Подсветка сада в ночное время — оригинальное решение на зависть всем соседям. Но даже на маленьком участке придётся растягивать провода, чтобы обеспечить равномерное распределение освещения, а в случае с большим такая затея вообще может показаться сомнительной. Выходом из ситуации может стать садовый светильник на солнечных батареях, который можно сделать своими руками.
Содержание
Как работает светильник на солнечных батареях
Конструкция светильника
Садовый светильник — это небольшой декоративный фонарик на столбике (или без него), предназначенный для освещения в ночное время дорожек, клумб, грядок или фасадов.
Классический светильник состоит из 3-х элементов:
- Плафон, в котором размещаются светодиоды или лампочки.
- Ножка, на которой размещён плафон. Она вставляется в землю, выступая опорой всей конструкции.
- Электронная часть — «внутренности светильника»: приборы освещения, микросхемы, транзисторы и пр.
В нашем случае сюда обязательно добавляется солнечная панель и аккумулятор.
Как работает солнечный светильник
Тут заложен очень простой принцип:
- В дневное время солнечный свет попадает на фотоэлемент.
- Благодаря полученной энергии заряжается аккумулятор.
- Как только темнеет, накопленная энергия начинает питать светодиод, и фонарик горит.
Чтобы свет не горел днём в схеме предусмотрен транзисторный ключ. При достаточном напряжении от солнечной панели он перекрывает ток к светодиоду, чтобы всё уходило только на зарядку аккумулятора. Как только темнеет и напряжение фотоэлемента падает, происходит переключение: ток идёт от аккумулятора на светодиод.
Из чего сделать светильник для сада
Теперь пройдёмся подробнее по всем компонентам светильника на солнечных батареях.
1. Плафон
В качестве плафона можно использовать практически любую небольшую стеклянную ёмкость, которая есть под рукой:
- Флакон.
- Стакан.
- Рюмка.
- Банка из-под кофе.
- Банка для закаток.
- Баночка из-под приправ.
- Бутылка из-под напитка.
С учётом свойств поверхности выбранного плафона вы получите разные световые рисунки.
Пластиковые ёмкости тоже подойдут, но лучше остановиться на стекле, которое не будет мутнеть из-за постоянного воздействия солнечного света.
2. Солнечные элементы
А вот фотоэлементов под рукой чаще всего не оказывается. Но купить их несложно практически в любом популярном интернет-магазине. Дешевле всего заказывать на Aliexpress, но чтобы долго не ждать можно воспользоваться отечественными магазинами OZON, Wildberries или Яндекс Маркет.
Лучше покупать модули с совокупным напряжением не ниже 5 вольт, а мощность рассчитывайте от ёмкости аккумулятора. Рекомендуем взять солнечные батареи с запасом, учитывая вероятность брака или необходимость усовершенствования конструкции.
3. Аккумулятор
Подойдёт литий-ионный аккумулятор с напряжением 3,6 вольт. Ёмкость рассчитывайте от мощности светодиодов в светильнике, помноженной на нужное количество часов работы + 30%.
Важно! Аккумулятор быстро выходит из строя из-за воздействия минусовых температур, поэтому зимой светильники использовать не получится.
4. Светодиоды
Хорошим вариантом по яркости станут светодиоды BL-L513. На один светильник можно установить 3-4 таких светодиода для хорошего освещения. Лучше тоже взять с запасом и протестировать их яркость в естественных условиях. Так вы поймёте, сколько нужно светодиодов на светильник и сможете рассчитать мощность фотоэлементов и ёмкость аккумулятора.
5. Резисторы и транзисторы
Для каждого светильника:
- Транзистор 2N4403.
- Выпрямительный диод 1N5391 или КД103А.
- Резистор с номиналом, рассчитанным по формуле: R = Напр. аккумулятора х 100/Кол. светодиодов х 0,02.
- Токоограничивающий резистор на 33 Ом для каждого светодиода.
6. Ножка
Это не обязательный элемент, ведь готовый светильник можно просто поставить на землю или подвесить над клумбой.
В качестве материала для ножки можно использовать, например, обрезки полипропиленовых водопроводных труб или просто деревянные колышки.
Рекомендуем: Как собрать зарядку для телефона на солнечной энергии
Сборка
Схема садового светильника на солнечных батареях
Тут всё на уровне для начинающих.
Работает схема так:
- Фотоэлемент S на протяжении светового дня преобразует солнечную энергию в электрическую.
- Ток поступает через диод D1 на аккумулятор А.
- Транзистор T1 находится в закрытом состоянии, потому что к нему через резистор R1 приложен положительный потенциал от солнечной панели.
- Благодаря закрытому транзистору R1 светодиод D2 не горит.
- Когда на улице темнее и положительный потенциал падает, транзистор открывается и светодиод D2 начинает получать питание от аккумулятора.
- Светильник горит.
- Диод D1 не позволяет аккумулятору разряжаться через фотомодуль.
- Как только солнечный свет снова поступает на солнечную панель, положительный потенциал закрывает транзистор, светодиод D2 перестаёт работать, а аккумулятор начинает заряжаться.
Собираем электронную часть
Для работ понадобится стандартный паяльный набор, нож, пинцет и провода.
Соединить все компоненты можно двумя способами:
- На монтажной плате. Вариант для любителей грамотной организации электронных схем. Так все узлы будут наглядно скомпонованы.
- Навесным способом. Учитывая, что схема несложная и у компонентов длинные ножки, то можно обойтись и без платы, соединив всё «напрямую».
Пайка всей цепи производится по вышеприведённой схеме.
Сборка корпуса
Солнечная панель должна располагаться на плафоне, наверху которого необходимо просверлить отверстие. Через него пропускаем провода от панели. Фотоэлемент можно зафиксировать с помощью герметика.
Все швы нужно герметизировать, чтобы влага не попадала внутрь конструкции.
Светодиоды размещаются в прозрачной части плафона, а аккумулятор и прочую электронику лучше спрятать от солнца. Это может быть, например, крышка банки, которую вы используете в качестве плафона.
Для размещения светодиодов можно использовать подобную сердцевину:
Стойка крепится к нижней части плафона. Способ соединения зависит от того, из чего у вас плафон и какая стойка. Если у плафона зауженное горлышко, то можно сделать наплыв пластиковой трубки, которая используется в качестве стойки. Кстати, полость в такой ножке хорошо подойдёт для размещения электроники.
Нижняя часть стойки обрезается под углом, чтобы её можно было вставить в землю.
Если светильник в тени
В саду много теней, а значит место размещения светильника может быть недостаточно освещено в течение дня и аккумулятор может не зарядиться полностью.
Сразу нужно сказать, что даже в тени фотомодули работают, пусть и не на полную мощность. Для начала лучше провести тестовую зарядку аккумулятора от солнечной панели, разместив их в месте, где планируется поставить светильник. Вполне возможно, что такого солнечного освещения будет достаточно для полной зарядки.
Рекомендуем: От чего зависит эффективность солнечных панелей
В противном случае нужно располагать светильник в другом месте или выносить солнечные панели на свет. Хорошим вариантом для её расположения станут:
- Стена или крыша ближайшей постройки.
- Столб.
- Дерево.
Важно, чтобы солнечный модуль располагался как можно ближе к светильнику, т.к. из-за длинных проводов будут большие энергопотери.
Имея даже начальные знания в соединении электронных схем, вы сможете с лёгкостью сделать садовый светильник на солнечных батареях своими руками. В итоге вы не только украсите свой сад оригинальным способом, но и пополните коллекцию электронных самоделок.
