自制阳光罐上周末参加了数字尾巴的一周年盛典,很多尾巴都写出了自己的活动报道帖,而我由于太认真听了(真的哦~LOL~),所以活动过程中也没有拍多少照片,但是活动内容以及各位尾巴却在我的脑海中,成为难忘的回忆。所以,活动总结之类的就留给拍了n00+照片的尾巴们写吧,我则带来这个——[DIY SUNJAR]自制阳光罐
女友生日快到了,这不得不让人挖空心思去想送些神马东西才有情调,才够浪漫。于是乎,借助Google大神,最终发现了一款Sunjar(阳光罐)。Sunjar是什么呢?它是由英国的一家叫做Suck UK公司(这什么名字)设计的可以存储阳光并在夜间释放的玻璃罐。虽然这个玻璃罐并非真正是将阳光“存储”了起来,不过创意还是十分的不错。尽管就是一个太阳能灯,但是通过罐子这个概念一包装,就给人新奇感。 但是,看到其正品¥200 + 的售价,我实在觉得不值。同时,不出我预料的国内已经有不少仿品了,且开价都低于60。身为技术宅的我,与其花大价钱买这个玻璃罐,还不如自己做一个呢。于是,重拾大学的电子电工以及单片机知识,花了2个周末作了一个Sunjar。 白天将它们至于阳光处(阳台上),到了晚上(光线变暗时),它们就开始发光了: 以上便是Sunjar的效果,下面我主要介绍制作过程以及原理和成本与性能分析。 原理和性能 Sunjar其实原理十分简单,就是一个太阳能储能装置+LED。不过实际作起来,并不是简单的将光伏电池、充电电池与LED接在一起如此简单,需要考虑以下问题:
一般能装进玻璃罐的太阳能电池板一般开路电压都在1.5-5V左右,且短路电流一般不会超过200mA(这里的数值是需要在室外晴天阳光照射下才能实现的)。同时考虑成本因素,一般3-4V 40-180mA的太阳能电池板是比较合理的选择。也因为单晶硅或者多晶硅太阳能电池的弱光性差,在阴天和室内基本不会有什么电流了。因此这样的配置下,充电电池一般考虑使用单节或双节的(1.2-2.4V)。这样的选择能确保在白天大多数情况下,太阳能电池输出的能量能尽可能充入电池。 另外一般LED都需要2V以上电压驱动,尤其是蓝色和橙色LED需要的驱动电压更高,即使2.4V的电压下蓝色LED的发光亮度也不高。因此很有必要设计驱动LED用的升压电路,将LED端的电压提升到3-5V。 下面是Sunjar采用的电路图 该电路并不复杂,所用元件也很少。这里我就简要的介绍下原理,后文会提到材料的来源和选择问题。 成本、选材与制作 1、准备工具:一把好用的电烙铁,松香焊锡丝若干,斜口钳,镊子、钳子一把,万用表一个,导线和双面胶若干 2、材料选择: 【1】太阳能电池板【2】太阳能专用升压芯片QX5252 【3】芯片配套色码电感 【4】5号1.2V充电电池一个 【5】圆形磨砂玻璃瓶一个 【6】拨动开关一个 【7】橙色、蓝色高亮发光二极管各1 个【8】CDS光敏电阻一个 【9】万用电路板和5号电池座各一个(均可以省略) 首先是太阳能电池板,这个组件直接关系到Sunjar的性能,选单晶体的,这种电池板用透明树脂封装,坚固耐用,在日光下的转换效率很高,我使用的是4V/180mA的单晶圆形太阳能电池,采用的是压层封装,寿命在10-15年。 LED IC(QX5252) 产品特点: 然后是CDS光敏电阻和芯片配套色码电感,光敏电阻实现白天开路,晚上闭路,色码电感用于滤波。 最后是一只带瓶盖的圆形磨砂玻璃瓶为宜(瓶口直径与太阳能电池板相仿) ,我用了IKEA中卖的那种玻璃瓶,正好将太阳能板装入。如果找到的玻璃瓶是透明的,最好在内壁贴上磨砂贴纸实现漫反射效果。不过,内衬磨砂贴纸的方法,视觉效果不佳。 3、连接制作:根据QX5252的引脚,按照前面的电路图,拿起你的电烙铁,导线,双面胶开始动手吧,别忘了转换的拨动开关 电路有点丑,还是找个电池盒和橡胶圈来美化一下吧~
测试测试效果,遮住光敏电阻是否会让LED发光呢? 以上设计实现了日光罐(显示橙色光)和月光罐(显示蓝色光)两种功能。通过拨动开关切换实现(Sun Moon Off 三种模式)。 后续其实可以考虑一种更好的实现方式,就是通过检测环境温度或使用rand函数自动切换。另外,设计中没有考虑LED亮度可调,其实可以通过调节PWM的占空比实现发光亮度跟随环境光照亮度实现自动可调。 4、材料成本: 宜家的玻璃罐 ¥15 太阳能电池板 ¥9 充电电池 ¥6 升压芯片QX5252 ¥0.6元 电路其他部分 ¥0-10 (如果完全废物利用,就不算成本了) 这样算来总共花费还是很低的,虽然做工可能没有正品精美,但是进一步说,DIY的乐趣绝对不是花钱能买来的。 下面,罐子里面该放些东西再送给女朋友。千纸鹤?瓦力?小红花? 下面是夜晚效果图,Do it yourself ~ |
|