedaudz pienains darbojas labi, vienkārši nesaņemiet ne baltu, ne pelēku silikonu. Jūs varat arī izmantot epoksīdu, bet tas var saplaisāt termiskā sprieguma ietekmē.

Uz stikla uzklājiet silikonu un pēc tam nospiediet gaismu uz līmes, protams, saules panelis vērsts pret stiklu. Pārliecinieties, ka tas izskatās jauki no ārpuses, noņemiet, notīriet atkārtojumu, ja to sajaucāt, un ļaujiet tai nožūt.

Novietojiet trauku saulainā vietā. Lai pilnībā uzlādētu akumulatoru, ir nepieciešamas 2-3 dienas saules gaismas un pat ilgāk, ja tas ir novietots ēnā. Ja indikators sāk mirgot sarkanā krāsā, tas nozīmē, ka akumulators ir izlādējies un tam ir nepieciešams vairāk gaismas, lai to uzlādētu. Ja ilgu laiku (t.i., vairākas nedēļas) novietojat gaismu tumšā vietā, akumulators var nomirt un tas ir jānomaina, tāpēc pārliecinieties, vai tas saņem pietiekami daudz gaismas un tas darbosies gadiem ilgi.

9. darbība: lietotāja rokasgrāmata

Ieslēgts

Gaisma automātiski ieslēdzas rītausmā, ja tā vairākas minūtes nosaka vājus apgaismojuma apstākļus un akumulatoram ir pietiekami daudz enerģijas. Lai manuāli ieslēgtu gaismu, dažas reizes pieskarieties augšpusē vai krasi sakratiet burku.

Izslēgts

Gaisma automātiski izslēdzas apmēram pēc trim stundām, kad to ieslēdz manuāli. Kad tas tiek automātiski ieslēgts, tas darbojas, līdz akumulators ir aptuveni pustukšs (lai jūs to joprojām varētu manuāli ieslēgt). Lai to nekavējoties izslēgtu, pagrieziet to otrādi.

Mainīt krāsu

Lai mainītu krāsu, vienkārši nolieciet gaismu. Tam ir trīs krāsu maiņas režīmi:

1. Mainiet spilgtumu
2. Mainiet krāsu
3. Mainiet krāsu piesātinājumu

Pieskarieties vākam, lai pārslēgtos starp šiem režīmiem. Jo vairāk jūs noliecat, jo ātrāk tas mainās.

Sveču režīms

Lai pārslēgtos starp nepārtrauktas gaismas un mirgojošas sveces režīmu, vienkārši divreiz pieskarieties vākam. Pārslēdzoties no sveces uz nemainīgu režīmu, piesātinājums un spilgtums tiek atiestatīti uz noklusējuma (maksimālo) līmeni.