چراغ شیشه ای رنگارنگ باغ: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

ساده ترین راه برای ساخت چراغ قوطی خورشیدی این است که یکی از آن لامپ های باغی خورشیدی ارزان قیمت را جدا کرده و آن را در یک شیشه شیشه ای ثابت کنید. من به عنوان یک مهندس چیزی پیچیده تر می خواستم. این چراغ های سفید خسته کننده هستند ، بنابراین تصمیم گرفتم طراحی خودم را بر اساس آردوینو ، چراغ های RGB و سنسور بچرخانم تا بتوان رنگ را فقط با کج کردن نور تغییر داد.

سلول خورشیدی باتری لیتیوم را شارژ می کند و همچنین به عنوان یک سنسور نور عمل می کند تا هنگام تاریک شدن هوا به طور خودکار آن را روشن کند. من در طراحی بسیار دقت کردم که در صورت خاموش بودن چراغ و مصرف تمام انرژی برداشت شده ، باغ شما را روشن کند. جزئیات بیشتر در مورد روند طراحی را می توانید در وبلاگ من پیدا کنید: BashtelorOfScience.

مرحله 1: قطعات

شما به این اجزا نیاز خواهید داشت:

• 1 عدد شیشه شیشه ای (من آنها را در IKEA تهیه می کنم)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1 بار کنترل کننده شارژ TP4054 (IC1)
• مقاومت 2 برابر ، 1M ، 0805 (R4 ، R6)
• مقاومت 2 برابر ، 10M ، 0805 (R3 ، R5)
• مقاومت 3x ، 10k ، 0805 (R1 ، R2 ، R7)
• خازن 4 برابر ، 1uF ، 0805 (C1 ، C2 ، C3 ، C4)
• 1x LED ، 0805 ، سبز (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET ، P-channel ، SOT23 (Q1)
• برش 1x WS2812 LED به 3 LED (100 LED در هر متر)
• 1 عدد ماژول شتاب سنج ADXL345
• 1 برابر باتری لیتیوم ، 500 میلی آمپر ساعت ، بزرگتر از 40 40 40 میلی متر
• 1x پنل خورشیدی ، 5V یا 5.5V ، 45x45mm یا 60x60mm

• 1x Arduino Pro Mini (ATmega328P یا ATmega168P ، نسخه 5V/16MHz)

همه اجزا در aliexpress توسط تامین کنندگان مختلف موجود است. من PCB را روی PCB های کثیف در دسترس قرار دادم: می توان آن را به رنگ سیاه یا سفید سفارش داد (10 PCB دریافت خواهید کرد). قیمت هر فانوس هنگام سفارش قطعات 10 تایی حدود 12 دلار است.

مرحله 2: آردوینو را برای قدرت کم آماده کنید

Arduino Pro Mini مقدار زیادی جریان آرام را می کشد زیرا دارای LED قدرت است که همیشه روشن است و تنظیم کننده ولتاژ نیز در صورت صحبت از جریان کم به ترتیب میکرو آمپر ، یک جانور قدرتمند است. شما باید این دو جزء را حذف کنید. چندین نسخه از کلون های آردوینو وجود دارد. در عکس بالا من LED و تنظیم کننده ولتاژ را در رایج ترین نسخه ها مشخص کردم.

برای حذف اجزاء از آهن لحیم کاری استفاده کنید و لحیم زیادی روی اجزا بگذارید و آنها را خوب گرم کنید. در صورت لزوم ، لنت ها را با فتیله لحیم تمیز کنید. همچنین ممکن است اجزای بروت نیروی را با برش جانبی یا چاقو حذف کنید. فقط مراقب باشید به PCB آسیب نرسانید.

اکنون نیز زمان مناسبی برای بارگذاری طرح است. من از نسخه 1.8.4 Arduino IDE استفاده می کنم اما باید در نسخه های بعدی یا قدیمی نیز کار کند. Arduino Pro Mini فاقد USB است ، بنابراین باید از مبدل USB به UART خارجی استفاده کنید. یکی از تأمین کنندگان Arduino مورد علاقه خود را تهیه کنید یا می توانید آنها را با کمتر از 2 دلار در aliexpress پیدا کنید. آموزش های مختلفی در مورد نحوه برنامه نویسی Pro Mini وجود دارد. توجه داشته باشید که کلون های Arduno همیشه از ترتیب پین یکسانی استفاده نمی کنند ، بنابراین قبل از اتصال سیم کشی خود را دوباره بررسی کنید. همچنین مطمئن شوید که برد صحیح (Arduino Pro Mini) و پردازنده مناسب در منوی Arduino IDE Tools (ATmega328P یا ATmega168P ، 5V ، 16MHz).

مرحله 3: لحیم کاری قطعات SMD

از تصویر طرح بندی بالا برای قرار دادن همه اجزا در نقطه مناسب استفاده کنید. تعیین کننده های کامپوننت در مرحله 1 در لیست قطعات قرار دارند.

اگر به طرح کلی یا طرح نیاز دارید می توانید فایل های طراحی عقاب را در اینجا بارگیری کنید.

برخی از اجزاء کاملاً کوچک هستند و به سختی می توان آنها را برای یک تازه کار لحیم کرد. من از یک سرنگ با یک نازل کوچک برای قرار دادن خمیر لحیم کاری روی لنت ها استفاده می کنم و سپس اجزا را با استفاده از صفحه لحیم کاری دم خانگی من دوباره جوش می دهم ، اما البته شما می توانید این کار را با استفاده از آهن لحیم کاری و سیم لحیم کاری 0.8 میلیمتری (یا نازک تر) انجام دهید.

پس از لحیم کاری همه اجزاء از یک شیشه بزرگنمایی برای بازرسی کار خود و بررسی اتصال کوتاه به ویژه در کنترل کننده شارژ استفاده کنید.

مرحله 4: آردوینو را لحیم کنید

برای ارتباط با شتاب سنج با پروتکل ارتباطی I2C باید پین A4 و A5 آردوینو را به PCB وصل کنیم. این پین ها معمولاً در کنار پردازنده هستند (عکس مرحله 2 را ببینید) اما در برخی از کلون ها در لبه هستند و همیشه در یک نقطه نیستند. طراحی PCB با تمام نسخه های مختلف کار می کند: برای نسخه استاندارد با پین های کنار پردازنده ، هد هد را مطابق شکل بالا اضافه کنید.

برای سایر نسخه ها می توانید از یک تکه سیم برای اتصال پین A4 و A5 به پدهای روی PCB استفاده کنید. بعد از لحیم کاری سیم ها را به طول ببرید.

برخی از آردوینوها با سرآیند پین لحیم می شوند ، برخی بدون سر. به نظر من آسانتر است که سرصفحه ها را ابتدا به pcb light jar garden بچسبانم و سپس آردوینو را اضافه کنم. فقط مطمئن شوید که سرصفحه ها مستقیماً لحیم شده اند وگرنه به سختی می توانید سنجاق ها را در پدها بچسبانید.

مرحله 5: تکمیل PCB

هنگام لحیم کاری ماژول شتاب سنج ADXL345 ، مهم است که موازی با PCB باشد. بهترین راه برای اطمینان از این امر این است که ماژول را مستقیماً بر روی PCB قرار داده و سرآیند پین را از زیر همانطور که در عکس ها نشان داده شده وارد کنید. لحیم را از بالا اضافه کنید و بعد از برش هدر در قسمت پایین نیز لحیم را در آنجا اضافه کنید.

تمام سنجاق ها را در قسمت پایین با یک برش کن برش دهید و سپس مقداری نوار اسکاچ روی تمام پین ها قرار دهید تا مانع از پیچ خوردن سنجاق های تیز در باتری و کوتاه شدن آن شوید.

آخرین مرحله اضافه کردن نوار LED است. مطمئن شوید که قطبیت لنت ها درست است و به جهت پین داده توجه کنید: فلش های روی نوار LED را با فلش های PCB مطابقت دهید.

مرحله 6: پنل خورشیدی و باتری

برای اتصال پنل خورشیدی به دو پد با علامت "خورشیدی" از کابل های حدود 5 سانتی متر استفاده کنید و به علامت های مثبت و منفی توجه کنید.

آخرین چیزی که باید لحیم شود باتری است. در اینجا بسیار مراقب باشید: باتری های لیتیوم قدرت زیادی دارند و اگر به طور تصادفی برخی از آثار را کوتاه کنید ، می تواند PCB شما را دود کند. در صورت عدم وجود مقداری نوار روی سیم مثبت باتری قرار دهید تا از کوتاه شدن تصادفی جلوگیری شود. ابتدا کابل منهای مشکی را لحیم کنید زیرا لحیم کاری سخت تر است. نوار محافظ را از سیم قرمز بردارید و آن را لحیم کنید. هنگام اتصال باتری ، LED روی برد آردوینو را می بینید که به طور مختصر چشمک می زند.

اگر طرح را قبلاً در Arduino بارگذاری کرده اید ، می توانید با ضربه زدن مکرر روی PCB با ناخن ، چراغ را روشن کنید. اگر کار نمی کند ، باید اشکال زدایی را با استفاده از مولتی متر شروع کنید. ابتدا ولتاژ باتری را بررسی کنید. اگر برق وجود ندارد ممکن است در حالت حفاظتی باشد. مقداری نور روشن به پنل خورشیدی بدهید تا باتری را از این حالت خارج کنید. اگر این مورد کمکی نمی کند و هنوز برق وجود ندارد ، باتری را جدا کرده و PCB خود را برای اتصال کوتاه یا مدارهای باز با کمک شماتیک بررسی کنید تا خطا را پیدا کنید.

مرحله 7: نور را به پایان برسانید

پس از آزمایش موفقیت آمیز مدار ، باتری را با استفاده از چسب یا نوار دو طرفه به قسمت پایینی مدار چاپی متصل کنید. از چسب آب مانند چسب سفید استفاده نکنید زیرا تا خشک شدن رسانا است. بهترین چیز برای استفاده سیلیکون است.

پنل خورشیدی را در بالای باتری ثابت کنید ، همچنین چسب یا نوار دو طرفه را تشکیل دهید و یک ساندویچ کوچک الکترونیکی زیبا ایجاد کنید. کابل ها را بردارید و با چسب دیگر ثابت کنید و بگذارید همه چیز خشک شود. قبل از نصب آن در شیشه ، آزمایش کنید که آیا هنوز کار می کند یا خیر.

مرحله 8: شیشه را جمع کنید

شیشه شیشه ای خود را تهیه کنید و مطمئن شوید که پنل خورشیدی در درپوش قرار می گیرد. در اصل می توانید از هر شیشه ای که دوست دارید استفاده کنید تا زمانی که در بالا شفاف باشد و ضد آب باشد.

چسب ترجیحی سیلیکون است زیرا می تواند دمای بالا و پایین بیرون را به راحتی تحمل کند. هرچه شفاف تر باشد بهتر است اما کمی شیری خوب کار می کند ، فقط سیلیکون سفید یا خاکستری دریافت نکنید. همچنین می توانید از اپوکسی استفاده کنید اما ممکن است تحت فشار حرارتی ترک بخورد.

مقداری سیلیکون روی شیشه بگذارید و سپس نور را روی چسب فشار دهید و پنل خورشیدی البته رو به شیشه باشد. مطمئن شوید از نظر ظاهری زیبا به نظر می رسد ، در صورت خراب شدن آن را بردارید ، تمیز کنید و بگذارید خشک شود.

شیشه را در مکانی آفتابی قرار دهید. برای شارژ کامل باتری 2-3 روز طول می کشد و اگر در سایه قرار گیرد حتی بیشتر طول می کشد. اگر چراغ قرمز شروع به چشمک زدن می کند به این معنی است که باتری تمام شده است و برای شارژ مجدد به نور بیشتری احتیاج دارد. اگر چراغ را به مدت طولانی (مثلاً چند هفته) در مکانی تاریک قرار دهید ، ممکن است باتری از بین برود و باید تعویض شود ، بنابراین مطمئن شوید که نور کافی را دریافت می کند و سالها کار می کند.

مرحله 9: راهنمای کاربر

بر

اگر چند دقیقه شرایط کم نور را تشخیص دهد و باتری انرژی کافی ذخیره کرده باشد ، چراغ سحر به طور خودکار روشن می شود. برای روشن کردن دستی چراغ کافی است چند بار روی قسمت بالایی آن ضربه بزنید یا شیشه را به صورت شگفت انگیزی تکان دهید.

خاموش

پس از سه ساعت روشن شدن دستی چراغ به طور خودکار خاموش می شود. هنگامی که به طور خودکار روشن می شود ، تا نیمه خالی شدن باتری کار می کند (بنابراین هنوز می توانید آن را به صورت دستی دوباره روشن کنید). برای خاموش کردن سریع ، آن را وارونه کنید.

تغییر رنگ

برای تغییر رنگ کافی است نور را کج کنید. دارای سه حالت تغییر رنگ:

1. تغییر روشنایی
2. رنگ را تغییر دهید
3. اشباع رنگ را تغییر دهید

یک بار روی درب ضربه بزنید تا بین این حالت ها جابجا شوید. هرچه بیشتر کج شوید ، سریعتر تغییر می کند.

حالت شمع

برای تغییر بین نور ثابت و حالت شمع چشمک زن ، کافی است دوبار روی درب آن ضربه بزنید. هنگام تغییر حالت شمع به حالت ثابت ، میزان اشباع و روشنایی به سطح پیش فرض (حداکثر) باز می گردد.