Краткая памятка по самостоятельному ремонту солнечных светильников
- Проверьте чистоту солнечной панели.
- Измерьте напряжение аккумулятора мультиметром.
- Осмотрите контакты на наличие окисления.
- Проверьте целостность проводов и паек.
- Протестируйте фоторезистор (в темноте его сопротивление должно быть высоким).
- Замените неисправный аккумулятор на новый того же типа.
- При замене светодиода соблюдайте полярность.
- Герметизируйте корпус после сборки.
- Для увеличения времени работы установите аккумулятор большей емкости.
- При модернизации используйте диоды Шоттки для защиты от обратного тока.
Доработка светильника «башня» своими руками
К примеру, светильник «Башня» (рис. 1) собран на импульсном преобразователе DA1-ANA618 (или его аналогах – ANA608, Y801, Y8018). Импульсный преобразователь повышает напряжение никель-кадмиевого аккумулятора до уровня, необходимого для включения светодиода HL1. Кроме того, преобразователь отслеживает напряжение на солнеч ной батарее, а с наступлением сумерек (при снижении напряжения на солнечной батарее) включает светильник. Величина тока, протекающего через светодиод, и, соответственно, яркость светодиода зависят от индуктивности дросселя L1. В светильниках разных производителей установлен дроссель индуктивностью 68-82 мкГн. При такой величине индуктивности ток через светодиод не превышает 12 мА, хотя рабочий ток для большинства светодиодов малой мощности составляет 20-30 мА.
Чтобы повысить величину тока (яркость светильника), следует заменить штатный дроссель L1 дросселем с индуктивностью 33 мкГн. Ток, протекающий через дроссель, очень мал. Поэтому можно использовать дроссель практически любой конструкции с заданной величиной индуктивности (фото 1).
Из платы следует выпаять старый дроссель и на его. место установить новый. Если плата приварена к корпусу светильника и развернута компонентами внутрь фонаря, её не обязательно демонтировать. Надо, воспользовавшись оловоотсосом, удалить припой, после чего извлечь дроссель из платы (фото 2).
В зависимости от конструкции светодиоды обеспечивают различную яркость при заданном рабочем токе. У сверхъярких светодиодов малой мощности яркость колеблется в широких пределах от 2 до 20 кд/м2 и выше. В рассматриваемом садовом светильнике использован светодиод с плоской шляпкой, который при рабочем токе 20 мА создаёт световой поток яркостью около 4 кд/мг. Этого достаточно для освещения площади в радиусе до 1,5 метра. Простая замена такого светодиода сверхъярким светодиодом 5013UWC с яркостью 20 кд/ м2 значительно улучшит характеристики садового светильника.
При увеличении рабочего тока и яркости светодиодного фонаря возрастает ток, потребляемый от аккумулятора. Нужно вместо штатного аккумулятора ёмкостью 600 мАч установить аналогичный по размерам никель-металлогидридный аккумулятор ёмкостью 1000 мАч, тем самым значительно увеличив продолжительность автономной работы светильника даже в пасмурную погоду (фото 3).
Следует отметить, что в настоящее время выпускаются никель-металлогидридные аккумуляторы типоразмера ААА различной ёмкости: 1 000, 1 100, 1 350, 1 800 и даже 2 000 мАч. Чем больше ёмкость установленного аккумулятора, тем дольше будет работать светильник от одной зарядки.
Перед покупкой аккумулятора надо мультиметром обязательно проверить напряжение. У никель-металлогидридного аккумулятора напряжение на электродах не превышает 1,3 В. У солевых или щелочных батарей напряжение на электродах составляет 1,50-1,57 В. Иногда недобросовестные продавцы под видом никель-металлогидридных аккумуляторов высокой ёмкости реализуют стилизованные под аккумуляторы солевые батареи.
СОЛНЦЕ В ЛОВУШКЕ
В продаже широкий ассортимент осветительных приборов для сада, в том числе фонарики с солнечными батареями, украшающие уже многие участки. Они автономны и удобны в использовании – установил фотоэлементом к светилу и в сумерки наслаждайся красотой, однако не все так просто.
Когда вечером в саду зажигаются фонари, он выглядит празднично и таинственно, но у наружного освещения есть и утилитарные функции – по дорожкам и ступенькам безопасно ходить, можно допоздна засиживаться в беседке. Остановит оно и нежданных гостей. И ведь легко сделать так, чтобы ночью дорогая электроэнергия на всю эту красоту вообще не тратилась!
В ЧЕМ ОГРАНИЧЕНИЯ
Лет 10 назад я руководил проектом по садовому освещению в Подмосковье. Участок оказался большим, с несколькими зонами, детской площадкой, небольшим прудом и капитальной дорожкой, соединяющей все локации между собой. Основное пожелание заказчиков – освещение детской площадки, на которой пока было установлено несколько светодиодных фонариков с солнечными батареями (фото 1). Хозяева хотели подсветить турники и качели так, чтобы они стали более безопасны для игр в вечернее время, однако имеющиеся светильники, по большому счету, годились только в декоративных целях.
Светодиод, который стоит в любом декоративном фонаре, обычно слабый и его мощности хватает только для дальности подсветки около полуметра вокруг себя. Все остальное пространство остается в сумерках. Такие фонарики отлично подходят для обозначения направления движения в темноте в виде маркерной линии и, к сожалению, на большее не способны. Для более-менее адекватного освещения потребуется очень много таких светильников, что не рационально с точки зрения монтажа и цены.
Фонарики на солнечных батареях внешне красивые (фото 2, 3, 4), дают мягкий рассеянный свет, их хорошо использовать для подсветки одного или нескольких низких растений. Или же направить прожекторные фонарики (фото 5) на одиночную посадку, выделить садовую фигурку – гнома в кустах. Они и сами бывают не только строго классические, но и в виде зверушек и насекомых, сказочных домиков (фото 6), их можно расставить в саду и в цветниках как до полнительные украшения. Для протяженных маршрутов, где необходим хороший уровень освещения, они не годятся.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОДРОБНОСТИ
Фонари желательно располагать на открытых местах и стараться, чтобы кусты или кроны деревьев не накрывали их своей тенью. Дело в том, что полный заряд аккумулятора фонаря достигается
только на ярком свету, полутень для него не подходит. И тут максимальное время работы у разных моделей может варьировать от 6-7 ч до 10-12 ч. Кроме того, существует еще зависимость от качества и самих аккумуляторов, и светодиодов. В пасмурную, прохладную погоду эффективность заряда сильно снижается, соответственно сокращается и время работы.
Есть в конструкции фонарей и такой «подводный камень» – в основном корпуса изготовлены из черного пластика, по большей части из полипропилена, и на солнце они сильно нагреваются за световой день. А ночью температура падает, и в корпус может проникать влага от росы – как известно к вечеру влажность воздуха всегда повышается, иногда с 20-30% – в полдень до 85-90% – когда стемнеет.
Степень защищенности по электрической классификации у таких фонарей не более IP44. Это означает, что прибору не страшны посторонние предметы диаметром не меньше 1 мм, а также капли воды, но не потоки. Если же в течение дня прошел дождь, то на внутренней поверхности фонаря может конденсироваться влага, что приводит к коррозии контактов, как электронных компонентов, так и аккумуляторов. Соответственно нарушается электрическая проводимость, и качество работы фонаря ухудшается в разы. Дневного заряда уже может не хватить даже на несколько ночных часов.
Есть еще одна досадная мелочь. Заменить аккумуляторы можно, но в магазинах они продаются редко и их придется поискать в интернете, что может затянуться надолго. От таких мелочей несколько снижается прелесть декоративных фонариков.
Светильники с тремя светодиодами
Чтобы светильник создавал равномерное освещение, вместо одного светодиода можно установить три под углом 120 градусов. Светодиоды включают параллельно друг другу. Перед монтажом следует проверить разброс их рабочего напряжения, который должен быть минимальным, иначе из трёх светодиодов ярко гореть будет только один, а остальные — лишь тускло светиться. Простую проверку несложно осуществить, собрав тестовую схему (рис. 2). Если использованы свето диоды из одной партии, они будут светиться практически с одинаковой яркостью (фото 4).
Следует учитывать, что прямое падение напряжения у светодиодов разного цвета свечения значительно отличается (см. таблицу).
Поэтому при параллельном включении светодиодов разного цвета светиться будет тот, на котором падение напряжения меньше.
Светодиоды расположены на плате диаметром 15 мм. Чертёж печатной платы, собранный светодиодный модуль и садовый светильник на солнечной батарее с этим светодиодным модулем показаны на фото 5-6.
Можно изготовить садовые светильники, которые будут гореть разными цветами — красным, синим, жёлтым, зелёным, белым, пурпурным. Необходимо лишь подобрать соответствующие светодиоды. Предпочтение следует отдать сверхъярким светодиодам, которые при одинаковом рабочем токе обладают значительно большей яркостью, чем обычные (фото 7).
ВЕСЬ СПЕКТР РАДУГИ
Освещение должно подчеркивать естественную красоту сада, поэтому лучше использовать белый или голубоватый цвет. Холодная цветовая гамма выглядит более яркой по сравнению с теплыми оттенками. Светодиоды в фонарях в основном с холодным белым свечением, но встречаются и с теплым – золотистым. Популярны фонари с матрицей RGB (фото 7), что означает мно-гоцветный режим работы. Они очень эффектны в ночное время, поскольку цвет плавно переходит из одного в другой по всему спектру радуги.
Питание, как было сказано выше, идет от аккумулятора емкостью 600 мА/час и напряжением 12 В. Типоразмер батарей от ААА до АА, а в некоторых моделях и 2/3 АА (фото 8, 9).
К сожалению, купить их сложно, и иногда проще бывает через 2-3 года поменять все фонари на новые, поскольку их стоимость невелика, и в крупных сетевых магазинах большой ассортимент.
Если заменять аккумуляторы на более емкие, которые все же можно купить, то мощности солнечной батареи может просто не хватить для полного заряда. Аккумулятор отдаст всю свою мощность и больше не зарядится. Сердце фонаря – маленькая солнечная панелька размером примерно 3×3 см или несколько больше. На поверхности находится датчик освещенности, от которого фонарик самостоятельно зажигается вечером. Этим процессом управляет небольшой контроллер. Для удобства на корпусе может располагаться выключатель. Устройство довольно простое, но не примитивное – в нем есть несколько электронных компонентов, без которых фонарь не сможет нормально работать.
Зимой подсвеченным содом приятно любоваться из окна, но имейте ввиду, что фонари могут быстро выйти из строя, поскольку большая часть моделей аккумуляторов не рассчитаны на отрицательные температуры. Поэтому осенью фонарики стоит отправить на теплое хранение в кладовку или на чердак, если он обогревается. И тогда на следующий год они снова гарантированно порадуют вас мягким светом и подарят много волшебных мгновений.
Динамический многоцветный светильник
Трёхцветные динамические светодиоды бывают с быстрым изменение цвета (fast fading) и с плавным затуханием (slow fading). Последние наиболее интересны для использования в садовых светильниках. Цвет их свечения как бы перетекает от красного к жёлтому, затем к зелёному, синему, белому, оранжевому и обратно.
В зависимости от количества приобретаемых светодиодов и места приобретения стоимость светодиодов заметно варьируется. Так, партия светодиодов из 100 штук, приобретённых на радиорынке, обошлась автору в 10 руб. за штуку, а через розничную сеть эти же светодиоды реализуют по 55 руб.
Подключить трёхцветный светодиод со встроенным генератором к садовому светильнику вместо установленного белого светодиода невозможно: он просто не будет. работать. И причина проста — преобразователь, установленный в: садовом фонаре, вырабатывает импульсное напряжение прямоугольной формы с частотой 200-250 кГц (фото 9). Каждый новый импульс перезапускает генератор, встроенный в трёхцветный динамический светодиод, а для нормальной работы генератора импульсное напряжение следует преобразовывать в постоянное.
Проще всего для этих целей воспользоваться выпрямительным диодом и накопительным конденсатором. Диод отсекает отрицательные выбросы напряжения от преобразователя, а конденсатор разряжается в паузах между импульсами на светодиод. Таким образом из переменного мы получим постоянное напряжение.
При выборе диода и конденсатора предпочтение следует отдать компонентам для поверхностного монтажа. Весьма желательно установить диод Шоттки, у которого минимальное падение напряжения — 0,12-0,14 В, а рабочая частота достигает сотен килогерц вследствие малого времени рассасывания заряда. Конденсатор предпочтительно использовать танталовый с низким эквивалентным сопротивлением (фото 10). При этих условиях обеспечивается максимальный кпд выпрямителя.
Схема модуля светильника представлена на рис. 4, печатная плата для модуля и трёхцветного светодиода — на рис. 5, а собранный модуль — на фото 11.
Поскольку в рамках журнальной статьи сложно передать динамические события, для иллюстрации работы садового фонаря с трёхцветным светодиодом приведена серия фотоснимков на фото 12.
Модернизация садового светильника оказалась очень простой задачей. Можно украсить свой сад фантастической иллюминацией на основе серийно выпускаемых недорогих садовых светильников, доработанных своими руками.
Ремонт и усовершенствование солнечных светильников своими руками – фото
Рис. 1. Принципиальная светильника «Башня». Фото 1. Миниатюрные индуктивности для навесного монтажа. Фото 2. Извлечение дросселя без демонтажа платы. Фото 3. Аккумуляторы типоразмера ААА. Рис. 2. Принципиальная схема проверки яркости свечения.Фото 4. Светодиоды одной партии имеют практически одинаковую яркость свечения.Фото 5. Светодиодный модуль в сборе. Рис. 3. Печатная плата для трёх светодиодов. Фото 6. Светильник с тремя светодиодами.Фото 7. Пример сверхярких светодиодов. Фото 8. Трёхцветный светодиод с управляющей RGB-матрицей.
Фото 9. Осциллограмма импульсного напряжения, вырабатываемого преобразователем. Фото 10. Танталовый конденсатор. Рис. 4. Принципиальная схема модуля динамического светильника. Рис. 5. Печатная плата модуля динамического светильника.Фото 11. Модуль динамического светильника в сборе. Фото 12. Различные фазы работы динамического светильника с трёхцветным светодиодом.
Будем друзьями!
Categories Электрика и электроника Tags ремонт, сделать, солнечные батареи, улучшить
Ремонт светодиодной лампы своими руками
Под ним находится светодиодная панель и электронный преобразователь. Рассеиватель может быть на защелках или на резьбе.
В этой лампе применяется резьбовое соединение, и это наилучший вариант для возможности ремонта, так как не требует особых усилий и специальных инструментов для демонтажа.
Достаточно просто прокрутить его против часовой стрелки и матовый колпак без проблем снимется.
Под ним,- как уже было описано выше,- находиться панель с несколькими десятками светодиодных элементов.
Для начала, можно посмотреть на внешнее состояние каждого электронного компонента на самом преобразователе.
Иногда причина поломки может быть именно в нем. Чаще всего это вздутие электролитического конденсатора большой емкости. Если на его верхней или нижней части видны следы деформации, то однозначно нужно его менять.
Также, на этой плате может быть обычный предохранитель, который из-за перепада напряжения мог перегореть. Тогда проблема решается его заменой.
В случае, если внешних дефектов на преобразователе не обнаружено, замеряем напряжение на его выходе. Сделать это можно мультиметром или простым вольтметром постоянного тока.
Кстати, замерять напряжение на выходе преобразователя можно и не снимая светодиодной панели. Делать это следует на двух выходящих из отверстия проводах. Но вначале необходимо вставить лампу в патрон какого нибудь настольного, или другого светильника.
Как показывает вольтметр, выходное напряжение составляет примерно 132 вольта. И это значит, что сам преобразователь в исправном состоянии а проблема находится именно в светодиодах.
Так, как их соединение последовательное, выход из строя хотя бы одного из них, приведет к полной неработоспособности всей панели.
Как же найти тот, который неисправен? Если внешне этого не видно, есть действенный метод найти проблемный диод.
Переводим мультиметр в режим прозвонки и соединяем его щупы поочередно, параллельно с каждым светодиодом, притом плюсовой (красный) щуп прибора необходимо прикладывать к выводу «-».
На схеме панели «минус» не обозначается, маркируется только «плюс». Поэтому не маркированый, и есть катод.
Если светодиод исправный, при соединении к нему щупов, появляется слабое свечение. Тот элемент, который не засветится, и есть неисправный.
Для этого подойдет любой исправный элемент, например из фонаря с проблемным аккумулятором или даже с зажигалки с подсветкой.
Сейчас их где только не применяют, поэтому с этим проблем быть не должно.
Таким же образом, как при поиске неисправного, находим положительный и отрицательный выводы. Теперь припаиваем соответственно полярности на плату новый светодиод.
Таким образом ремонт получился удачным и лампа может прослужить еще несколько месяцев, а возможно и лет.
Часто задаваемые вопросы по ремонту садовых светильников на солнечных батареях
Вопрос: Почему светильник перестал гореть ночью?
Ответ: Чаще всего проблема в разряженном аккумуляторе или загрязнении солнечной панели.
Вопрос: Какой аккумулятор подходит для замены?
Ответ: Обычно используются Ni-MH аккумуляторы типоразмера AA или AAA напряжением 1.2 В.
Вопрос: Можно ли поставить литиевый аккумулятор?
Ответ: Да, но потребуется доработка схемы зарядки, так как напряжение и ток заряда отличаются.
Вопрос: Светодиод мигает, в чем причина?
Ответ: Это может быть плохой контакт в цепи или выход из строя контроллера (датчика освещенности).
Вопрос: Как проверить солнечную панель?
Ответ: На солнце мультиметром измерьте напряжение на выходе панели — оно должно быть около 2-3 В.
Вопрос: Почему светильник горит днем?
Ответ: Неисправен фоторезистор или датчик освещенности, его нужно заменить.
Вопрос: Как увеличить яркость свечения?
Ответ: Замените светодиод на более мощный и установите аккумулятор большей емкости.
Вопрос: Вода попала внутрь корпуса, что делать?
Ответ: Разберите, просушите все детали, обработайте контакты антикоррозийным спреем и герметизируйте стыки.
Вопрос: Светильник работает всего час, как исправить?
Ответ: Скорее всего, аккумулятор изношен и не держит емкость — требуется замена.
Вопрос: Можно ли сделать светильник цветным?
Ответ: Да, замените белый светодиод на RGB-светодиод, но может потребоваться замена контроллера.
