Сегодня у нас в программе самодельный умный светодиодный фонарь, который легко собрать и установить например внутри сарая, особенно если подключение к сараю электросети 220 В будет затруднительным. Также можно использовать его в качестве фонаря подсветки, для освещения участка возле дома. Он не будет работать в течение дня, потому что у него есть датчик освещенности, чтобы он мог спокойно заряжаться. Также устройство имеет пассивный инфракрасный датчик движения, так что активируется автоматически – зажигается только в темноте и при наличии движения человека – то есть не требует ручного включения кнопкой.
Детали для проекта
- Солнечная панель 5 В / 100 мА
- Литий-ионный аккумулятор 3,7 В (18650 со схемой защиты)
- Модуль датчика движения AM312 PIR
- Плата Digispark Attiny85
- Белые светодиоды (5 мм) 20 штук.
Принципиальная электрическая схема
Есть много вариантов как сделать автоматический солнечный светильник. Вот проверенная и наиболее простая принципиальная схема LED светильника:
Конструкция основана на микроконтроллере Digispark Attiny85, она довольно проста и не требует особых пояснений. Схема имеет два источника питания: мини-солнечная панель (SP) с выходным напряжением около 5,5 В и литий-ионная батарея (BAT) с напряжением от 3,7 В до 4,2 В. В течение дня напряжение, подаваемое от солнечную панель, идёт к литий-ионному аккумулятору через диод Шоттки 1N5819 (D1). Здесь для этой задачи не используется специальная схема литий-ионного зарядного устройства, поскольку в данной конструкции это не важно. Также уменьшенный выход (V_SP) солнечной панели направляется на один порт АЦП (PB4) платы Digispark через резисторы делителя потенциала R1 (100 кОм) и R2 (51 кОм). Загорается синяя подсветка (LED0), показывая что батарея заряжается от солнечной панели. Выключатель питания (S1).
Напряжение постоянного тока, подаваемое литий-ионной батареей (V_BAT), питает модуль детектора движения AM312 (PIR), в то время как цифровой выход этого модуля датчика движения (V_PIR) направляется на один порт цифрового ввода-вывода (PB0) Digispark. Другой вход / выход Digispark (PB1) – который также имеет встроенный светодиод – управляет 20-ю параллельно подключенными 5-мм белыми светодиодами (LED1 – LED20) с помощью транзистора S8050 (T1) и токоограничителя 1 Ом резистора (R6). Эта схема активируется движением и не будет работать в течение дня. Светодиоды горят около 10 секунд только ночью, когда вы находитесь в непосредственной близости (~ 3 м) от датчика PIR.
Также в схему включен стабилизатор положительного напряжения (IC1) LDO 3,3 В для питания контроллера от литий-ионной батареи. Выход 3,3 В регулятора (V_REG) должен быть подключен к входному разъему 5 В Digispark. Просто обрежьте выводы Vin и Vout (по крайней мере, Vout) встроенного регулятора напряжения Digispark 78M05, как показано на рисунке (позже можете соединить их с помощью припоя, если это необходимо).
Несмотря на то что МК настроен на работу с напряжением 5 В, нет проблем с его использованием при 3,3 В для этой конкретной конструкции (тактовая частота здесь не имеет значения).
Код Digispark для микроконтроллера
#define LED 1 // PB1
#define PIR 0 //PB0
void setup()
{
pinMode(LED, OUTPUT);
pinMode(PIR, INPUT);
digitalWrite(PIR,LOW);
digitalWrite (LED, LOW);
}
void loop()
{
int value_solar = analogRead(2); // PB4
int value_pir = digitalRead(PIR);
if ((150 > value_solar) && ( value_pir == HIGH) ) {
digitalWrite(LED, 1); // Turn ON the LED
delay(10000); // 10Sec
}else {
digitalWrite(LED, 0); // Turn OFF the LED
delay(1000); // 1Sec
}}
Стоит отметить что Digispark требует загрузчика для работы на Attiny85, который будет занимать 2-килобайтную флеш-память. Когда Digispark загружается, он использует сигнал USB для калибровки своего таймера до 16,5 МГц, но при питании от внешнего источника питания этого не происходит, и тактовая частота приближается к 16 МГц с точностью примерно 10%. А ещё Attiny85 имеет внутреннюю ФАПЧ, которая может умножать внутреннюю тактовую частоту 8 МГц на коэффициент от 8 до 64 МГц для использования таймером. Программируя фьзы можете выбрать использование схемы ФАПЧ, разделенной на четыре, в качестве системных часов, что приведет к тактовой частоте 16 МГц без внешнего кварца.
Имейте в виду, что водонепроницаемый и пыленепроницаемый корпус абсолютно необходимы. Это ведь улица. Установите всю электронику в корпус вместе с солнечной панелью, прикрепленной на верхней части коробки. Светодиоды и датчик движения должны быть установлены там, где они могут быть видны, то есть на передней стороне корпуса.
Вот фото основных компонентов:
И панель из 20 светодиодов:
На этом все. Постарайтесь собрать похожую штуку, а не покупать готовое китайское, и вы точно научитесь чему-то новому и получите удовольствие от сборки этого небольшого проекта, посвященного переходу к зеленой энергетике!
