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[ 教程 ] 太阳能光控房屋【周最佳】

2013-9-16 21:51| 发布者: 老A | 查看: 17564 |来自: jsdown

      我从小就梦想有一个多啦A梦的太阳能光控房屋,如今我终于梦想达成,之所以能实现儿时的愿望,归功于自己不断的学习电子电路知识和不断探索的精神。儿时的自己总是想要得到这个想要得到那个,却没有去思考如何实现,这可能就是孩子的天性吧。如今,长大的我才知道一切想要的东西都需要凭借着自己的努力来获得。

       想必您儿时也有过这样的梦想吧,下面就随我一起来实现吧!

       太阳能光控房屋,顾名思义是一个依靠太阳能做能源的自动感光来实现光控制的小房子,当然这个房子是不能住人的房屋模型。将小房子放在窗台上或者能被太阳光照射到的地方,这样在白天或者光线强的情况下小屋内的灯不亮,并且默默地通过太阳能电池为充电电池储存能量,待到夜晚或者光线暗的情况下,小房子里的灯开始亮起来,就好像夜晚时小房子的主人回来了打开了屋子里的灯一样,听我说的是不是有些童话色彩,呵呵。有的朋友听我说完,可能在脑海中没有建立概念,下面先看我做好的这个太阳能光控房屋(如图1),从表面直观的了解下吧。

新建文件夹01.JPG

(图1)

       制作之前我先说说设计思路。简单的说就是一个太阳能存储装置和负载的组合。话虽简单,但实现起来却要考虑几个问题,首先就是对太阳能的存储部分进行设计,其次就是设计光控部分,还有屋内的灯光准备使用高亮散光LED来照明,所以要设计一个LED升压部分。同时还要考虑小房子可用空间问题,以便将电路能顺利固定到小房子内。

设计思路明确后我们就看下电路图吧(如图2)。

[attach]148493[/attach]

(图2)

      看着电路图,我就简单介绍下工作原理。这个开关电路分为两大部分,第一部分是光控电路,第二部分是升压电路。第二部分的升压电路也可以整体上看成一个负载,这样比较容易理解。

当外界光线条件改变时,由两个三级管Q1和Q2的饱和与截止特性来构成非门控制结构,并经过末端的三极管Q3来驱动第二部分的升压电路来工作。当白天或光线强时,太阳能电池板BAT1为电池BAT2充电并且使发光二极管D3不亮;当夜晚或者光线暗时,电池放电,电路中三极管Q3的集电极上施加0.6-3V的电压时,三极管Q4和电感XFMR1构成了一个振荡电路,通过电磁感应会在输出端为发光二极管D3两侧产生峰值约为5V的脉冲电压,经过电解电容的滤波可将电流近似看成直流,驱动发光二极管D3亮起。电路的工作原理基本上就是这么一个过程。

       看到这里,您是不是忍不住要动手制作了,呵呵,还不行,如果盲目入手这样是很容易失败的。所以需要知道这个电路每个元件的选用标准,下面我给大家介绍下制作时要使用的工具和元件具体选用情况。

选用的元件和工具有:

1、太阳能电池板一块(如图3)。太阳能电池板要根据小模型房屋的尺寸来选择合适的大小。小尺寸的太阳能电池板一般开路电压都在1-5V左右,单晶硅或者多晶硅太阳能电池的弱光性差,在阴天和室内基本上不会有什么电流,且在户外阳光直射的情况下短路电流一般不会超过150mA。所以选用2-4V的40-120mA的太阳能电池板比较合适。尺寸优先的情况下我选了一块边长是52mm的正方形电池板,参数是2V50mA0.1W。这块太阳能电池板的电流较小,充满1节AAA750mAh的镍氢电池需要较长的时间,在正常昼夜交替的情况下永远不会有电池过冲的冲情况出现,所以安全性还是比较高的。如果您选材时,建议使用2V~4V的电流在120mA以内的太阳能电池板。

新建文件夹03.jpg

(图3)

2、电阻4个和可变电阻1个(如图4)。电阻R1的阻值是100K,R2和R3都是20K,R4是200欧姆,可变电阻R5选用0~20K的电阻,这个可变电阻在电路中起到控制感光的灵敏度的作用,从0欧姆到20K是灵敏度降低的过程,在全国各地光照条件不同,屋内和屋外的光照效果也不同,可变电阻可按照自己的实际情况来调节感光灵敏度,这个可变电阻也可以不安装直接用导线代替。

新建文件夹04.jpg

(图4)

3、两个肖特基二极管1N5819。一个高亮白光发光二极管(如图5)。发光二极管可以根据自己的喜好选择各种颜色的一个或者多个并联。

新建文件夹05.jpg

(图5)

4、四个三极管,两个S9013和一个S9012还有一个S8050(如图6)。三个管脚要对应好不要弄错,初学者可以这样辨别三极管的三个管脚,把图6中三极管平面朝自己,三个管脚分别是E、B、C。或者最好用万用表测量下。

新建文件夹06.JPG

(图6)

5、一个电感一个电容和一节充电电池(如图7)。首先说电容,电容选用带极性的电解电容47μF,焊接时正负极性不要接反。电池根据自己的情况选择,不要选用锂电池不然还要考虑充电电路。一般选用AAA1.2V单节容量在600mAh左右的镍氢电池就可以,因为电路中如果只带一个LED的话,电池电流在35mA以下,600mAh的充电电池足可以使LED整夜常亮了。如果充电电池选用大容量的,那么太阳能电池的电流也相应选大些,不然在室内或者太阳光不强的情况下,充电电池没办法充满或者不够夜间使用,毕竟太阳能电池的工作效率还是很低的。电感需要自己绕制,磁芯可以在废旧的节能灯或者镇流器的电路里得到,然后使用0.5mm的漆包线或者单股导线分别绕9匝以及15匝。对于初学者来说也许绕制电感是个大问题,那么经过我的实验,有个简单的方法,可以用0.5mm的漆包线对折成双股的同样长短,然后留足够长后将一头穿过磁环逆时针方向绕制13至20圈都可以,绕制完成后将对折的漆包线头端剪断,然后这一端就出现了两个头,另一端也是两个头,再把四根线修剪到合适长度后,将一端的两根线的一根与另一端两根线的一根焊接在一起,这样一来四个端子就变成三个端子,这样简单的电感就制作完成了。

新建文件夹07.JPG

(图7)

6、小房子模型一套(如图8)。这个木质房屋模型到书店或者玩具店可以买到,我买的这个模型5元钱一套,大小正合适而且经济实惠。房屋模型可以根据个人爱好来选择适当的大小和款式,不过小房屋模型要有窗户或者门,为了夜间LED亮时出现半透光效果。

新建文件夹08.JPG

(图8)

有的朋友是不是没做过这样的手工啊,这次可以做一个了。先打开模型包装,会看到两层带轮廓的薄木板(如图9)。

新建文件夹09.JPG

(图9)

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会员评论

  • 引用 jsdown 2013-9-10 12:06
    本帖最后由 jsdown 于 2013-9-10 23:11 编辑

    分享与共同进步是DIY的真谛。
  • 引用 无语·弟 2013-9-10 12:07
    我也有一个跟你的一样
  • 引用 F、c 2013-9-10 12:07
    我还以为模型自己制作的呢。。。原来是买的
  • 引用 jsdown 2013-9-10 12:12
    本帖最后由 jsdown 于 2013-9-10 14:30 编辑
    F、c 发表于 2013-9-10 12:07
    我还以为模型自己制作的呢。。。原来是买的

    这个作品,主要体现的是创意构思。同样外观也很重要,

    一个电路作品没有好的外观也只能算是半成品。

    至于房屋模型只是一个利用身边现有的物品而已可以用手头好看塑料瓶等替代,


    把设计制作好的电路装进去,将其变为更有价值的东西罢了。至于您用什么载体按您的意思来。

    低碳环保DIY,尽量少花钱。这样才有乐趣。



  • 引用 缘来缘去 2013-9-10 13:37
    不切实际  造价太高
  • 引用 He-JKM 2013-9-10 13:54
    给力,简单,简洁,美观,有想法,宜推广。{:soso_e179:}
  • 引用 工藤兰 2013-9-10 15:01
    你好厉害呀,你是怎么设计这个电路图的?还有你的那些电子方面的知识都是在那里学的啊?好想拜你为师
  • 引用 jsdown 2013-9-10 15:14
    本帖最后由 jsdown 于 2013-9-10 23:21 编辑
    工藤兰 发表于 2013-9-10 15:01
    你好厉害呀,你是怎么设计这个电路图的?还有你的那些电子方面的知识都是在那里学的啊?好想拜你为师{:3_59 ...

    您太抬举我了,拜师谈不上,交流经验而已。做一些作品与你我共勉罢了。
    其实学什么都需要热情,我也是凭借这个,一点一点慢慢积累的。
    也希望你出作品与大家分享啊。
    感谢您的支持。
  • 引用 只怪自己太姩輕 2013-9-10 17:27
    {:soso_e183:}膜拜...
  • 引用 无语·兄 2013-9-10 19:28
    嗯····电感升压
  • 引用 寒冰·兄 2013-9-10 19:55
    lz的背景好干净
  • 引用 郑星昱 2013-9-10 20:59
    做的不错,但电感升压的电路版本太旧,效率低了点。
  • 引用 雷姬 2013-9-10 21:07
    不知道光敏电阻加非门效果如何。
  • 引用 螃蟹·兄 2013-9-10 21:24
    谁要再在我面前说小型升压我跟谁急T!
  • 引用 Q仔 2013-9-10 21:25
    挺好看的!!
  • 引用 缘来缘去 2013-9-10 21:27
    额  看错了 模型得行还以为是真房子那  呵呵 。。
  • 引用 jsdown 2013-9-11 08:51
    郑星昱 发表于 2013-9-10 20:59
    做的不错,但电感升压的电路版本太旧,效率低了点。

    您有好的方案啊吗?分享下。
    学习下。
  • 引用 jsdown 2013-9-11 08:54
    本帖最后由 jsdown 于 2013-9-11 08:55 编辑
    雷姬 发表于 2013-9-10 21:07
    不知道光敏电阻加非门效果如何。

    电路敏感效果还是不错的,晚上在节能灯的照射下不会亮,移动到桌子下面角落就会亮起,并且越黑的地方越亮,昏暗的地方同样亮度也低。
    这个敏感度文章里有介绍,敏感度可以根据您自身的需要进行调整。
  • 引用 随方就圆 2013-9-11 10:10
    这个做得不错。如果再考虑进在实际应用中的因素就更好了。

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