Нехитрое устройство позволяется создать световую подсветку даже там, где не проложено электричество.
Садовый фонарик может использоваться отдельными экземплярами, либо целым комплексом, чтобы организовать декоративную подсветку растений и камней. Изготовить светящийся фонарик на солнечных батареях можно своими силами.
Разбираемся с возможными схемами составления декоративного осветительного прибора для садового участка.
Электросхема фонаря для сада
Принцип работы солнечного фонарика очень простой, независимо от размера устройства. Для его работы потребуется панель, которая будет собирать солнечные лучи, накопительный аккумулятор, преобразователь напряжения, и светящийся элемент, способный воспринимать энергию.
Элементы составляются в цепочку, которая будет работать при правильном подборе светодиодов и других частей.
Электронная схема сборки светодиодного фонарика:
Свечение панели
Поскольку для создания солнечной батареи использовались светодиоды, то они будут светиться. Самопроизвольное свечение таких элементов является еще одним минусом идеи использовать светодиоды для создания панели с целью преобразования электрического тока из солнечной энергии. Такой эффект обусловлен тем, что часть элементов схемы станет генерировать электроэнергию. А вот другая их часть будет ее потреблять. Обратите внимание! Убрать эффект свечения у светодиодной солнечной батареи невозможно. Сюда же, к минусам конструкции, можно добавить и тот факт, что панель будет вырабатывать электроэнергию только под прямыми солнечными лучами. Если на небе будет хотя бы одно облачко или просто пасмурный день, то на выходе напряжение будет равно нулю.
Как работает садовая лампа?
Отсутствие подключения к сети питания делает светодиодный фонарик очень удобным и выгодным способом освещения. Днем, в то время пока светит солнце, фонарик запасает солнечную энергию в свою батарею.
Погода должна быть безоблачной и ясной, чтобы собирать свет максимально эффективно. Внутри некоторых фонариков предусмотрен контроллер, который запускает свечение, как только на улице достаточно стемнеет. Тогда начинается расходоваться накопленная энергия в аккумуляторах.
При полной разрядке светильник перестает вырабатывать свет. Работа выглядит следующим образом:
- Днем накопительная панель перерабатывает энергию солнца в электричество небольшой мощности.
- Полученная энергия с помощью диода перенаправляется в аккумулятор.
- Плюсовой потенциал через резистор контролирует отсутствие свечение до наступления темноты.
- Как только наступают сумерки, либо другой вид затемнения, транзистор включается в работу (эффект получается за счет небольшого плюсового потенциала, соприкасающегося с базой) и запускает свечение светодиода на основе энергии, содержащейся в батарее. Фонарик испускает свет.
- Световой диод равномерно дозирует выработку энергию от аккумулятора для исключения полной разрядки.
- Как только начинает светлеть, плюсовое напряжение перекрывает транзистор, в результате чего светодиод перестает получать энергию для свечения. В этот период снова запускается процесс зарядки батареи.
Более простые модели без контроллера накапливают энергию и равномерно тратят ее, обеспечивая свечение в любое время суток.
Идеи из подручных материалов
Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.
Солнечная батарея из фольги
Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.
Как сделать солнечную батарею из фольги?
Нам понадобится:
- 2 «крокодильчика»;
- медная фольга;
- мультиметр;
- соль;
- пустая пластиковая бутылка без горлышка;
- электрическая печь;
- дрель.
Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.
Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.
Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.
Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.
Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.
Солнечная батарея из транзисторов
У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.
Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.
Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.
Солнечная батарея из диодов
Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.
Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.
Подбор деталей для изготовления
Большинство солнечных фонариков создаются с солнечными панелями, которые по площади не превышают 9 кв см. Чтобы своими руками сделать осветительный прибор без использования электричества потребуется электрические элементы со следующими характеристиками:
- диоды от 1 до 1,5 вольт;
- аккумуляторы, имеющие накопительный объем 3000 мА и вырабатываемым напряжением 3,6 вольт;
- солнечные панели общей площадью 60х60х4 мм, которые отличаются выработкой 4,4 вольт с 90 мА;
- для управления понадобятся 4 резистора МЛТ 20 кОм;
- транзисторы КТ503;
- стеклянный элемент в качестве плафона;
- основание из ПВХ.
Все описанные выше элементы будут располагаться на одной плате, которую можно спаять самостоятельно. Чтобы упростить процесс в радиомагазинах можно найти универсальные платы, которые позволят быстрее приступить к работе над светодиодным фонариком.
Для создания схемы необходимо запастись многожильным проводом из меди, который позволит расчертить электрические дорожки.
Максимально в одну схему можно включить 4 фонарика. При грамотной сборке этот светильник будет работать гораздо дольше покупного.
Для сборки светодиодного фонаря нужно будет не только подобрать подходящие материалы, но и позаботиться об инструментах:
- сверле;
- канцелярском ноже;
- паяльнике с припоем;
- карандаше.
Где купить
Как уже было написано выше, абсолютное большинство товаров в данном сегменте светильников, выпускается в Китае, поэтому самый простой способ приобретения, это воспользоваться услугами интернет – магазинов.
На сайте компании, реализующей товар, можно ознакомиться с описанием устройства, его техническими характеристиками, а также посмотреть отзывы, как о товаре и производителе, так и о поставщике.
Кроме этого, можно воспользоваться услугами компаний, занимающихся продажей светотехнических товаров и оборудования. В этом случае появляется возможность получить консультацию специалиста, при выборе товара, узнать о достоинствах использования той, или иной модели, и ее недостатках.
В этом случае, даже при выборе аналогичной модели, как и на интернет ресурсах, стоимость изделия будет выше, но благодаря возможности вернуть или заменить некачественный товар, этот вариант приобретения, более надежный.
Пошаговая инструкция по созданию и сборке
Первое, что предстоит выбрать – красивый плафон. Сделать его можно из банки кофе, бутылки, рюмки и любой другой стеклянной формы. Лучше всего подбирать небольшую емкость, которая позволит свету максимально расходиться по периметру участка.
Работать придется по следующему плану:
В донышке стеклянной емкости делается отверстие сверлом. Процедура должна проводиться после охлаждения стекла для исключения травм.
Держите стеклянную тару в перчатках и сильно на нее не надавливайте, чтобы от усилий стекло не лопнуло.- Создается основание, подходящее по размерам для горлышка стеклянной емкости. Вырезать его можно из ПВХ своими силами с помощью канцелярского ножа, либо в рекламном агентстве (благодаря последнему варианту оно будет идеально ровным).
- В основание устанавливается с помощью паяльника мебельная гайка или любой другой болт.
- собирается схема, к которой припаиваются все необходимые элементы.
- ПВХ основание обезжиривается с помощью спиртового раствора, либо растворителя. Обозревающее вещество не должно касаться электрических частей солнечной батареи, в противном случае она не будет работать.
- Солнечная батарея прикрепляется к ПВХ основанию за счет супер клея, можно использовать момент.
- Лишний клей снимается при помощи чистой салфетки.
- В дне делаем с помощью сверла отверстия под провода.
- Пропускаем их и герметизируем.
- Берем ПВХ трубку с диаметром до 5 мм и отрезаем ее под основание для диода.
- На ПВХ основание в центре будущего фонарика усаживаем светодиоды в трубке.
- Запаиваем светодиоды вместе с проводами и защищаем их специальным лаком.
- Соединяем плафон и основание с рабочими элементами.
- Дополнительно защищаем плату от царапин лаком или другим прозрачным составом.
Соединение ПВХ основания и стеклянной колбы стоит воспользоваться герметиком или клеем, чтобы через него не проходила влага. В результате этого простого действия получится увеличить срок службы проводов и других элементов.
Для фонариков можно использовать стойки любого диаметра и размера. Их создают из ПВХ труб с последующей покраской в нужный цвет. Можно сделать низкий фонарик около земли, либо организовать высокий светильник, который будет являться не только осветительным прибором, но и маяком.
Ошибки и сложности
При создании светодиодного светильника многие допускают простую и самую распространенную ошибку – запаивают элементы схемы в неправильной последовательности. Избежать ее можно, если четко следовать электронной схеме и не отступать от поэтапного плана создания фонарика.
Сложности могут возникнуть на этапе запаивания и обезжиривания. Все процедуры нужно проводить аккуратно, так, чтобы не повредили отдельные элементы схемы.
Следует аккуратно работать со следующими веществами:
- растворитель и обезжириватель;
- суперклей;
- припой для паяльника.
Все работы должны выполняться в маске и перчатках, чтобы не повредить глаза и руки. В первый раз создание плафона из стеклянной тары может не получиться, поэтому лучше подготовить сразу две ёмкости. Одна будет служить прототипом, а вторая использоваться для самого светильника.
Проведение расчетов
Самодельная солнечная панель представляет собой изделие, которое должно создавать ток желаемых характеристик. Поэтому нужно определить, сколько полупроводников стоит использовать.
Для этого необходимо измерить напряжение и силу тока, созданного одним полупроводником. Это делают с помощью специального инструмента. Все измерения проводят после того, как кристаллик оказался под солнечными лучами.
Полупроводник с диода кд2010 способен создать ток с напряжением до 0,7 В и силой до 7 мА. Стеклодиоды могут генерировать ток с напряжением до 0,3 В и силой до 0,2 мА.
Лучшую производительность способен продемонстрировать оранжевый, зеленый и красный светодиоды. Поскольку есть множество моделей светодиодов с кристаллами разных размеров, следует провести измерения каждого из приобретенных.
Расчеты проводят так:
- Определяют желаемые параметры солнечной батареи. Пусть при нормальном (среднем) солнечном свете она создаст ток с напряжением 9 В и мощностью 1 Вт.
- Определяют необходимое количество кристалликов, отталкиваясь от нужного напряжения. Напряжение созданного одним полупроводником диода кд2010 достигает 0,7 В. На практике оно будет меньше. Пусть оно будет достигать 0,5 В. Чтобы увеличить напряжение, нужно эти кристаллики подключить последовательно. При таком подключении общее напряжение будет равно сумме напряжений всех узлов. Нужно в одном ряду разместить 18 кристалликов.
- Вычисляют силу тока. В одном ряду последовательно подключенных кристалликов она будет одинаковой – 7 мА. Для ее наращивания нужно выполнить параллельное подключение. Нужно сделать несколько рядов. Общая сила тока будет равна сумме сил тока всех рядов. Чем больше рядов, тем больше она будет. В нашем случае нужно обеспечить мощность, равную 1 Вт. То есть сила тока должна составлять 1/9 = 0,111 А = 111 мА. Почти такую силу тока можно получить из 15 рядов. Она составляет 7х15 = 105 мА. Лучше сделать 16 рядов.
- Определяют необходимое количество кристалликов (18х16 = 288).
Плюсы и минусы самодельного устройства
В дачных домиках часто бывают перебои с электричеством, либо оно полностью отсутствует. Желание сделать световой дизайн садового участка может иметь большие сложности при прокладке проводов. Светодиодные фонарики, сделанные своими руками, помогут решить проблему.
Их создание и применение связано со следующими достоинствами:
могут быть изготовлены из недорогих подручных материалов;- не требуют профессиональных навыков при сборке;
- легко устанавливаются и демонтируется по необходимости;
- не требует никакого источника энергии, кроме естественного света;
- не предполагает расходов во время эксплуатации;
- экологическая чистота прибора.
Несмотря на видимые преимущества, у самодельного светодиодного фонарика есть и некоторые недостатки:
- чтобы фонарик работал, придется поработать над качественными соединениями;
- если установить его в затемнённое место, аккумуляторы не будут пополняться, а светодиод светиться;
- в работе над светильником потребуется использовать инструменты, которыми не все умеют пользоваться;
- потребуется приобрести некоторые детали для платы и организации частей светильника, что способствует расходам;
- невозможно отремонтировать в случае поломки.
Выводы
Конечно, каждый решает сам, в меру своей занятости и финансового положения, как ему поступить – покупать подобный светильник или сделать его своими руками. Но ведь дело даже не в сумме, потраченной на новые фонари, хотя здесь и выходит экономия более чем в 4 раза.
Разве не приятно осознавать, что на участке дома или в квартире работает светильник, который создан не на заводе, а своими руками, как говорится «на коленке»? Наверное – это главное, из-за чего следует попробовать самостоятельно собрать садовый светильник на солнечной батарее.
Примерные траты
Смету на создание садового солнечного фонарика сложно оценить из-за разницы в элементах конструкции. Если использовать подручные материалы расходы будут небольшими. Для приобретения платы и других радиодеталей потребуется не больше 500 рублей.
Самой затратной частью будет солнечная панель. Ее стоимость может начинаться от 10 рублей до 1000 рублей, в зависимости от качества исполнения изделия и бренда. Самые дорогие элементы будут служить долго, и радовать владельца участка ярким светом.
Дешевые платы быстро ломаются, могут не работать сразу после изготовления. Дополнительными расходами могут стать ПВХ трубы. Лучший вариант подобрать им альтернативу, либо использовать имеющиеся запасы.
Таблица расходов может выглядеть следующим образом:
| Детали | Стоимость | Количество | Сумма покупки |
| Солнечные панели | 170 руб. | 1 шт. | 170 руб. |
| Накопительная батарея | 220 руб. | 1 шт. | 220 руб. |
| Светодиоды | 12 руб. | 3 шт. | 36 руб. |
| Резистор | 2 руб. | 6 шт. | 12 руб. |
| Транзистор | 5 руб. | 3 шт. | 15 руб. |
| Диод | 3 руб. | 3 шт. | 9 руб. |
| Общая сумма | 462 руб. |
Бюджетный вариант одного светодиодного фонарика будет иметь стоимость около 500 рублей, согласно таблице. Можно приобрести необходимые для его создания оптом, чтобы собрать сразу несколько изделий этого типа, тогда общая сумма покупки будет еще ниже на единицу светящегося прибора.
Примерные расходы
Возможные затраты напрямую зависят от характера поломки, качества приобретаемых запчастей, а также количества светильников, требующих ремонта или доработки. Поэтому рассмотрим средние цены.
| Корпус для маленьких светильников | 120 – 450 рублей |
| Корпус для уличного фонаря | 200 – 2500 рублей |
| Аккумулятор-батарейка (2 шт.) | 100 – 1200 рублей |
| Аккумулятор перезаряжаемый | 400 – 2000 рублей |
| Провода | 100 – 270 рублей |
| Светодиоды (1 шт.) | 10 – 130 рублей |
Финансовые затраты на усовершенствование уличных светильников рассчитать можно только примерно. Более точные цифры вы получите, когда будете знать, в каком количестве и какого качества планируете приобретать детали.
| Мощные светодиоды (с классическим бело-желтым светом) | 30 – 100 рублей |
| Мощные светодиоды (разноцветные) | 30 – 130 рублей |
| Резистор (40 – 70 Ом) | 20 – 100 рублей |
| Резистор (75 – 95 Ом) | 40 – 130 рублей |
| Аккумулятор-батарейка (2 шт.) | 100 – 500 рублей |
