Yx8018 dc-dc преобразователь повышающий для солнечной панели

Содержание

Критерии выбора деталей и цены

Выбор деталей зависит от того, насколько мощный светильник вы намереваетесь изготовить. Приводим конкретные номиналы для самодельного осветительного прибора мощностью 1 Вт и интенсивностью светового потока 110 Лм.

Так как в вышеприведенной схеме отсутствуют элементы контроля уровня заряда аккумуляторной батареи, то, прежде всего, необходимо обратить внимание на выбор солнечной батареи. Если выбрать панель со слишком маленьким током, то за световой день она просто не успеет зарядить аккумулятор до нужной емкости

И наоборот слишком мощная световая панель может перезарядить батарею за время светового дня и привести ее в негодность. Вывод: ток, вырабатываемый панелью, и емкость аккумулятора должны соответствовать друг другу. Для грубого расчета можно воспользоваться соотношением 1:10. В нашем конкретном изделии мы используем солнечную панель с напряжением 5 В и вырабатываемым током 150 мА (120-150 рублей) и аккумуляторную батарею форм-фактора 18650 (напряжением 3,7 В; емкостью 1500 мАч; стоимостью 100-120 рублей).

Также для изготовления нам понадобятся:

Диод Шоттки 1N5818 с максимальным допустимым прямым током 1 А – 6-7 рублей. Выбор именно этой разновидности выпрямительной детали обусловлен низким падением напряжения на нем (около 0,5 В). Это позволит использовать солнечную панель наиболее эффективно.
Транзистор 2N2907 с максимальным током коллектор-эмиттер до 600 мА – 4-5 рублей.
Мощный белый светодиод TDS-P001L4U15 (интенсивность светового потока – 110 Лм; мощность – 1 Вт; рабочее напряжение – 3,7 В; потребляемый ток – 350 мА) – 70-75 рублей.

Важно! Рабочий ток светодиода D2 (или суммарный общий ток при использовании нескольких излучателей) должен быть меньше максимального допустимого тока коллектор-эмиттер транзистора T1. Это условие с запасом выполняется для примененных в схеме деталей: I(D2)=350 мА

Батарейный отсек KLS5-18650-L (FC1-5216) – 45-50 рублей. Если при монтаже устройства аккуратно припаять провода к выводам аккумулятора, от покупки этого элемента конструкции можно отказаться.

Резистор R1 номиналом 39-51 кОм – 2-3 рубля.
Добавочный резистор R2 рассчитываем в соответствии с характеристиками применяемого светодиода.

Notes:

As in all the ALM labs we use the following terminology when referring to the connections to the M1000 connector and configuring the hardware. The green shaded rectangles indicate connections to the M1000 analog I/O connector. The analog I/O channel pins are referred to as CA and CB. When configured to force voltage / measure current —V is added as in CA-V or when configured to force current / measure voltage -I is added as in CA-I. When a channel is configured in the high impedance mode to only measure voltage -H is added as CA-H.

Scope traces are similarly referred to by channel and voltage / current. Such as CA-V , CB-V for the voltage waveforms and CA-I , CB-I for the current waveforms.

The circuits used in this Lab activity while generally low current can produce voltages beyond the 0 to 5 V analog input range of the ALM1000. Input voltage divider techniques as discussed in the document on ALM1000 analog inputs will be required. Refer to the document and construct and use input dividers before preforming any of these experiments with the ALM1000.

Принципиальная схема простого для повторения светильника

Приведенная ниже принципиальная схема светильника, работающего от энергии солнечного света весьма проста, и многократно опробована многочисленными любителями, специализирующихся на изготовлении полезных устройств своими руками.

Как она работает:

В дневное время солнечная панель (S) преобразует энергию световых лучей в электрическую.
Вырабатываемый ею ток через диод D1 заряжает аккумуляторную батарею (А).
Положительный потенциал, приложенный к базе через резистор R1, «удерживает» транзистор Т1 в закрытом состоянии и светодиод D2 не горит.
При значительном снижении освещенности солнечной панели транзистор открывается (из-за уменьшения положительного потенциала, приложенного к базе) и подключает светодиод D2 к аккумуляторной батарее. Светодиод начинает гореть.
Диод D1 препятствует разряду аккумулятора через солнечную панель.
С наступлением рассвета положительное напряжение, поступающее с «+» вывода солнечной панели на базу «закрывает» транзистор Т1 и светодиод D2 перестает гореть, а аккумуляторная батарея снова начинает заряжаться.

Background Basics:

When the current flowing in an inductor is quickly interrupted a large voltage spike is observed across the inductor. This large voltage spike can in fact be useful in some cases. One example is the DC to DC boost converter, which is a circuit that can create a larger DC voltage from a smaller one with very high efficiency. The basic idea is to combine an inductive spike generator with a rectifier circuit, as shown in figure 1. Whenever the transistor is abruptly turned off the voltage at the drain spikes up, the diode D₁ is forward biased and current will flow from the inductor to charge up the high capacitance storage capacitor C₂. When the drain voltage subsequently drops below the voltage on the capacitor, the diode is reverse biased and the output voltage remains constant. Just as in the chapter on AC power supplies, the output capacitor must be sized appropriately to minimize the ripple relating to the current flowing in the load. We will just use a small capacitor here and therefore the circuit will not be able to source a large output current.

Materials:

ADALM1000 hardware module

Solder-less breadboard and jumper wire kit

1 — 2N3904 small signal NPN transistor

1 — ZVN2110A NMOS FET (2N7000 or power FET device such as IRF510)

Various resistors

1 — 1mH inductor

Various capacitors

1 — HPH1-1400L (Coilcraft Hexapath inductor)

2 — rectifier diodes (1N4001, 1N3064)

Additional Equipment:

Small handheld DMM

battery holder for 2 AA cells to provide 3V

Пример использования

Перейдем к практическому использованию батареи. Проверяем напряжение холостого хода – 5 В, как и заявлено. Попробуем подключить к батарее светодиод (рис. 2).

Рисунок 2.

Мощность естественно зависит от освещенности. Ток КЗ на окне при ярком солнце 50-70 мА.

Проверим, насколько эффективно можно использовать данные солнечные батареи, точнее нескольких батарей, соединенных параллельно, для зарядки Li-ion аккумулятора 18650.

Список деталей:

солнечная батарея 5 В, 1.2 Вт — 4 шт;
Li-ion аккумулятор 18650 — 1 шт;
Модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 — 1 шт;

По документации рабочий ток 200 мА на одну батарею. Соединим 4 данных солнечных батареи параллельно и проверим ток кз. На окне при ярком солнце 150-220 мА. Для зарядки аккумулятора 18650 будем использовать модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 (рис. 3).

Рисунок 3.

Контроллер заряда TP4056 отключается от аккумулятора при достижении на аккумуляторе заряда в 4.2 В, при заряде сила тока постепенно понижается.

Схема подключения показана на рисунке 4.

Рисунок 4

Собираем схему (рис. 5) и приступаем к испытаниям.

Рисунок 5,6,7.

Выставляем устройство на солнце. Пошел процесс зарядки. Об окончании зарядки сигнализирует синий светодиод. Скорость зарядки очень сильно зависит от освещения.

Рисунок 8,9.

Контакты OUT+ и OUT- выводим на USB-разъем и можем использовать заряженный аккумулятор, например для зарядки телефона.

Simple inductor and switch DC/DC Converter:

Build the circuit in figure 1 on your solder-less breadboard. Note that in this inductor based DC to DC converter the spikes of current needed may exceed the limits of the onboard +5V supply causing it to shut down. You should use a standalone wall powered bench supply or batteries. You can use a 1N4001 or a 1N3064 for the rectifier diode. Start with a load resistance of 100 kΩ and a switching frequency of 2 kHz which can be supplied by the channel A voltage generator CA-V. What is the DC voltage of the “boosted” output? Record the value for your lab report.

Figure 1 Simple DC to DC converter

Now increase the frequency to 4, 6 and 8 KHz. Measure and record the output voltage again. Explain why it has changed? One advantage we have here is that we can control the time period between the peaks of the signal going into the rectifier; in the power supply lab, we were stuck with a 60 Hz source.

Next decrease the load resistance to 10 kΩ and again measure and record the output voltage.

Clearly what is needed if we want a constant output voltage is some active regulation to keep the voltage constant when the load resistance changes. A larger output capacitance to filter out the ripple would be a good addition as well. There are a few simple ways to implement the active regulation, and indeed there are a number of other interesting design considerations for DC to DC boost converters that you can read about if you are interested, but our goal here is really just to illustrate the concept, so the circuit shown in figure 1 is not optimal in any practical sense. With more careful design, boost converters can drive a much larger output current at very high conversion efficiency (very little wasted power).

Монтаж

Схема состоит из минимального количества элементов, поэтому монтаж можно без труда осуществить навесным способом. Длины «ножек» деталей будет вполне достаточно, чтобы произвести пайку без применения дополнительных проводов. После окончания монтажа и проверки работоспособности изготовленного светильника все места соединений следует заизолировать с помощью теплового карандаша или соответствующего герметика.

Для тех, кто предпочитает монтировать компоненты на печатной плате, могут сделать это, используя универсальную монтажную плату подходящих размеров или изготовленную самостоятельно.

Схема светильника на солнечной батарее: схемы и характеристики

Любое электронное и электротехническое устройство обладает определенными техническими характеристиками, которые зависят от компонентов, из которых они собраны.

В зависимости от используемых электронных частей, которые могут различаться по своим параметрам, при одинаковой электрической схеме устройства, в результате можно получить различные технические характеристики, определяющие возможность его использования.

Схема садового светильника

Конструктивно, садовый светильник, работающий на солнечной батарее, состоит из следующих частей:

Корпус – может быть различной конструкции, в зависимости от способа установки, материала, используемого при изготовлении и его предназначения.
Солнечная батарея – является источником питания электрического аппарата.
Источник света – электрическая лампа, как правило малой мощности (светодиод) и значительным световым потоком.
Устройства автоматики – датчики освещенности и движения, обеспечивают включение в темное время суток и при попадании движущегося объекта в зону охвата датчика, соответственно.
Аккумулятор (АКБ) – является накопителем электрической энергии, обеспечивающей работу источника света.
Электронный блок (контроллер) – отвечает за режим заряда аккумулятора и работу источника света.
Коммутационный аппарат – служит для отключения прибора, когда нет необходимости в его работе.

Схематически, садовый светильник, работающего на солнечной батарее, выглядит следующим образом:

На данном рисунке коммутационные устройства и средства автоматики не указаны. Принцип работы основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую, которое происходит внутри фотоэлементов, являющихся основой солнечной батареи.

Все элементы – АКБ, контроллер и источники света, помещаются в общий корпус, солнечная панель может в него встраиваться или быть выносной, в соответствии с конструкцией конкретной модели.

Схема светодиодного светильника

Схема светильника, у которого в качестве источника света, используются светодиоды, аналогична выше приведенной, с той лишь разницей, что при наличии нескольких светодиодов в одном светильнике, появляется возможность создать режим работы устройства, когда в зависимости от заданных параметров, светят лишь часть светодиодов или все их количество.

Простейшая электронная схема подобного устройства, может выглядеть следующим образом:

Работа светодиодов осуществляется от аккумуляторов, которые заряжаются от солнечной батареи. Стабилизаторы, диоды и катушки индуктивности, обеспечивают требуемые параметры напряжения в цепях питания и зарядки. Светодиоды светятся одновременно, при достаточном заряде аккумуляторных батарей.

Схема китайского светильника

Среди товаров, в конструкции которых предусмотрено электроснабжение электрических компонентов от солнечной батареи, большая доля принадлежит продукции китайских производителей, это относятся и к солнечным светильникам.

Схема подобных устройств может быть различна, в зависимости от требований, предъявляемых к конкретной модели. Принципиальная схема и внешний вид одной из моделей таких устройств, а именно — Solar Garden Light, приведены ниже.

В данной схеме предусмотрена установка выключателя, который позволяет выключать источник света в дневное время и включать, по мере необходимости.

Данная модель, изготавливается в виде «светильника на ножке», что позволяет ее устанавливать в любом удобном для эксплуатации месте и переустанавливать, по мере необходимости.

Внешний вид плафона и материал из которого он изготовлен, а также материал «ножки», могут быть различны, что отражается на стоимости, но не на технических характеристиках устройства.

alter220.ru

Adding active regulation:

Adding a voltage comparator to drive the CE input with feedback from the boosted output adds regulation to the circuit. A regulation scheme which includes a fixed voltage reference and an error amplifier is more complex but a simpler version can be made by adding just a couple of resistors and an NPN transistor to figure 6 which demonstrates the concept. Figure 9 shows the additional circuitry.

Figure 9 Adding negative feedback regulates the output voltage.

The regulated output voltage will be N times the V_BE of Q₁ (a 2N3904 works well). The multiplication factor N is set by the resistor divider ratio. Using the 10 K? potentiometer and the resistor values shown the output should be adjustable to a range of voltages around +5 V. The load regulation is fairly good up to the maximum current based on the chosen value for L₁ however, the temperature stability will be rather poor because of the strong negative TC of V_BE.

For Further Reading:

Return to Lab Activity Table of Contents

Создание светильника своими руками

Простые схемы садового фонаря на солнечной батарее могут быть собраны любым человеком, который имеет минимальные знания в этой области.

Выбор деталей для фонаря

Прежде чем начать покупку всех комплектующих для сбора светильников, необходимо учесть и количество, так как от этого будет зависеть мощность каждого из них, а значит, и комплектующие будут разные:

Первое, что необходимо – это купить преобразователь энергии. Батарея из поликристаллического кремния считается одной из лучших для таких целей. Ее вес очень мал, а защита от влаги и повреждений высока. К тому же мощность достаточная высокая.
Необходимостью является аккумулятор литий-ионный.
Далее необходим элемент освещения. В качестве него сейчас наиболее востребованным является обычный светодиод. Возможна установка светодиодной лампы, но затраты ее энергии неоправданно высоки. Освещение от солнечных батарей своими руками на основе обычного светодиода вполне хватит.
Последняя и самая жизненно важная часть устройства – это электронный модуль управления, состоящий из двух пар резисторов и пары транзисторов.

Подключение светодиода, аккумулятора и солнечной батареи осуществляется отдельно. Для сборки можно приобрести довольно дешевую и универсальную плату DIY PCB 42х25мм.

Китай ic транзисторов

Акб — 1 банка Ni-Cd. Илья Николаич. Солнечные элементы в них действительно имеются, типа тех что в калькуляторы тыкали раньше. Какие аккумы стоят не в курсе, да и тема была недавно про схему их зарядки. EvgeniS Участник. Регист 8 Авг Сообщения 2. Илья Николаич сказал а :. ADS Участник. Регист 25 Май Сообщения 1. Работают уже третий сезон. Зарядки в течении солнечного дня, хватает на всю ночь и более. Банка одна — Ni-Cd.

Светодиод один. Светимости в ночное время более чем достаточно. Фонарь сад. HJ-P 5х Покупались в году за р. Сейчас в продаже — пара за 90 р.. Регист 27 Фев Сообщения Вчера такие ремонтировал. При освещении светодиод гаснет и включается зарядка аккумуляторов. Регист 30 Май Сообщения 3. Sander , фонарик на солнечных батареях это мое изобретение еще в летнем фозрасте, по дефецитности батареек в совке. Явный прогресс на лицо, ты модернизировал идею китайскими АКБ.

Вот только нарисовал как всегда небркжно. Cейчас могут начаться международные дебаты между подписаным 1. Твой соратник куйню написал, а ты не смог по написанному немного паралельную схему нарисовать. Никель металлогидриды, никель-кадмий давно не в моде. Нужно в ногу со временем на литий-ионных, где 3. Как здоровье? CYB Команда форума. Регист 13 Апр Сообщения 7. Captain Игорь Команда форума. Регист 10 Янв Сообщения Sander , явно не ходил в кружок детского творчества.

Будет под рукой — сфотаю потроха, но там и в самом деле смотреть не на что. Captain сказал а :. Sander, явно не ходил в кружок детского творчества. Не спорьте. Сам не разбирал пока, но микс прислал фотку с микрой, которая там вроде разруливает заряд с разрядом.

Шот фотка не грузица — попробую попаздя. Не факт что в твоей то же что и «микс» прислал. Если микра,то схема такая. Angei Участник. Регист 24 Май Сообщения Angei , Всё правильно включено. Кнопка -выключатель. Отключает полностью устройство. Положение ON-Свет есть-светодиод не светит,идёт зарядка. Света нет- светодиод светит от акку. OFF всё отключено. Нет зарядки не светит светодиод. При свете не горит совсем.

В темноте- до утра,от одного акку на 1. Если весь день зарядка шла. Sander сказал а :. Ток зарядки аккумулятора перебъёт ток свечения светодиода? Sander писал: Ток зарядки аккумулятора перебъёт ток свечения светодиода? Там на самом деле никакой более электроники нет. Captain , В дневное время зарядка аккумулятора будет идти А дальше не догоняю. В ночное время аккумулятор будет разряжаться через Солнечную батареЮ Сопротивление солнечного элемента в темноте Аккумулятор на 1.

Да ещё и большим сопротивлением солнечной батареи. Sander , надуманное тобой фотосопротивление — кусок полупроводника с зависимым от освещения сопротивлением и фотодиод солнечная батарея пусть из страрых как ты диодов Д — с p-n переходом при фотовольтическом эффекте круто различаются по свойствам и назначению так же как ПТ c p-n и ОПТ. Что касаемо напряжения АКБ и напряжения при котором нормально светится светодиод. Связано с потенциальным барьером p-n перехода светодиода и излучаетельной рекомбинацией, как чем больше напряжение тем выше частота или короче длина волны излучения.

Добавлено Когда темно напряжение АКБ превышает напряжение батареи и светодиод становится прямосмещенным. Вот только там АКБ последовательно шт должно быть или какая одна хитрая банка. Регист 30 Июн Сообщения 4. У китайцев все проще!

Одна из базовых схем. Выше импульсный ток, выше отдача. Меньше нагрев и деградация кристалла. Вам необходимо войти или зарегистрироваться, чтобы здесь отвечать.

Материалы по теме

Импульсные преобразователи постоянного тока (DC/DC) DC DC CONVERTER CONTROL CIRCUITS

Супер!!! Освещать днем, затемнять ночью!!! Все гениальное просто!!!
Теперь я наконец понял, что такое «лампа дневного света»!!!
Упомянутое — не наш путь! Наши люди — значительно экономнее!
Наш, отечественный юный техник, ученик 5-го класса. покупает динамо-фонарик за 19 грн. (40-45 р. РФ) и… просто кладет его в карман. Экономия — 20 долларов на приобретении у зарубежных капиталистов солнечной панели и всяких диодов-резисторов. http://www.leroymerlin.ua/p/%D0%9B%D…4-307ee51a3035 .
Скажете — неудобно?
Под руководством пенсионера — бывшего учителя физики из школьного кружка «Очумелые ручки» ученик, выучив таки к 5-му классу таблицу умножения, подсчитывает работу, которую совершает его бабушка, открывая дверь в темную кладовую: 2 кгс усилия он умножает на 1 метр перемещения края двери и получает 20 джоулей.
Заглянув в школьный физический кабинет, ученик узнает, что 2 светодиода упомянутого фонарика при напряжении 2 вольта и силе тока 10 миллиампер имеют потребляемую мощность всего 20 мВт!
Открыв дверь всего 1 раз можно освещать кладовую целых 50 секунд — энергия в фонарике ведь не пропадает, а заряжает встроенный в китайский фонарик аккумулятор!
Теперь вся семья юного дарования во время утренней зарядки открывает и закрывает дверь в кладовую — папа ученика в перерыве футбольного матча пристроил таки динамо-фонарик к двери в кладовую!
А младший братик нашего школьника пристроил к этой же двери выключатель от дверки старого холодильника — при закрытой кладовой света в кладовке нету — аккумулятор фонарика не разряжается.
Сейчас уже собирают подписи под петициями в Правительство. Если каждый из 100 млн. жителей сэкономит всего по 100 ватт электричества, можно будет навсегда закрыть все электростанции страны!
Подробности и дальнейшие действия — https://www.youtube.com/watch?v=WVMolYlx-h8 .
А.Райкин хотел привязать к балерине динамомашину…
нафига козе баян а попу гармонь?
приемник можно питать свободной энергией и нафиг та солнечная панель
Приведите рабочий пример…детекторный приёмник,чур,не предлагать.

Как сделать садовый светильник на солнечных батареях

В саду, на даче, на приусадебном участке вечером должно быть освещение. Но как быть, если электроэнергия стоит дорого, нет возможности протянуть кабель на участке, а в темноте много не погуляешь.

В этом случае можно купить или собрать своими руками светильник на солнечных батареях. Он достаточно хорошо освещает территорию вокруг, не требует подключения к централизованной электросети, к тому же выпускаемые модели очень красивы и создают уютное и комфортное освещение.

Такой уличный светильник для сада лучше всего установить на открытом месте, чтобы он мог заряжаться от солнечного света. В конструкцию встроен фотоэлемент, который преобразует солнечную энергию в электрическую, а она, в свою очередь, накапливается на аккумуляторах, установленных в электрической цепи.

Чтобы экономить энергию батареи, в светильники устанавливаются не обычные лампы накаливания, а светодиодные, за счет чего накопленной за день энергии вполне хватает для освещения территории в ночное время.

Отличие моделей на солнечных батареях от обычных

Такую конструкцию можно установить в любом месте, так как для нее не требуется тянуть провода от электросети.
Светильники такого вида полностью безопасны для здоровья окружающих.
Используя различные модели, можно создать великолепный дизайн ландшафта.
Одним из главных преимуществ этих конструкций является то, что они экономят электроэнергию.
Для зарядки батареи достаточно дневного света, причем заряжаются они даже при пасмурной погоде.

После того, как конструкция надежно укреплена, она начинает собирать заряд на аккумуляторы через фотоэлемент. Эта конструкция рассчитана так, чтобы с наступлением сумерек она подключалась автоматически.

От того, какой мощности установлены светодиодные лампы, зависит время работы осветительного прибора. В среднем оно составляет 6-10 часов.

Чаще всего в продающихся моделях установлены светодиоды белого цвета.

При желании светильник можно модернизировать и установить разноцветное освещение, которое придаст оригинальности приусадебному участку.

Изготовление своими руками

Такое произведение ручной работы великолепно украсит любой приусадебный участок, сделает ландшафт оригинальным и неповторимым.

Что же нам понадобится для сборки? Прежде всего, нужны аккумуляторы с минимальной емкостью 1500 мА/ч, у которых на выходе клемм напряжение 3,7 В.

Лучше всего приобретать «пальчиковые» модели Ni-MH, потому что за дневное время аккумулятор емкостью 3000 мА/ч все равно не успевает зарядиться полностью. Для полной зарядки такого устройства достаточно 8 часов дневного света.

Для того чтобы аккумулятор заряжался, в магазине радиодеталей нужно купить солнечную панель напряжением 5,5 В/200 мА. Также понадобятся резисторы 47-56 Ом, диод КД243А (КД521) или диод 1N4001/7/ 1N4148, транзистор КТ361Г (КТ315) или 2N3906.

Электрическая схема светильника на солнечной батарееТакже понадобится плата, которая вытравливается по определенной схеме.

Покупая светодиоды, можно брать на каждый светильник по 1 штуке мощностью 3Вт или по несколько мощностью 1-1,5 Вт, а в качестве отражателя можно использовать компактный диск.

Собрав такую конструкцию, можно в 2,5-3 раза сэкономить.

Как модернизировать готовый светильник

Купив садовый светильник на солнечной батарее в магазине, можно сделать его доработку, поменяв обычные белые светодиоды на цветные. В некоторых случаях такие светильники не приспособлены на такую замену и через 1-1,5 часа освещение может стать тусклым и погаснуть.

Чтобы такого не произошло, в цепь необходимо последовательно встроить сопротивление 40-50 Ом. Для этого на плате перерезается дорожка и впаивается резистор 5мА. Полностью собранный светильник можно установить на улице, возле дома, на садовых дорожках.

Такими конструкциями можно украшать клумбы, рокарии. По отзывам людей, установивших такие светильники на своих приусадебных участках, все модели позволяют сэкономить довольно большое количество электроэнергии.

Практически все, кто украсил свои территории такими светильниками или прожекторами, говорят, что ландшафт невероятно преобразился и стал намного красивее.

Смотрите видео, в котором объясняется, как просто можно сделать садовый светильник на солнечной батарее своими руками:

teplo.guru

Yx8018 8018 dc-dc преобразователь повышающий для солнечной панели