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      [ 太陽能 ] 太陽能光控房屋【周最佳】

      2013-9-16 21:51| 發布者: 老A | 查看: 24785 |來自: jsdown

            我從小就夢想有一個多啦A夢的太陽能光控房屋,如今我終于夢想達成,之所以能實現兒時的愿望,歸功于自己不斷的學習電子電路知識和不斷探索的精神。兒時的自己總是想要得到這個想要得到那個,卻沒有去思考如何實現,這可能就是孩子的天性吧。如今,長大的我才知道一切想要的東西都需要憑借著自己的努力來獲得。

             想必您兒時也有過這樣的夢想吧,下面就隨我一起來實現吧!

             太陽能光控房屋,顧名思義是一個依靠太陽能做能源的自動感光來實現光控制的小房子,當然這個房子是不能住人的房屋模型。將小房子放在窗臺上或者能被太陽光照射到的地方,這樣在白天或者光線強的情況下小屋內的燈不亮,并且默默地通過太陽能電池為充電電池儲存能量,待到夜晚或者光線暗的情況下,小房子里的燈開始亮起來,就好像夜晚時小房子的主人回來了打開了屋子里的燈一樣,聽我說的是不是有些童話色彩,呵呵。有的朋友聽我說完,可能在腦海中沒有建立概念,下面先看我做好的這個太陽能光控房屋(如圖1),從表面直觀的了解下吧。

      新建文件夾01.JPG

      (圖1)

             制作之前我先說說設計思路。簡單的說就是一個太陽能存儲裝置和負載的組合。話雖簡單,但實現起來卻要考慮幾個問題,首先就是對太陽能的存儲部分進行設計,其次就是設計光控部分,還有屋內的燈光準備使用高亮散光LED來照明,所以要設計一個LED升壓部分。同時還要考慮小房子可用空間問題,以便將電路能順利固定到小房子內。

      設計思路明確后我們就看下電路圖吧(如圖2)。

      [attach]148493[/attach]

      (圖2)

            看著電路圖,我就簡單介紹下工作原理。這個開關電路分為兩大部分,第一部分是光控電路,第二部分是升壓電路。第二部分的升壓電路也可以整體上看成一個負載,這樣比較容易理解。

      當外界光線條件改變時,由兩個三級管Q1和Q2的飽和與截止特性來構成非門控制結構,并經過末端的三極管Q3來驅動第二部分的升壓電路來工作。當白天或光線強時,太陽能電池板BAT1為電池BAT2充電并且使發光二極管D3不亮;當夜晚或者光線暗時,電池放電,電路中三極管Q3的集電極上施加0.6-3V的電壓時,三極管Q4和電感XFMR1構成了一個振蕩電路,通過電磁感應會在輸出端為發光二極管D3兩側產生峰值約為5V的脈沖電壓,經過電解電容的濾波可將電流近似看成直流,驅動發光二極管D3亮起。電路的工作原理基本上就是這么一個過程。

             看到這里,您是不是忍不住要動手制作了,呵呵,還不行,如果盲目入手這樣是很容易失敗的。所以需要知道這個電路每個元件的選用標準,下面我給大家介紹下制作時要使用的工具和元件具體選用情況。

      選用的元件和工具有:

      1、太陽能電池板一塊(如圖3)。太陽能電池板要根據小模型房屋的尺寸來選擇合適的大小。小尺寸的太陽能電池板一般開路電壓都在1-5V左右,單晶硅或者多晶硅太陽能電池的弱光性差,在陰天和室內基本上不會有什么電流,且在戶外陽光直射的情況下短路電流一般不會超過150mA。所以選用2-4V的40-120mA的太陽能電池板比較合適。尺寸優先的情況下我選了一塊邊長是52mm的正方形電池板,參數是2V50mA0.1W。這塊太陽能電池板的電流較小,充滿1節AAA750mAh的鎳氫電池需要較長的時間,在正常晝夜交替的情況下永遠不會有電池過沖的沖情況出現,所以安全性還是比較高的。如果您選材時,建議使用2V~4V的電流在120mA以內的太陽能電池板。

      新建文件夾03.jpg

      (圖3)

      2、電阻4個和可變電阻1個(如圖4)。電阻R1的阻值是100K,R2和R3都是20K,R4是200歐姆,可變電阻R5選用0~20K的電阻,這個可變電阻在電路中起到控制感光的靈敏度的作用,從0歐姆到20K是靈敏度降低的過程,在全國各地光照條件不同,屋內和屋外的光照效果也不同,可變電阻可按照自己的實際情況來調節感光靈敏度,這個可變電阻也可以不安裝直接用導線代替。

      新建文件夾04.jpg

      (圖4)

      3、兩個肖特基二極管1N5819。一個高亮白光發光二極管(如圖5)。發光二極管可以根據自己的喜好選擇各種顏色的一個或者多個并聯。

      新建文件夾05.jpg

      (圖5)

      4、四個三極管,兩個S9013和一個S9012還有一個S8050(如圖6)。三個管腳要對應好不要弄錯,初學者可以這樣辨別三極管的三個管腳,把圖6中三極管平面朝自己,三個管腳分別是E、B、C;蛘咦詈糜萌f用表測量下。

      新建文件夾06.JPG

      (圖6)

      5、一個電感一個電容和一節充電電池(如圖7)。首先說電容,電容選用帶極性的電解電容47μF,焊接時正負極性不要接反。電池根據自己的情況選擇,不要選用鋰電池不然還要考慮充電電路。一般選用AAA1.2V單節容量在600mAh左右的鎳氫電池就可以,因為電路中如果只帶一個LED的話,電池電流在35mA以下,600mAh的充電電池足可以使LED整夜常亮了。如果充電電池選用大容量的,那么太陽能電池的電流也相應選大些,不然在室內或者太陽光不強的情況下,充電電池沒辦法充滿或者不夠夜間使用,畢竟太陽能電池的工作效率還是很低的。電感需要自己繞制,磁芯可以在廢舊的節能燈或者鎮流器的電路里得到,然后使用0.5mm的漆包線或者單股導線分別繞9匝以及15匝。對于初學者來說也許繞制電感是個大問題,那么經過我的實驗,有個簡單的方法,可以用0.5mm的漆包線對折成雙股的同樣長短,然后留足夠長后將一頭穿過磁環逆時針方向繞制13至20圈都可以,繞制完成后將對折的漆包線頭端剪斷,然后這一端就出現了兩個頭,另一端也是兩個頭,再把四根線修剪到合適長度后,將一端的兩根線的一根與另一端兩根線的一根焊接在一起,這樣一來四個端子就變成三個端子,這樣簡單的電感就制作完成了。

      新建文件夾07.JPG

      (圖7)

      6、小房子模型一套(如圖8)。這個木質房屋模型到書店或者玩具店可以買到,我買的這個模型5元錢一套,大小正合適而且經濟實惠。房屋模型可以根據個人愛好來選擇適當的大小和款式,不過小房屋模型要有窗戶或者門,為了夜間LED亮時出現半透光效果。

      新建文件夾08.JPG

      (圖8)

      有的朋友是不是沒做過這樣的手工啊,這次可以做一個了。先打開模型包裝,會看到兩層帶輪廓的薄木板(如圖9)。

      新建文件夾09.JPG

      (圖9)

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      會員評論

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

        分享與共同進步是DIY的真諦。
      • 引用 無語·弟 2013-9-10 12:07
        我也有一個跟你的一樣
      • 引用 F、c 2013-9-10 12:07
        我還以為模型自己制作的呢。。。原來是買的
      • 引用 jsdown 2013-9-10 12:12
        本帖最后由 jsdown 于 2013-9-10 14:30 編輯
        F、c 發表于 2013-9-10 12:07
        我還以為模型自己制作的呢。。。原來是買的

        這個作品,主要體現的是創意構思。同樣外觀也很重要,

        一個電路作品沒有好的外觀也只能算是半成品。

        至于房屋模型只是一個利用身邊現有的物品而已可以用手頭好看塑料瓶等替代,


        把設計制作好的電路裝進去,將其變為更有價值的東西罷了。至于您用什么載體按您的意思來。

        低碳環保DIY,盡量少花錢。這樣才有樂趣。



      • 引用 緣來緣去 2013-9-10 13:37
        不切實際  造價太高
      • 引用 He-JKM 2013-9-10 13:54
        給力,簡單,簡潔,美觀,有想法,宜推廣。{:soso_e179:}
      • 引用 工藤蘭 2013-9-10 15:01
        你好厲害呀,你是怎么設計這個電路圖的?還有你的那些電子方面的知識都是在那里學的?好想拜你為師
      • 引用 jsdown 2013-9-10 15:14
        本帖最后由 jsdown 于 2013-9-10 23:21 編輯
        工藤蘭 發表于 2013-9-10 15:01
        你好厲害呀,你是怎么設計這個電路圖的?還有你的那些電子方面的知識都是在那里學的?好想拜你為師{:3_59 ...

        您太抬舉我了,拜師談不上,交流經驗而已。做一些作品與你我共勉罷了。
        其實學什么都需要熱情,我也是憑借這個,一點一點慢慢積累的。
        也希望你出作品與大家分享啊。
        感謝您的支持。
      • 引用 只怪自己太姩輕 2013-9-10 17:27
        {:soso_e183:}膜拜...
      • 引用 無語·兄 2013-9-10 19:28
        嗯····電感升壓
      • 引用 寒冰·兄 2013-9-10 19:55
        lz的背景好干凈
      • 引用 鄭星昱 2013-9-10 20:59
        做的不錯,但電感升壓的電路版本太舊,效率低了點。
      • 引用 雷姬 2013-9-10 21:07
        不知道光敏電阻加非門效果如何。
      • 引用 螃蟹·兄 2013-9-10 21:24
        誰要再在我面前說小型升壓我跟誰急T!
      • 引用 Q仔 2013-9-10 21:25
        挺好看的!
      • 引用 緣來緣去 2013-9-10 21:27
        額  看錯了 模型得行還以為是真房子那  呵呵 。。
      • 引用 jsdown 2013-9-11 08:51
        鄭星昱 發表于 2013-9-10 20:59
        做的不錯,但電感升壓的電路版本太舊,效率低了點。

        您有好的方案啊嗎?分享下。
        學習下。
      • 引用 jsdown 2013-9-11 08:54
        本帖最后由 jsdown 于 2013-9-11 08:55 編輯
        雷姬 發表于 2013-9-10 21:07
        不知道光敏電阻加非門效果如何。

        電路敏感效果還是不錯的,晚上在節能燈的照射下不會亮,移動到桌子下面角落就會亮起,并且越黑的地方越亮,昏暗的地方同樣亮度也低。
        這個敏感度文章里有介紹,敏感度可以根據您自身的需要進行調整。
      • 引用 隨方就圓 2013-9-11 10:10
        這個做得不錯。如果再考慮進在實際應用中的因素就更好了。

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