Come creare un solare automatico

May 11, 2023

Puoi far accendere una luce di notte utilizzando un minimo di elementi circuitali di base e non devi pagare per l'energia necessaria per farla funzionare.

I progetti di luce solare fai-da-te offrono un modo economico ed efficiente per alimentare le case utilizzando l’energia del sole. Quindi ha senso assemblare un sistema di illuminazione stradale che utilizzi l'energia solare per caricare una batteria durante il giorno e poi utilizzi questa batteria per illuminare la strada di notte. E puoi crearne uno tuo!

Un circuito elettronico controllerà questo sistema, accendendo automaticamente la lampadina LED di notte e spegnendola durante il giorno. Incorporeremo anche un circuito di protezione della batteria per proteggerla dallo scaricamento eccessivo.

Questo sistema richiede 5 unità principali:

Per caricare la batteria, abbiamo utilizzato un piccolo pannello solare da 10 W (puoi sceglierne uno più grande in base al tuo budget/requisiti energetici). Può caricare una batteria da 12 V e può fornire una corrente di cortocircuito di 0,62 A alla massima luminosità. La sua dimensione fisica è di circa 12" x 9".

Abbiamo utilizzato una batteria da 12VDC con capacità di corrente di 4Ah. Durante il giorno i pannelli solari generano corrente che viene utilizzata per caricare la batteria. La batteria può avere una tensione a circuito aperto massima di 13,7 V a piena carica e deve essere ricaricata quando la tensione della batteria scende a 11 V CC.

Per caricare la batteria, il filo rosso del pannello solare (polarità positiva) è collegato al terminale positivo della batteria tramite un diodo Zener, che viene saldato su Veroboard dove è posizionato anche il circuito elettronico.

Il diodo Zener è posizionato in modo tale che il catodo (+ terminale) sia collegato al pannello solare e l'anodo (- terminale) sia collegato al terminale positivo della batteria tramite fili. Il diodo Zener fornisce l'isolamento tra il pannello solare e la batteria, il che è particolarmente utile al buio quando il circuito prende la tensione del pannello solare per accendere "ON" la luce. Il filo nero (polarità negativa) è collegato direttamente al terminale negativo della batteria.

Quando il pannello solare è esposto alla luce solare, fornisce corrente per caricare la batteria, la cui quantità dipende dall'intensità della luce solare. Una lampadina a LED prende corrente dalla batteria. Un circuito elettronico controlla la lampadina utilizzando i dati del sensore (tensione del pannello solare). Collegare il terminale positivo o catodo della lampadina LED al terminale positivo della batteria, mentre collegare l'anodo del LED con il puntoCcome mostrato negli schemi.

Il circuito elettronico è composto da due parti. Uno è pensato per controllare la lampadina a LED, mentre l'altro è pensato per controllare ed evitare il consumo della batteria.

La figura seguente mostra gli schemi completi per collegare insieme questo sistema. Realizza il circuito elettronico per la commutazione automatica e la protezione dal consumo della batteria su Veroboard.

Per il circuito elettronico saranno necessari i seguenti strumenti e componenti. Puoi acquistarli da negozi online come Digikey, Mouser o Ali Express.

Per accendere il LED al buio e spegnerlo alla luce del giorno, utilizzare la tensione del pannello solare come sensore per guidare il circuito. Il pannello solare e la batteria sono isolati tramite un diodo Zener. Il diodo Zener è polarizzato direttamente alla luce del giorno poiché la tensione solare sarà superiore alla tensione della batteria per la ricarica, mentre viene polarizzato in modo inverso al buio quando non è disponibile la luce solare per illuminare il pannello solare, per fornire una tensione di uscita significativa.

In questo circuito, la tensione del pannello solare viene confrontata con la tensione della batteria utilizzando un comparatore. Quando è maggiore (durante il giorno) dà il segnale per lo spegnimento della luce. Quando è minore segnala di accendere la luce. La lampadina LED è controllata utilizzando questa logica e con l'aiuto della coppia di transistor Darlington ULN2003. ULN2003 riceve input dall'uscita del comparatore. Se riceve il segnale "On" sui pin di ingresso (1-7) di ULN2003 (cioè dal pin 1 di uscita del comparatore), consente alla corrente del collettore di passare attraverso C (pin 10-16) per accendere la luce.

Per realizzare questo circuito, unisci tutti gli elementi del circuito su Veroboard tramite saldatura. Il trigger Schmitt (feedback positivo sul comparatore) è implementato sul comparatore LM393 per evitare anomalie.