Lampu Jar Taman Surya Berwarna-warni: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Cara termudah untuk membuat lampu stoples surya adalah dengan membongkar salah satu lampu taman surya murah dan memasangnya ke dalam stoples kaca. Sebagai seorang insinyur saya menginginkan sesuatu yang lebih canggih. Lampu putih itu membosankan jadi saya memutuskan untuk memutar desain saya sendiri berdasarkan Arduino, LED RGB dan sensor sehingga warnanya bisa diubah hanya dengan memiringkan lampu.

Sel surya mengisi baterai lithium dan juga berfungsi sebagai sensor cahaya untuk menyalakan lampu secara otomatis saat hari mulai gelap. Saya sangat berhati-hati dalam mendesain untuk mengurangi konsumsi daya saat lampu mati dan semua energi yang dipanen dapat digunakan untuk menerangi taman Anda. Detail lebih lanjut tentang proses desain dapat ditemukan di blog saya: BashtelorOfScience.

Langkah 1: Bagian

Anda akan membutuhkan komponen-komponen ini:

• 1x toples kaca (saya beli di IKEA)
• 1x SolarGardenJarLight PCB
• 1x pengontrol muatan TP4054 (IC1)
• 2x resistor, 1M, 0805 (R4, R6)
• 2x resistor, 10M, 0805 (R3, R5)
• 3x resistor, 10k, 0805 (R1, R2, R7)
• 4x kapasitor, 1uF, 0805 (C1, C2, C3, C4)
• 1x LED, 0805, Hijau (LED1)
• 1x AO3401 MOSFET, saluran-P, SOT23 (Q1)
• 1x WS2812 LED strip dipotong menjadi 3 LED (100 LED per meter)
• 1x modul akselerometer ADXL345
• 1x Baterai Lithium, 500mAh, tidak lebih besar dari 40x40mm
• 1x Panel surya, 5V atau 5.5V, 45x45mm atau 60x60mm

• 1x Arduino Pro Mini (ATmega328P atau ATmega168P, versi 5V/16MHz)

Semua komponen tersedia di aliexpress oleh berbagai pemasok. Saya membuat PCB tersedia di dirtyPCBs: dapat dipesan dalam warna hitam atau putih (Anda akan mendapatkan 10 PCB). Harga per lentera saat memesan suku cadang untuk 10 buah adalah sekitar $ 12.

Langkah 2: Siapkan Arduino untuk Daya Rendah

Arduino Pro Mini menarik banyak arus diam karena memiliki LED daya di atasnya yang selalu menyala dan pengatur tegangan juga merupakan binatang yang haus daya jika kita berbicara arus rendah dalam urutan ampli mikro. Anda harus menghapus dua komponen ini. Ada beberapa versi klon Arduino di luar sana. Pada foto di atas saya menandai LED dan pengatur tegangan dalam versi yang paling umum ditemukan.

Untuk melepas komponen gunakan besi solder dan pasang banyak solder pada komponen dan panaskan dengan baik. Jika perlu, bersihkan bantalan setelahnya dengan sumbu solder. Dimungkinkan juga untuk menghapus komponen dengan kekuatan kasar dengan pemotong samping atau pisau. Berhati-hatilah agar tidak merusak PCB.

Sekarang juga saat yang tepat untuk mengunggah sketsa. Saya menggunakan Arduino IDE versi 1.8.4 tetapi harus bekerja di versi yang lebih baru atau lebih lama juga. Arduino Pro Mini tidak memiliki USB on board sehingga Anda harus menggunakan konverter USB ke UART eksternal. Dapatkan satu dari pemasok Arduino favorit Anda atau Anda dapat menemukannya dengan harga kurang dari $2 di aliexpress. Ada berbagai tutorial online tentang cara memprogram Pro Mini. Ketahuilah bahwa klon Arduno tidak selalu menggunakan urutan pin yang sama, jadi periksa kembali kabel Anda sebelum mencolokkannya. Juga pastikan Anda memiliki papan yang benar (Arduino Pro Mini) dan prosesor yang tepat dipilih di menu Alat Arduino IDE (ATmega328P atau ATMega168P, 5V, 16MHz).

Langkah 3: Menyolder Komponen SMD

Gunakan gambar tata letak di atas untuk menempatkan semua komponen ke tempat yang tepat. Penanda komponen ada dalam daftar bagian pada langkah 1.

Jika Anda membutuhkan skema atau tata letak, Anda dapat mengunduh file desain elang di sini.

Beberapa komponen cukup kecil dan sulit disolder untuk pemula. Saya menggunakan jarum suntik dengan nosel kecil untuk meletakkan pasta solder pada bantalan dan kemudian menyolder ulang komponen menggunakan pelat solder buatan rumah saya, tetapi tentu saja Anda juga dapat melakukannya dengan menggunakan besi solder dan kawat solder 0,8 mm (atau lebih tipis).

Setelah menyolder semua komponen menggunakan kaca pembesar untuk memeriksa pekerjaan Anda dan memeriksa korsleting terutama pada pengontrol muatan.

Langkah 4: Solder Arduino

Untuk berkomunikasi dengan accelerometer dengan protokol komunikasi I2C kita harus menghubungkan pin A4 dan A5 dari arduino ke PCB. Pin ini biasanya berada di sebelah prosesor (lihat foto pada langkah 2) tetapi pada beberapa klon, pin ini berada di tepi dan juga tidak selalu di tempat yang sama. Desain PCB bekerja dengan semua versi yang berbeda: untuk versi standar dengan pin di sebelah prosesor tambahkan pinheader seperti yang ditunjukkan di atas.

Untuk versi lain Anda dapat menggunakan sepotong kawat untuk menghubungkan pin A4 dan A5 ke bantalan pada PCB. Potong kabel menjadi panjang setelah disolder.

Beberapa arduino datang dengan header pin yang disolder, beberapa tanpa. Saya merasa paling mudah untuk menyolder header ke pcb lampu jar taman terlebih dahulu dan kemudian menambahkan Arduino. Pastikan header disolder lurus atau Anda akan kesulitan memasang pin ke bantalan.

Langkah 5: Menyelesaikan PCB

Saat menyolder modul akselerometer ADXL345, penting agar modul itu sejajar dengan PCB. Cara terbaik untuk memastikannya adalah dengan menempatkan modul langsung pada PCB dan memasukkan pin header dari bawah seperti yang ditunjukkan pada foto. Tambahkan solder dari atas dan setelah memotong header di sisi bawah juga tambahkan solder di sana.

Potong semua pin di sisi bawah dengan pemotong samping lalu tempelkan selotip di atas semua pin untuk mencegah pin tajam masuk ke baterai dan korslet.

Langkah terakhir adalah menambahkan strip LED. Pastikan polaritas bantalan benar dan perhatikan arah pin data: cocokkan panah pada strip LED dengan panah pada PCB.

Langkah 6: Panel Surya dan Baterai

Gunakan kabel sepanjang sekitar 5 cm untuk menghubungkan panel surya ke dua bantalan bertanda 'solar' dan perhatikan simbol plus dan minus.

Hal terakhir yang harus disolder adalah baterai. Berhati-hatilah di sini: baterai lithium memiliki banyak daya dan dapat membuat PCB Anda terbakar jika Anda secara tidak sengaja kehilangan beberapa jejak. Jika belum ada, tempelkan selotip pada kabel positif baterai untuk mencegah korsleting yang tidak disengaja. Solder dulu kabel minus hitam karena lebih susah disolder. Lepaskan pita pelindung dari kabel merah dan solder. Anda akan melihat LED pada papan Arduino berkedip sebentar saat Anda menghubungkan baterai.

Jika Anda sudah mengunggah sketsa ke Arduino, Anda sekarang dapat menyalakan lampu dengan mengetuk berulang kali pada PCB dengan kuku. Jika tidak berhasil, Anda harus mulai men-debug menggunakan multimeter. Periksa tegangan baterai terlebih dahulu. Jika tidak ada daya, mungkin dalam mode proteksi. Sorotkan cahaya terang pada panel surya untuk mengeluarkan baterai dari mode ini. Jika ini tidak membantu dan masih tidak ada daya, lepaskan baterai dan periksa PCB Anda untuk hubungan pendek atau sirkuit terbuka dengan bantuan skema sampai Anda menemukan kesalahan.

Langkah 7: Selesaikan Cahaya

Setelah berhasil menguji rangkaian, pasang baterai ke sisi bawah PCB menggunakan lem atau selotip dua sisi. Jangan gunakan lem berbahan dasar air seperti lem putih karena bersifat konduktif hingga kering. Hal terbaik untuk digunakan adalah silikon.

Perbaiki panel surya di atas baterai juga gunakan lem atau selotip dua sisi membentuk sandwich elektronik kecil yang bagus. Selipkan kabel dan perbaiki dengan lem lagi dan biarkan semuanya kering. Uji apakah masih berfungsi sebelum memasangnya ke dalam stoples.

Langkah 8: Merakit Jar

Dapatkan toples kaca Anda dan pastikan panel surya pas di tutupnya. Anda pada dasarnya dapat menggunakan toples apa pun yang Anda suka asalkan transparan di bagian atas dan tahan air.

Perekat yang disukai adalah silikon karena dapat dengan mudah menahan suhu tinggi dan rendah di luar. Semakin transparan semakin baik tetapi yang sedikit seperti susu berfungsi dengan baik, hanya saja jangan mendapatkan silikon sedikit pun atau abu-abu. Anda juga dapat menggunakan epoksi tetapi mungkin retak di bawah tekanan termal.

Letakkan beberapa silikon di kaca lalu tekan lampu di lem dengan panel surya menghadap ke kaca tentunya. Pastikan terlihat bagus dari luar, lepaskan, bersihkan ulangi jika Anda mengacaukannya lalu biarkan kering.

Letakkan toples di tempat yang terkena sinar matahari. Dibutuhkan 2-3 hari sinar matahari untuk mengisi penuh baterai dan bahkan lebih lama jika ditempatkan di tempat teduh. Jika lampu mulai berkedip merah berarti baterai habis dan perlu lebih banyak cahaya untuk diisi ulang. Jika Anda meletakkan lampu di tempat yang gelap untuk waktu yang lama (yaitu beberapa minggu) baterai mungkin mati dan harus diganti, jadi pastikan itu mendapatkan cukup cahaya dan akan bekerja selama bertahun-tahun.

Langkah 9: Panduan Pengguna

Pada

Lampu menyala secara otomatis saat fajar jika mendeteksi kondisi cahaya redup selama beberapa menit dan baterai memiliki cukup energi yang tersimpan. Untuk menyalakan lampu secara manual, cukup ketuk bagian atas beberapa kali atau kocok toples dengan kuat.

Mati

Lampu mati secara otomatis setelah sekitar tiga jam saat dinyalakan secara manual. Saat dinyalakan secara otomatis, baterai akan berjalan hingga sekitar setengah kosong (sehingga Anda masih dapat menyalakannya kembali secara manual). Untuk segera mematikannya, balikkan.

Ganti warna

Untuk mengubah warna cukup miringkan lampu. Ini memiliki tiga mode perubahan warna:

1. Ubah kecerahan
2. Ubah warnanya
3. Ubah saturasi warna

Ketuk tutupnya sekali untuk beralih di antara mode ini. Semakin Anda memiringkan, semakin cepat berubah.

Modus lilin

Untuk beralih antara mode cahaya stabil dan lilin yang berkedip-kedip, cukup ketuk dua kali tutupnya. Saturasi dan kecerahan diatur ulang ke level default (maksimum) saat beralih dari mode lilin ke mode stabil.