Zasilany energią słoneczną zegar z tarczą motocyklową: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Miałem tarczę tacho po moim starym motocyklu, kiedy wymieniłem mechaniczny obrotomierz na panel elektroniczny (to kolejny projekt!) i nie chciałem go wyrzucać. Te rzeczy są zaprojektowane tak, aby były podświetlane, gdy światła roweru są włączone, więc pomyślałem, że będzie to fajny zegar. Nie chciałem ręcznie włączać światła, a także nie chciałem regularnie wymieniać baterii, więc pomyślałem o zrobieniu zegara wykrywającego ciemność, ładującego energię słoneczną.

Rozważałem różne kombinacje i zdecydowałem się na panel o wyższym napięciu i dwie baterie o większej pojemności, ponieważ chcę, aby po prostu działał! Do tej pory działa od kilku miesięcy, świeci całą noc i ładuje się przez cały dzień (mieszka na parapecie).

Krok 1: Części

Użyłem:

Standardowy zestaw zegara z 1 baterią AA

Czarne plastikowe pudełko projektowe

Niektóre deski z paskami

Dwupinowe złącza typu Molex

Podwójne mocowanie AA i akumulatory NiMH 2850 mAh

Tranzystor 2N3906

Dioda

Podstawki nylonowe

Folią aluminiową

Różne rezystory i potencjometr

Niektóre białe diody LED niskiego napięcia

Panel słoneczny 4 V, 150 mA

Krok 2: Obwód

Stąd pomysł na podstawowy projekt obwodu:

www.evilmadscientist.com/2008/simple-solar…

Pomysł polega na tym, że bateria działa przez cały czas. Gdy świeci, panel słoneczny ładuje akumulator, a gdy jest ciemno i panel przestaje wytwarzać prąd, włącza się podświetlenie. Trudniejsze jest to, że te ruchy zegara działają na pojedynczym AA, co generalnie nie wystarcza do zasilania diody LED. Rozważałem kilka sposobów na obejście tego – w tym użycie obwodu typu dżul-złodziej lub połączenie dwóch AA szeregowo i stukanie między nimi, aby zasilić zegar.

W końcu poszedłem na kompromis. Chciałem białe diody i znalazłem na eBayu urządzenia, które mają już w sobie wzmacniacz napięcia, ale nadal nie działają tak naprawdę na pojedyncze AA (tak, ale nie po spadku napięcia na diodzie i tranzystorze), włóż baterie szeregowo i podłączyłem zegar w linii z rezystorem, aby obniżyć napięcie. Rezystor jest niezbędny, aby przejść do bazy tranzystora, zrobiłem to potencjometrem, abym mógł regulować czułość części światłoczułej układu.

Na załączonym schemacie obwodu:

(EDIT: zdałem sobie sprawę, że mam diodę w niewłaściwym miejscu! Przesłano nową wersję).

V1 to moduł baterii 2-AA

V2 to panel słoneczny 4 V

D1 dioda 1N914

Rezystor R2 4 K, aby obniżyć napięcie na zegarze

X1 ruch zegara;

R1 potencjometr 0 - 5 K

Q1 tranzystor 2N3906

L1 białe diody LED niskiego napięcia

Krok 3: Przód

Użyłem standardowego wycinaka do otworów na mojej wiertarce, aby wykonać okrągły otwór w pokrywie obudowy projektu, a następnie wywierciłem dwa małe otwory z boku, które mocuje pasek przezroczystego pleksiglasu w poprzek otworu. Tarcza tachografu mieści się między pleksiglasem a pokrywą i jest przymocowana do pleksiglasu za pomocą dwóch małych śrub, które można zobaczyć (tarcza tacho ma dwa małe otwory po obu stronach środkowego do montażu oryginalnego licznika).

Te mechanizmy zegarowe mają gwintowany wałek do montażu przez przedmioty - możesz je uzyskać w różnych długościach. Tarcza tacho jest dość cienka, ale chciałem zostawić lukę między ruchem a tarczą, aby tarcza była podświetlona. Dostałem mechanizm z dłuższym trzonkiem i odsunąłem go nakrętką dystansową. Oryginalna skrzynka na baterie zegara jest pusta, do wypustek przylutowałem przewody z wtyczką molex do podłączenia do płytki. Użyłem tych wtyczek do prawie wszystkiego, więc mogę wymienić każdą pojedynczą część, jeśli chcę, ale oczywiście wszystko można po prostu zlutować!

Diody wciąż były zbyt duże, aby przejść między zegarem a tarczą, więc zamontowano je na dole, skierowaną w górę. Przykleiłem folię aluminiową z przodu mechanizmu zegara i jego spódnicę po bokach i na górze, aby rozproszyć światło i miejmy nadzieję, że będzie bardziej jednorodne, gdy podświetla tarczę. Diody LED zostały po prostu połączone szeregowo.

Wskaźniki dostarczone z zegarem nie miały odpowiedniego koloru - nałożyłem im warstwę białego podkładu, a następnie pokolorowałem je czerwonym markerem!

Krok 4: Panel słoneczny

Te panele są niewiarygodnie tanie w serwisie eBay, jeśli możesz chwilę poczekać, aż dotrą – i traktuj deklarowaną specyfikację z przymrużeniem oka! Myślę, że najbezpieczniej jest założyć, że nie są tak potężni, jak mówią, i przeoczyć ich w swoim projekcie…. Buduję platformę, aby przetestować ich wydajność, ale to już inna historia.

Do tego dołożyłem jeszcze jedną wtyczkę molex - mogą być trochę nerwowe przy lutowaniu z tyłu tych paneli, więc radzę zaopatrzyć się w kilka zapasowych - ta kosztowała mnie około 1 funta! Zrobiłem małą ramkę montażową z cienkiej blachy z parą nożyków i przykleiłem ją z tyłu - dzięki temu panel jest ustawiony pod nieco lepszym kątem, aby łapać światło.

Krok 5: Alternatywy

Więc… jeśli chcesz zbudować coś takiego, alternatywą jest rozebranie taniego słonecznego światła ogrodowego. Często mają zgrabny mały kontroler IC, taki jak YX8018:

github.com/mcauser/YX8018-solar-led-driver…

Spojrzałem na jeden z nich i oprócz logiki przełączania zawierają one wzmacniacz napięcia do obsługi białych diod LED. Światło, na które patrzyłem, miało jedną baterię AAA o małej pojemności i słaby panel słoneczny 2 V, ale prawdopodobnie można by użyć płyty z innymi częściami - pomyślałem jednak, że fajniej będzie zbudować moją od zera.

Myślałem też o zastosowaniu nieco bardziej zaawansowanego mechanizmu zegarowego, który jest synchronizowany radiowo – może w kolejnym modelu. Lub zbudować mechanizm zegarowy od podstaw? Trudniejsze z mechaniczną akcją, ale jestem pewien, że ktoś to zrobił!

Do projektu można też wykonać wiele różnych rodzajów obudowy - użyłem czarnego plastikowego pudełka na elektronikę, ponieważ było łatwe w obsłudze i wygląda na wzór czarnego motocykla z lat 80., z którego wyciągnąłem tarczę.

Zrobiłem też mały tester do podłączenia tych tanich paneli słonecznych do amperomierza / woltomierza, abym mógł ocenić, jak dobrze działają. Planuję to rozbudować i zrobić wyjście z zegara, abym mógł zobaczyć jaki prąd pobiera zarówno w trybie dziennym jak i nocnym, a potem będę mógł lepiej dopasować wyjście panelu do pojemności akumulatorów, i wyciągnięcie zegara i świateł - chcę żeby działało całą zimę (myślę, że będzie tak jak jest, ale to chyba zawyżone).