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[照明]给小黑屋装了个太阳能的小灯 [复制链接]

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离线gao346
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2018-03-10
  最近陪媳妇在丈母娘家坐月子,丈母娘家在五楼,楼下有自己的小屋,因建筑年代较早,设计不科学,小屋里没电,到小屋拿东西啊骑车子什么的黑漆漆的啥也看不见,每次都要掏手机来照明,感觉有个小灯就要方便多了。

  开始准备从5楼直接拉电下来,然而楼和小屋间还有8米左右的空地,5楼的高度也不小需要的线不少,细了成本低但容易断掉,粗了成本太高又没有必要,再者户外走线安全性也是问题,真有个熊孩子拉你家电线荡个秋千给电翻了就大条了。于是在家里翻了翻,找出坛子里撸的2块线的灯条、TP4056充电板、明装开关,咸鱼上淘的1元一块的太阳能电池板,不知道什么时间买的600mAh的锂电池,USB插座等零碎,准备攒个太阳能充电的小灯出来。

  开始考虑的比较简单,太阳能充电,开关亮灯就完活。后来又想到万一忘关开关了还得从5楼下来关灯,这个绝对不符合我懒惰的生活习惯,于是考虑设计成延时自动关闭的,这样即使忘关了也不用管它,不会把电池的电耗光了。这么简单的功能用普通RC延时电路就得,为了省电(毕竟只有600mAh的电池)采用CMOS门电路,最后定稿电路如下。

给小黑屋装了个太阳能的小灯
  太阳能电池板先接一个肖特基二极管(图里忘画了)到TP4056充电板,然后充电口直接接600mAh锂电,实测不充电时电池对充电板的放电电流为0(UT890D 微安档测的)。

RC延时部分的工作原理如下:

  K1刚接通时非门U1:D输出低电平,Q1关闭,C2因为没有电将U1:E输入端拉低,U1:E输出高电平,Q2导通,灯条发光。

  当C2充电到门电路高电平阀值时,U1:E输出低电平,Q2截止,灯条熄灭。此时电路静态电流<1uA。

  当开关K1断开时,U1:D输入端被电阻R1拉低,U1:D输出高电平,Q1导通,C2被快速放电,这样开关间隔短时不会因为C2中残留电量太多影响延时时间。同时为防止C2在充满电的时Q2导通可能会因为瞬间电流过大炸掉,加了电阻R2(2欧)限流,这样即使C2在满电时最大电流不过4.2V/ 2欧=2.1A,完全在si2300的允许范围内。

  为了省电,非门选用的CMOS电路,手头有74HC04,也可以用CD4069或CD40106之类的常见的门电路。Q1和Q2选择的是场效应管,这样静态电流可以极低。我这里用的是si2300,最大电流应该是3A左右,已经想不起来是什么时间买的了,灯条工作电流才120mA左右,有点大材小用了,不过为了省电,还是用它了。

  延时时间开始定的是1小时,RC延时电路经过计算电阻用1M的,电容3600uf。后来手头没有合适的电容,只找到以前在旧主板上拆下来的1500uF的,实测单只电容延时时间在20~25分钟左右,于是改用三个电容,然后先只接一只,留了两个跳线,使用一段时间如果感觉时间不够的话也可以随时改成延时40分钟或1小时的。

  电路非常简单,用洞洞板一会儿就搞定。最后把所有东东组合到一起就是下面这个样子了。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  来张大图,空间利用的还是比较充分的。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  实测静态电流0.58uA,几乎不耗电,达到了预期的设计目的。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  3D打印太阳能板安装座,怕夏天太热给晒变形了,没敢用黑色的材料。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  安上太阳能板,大小正好。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  太阳能板安装在门上方,理想状态下晒15小时可以充满,实际上早晚光线不足,晒三、四天能充满就不错了。不过电池已经预先充好电了,每次开灯的时间也就几分钟,应该可以保证日常使用的消耗而不会没电了。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  开关装在门口,方便使用。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  下面是没开灯时小屋里的情况,呵呵 ,不用怀疑,晚上去就是这样的,白天把门开到最大也才刚能看到最里面的东西。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  开灯后屋里就有光了,虽然不是太亮,但最起码找个东西什么的没什么问题了,要想看书写字什么的还是老老实实回家去吧。

给小黑屋装了个太阳能的小灯

  至此大功告成,具体使用效果如何有待时间的考验了。


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