如何建造一个简单的太阳能自动庭院灯

时间：2024-12-03 21:14:08

关键字：太阳能 LED IRF9540N 电阻器

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[导读]对于那些对园艺有浓厚兴趣的人来说，花园灯将提供一个选择，即使在晚上也可以欣赏他们的植物之美。这些灯通常会被放置在花园内，远离电源插座，因为它不是一个好主意，电线穿过你的花园土壤将潮湿和辛劳的大部分时间。这就是太阳能庭院灯登场的地方。这些灯将有一个电池，白天通过太阳能电池板充电，晚上电池的能量将被用来给灯供电，这样循环往复。在我们之前的一些文章中，我们已经建立了一些太阳能相关的项目，如太阳能手机充电器和太阳能逆变电路。

对于那些对园艺有浓厚兴趣的人来说，花园灯将提供一个选择，即使在晚上也可以欣赏他们的植物之美。这些灯通常会被放置在花园内，远离电源插座，因为它不是一个好主意，电线穿过你的花园土壤将潮湿和辛劳的大部分时间。这就是太阳能庭院灯登场的地方。这些灯将有一个电池，白天通过太阳能电池板充电，晚上电池的能量将被用来给灯供电，这样循环往复。在我们之前的一些文章中，我们已经建立了一些太阳能相关的项目，如太阳能手机充电器和太阳能逆变电路。

在这个项目中，我们将建造一个简单而廉价的DIY太阳能庭院灯。太阳能电池板将在白天给锂电池充电，当夜幕降临时，电池将打开灯，直到再次进入白天。与其他电路不同，我们不会使用微控制器或传感器，因为该项目的想法是减少元件数量，以降低电路的价格和复杂性。话虽如此，让我们开始建造自制的太阳能灯吧!!

太阳能庭院灯设计

在选择元件的值和进入电路图之前，为我们的项目选择负载是必不可少的。通过负载，我们指的是我们将在项目中使用的花园灯的类型。因为灯的电压和电流决定了电路的设计方式。

我们在这个项目中使用的led是正常的中国led，工作电压为3.2V，最大正向电压为4.5V。因此，如果两个led串联，则正向电压为6.4V。我们项目中使用的led如下所示。

因此，7.4V的锂电池将能够提供最小的6.4V(完全放电)到最大的8.4V(完全充电)。因此，本项目采用7.4V锂电池作为电源，如下图所示。如果你对锂电池完全陌生，你可以看看这篇关于锂离子电池基础知识的文章来更好地了解电池。

本应用中选择的电池将具有内置保护电路，可保护电池免受过充电，深度放电和短路相关情况的影响。如果您的电池没有提供这些功能，请确保使用外部保护模块，因为锂电池非常不稳定，如果处理不当甚至可能爆炸。

太阳能花园灯电路图

太阳能庭院光回路将由两部分组成。一个是充电，另一个是控制led。完整的电路图分为两部分，第一部分如下所示。

n沟道MOSFET Q2， IRF540N用于电荷控制操作。电位器R1通过控制N沟道MOSFET Q2的栅极电压来设置电池电压水平。肖特基整流二极管D1是SR160，一个1A 60V肖特基二极管，用于保护电池免受反极性以及在放电条件下阻止逆流。输出肖特基二极管D2用于隔离充电器电压与电池电压。

电路的另一部分用于在黑暗条件下打开LED。这是由另一个p沟道MOSFET Q1 (IRF9540)完成的。MOSFET栅极由太阳能电压控制。因此，每当太阳能电池产生电压时，MOSFET保持关闭，但在黑暗或夜间，电池不产生电压，MOSFET被打开。通过使用P沟道MOSFET，完全消除了额外的LDR和比较器电路。

现在，对于电路的第二部分，led以串并联的方式连接。两个LED串联将正向电压增加到单个LED的两倍，但流过LED的电流被分割。4个并联连接，两个led串联在一起。更多的led并联增加电流，影响电池备份。

据估计，通过每个系列的电流几乎为40mA。因此，4个并联串消耗160mA电流。为本项目选择的电池将在标称充电条件下有效点亮led近5-6小时。可以根据需要增加LED串。

太阳能花园灯建设

要构造电路，需要下列元件

•锂电池7.4V (mAH取决于备用时间)，内置保护电路。

•正向电压为3.5V的LED(其他电压也适用，但LED灯带结构不同)

•IRF9540N - P通道Mosfet

•IRF540N - N通道Mosfet

•SR160肖特基二极管2个

•680 r电阻器

•50 k电位器

•4.7 k电阻

•太阳能电池板15 - 18V，如果选择3600mAH电池，额定电流大于300mA。

•连接太阳能电池板和led的电线

•连接电线

下图显示了我们将在项目中使用的IRF540N n通道和IRF9540 p通道Mosfet的引脚。

一旦太阳能花园灯电路在面包板上构建，我的安排看起来像下面这样

我们使用了以下规格的太阳能电池板。

它是一个10W的太阳能电池板，18V输出。太阳能电池板被放置在明亮的阳光下，在峰值太阳能条件。电位器被控制为在D2上有8.5V。这是由于充电电压作为锂电池在充满电的时候电压会是8.4V。当电池开始充电时，将安培计串联在电池上以检查充电电流。您也可以使用太阳能跟踪器来临时完成项目，以最大限度地为电池充电，但这超出了本项目的范围。