Dans ce Instructable, je vais partager l'ensemble du processus de conception de ma lampe solaire DIY Conception de PCB, Conception de boîtier et Assemblage.

1.L'utilisation de la lampe solaire réduira la quantité de pollution atmosphérique locale et économisera de l'énergie.

2. Il est également apparu comme un modèle commercial alternatif avec le potentiel de renforcer l'économie rurale globale en générant des opportunités de subsistance basées sur la technologie.

3. Il peut fournir un accès aux lampes solaires à un prix abordable à un large éventail de publics vivant dans les villages reculés qui sont privés d'accès à l'énergie propre.

7. Pile AA NiMh Amazon / Bang bien

1. Fer à souder Amazon / Banggood

4. Pistolet à air chaud Amazon / Banggood

5. Pistolet à colle chaude Amazon / Bang bien

5. Imprimante 3D Amazon / Bang bien Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 1 : Composants de la lampe solaire

La lampe solaire est un système SPV autonome et contient quatre composants du système SPV autonome :1.Panneau solaire : Convertir l'énergie solaire en énergie électrique

2.Contrôleur :Charger la batterie chargeur et conduire la charge pilote3.Batterie : stocker l'énergie électrique

4.Charge LED :Fournir le flux lumineux souhaité

Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTélécharger

Étape 2 : Sélection du contrôleurLe contrôleur a deux tâches

1. Charger la batterie :Isolez le panneau solaire et la batterie lorsque la batterie est complètement chargée et isolez la charge de la batterie lorsque la tension de la batterie est faible.

2. Conduire la LED : Capable de piloter la LED sélectionnée capacité à gérer la tension et le courant requis, c'est-à-dire augmenter la tension de la batterie 1,2 V à la tension de fonctionnement de la LED 3,2 V ou plusIci, nous utiliserons un IC QX5252F bon marché comme contrôleur.

Les principales caractéristiques sont :

7.Seul un inducteur externe est requis pour faire le circuit

Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 3 : Comment fonctionne le circuit ?Le cœur de cette lampe solaire est un très petit IC QX5252F à 4 pattes. Il fonctionne de manière similaire au circuit "Joule Thief". Mais l'avantage d'utiliser cette puce est qu'elle ne nécessite pas de tore encombrant et lourd. Elle fait lemême travail en utilisant uniquement une simple inductance, une seule pile AA / AAA et une LED.

Il ne nécessite qu'un inducteur externe pour faire le circuit. Le courant LED peut être modifié en utilisant un inducteur de valeur différente. Le graphique est montré dans l'image ci-dessus. J'ai utilisé un inducteur 33uH.Connexion : Pin-1 -> Borne positive du panneau solaire

Broche-2 -> Borne positive de la batterie et une jambe de l'inducteurBroche-3 -> Toutes les masses panneau solaire, batterie et borne négative LEDBroche-4 -> Une autre jambe d'inducteurPièces jointesQX5252F Data Sheet.pdfTéléchargerqx5252.pdfTéléchargerAjouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 4: Test de la planche à pain

Avant de finaliser le circuit, c'est toujours une bonne idée de prototyper le circuit sur une maquette. Cela vous permet de vérifier que tous vos composants fonctionnent parfaitement.Faites le circuit sur votre barde de pain selon le schéma. La LED ne doit pas briller si le circuit est correct. Pour simuler l'obscurité, couvrez le panneau solaire avec votre paume. Maintenant, la LED devrait briller.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 5 : Forme d'onde de sortie et observationPour vérifier les performances du circuit, retirez la LED et branchez les sondes de l'oscilloscope.

Vous remarquerez que la sortie n'est pas une tension continue constante mais qu'elle fluctue rapidement. Dans mon cas, la fréquence est d'environ 184,5 kHz. La tension crête à crête est de près de 7,28 V et la valeur moyenne est d'environ 1,0 à 1,20 V.Remarque :Si vous essayez de mesurer la tension avec un multimètre normal, il s'affichera près de la tension de votre batterie.Parce que vos compteurs ne mesurent que la valeur moyenne d'une tension fluctuante.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 6 : Conception de circuits imprimésJ'ai dessiné le schéma en utilisant Fusion 360 Electronics Design après être passé à la disposition PCB.

Tous les composants que vous avez ajoutés dans le schéma doivent être là, empilés les uns sur les autres, prêts à être placés et acheminés. Faites glisser les composants en saisissant ses patins. Placez-les ensuite à l'intérieur du contour de la carte. J'ai changé lecontour du tableau de rectangulaire par défaut à circulaire en utilisant l'outil de cercle de contour.Disposez tous les composants de manière à ce que la carte occupe un minimum d'espace. Plus la taille de la carte est petite, moins le coût de fabrication du PCB sera élevé. Il sera utile si cette carte comporte des trous de montage afin qu'elle puisse êtremonté dans un boîtier.Maintenant, vous devez router. Le routage est la partie la plus amusante de tout ce processus. C'est comme résoudre un casse-tête ! En utilisant l'outil de routage, nous devons connecter tous les composants. Vous pouvez utiliser à la fois la couche supérieure et la couche inférieure pour éviter les chevauchementsentre deux pistes différentes et en raccourcissant les pistes.En fin de compte, en utilisant l'outil polygone, nous devons créer la surface au sol du PCB.Maintenant le PCB est prêt pour la fabrication.Remarque : Je n'ai pas reçu mon PCB en raison de la pandémie actuelle de COVID-19, j'ai donc montré l'assemblage de mon PCB V2.0. Mais, le processus est le même. Dans PCB V3.0, seuls deux composants supplémentaires diodeet condensateur sont ajoutés pour rendre le circuit plus puissant.

Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 7 : Soudez les composantsIl est recommandé de souder les composants en fonction de leur hauteur. Soudez d'abord les composants de moindre hauteur. Vous pouvez suivre les étapes suivantes pour souder les composants : 1. Poussez les pattes des composants dans leurs trous et retournez le PCB sur le dos. 2. Tenez la pointe du fer à souder à la jonction de la pastille et de la jambe du composant.

3. Introduisez la soudure dans le joint de sorte qu'elle s'écoule tout autour du fil et recouvre la pastille. Une fois qu'elle a coulé tout autour, éloignez la pointe.J'ai d'abord soudé l'inducteur, puis les deux connecteurs JST et QX5252F.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTélécharger

Étape 8 : Soudez l'inducteurL'inducteur est disponible dans différents emballages, mais ici j'ai utilisé un inducteur axial avec une valeur de 33uH / 0,5W.D'abord pliez les deux pattes à angle droit, puis poussez les pattes à travers les trous nommés "L" sur le PCB.Soudez les pattes de l'inducteur aux plots de soudure sur le PCB.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTélécharger

Étape 9 : Soudez le QX5252FLe QX5252F est livré dans un emballage TO-94, l'espace entre les pattes adjacentes est très petit. Des précautions supplémentaires doivent donc être prises lors de la soudure. Sinon, vous raccourcirez les broches ensemble.Dans mon PCB V2.0, j'ai utilisé l'empreinte du boîtier TO-94, mais dans la V3.0, j'ai utilisé une empreinte plus large afin de réduire les risques de court-circuit entre les deux jambes.Insérez les pattes du QX5252F dans les trous du PCB, pour insérer correctement, le numéro 1 est marqué sur le PCB. Le brochage de la puce QX5252F est indiqué ci-dessus.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTélécharger

Étape 10 : Soudez les connecteurs JSTDeux connecteurs JST sont utilisés pour connecter les fils terminaux de la batterie et du panneau solaire.Ici, j'ai utilisé JST 2.0 PH, lors de l'achat, assurez-vous de sélectionner les bons composants.Insérez les deux connecteurs JST dans les trous nommés "SOL" et "BAT", puis soudez-les.Avant de souder, assurez-vous que les connecteurs sont insérés correctement la polarité est correcte.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTélécharger

Étape 11 : Soudez la LEDLa LED utilisée dans ce projet est de type chapeau de paille de 8 mm / 0,5 W.J'ai soudé la LED à l'arrière du PCB. La raison de la soudure de la LED à l'arrière est qu'elle sera plus facile à monter dans le réflecteur avant. Mais si vous n'envisagez pas d'utiliser un boîtier imprimé en 3D, vouspeut souder la LED sur la face avant. Soudez la LED avec la polarité correcte, la branche la plus longue de la LED est toujours la borne positive. Ensuite, coupez les branches supplémentaires à l'aide d'une pince.

Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 12 : préparer les composants externesLes composants externes sont le panneau solaire, la prise CC, les plaques à ressort de la batterie et l'interrupteur à bascule.

Tout d'abord, soudez le fil de la borne du connecteur JST au panneau solaire. Le fil rouge sera connecté au positif et le fil noir à la borne négative.De même, connectez un autre connecteur JST aux deux plaques de contact de la batterie. Le contact en forme de ressort est la borne négative.Enfin, connectez les fils des bornes à la prise CC et à l'interrupteur à bascule.Remarque :

1. Appliquez une petite quantité de flux de soudure avant de souder.2. Appliquez une gaine thermorétractable sur les joints de soudure exposés, pour éviter tout court-circuit accidentel.

Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 13 : Conception de boîtier imprimé en 3DPour donner un bel aspect commercial au produit, mon ami " VARUN " a conçu ce boîtier pour ce projet. Il a utilisé Autodesk Fusion 360 pour concevoir le boîtier. Vous pouvez regarder le Vidéo AU2020

13:12, pour un tutoriel étape par étape pour cette conception de boîtier.Le boîtier a deux parties : 1. Corps principal2. Couverture avantLe corps principal est essentiellement conçu pour s'adapter à tous les composants, y compris la batterie. Le couvercle avant doit couvrir le corps principal et servir de réflecteur pour diffuser la lumière de la LED.Téléchargez les fichiers .STL à partir de Pensé.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTélécharger

Étape 14 : Impression du boîtierJ'ai utilisé mon imprimante Creality CR-10 Mini et des filaments PLA vert et blanc de 1,75 mm pour imprimer les pièces. Il m'a fallu environ 5 heures pour imprimer le corps principal et environ 2 heures pour imprimer le réflecteur avant. Mes paramètres sont : 1. Vitesse d'impression : 60 mm/s2. Hauteur de la couche : 0,2 mm 0,3 fonctionne également bien3. Densité de remplissage : 25 %

4. Température de l'extrudeuse : 200 deg C5. Température du lit : 60 deg CAjouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 15 : Préparation du réflecteurLe réflecteur peut être acheté directement sur le marché, mais pour réduire le coût, il est considéré comme faisant partie du boîtier imprimé en 3D. Vous n'avez qu'à appliquer quelques couches de peinture en aérosol réfléchissante sur le boîtier imprimé en 3D.

Avant d'appliquer la peinture, couvrez les bords de l'enceinte avec du ruban adhésif, de sorte que la peinture ne soit appliquée que sur la partie réflecteur.Appliquez la peinture en aérosol sur la surface du boîtier. Laissez-la ensuite sécher pendant 10 à 15 minutes. Répétez le même processus 2 à 3 fois 2-3 couches. Cela dépend de vous, de la douceur que vous aimez. Après la dernière couche, laissez-le pendant 3-4 heures pour un séchage complet.Sécurité :

Portez du musc nasal pendant le glaçage. Je recommanderai de le faire à l'extérieur et dans un espace bien ventilé.Ajouter un pourboirePoser une questionCommentaireTéléchargerÉtape 16 : Installer les composantsInstallez le panneau solaire sur le dessus du boîtier. Le panneau solaire que j'ai utilisé mesure 58 x 58 mm. Ensuite, installez la prise CC et l'interrupteur à bascule. Enfin installez le PCB sur le réflecteur avant. Utilisez de la colle chaude pour fixer tous les composants avec le boîtier imprimé en 3D. Le boîtier est de type encliquetable, nous n'aurons donc pas besoin de vis de montage supplémentaires. Alignez simplement les languettes dansle réflecteur avant dans les fentes du corps principal, puis appuyez dessus.

Vous pouvez placer la lampe à l'extérieur ou vous pouvez garder la lampe à l'intérieur et utiliser un panneau solaire externe 4 à 5V pour charger la lampe.

J'espère que mon ampoule solaire éclairera de nombreuses personnes rurales du monde entier.

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14 commentaires0robomane

Astuce

il y a 5 mois Répondrevote positif

beau travail ! Excellente exécution. Je ne connaissais pas la puce QX5252F. Puis-je savoir pourquoi vous avez ajouté des trous de montage sur le PCB mais ne les aviez pas sur le réflecteur ? Vous utilisez de la colle chaude. De plus, vous imprimez dans le bon sens pourajoutez ces 2 trous de montage, cela ressemble à une correspondance parfaite. J'ai acheté beaucoup de vis en plastique différentes sur aliexpress pour mes projets d'impression 3D, donc je les ajoute tout le temps maintenant.0

ajmurcia91Question

il y a 6 mois sur Étape 15Réponsevote positifEst-ce que ça peut être dangorus 1 réponse 0

opengreenenergyajmurcia91

Réponse il y a 6 mois Répondrevote positifNon0abbasporyazdanpanah

il y a 6 mois sur Étape 4Répondrevote positifVos projets sont très bons 1 réponse 0

opengreenenergyabbasporyazdanpanah

Répondre il y a 6 mois Répondrevote positifMerci.

Ravi que vous aimiez le design0RajendraKumarS

il y a 6 mois Répondrevote positif

Très beau projet! 1 réponse 0

opengreenenergyRajendraKumarS

Répondre il y a 6 mois Répondrevote positifMerci.0

ajmurcia91

il y a 6 mois Répondrevote positif

Vous avez raison, le circuit est principalement utilisé dans la lumière solaire de jardin.Merci.

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