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教你們如何制作節能環保的太陽能樓宇梯燈

電子工程師 ? 來源:電子制作天地鐘柱培 ? 作者:鐘柱培 ? 2021-04-06 17:45 ? 次閱讀

一、電路工作原理

太陽能節能環保樓宇梯燈的作品實物圖如右圖所示,設計電路如上圖所示。它主要由太陽能電池板、蓄電池、穩壓電路、光控電路和聲光控制電路組成,原理框圖如下圖所示。當有太陽光照射時,太陽能電池板產生8~12V的直流電源經D1加入到6V蓄電池BT1兩端,對BT1進行充電,BT1把電能儲存起來,以便晚上或光線不夠時使用。

1、當外部光線足夠強時,光電二極管D2因受強光照射,其兩端的電阻很小,導致Q1的基極電壓低于1.8V,則Q1截止,Q2也相繼截止,BT1的直流電源無法通過Q2的ec結加到后續各部分電路,LED不發亮。

2、在晚上或白天光線不夠時,光電二極管D2因不受光照射,其兩端的電阻很大,經R1、R2和光敏二極管兩端電阻分壓后,導致Q3的基極電壓大于1.8V,則Q1飽和導通,Q2也相繼飽和導通,BT1的直流電源通過Q2的ec結分兩路進行供電,一路加到由Q3、D5、D6、D7、R3、C1組成的穩壓電路,穩壓為3.3V,再通過Q3的ce結加到多只LED(D8、D9)的兩端,LED發亮,可為長廊、通道等提供照明;

另一路加到由Q4、U1、MIC1、R9組成的聲光控制電路,光敏電阻R9與聲控輸出為與非的關系,這時,R9的阻值較大,使與非門U1的第1腳為高電平,而第3腳電平取決于聲控,當行人走過發出聲音,MIC1拾取聲信號,Q4瞬間由飽和導通變成截止,U1的第2腳為高電平,經與非門作用,

第3腳輸出為低電平,第4腳為高電平,D10導通,電源對C5進行充電,第8、9腳為高電平,經與非門的作用第10腳輸出為低電平,第11腳輸出為高電平,使Q5、Q6飽和導通,BT1電源再經過Q6的ec結加到由Q7、D11組成的穩壓電路,把6V電壓穩壓為3.3V,為LED(D12、D13)供電,D12、D13發光,為行人提供照明。

由于聲控使D10瞬間導通,隨后變為截止,所以在截止期間C5向R10放電,放電開始,第11腳仍輸出為高電平維持D12、D13發光。當電容C5兩端電壓低于37V第11腳輸出變為低電平,D12、D13熄滅,D12D13點亮的時間由R10、C5的時間常數決定。

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二、制作過程

1.主要元件的選擇

太陽能電池采用12v、100mA的太陽能電池板:D1為一只隔離二極管,本電路選擇IN4001;BT1為畜電池;Q1、Q2、D2、D3、D4、R1、R2組成光控電路,光控電路由取樣電路、基準電路、比較放大電路和調整電路組成,其中Q1為比較放大,Q2為調整,D2、R1、R2為取樣,D2是一只光敏二極管,D3、D4提供基準電壓,考慮負載工作電流情況,Q1采用9014,而Q2采用TIP42,D3、D4采用IN4148;Q3、D5、D6、D7組成穩壓電路,D2采用3.0V的穩壓管,D3采用1N4148的普通二極管,Q3采用TIP41;R4為限流電阻,采用2W10Q;C2、C3為高、低頻的濾波電容,C2采用2200uF門0V的電解電容,C3采用O1uF的陶瓷電容。MIC1、Q4、U1、R9、Q5、Q6組成聲光控制電路,Q4、Q5采用9014,U1采用4011,Q6用8550。Q7、R12、D11組成穩壓電路用3.9V穩壓管,Q7用8050。

2.調試

按圖連接電路,先用直流穩壓電源測試現行LED工作電壓,根據所測試的電壓確定穩壓電路輸出電壓的大小,再調光控電路,具體方法如下:

(1)用直流穩壓電源直接對LED進行測試,調節其輸出的直流電壓3~5V,觀察LED發亮及負載電流的情況,確定穩壓電路輸出的電壓為36V。

(2)用黑布遮住光敏二極管。用一字的螺絲刀調節R2電阻的阻值,使輸出約為3~3.6V的直流電壓,如果無法實現,可調整取樣電路中的上偏置電阻R1或改變基準電路中的二極管的個數,再調節R2便可實現。

(3)根據第一步測試確定電壓值,調整穩壓電路的D5穩壓值,若無法找到合適的穩壓管,可在D5的陽極串入普通二極管D6、D7,直到穩壓電路輸出為36V。

(4)調節R10、C5的參數,來確定D12、D13的LED點亮的時間。

三。使用說明

本作品采用太陽能電池板創作的太陽能路燈,由于太陽能電池板容易損壞,使用者必須小心使用。作品面板上有一個紅色的按鍵S1為維修開關,有一個光控的窗口。當有陽光照射,作品會將太陽能轉為電能并貯存,按下維修開關,光控電路根據窗口光線情況,確定對梯燈電路供電,在梯燈電路中,采取聲控、光控對LED(D12、D13)實行自動控制。

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編輯:jq

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