現在市面上的成品太陽能充電照明燈價格比較貴,價值幾十元甚至上百元。作為電子愛好者或者DIY玩家,如果我們手上有舊手機、玩具、電動工具拆解的3.7V锂電池和廢棄的LED燈泡以及通過閑魚或者拼多多購買6V的太陽能電池闆(建議購買拆機舊的太陽能電池闆,參數6V,輸出電流0.8-1A)。
下面本文介紹如何在2元錢以内自己制作1塊控制器,通過太陽能闆、锂電池、廢舊LED燈連接在控制器上,實現白天自動對3.7V锂電池充電,晚上自動亮燈實現照明。
控制芯片選型介紹:
本文選擇裕興的YX8183芯片進行設計,YX8183 是一款支持太陽能 LED 驅動控制芯片,适用于磷酸鐵锂電池和锂離子電池供電的太陽能産品。YX8183 内部集成 LED 恒流驅動控制電路、锂電池(磷酸鐵锂電池和锂離子電池)過充保護和過放保護電路。該控制器具有高轉換效率,最高可達 95%,可以減小太陽能電池闆的功率要求。同時具有可調輸出電流燈特點。YX8183采用環保的SOP8和DIP8封裝以及最少3個外圍器件可有效減小電路PCB布闆空間。
控制芯片的特性:
輸入電壓範圍:2.7V 至 4.2V
效率高達 95%
過充保護功能
過放保護功能
低使能電壓
使能具有施密特特性,确保亮轉暗時的穩定性
最大 600mA 太陽能充電電流
0V 電池可充電
LED 電流可通過電阻調節(0~400mA )
可選的 SOP8 和 和 DIP8 封裝
芯片引腳介紹:
YX8183芯片引腳描述
芯片參考設計電路圖:為了提高電池利用率,提高亮燈時間,本文采取的直驅設計方案,減少PMOS控制耗電。
直驅方案原理圖
使用立創EDA電路PCB設計(DIP8和SOP8封裝方式的芯片PCB設計):
DIP8封裝芯片PCB設計
SOP8封裝芯片PCB設計
3D效果圖:
DIP8封裝芯片PCB設計
SOP8封裝芯片PCB設計
我們需要使用到的材料清單:
序号 |
物料名稱 |
位号 |
數量 |
1 |
YX8183芯片 |
U1 |
1 |
2 |
直插發光二極管 |
LED1 |
1 |
3 |
PH2.0插座 |
Solar、BAT、LED |
1 |
4 |
0.33歐姆直插或貼片電阻 |
R1 |
1 |
5 |
1K歐姆直插或貼片電阻 |
R2 |
1 |
6 |
470歐姆直插或貼片電阻 |
R3 |
2 |
7 |
1μF電解電容 |
C1 |
2 |
8 |
印制電路闆 |
1 |
印制電路闆可以使用嘉立創進行免費打樣制作。
R1電阻的不同阻值可以控制LED燈的恒流輸出,需控制器控制LED燈越亮,那麼相應的R1阻值選型則越小。R1阻值和輸出電流對應關系表:
R1阻值和輸出電流對應關系表
根據作者制作經驗,如果使用1片6V 1A規格的太陽能電池闆并搭配2800毫安時的锂電池,确保LED燈可以點亮通宵的話,建議R1電阻選擇2.2歐姆,控制器輸出41毫安電流。如果使用2片6V 1A規格的太陽能電池闆并搭配5000毫安時的锂電池,建議R1電阻選擇1歐姆,控制器輸出90毫安電流。以上參數的配置可以保證小夜燈亮度比較亮,足夠晚上作為夜燈照明使用。
如果需要用于簡易路燈照明,可以選擇PMOS擴流的方案,并配置5000毫安時锂電池,參考設計圖如下:
MOS擴流的方案原理圖
實物焊接圖:
控制器實物PCBA
功能說明:Solar 位号PH2.0插座使用6V太陽能電池闆進行供電,BAT位号PH2.0插座接入3.7V锂離子電池,LED位号PH2.0插座接入3-5V工作電壓的LED燈泡,電池處于光照情況下LED1指示燈點亮表示正在對18650锂電池進行充電,當太陽能電池沒有進行供電,LED1指示熄滅,連接在LED位号PH2.0插座上的LED燈泡自動進行點亮。如此實現白天自動對3.7V锂電池充電,晚上自動亮燈實現照明。
控制器特點:可以使用閑魚或者拼多多購買拆機的6V單車太陽能電池闆進行充電作為太陽能燈的電源,本控制器非常适合單片6V 5W的太陽能電池闆供電,1天時間即可将單顆18650電池充滿。可以利用本控制器對拼多多上面的價值2-3元的充電燈泡進行改造,實現自制太陽能燈。
制作心得:
該基于YX8183芯片的太陽能光控小夜燈控制器設計制作簡單,芯片外圍器件少,非常方便愛好者進行自制。所有材料成本合計不超過2元,可以很好地鍛煉自己的制作和焊接能力。通過該控制器可以充分地利用家庭舊手機、舊玩具、舊電動工具閑置下來的锂電池進行再次利用,節約能源并環保。
下一期文章将介紹如何改造舊的LED燈泡作為本控制器的燈泡,改造舊的太陽能電池闆作為本控制器的太陽能電源。
,