Устройство светильника с солнечной батареей и датчиком движения

Выбор светильников для уличного освещения на солнечных батареях

Мощность

При устройстве освещения необходимо учитывать, сколько света может давать светильник. От этого зависит количество светильников и расстояние, на котором их необходимо устанавливать друг от друга. В технических характеристиках обычно указывается мощность в ваттах, а в случае со светодиодными светильниками она мало о чем говорит.

Пример технических характеристик уличного светильника на солнечных батареях

Чтобы понять уровень освещенности, можно сравнить с аналогом обычной лампы накаливания  — их мощность нам более-менее понятна, а также можно перевести этот показатель в Люмы (Лм) — единицы измерения освещенности. Так реально можно оценить насколько эффективной будет именно этот светильник.

Таблица соответствия мощности светодиодных ламп и освещенности

Как понимаете, модели с мощностью 1 Вт дают не так уж и много света — примерно как 20 Вт лампа накаливания, потому использовать их можно только для подсветки или маркировки участка — обозначения дорожек, подсветки беседок и т.д.

Класс защиты и материал корпуса

Чтобы уличное освещение на солнечных батареях работало долго и надежно, необходимо чтобы корпус и световой блок (плафон) имели защиту от попадания пыли и влаги. Желательно чтобы класс защиты был не ниже IP44 (больше цифры — это хорошо, меньше — плохо).

Расшифровка цифр в классе защиты

Также стоит обратить внимание на материал из которого изготовлены светильники. Обычно это специальный ударопрочный пластик или металл. Если «металл» — отличный от нержавеющей стали или алюминия, предпочтение лучше отдать пластикам

Они точно не ржавеют и длительное время сохраняют хороший внешний вид

Если «металл» — отличный от нержавеющей стали или алюминия, предпочтение лучше отдать пластикам. Они точно не ржавеют и длительное время сохраняют хороший внешний вид.

Вид и способ монтажа

По способу монтажа светодиодные уличные светильники делят на несколько групп:

• Установка в грунт. Это группа светильников на ножках разной высоты — от 20-30 см до метра и выше. Их установка чрезвычайно проста — они просто втыкаются в грунт в нужном месте.

• Светильники-столбы. Как правило, это более высокие модели с высотой ножки  от 1,5 метров и выше. Они тоже могут устанавливаться грунт, но требуют уже более серьезных мер по установке — имеют большую высоту и вес. Придется делать лунку, вставлять в нее столб, засыпать грунтом и уплотнять его. Есть модели для установки на твердое покрытие — плитки, асфальта и т.д.

• Настенные светильники на солнечных батареях. Есть в разных стилях — от классического «фонарного» дизайна, до моделей в современном стиле. Монтироваться могут на стену, забор, заборные столбы.

• Подвесные. Вариантов тоже немало — есть модели, которые можно крепить к потолку, балке и т.п., а есть которые можно развесить на ветках.

• Встраиваемые в грунт, дорожки, лестницы. Очень практичные модели, которые позволяют осветить даже лестницы, причем подсвечивают не сверху, как обычно, а на уровне ступеней. Интересное и практичное решение — при таком варианте свет не слепит глаза, а освещенность остается хорошей.

• Декоративные. Выполнены в виде различных фигурок. В дневное время они выглядят как обычный декор, в ночное дополнительно еще излучают свет. Монтажа в данном случае нет — просто ставят светильник в предназначенное для него место.

Выбор уличных светильников на солнечных батареях для уличного освещения действительно велик. По стилю, размерам, цене ассортимент большой, так что можно выбрать.

Электрическая схема

Здесь показана самая простая схема, с которой разобраться сможет даже начинающий мастер, который никогда не занимался созданием садовых светильников и других подобных изделий. В системе всего 7 составляющих.

Используя эту схему собрать садовый светильник не составит труда.

Чтобы разобраться в схеме и понять, для чего нужны те или иные детали, надо рассмотреть, как работает готовое изделие:

1. Когда солнечный свет попадает на поверхность, транзистор находится в закрытом состоянии. Поэтому накапливаемая энергия подается на аккумуляторную батарею и заряжает ее.
2. После заката солнца, когда свет не попадает на фотоэлемент, транзистор открывается и напряжение подается на светодиоды. То есть, все возможное время днем оборудование заряжается, а с наступлением сумерек включается.
3. Время работы светильника напрямую зависит от емкости аккумулятора и мощности светодиодов, используемых в конструкции. Обычно подбирают составляющие так, чтобы хватало на 6-8 часов работы.

Критерии выбора по конструкции

Ключевым критериям выбора, в зависимости от конструктивных особенностей, является степень защищенности от негативных внешних факторов (IP).

В промышленности наиболее распространены приборы, имеющие защиту таких классов:

• IP20. Для применения в сухих, теплых помещениях. Могут устанавливаться в помещениях с высокой влажностью, однако при условии, что для изготовления патрона использованы устойчивые к влаге материалы.
• IP22. Подходят для применения в условиях агрессивной химической среды, а также повышенной влажности.
• IP44. Могут использоваться в помещениях с высоким уровнем пылеобразования.

Устройство и принцип функционирования фонарей на солнечных батареях

Поместить частичку солнца в уголок сада возможно с помощью автономной лампы на солнечной батарее. Организованы светильники достаточно просто и состоят из следующих деталей:

• светодиодной лампы – излучает холодное или желтое свечение, а также это может быть определенный цветной свет или постепенная смена цветов;
• солнечной панели – выполняет преобразование солнечной энергии в электрический ток;
• аккумуляторной батареи – накапливает энергию днем и отдает в темное время суток;
• контроллера заряда;
• фотоэлемента – автоматически включает свет с наступлением вечера и выключает на рассвете;
• корпуса и деталей для крепления.

Кроме этих элементов, светильники могут быть оснащены датчиками движения и уровня освещенности. Некоторые модели сконструированы с использованием звуковых эффектов. Такой светильник обычно изготовлен из противокоррозионных материалов. Это обеспечивает устойчивость к атмосферным осадкам. Сам плафон изделия производится из трех видов стекла: закаленного, структурированного и гладкого.

Благодаря фотоэлементам и улучшенной электрической схеме светильники могут работать даже в мороз и пасмурную погоду

Закаленное стекло имеет самые лучшие характеристики, но это влияет на стоимость изделия. Также он пыле- и водонепроницаемый. Уровень защиты записан на профиле или коробке фонаря и обозначается IP и цифрами.

Функционирует светильник на солнечных батареях от никель-кадмиевого аккумулятора, мощность которого 700 мА/час. На протяжении всего светового дня прибор преобразовывает солнечную энергию в электрическую и заряжает батарею. А с наступлением сумерек срабатывает фотоэлемент, который включает рассеянное свечение. А на рассвете, если ранее не сработал контроллер минимального заряда аккумулятора, фотоэлемент выключает светильник.

Чаще всего источником света в таких светильниках являются светодиоды или LED, именно от их количества зависит яркость освещения. Средняя мощность изделия составляет 0,06 Ватт, а срок службы – 100 тыс. часов.

Пример освещения участка дома с помощью светильников на солнечной батарее

Фонарики на солнечных батареях для дачи, независимо от производителя, имеют небольшую емкость батареи, которая способна обеспечить работу светильника при полном заряде на 8—10 часов. А в осенний период, когда солнечный день уменьшается, заряда аккумулятора не хватает до рассвета. Но есть модели, которые оснащены функциями, позволяющими увеличить время бесперебойного функционирования изделия, например, датчики движения.

Виды светильников на солнечных батареях

Не трудно понять, почему приборы на солнечных батареях сейчас столь популярны. Конечно, здорово, что такое освещение позволяет не платить за электричество, но для многих главным плюсом все же является возможность монтировать светильники, не прокладывая проводку. Все что нужно – вынуть прибор из коробки и установить его, например, около дорожки. На большинстве моделей присутствуют датчики темноты, так что вам даже о включении света не нужно думать – все происходит автоматически.

Данная технология развивается очень быстро. Светильники на солнечных батареях выглядят все более привлекательными, их свечение становится ярче, а время бесперебойной работы при этом увеличивается. Чтобы понять какой прибор подойдет именно вам, необходимо ознакомиться с ассортиментом и основными видами.

• Светильники на коротких подставках отличаются низкой ценой и простотой установки. Вы просто вдавливаете ножку в грунт и монтаж закончен.
• Подвесные фонари крепятся к потолку беседки, на ветки деревьев или на забор. Их можно использовать как предмет декора.
• Для подсветки забора зачастую используют светодиодные прожекторы, мощность которых приравнивается к лампе накаливания в 100 Ватт.
• Уличные фонари, установленные на ножку или столб. Используются на парковках, дворах с большой площадью или садах. Также применяются для освещения автомобильных дорог.
• Для подсветки фасада здания используют настенные солнечные светильники.

О назначении «солнечных» светильников

При покупке осветительных приборов для сада важно учесть, какую функцию они будут выполнять. Всего различают три группы освещения: декоративные, для дорожек и прожекторы

Декоративные светильники

Декоративные лампы придают приятное освещение вашему участку. Они отмечают конкретное место, их цель вовсе не связана с максимальной освещенностью территории. Из-за слабого светового излучения срок службы декоративной подсветки значительно превышает аналоги на солнечных батареях. Достаточно частое явление, когда декоративное освещение работает несколько ночей подряд, зарядившись в один яркий солнечный день.

Зарядка приборов происходит полноценно даже в пасмурную погоду. Обычно эти светильники испускают не белый, а желтый свет, некоторые модели даже способны мерцать и создавать эффект пламени. Благодаря желтому цвету, потребление электричества у таких светильников снижено. Помимо эстетической функции декоративные автономные светильники используются и для освещения потенциально опасных мест. Это зона хранения инструментов, область с декоративными элементами ландшафта и так далее. Светильники-декорации являются самыми доступными, отличаются сравнительно низкой стоимостью.

Светильники для дорожек

Эти светильники освещают дороги и тропы на участке. Таких приборов, как правило, требуется несколько вдоль всей дорожки. Такой подход позволяет максимально обезопасить путь. Существует несколько способов крепления: их можно подвесить, воткнуть в землю или же просто поставить на поверхность. Свет в таких приборах всегда направлен вниз.

Большинство моделей светильников для дорожек оборудовано ручными переключателями. Таким образом экономится заряд, а приборы используются только при необходимости. Самые удобные светильники оборудованы датчиками движения, которые включаются автоматически при приближении объекта к дорожке. Этот тип фонарей дает освещение средней мощности и относится к средней ценовой категории.

Прожекторы

Эта разновидность автономных светильников сама мощная, поэтому подобные приборы стоят дорого

Важно понимать, что большая мощность не подразумевает отдачу света, аналогичного характеристикам прожектора в 100 ватт. Максимальная мощность автономного прожектора напоминает 40-ваттную лампу накаливания, и этого вполне достаточно

Большинство приборов сконструировано таким образом, что их можно монтировать разными способами. Вы можете осветить прожекторами вход в дом, на участок или парковку. Как правило, именно эти лампы на солнечных батареях отличаются повышенной прочностью. Несомненно, все подобные светильники защищены от погодных условий и прямого солнечного света, но в данном случае уровень защиты гораздо выше. Особенности конструкции позволяют получить больше света при низких температурах.

Рекомендации по выбору

А ведь совсем недавно солнечные батареи были новинками и считались дорогостоящими источниками энергии. В настоящее время в садовые светильники при изготовлении устанавливаются небольшие панели. Во время светового дня энергия накапливается в батарее, а в темное время суток она даёт питание осветительному прибору. Подобрать оптимальный вариант освещения из образцов, представленных на отечественном рынке, можно воспользовавшись рекомендациями опытных экспертов. Первое требование: светильник должен быть не только внешне красивым, но быть ещё экономным и производительным.

Придомовая территория обязательно должна иметь освещение входа, дорожек и различных зон.

Фонари на солнечных батареях — это лучший способ для обустройства загородных владений. Многие приборы достаточно просто вкопать в землю, на эту процедуру уходят считанные минуты.

Преимущества таких устройств:

• независимость от электросети из-за влияния солнечной энергии;
• экологичность;
• простота установки (не нужны провода, соответственно, экономится время и материальные ресурсы;
• безопасность моделей;
• отсутствие необходимости ежедневного обслуживания;
• современный декор, служащий для украшения ландшафта;
• возможность оборудовать осветительные приборы датчиками движения и звука:
• выбор любого количества ламп.

Не обходится и без недостатков:

• в холодное время года из-за переохлаждения аккумулятора может произойти сбой, а летом возможен перегрев;
• почти все светильники не ремонтопригодны;
• в короткий световой день аккумулятор плохо заряжается, и фонарь может эффективно работать всего пару часов;
• простотой установки пользуется похитители;
• световой поток недостаточно мощный по сравнению со стационарными светильниками, поэтому модели в основном служат для украшения сада.

Разновидности и критерии выбора

Фонари делятся на несколько типов. Первая большая группа — это настенные светильники. Они предназначаются для стационарного крепления. Эффективная подсветка делает дом или вход очень красивым. Существенный недостаток таких моделей — необходимость устанавливать такие элементы только на солнечной стороне сооружение. Бывают парковые фонари огромных размеров. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали и отличаются громоздкостью, конструкция имеет высокую степень герметичности. Фонари имеют способность работать длительное время, иногда несколько суток в пасмурную погоду. К этой же группе можно отнести встраиваемые приспособления. Их можно монтировать в элементы фасада, например в лестничные пролёты.

Газонные светильники очень компактны и более доступны. Они работают на светодиодах и потребляют минимальное количество электроэнергии. Такие лампочки украшают газоны, дорожки и садовые участки. Пользуются популярностью также грунтовые разновидности.

Разнообразен и дизайн. Торговые сети представляют приборы, имеющие разную форму и стиль. Дизайн можно выбирать в зависимости от ландшафта участка и экстерьера дома. Бывают модели в виде шара, они подходят для освещения входа или двора. Прямоугольные и конусообразные конструкции, помогут красиво подсветить фасад жилого здания или беседки. Цилиндрические приборы гармонично освещают газоны и прекрасно выделяют дорожки

Важным показателем является степень защиты. Пыле- и влагозащита определяется по специальному обозначению в виде латинских букв IP и цифр. Чем больше числовое значение после литер, тем герметичней изделия. При IP, равном 44 и выше обеспечивается максимальный уровень защиты. Датчик движения — не менее важный элемент прибора. Чтобы светильники не работали всю ночь, а только по мере необходимости, приборы оснащены датчиками движения. Они включают лампочку в тот момент, когда к датчику будет приближаться объект. Это позволяет экономно расходовать электроэнергию.

Емкостной датчик движения

Такой датчик реагирует на присутствие в контролируемой зоне человека. Существуют несколько исполнений этих устройств, однако принцип работы у них общий — изменение частоты высокочастотного генератора происходит с изменением емкости создаваемого устройством электрического поля.

Схема одного из устройств представлена на изображении:

Чувствительность схемы определяется полевым транзистором VT1, которая корректируется переменным резистором R1. На полевом транзисторе собран высокочастотный генератор, частота которого изменяется при приближении крупного предмета, например, человека. В режиме ожидания полевой транзистор генерирует колебания на первичную обмотку трансформатора. Со вторичной обмотки трансформатора эти колебания выпрямляются диодом VD1. При этом напряжение на коллекторе транзистора VT2 равно нулю (показано на вышеприведенной схеме). Данное состояние обеспечивает закрытое состояние тиристора VS1.

При приближении человека к сенсору А прекращается подача положительно открывающего напряжения на транзистор VT2. Он закрывается, а тиристор VS1 открывается. При этом производится коммутация реле, которое приводит в действие извещатель любого типа.

Виды дачных ламп с фото

По типу использования дачные осветительные приборы делятся на несколько категорий.

По цели применения

Существует несколько подвидов по цели применения.

Газонные

Небольшие фонари с малой мощностью и простым дизайном. Устанавливаются непосредственно на грунт, могут легко переноситься на новое место.

Предназначены для

1. обозначения границ;
2. подсвечивания дорожек, клумб.

Как правило, газонные светильники размещают рядами, создавая дорожки света.

Настенные

Служат для подсветки здания в декоративных и практических целях. Часто настенные светильники оснащаются датчиками движения. Могут иметь лаконичный или декоративный дизайн.

Для клумб и огородов

Служат для подсветки особенно красивых растений на клумбе или выступают как самостоятельный декоративный элемент, вписанный в цветочную композицию. В первом случае фонарь имеет лаконичный дизайн и направленный луч света (прожектор).

Декоративные приборы имеют оригинальную форму. Они могут менять характер, интенсивность и цвет освещения, выступая полноправным участником садового ландшафта.

По конструкции

Дачные солнечные фонари бывают разных форм и конструкций.

1. Боллард (столбик). Используются для освещения садовых дорожек и обозначения границ цветников. Характеризуются лаконичным дизайном, различной мощностью, компактными размерами.
2. Лучевые. Прожекторы с поворотным механизмом и мощным, узконаправленным потоком света. Служат для выделения светом определенного объекта (растения, статуи, беседки, входа в дом). Сами светильники не привлекают внимания, часто намеренно маскируются растительностью или элементами декора.
3. Подводные и плавающие. Используются для подсветки растительности прудов и как самостоятельный декоративный элемент. Могут иметь различные режимы освещения, цвет и мощность светового потока.
4. Встроенные. Точечные светильники, монтируемые в ступени, стены здания и дорожную плитку. Являются элементом дизайна и помогают ориентироваться на участке ночью.
5. Акцентные. Имеют необычную форму (часто в виде животных, цветов, сказочных существ) и небольшую мощность. Являются неотъемлемой частью декора участка.

По материалу изготовления

Корпус осветительного прибора изготавливается:

• Из пластика. Наиболее распространены изделия из относительно недорогого, но прочного пластика.

  Современный материал успешно противостоит воздействию влаги, солнца и низких температур. Но такие светильники не рекомендуется оставлять на улице на зиму.

• Нержавеющей стали и других металлических сплавов. Металлические изделия стильно выглядят и служат десятки лет. Их не нужно оберегать от мороза.
• Дерева. Деревянные и каменные фонари служат определенным задачам ландшафтного дизайна, вписываясь в растительные композиции.
• Камня. Сочетают в себе эстетику, функциональность, прочны и долговечны.
• Стекла. Плафоны осветительных приборов изготавливаются из прочного, гладкого или рифленого стекла, преломляющего световые лучи. Модели из закаленного стекла обладают большой прочностью, но стоят дорого.

По виду аккумулятора

В солнечных приборах используется два типа накопительных батарей:

• недорогие никель-кадмиевые, с емкостью до 0,7 А в час;
• никель – металлогидридные, с длительным сроком службы.

Более сложные светильники оснащаются выключателями, датчиками движения. Можно управлять работой светильника при помощи пульта.

Использование и уход

устройства регулярно протирают влажной тканью, собирая пыль и грязь

Это обеспечит максимальное поступление световой энергии к солнечной панели. Соответственно, после осадков плафоны протирают сухой, чистой тканью.

Если светильники не предполагается использовать в зимнее время, то, по окончании сезона их собирают, очищают от пыли и кладут на хранение в сухое темное помещение (аккумулятор рекомендуется хранить отдельно, тщательно укрыв, чтобы избежать случайной зарядки).

У закрепленных светильников вынимают по возможности батарею, ждут ее полной разрядки и кладут на хранение в темное сухое помещение.

Крупные уличные фонари, пригодные для работы в зимнее время, продолжают использовать в прежнем режиме, тщательно следя за чистотой плафонов.

Лучшие настенные фонари для сада с солнечной батареей

Позволяют эффектно освещать фасады домов, заборы, двери. Возможность размещать устройства на значительной высоте делает их популярными на рынке.

1. ЭРА Фасадный светильник ERAFS020-42 светодиодный

Способен «подстроиться» под каждого благодаря поворотным панелям. Такая конструкция позволит регулировать направление света индивидуально. Чаще всего устанавливается вдоль стен дома, на террасе, беседках или гараже. Источником света служат 50 светодиодов. Цветовая температура – холодная белая. Аккумулятор рассчитан на 8 часов автономной работы. Три режима: постоянное свечение, подсветка и датчик движения решают сразу несколько задач по благоустройству территории.

Преимущества:

• многофункциональный;
• мощная батарея;
• хорошая площадь освещения;
• можно настраивать направление света;
• высокая степень защиты от погодных проявлений.

Недостатки:

не выявлены.

2. Haifish Уличный фонарь на солнечной батарее

По внешнему виду напоминает видеокамеру, поэтому вполне способен напугать непрошенных гостей. Однако главная особенность – много функций по демократичной цене. Здесь можно менять угол направления свечения, настраивать разные режимы работы при помощи пульта ДУ и экономить заряд батареи за счет датчика движения. Время зарядки составляет 8 часов. Чувствительность к свету предотвращает внезапное включение устройства, даже в пасмурную погоду.

Преимущества:

• соотношение цены и качества;
• три режима работы;
• дистанционное управление;
• датчик движения;
• легко устанавливать, перемещать при необходимости.

Недостатки:

не выявлены.

3. BRADEX Светильник уличный TD 0404 2 Вт

Этот диодный уличный фонарь выполнен в стиле хай-тек. Предназначен для освещения фасадов домов, гаражей. Отсутствие проводов и автономность батареи до 8 часов позволяют брать устройство в путешествия, кемпинг. Высокая степень защиты пластиковых элементов

IP55 подходит для регионов с переменчивой погодой.

Преимущества:

• нестандартная форма плафона;
• датчик освещенности;
• высокий уровень пылевлагозащиты;
• компактный, легкий.

Недостатки:

дизайн на любителя.

Основные характеристики

Качество подобного устройства определяется применяемым кремнием. В недорогих светильниках используют его поликристаллическую или аморфную разновидности. Монокристаллический кремний может работать в любой сезон, он стоек к агрессивному воздействию. Если нет возможности приобрести монокристаллический элемент, лучше использовать мультикристаллические солнечные батареи.

Для придания долговечности изделиям их покрывают специальной пленкой.

Производители стали изобретать маркетинговые ходы для скрытия некоторых изъянов своей продукции. В частности, поликристаллические устройства стали называть уличными светодиодными фонарями, но срок их нормальной службы составит только один сезон.

Длительным сроком эксплуатации могут похвастаться брендированные устройства. Здесь достаточно мощный фотоэлемент, солнечный свет в него попадает в глубокие слои, что обеспечивает стабильную работу светильников в течение продолжительного времени. У китайских светильников толщина фотоэлемента сравнима с фольгой, поэтому срок службы его гораздо меньше.

На освещение оказывает влияние и структура стекла. При преобладании дней с пасмурной погодой лучше использовать текстурированное стекло, поскольку оно накапливает излучение, в то время как гладкая поверхность способствует его частичному отражению. Наиболее дорогое и долговечное покрытие — закаленное стекло.

Принципиальная схема простого для повторения светильника

Приведенная ниже принципиальная схема светильника, работающего от энергии солнечного света весьма проста, и многократно опробована многочисленными любителями, специализирующихся на изготовлении полезных устройств своими руками.

Принципиальная схема

Как она работает:

• В дневное время солнечная панель (S) преобразует энергию световых лучей в электрическую.
• Вырабатываемый ею ток через диод D1 заряжает аккумуляторную батарею (А).
• Положительный потенциал, приложенный к базе через резистор R1, «удерживает» транзистор Т1 в закрытом состоянии и светодиод D2 не горит.
• При значительном снижении освещенности солнечной панели транзистор открывается (из-за уменьшения положительного потенциала, приложенного к базе) и подключает светодиод D2 к аккумуляторной батарее. Светодиод начинает гореть.
• Диод D1 препятствует разряду аккумулятора через солнечную панель.
• С наступлением рассвета положительное напряжение, поступающее с «+» вывода солнечной панели на базу «закрывает» транзистор Т1 и светодиод D2 перестает гореть, а аккумуляторная батарея снова начинает заряжаться.

Какие детали и где лучше заказывать

Наиболее сложно разжиться солнечными элементами. Подойдут некондиционные элементы, их проще всего купить на различных интернет-аукционах, таких как Aliexpress. Подбирайте модуль с напряжением на выходе не ниже 5 вольт, мощность должна соответствовать числу светодиодов

Очень важно, чтобы модуль имел отпайки проводников, в ином случае покупайте те, которые идут в комплекте с плоскими проводниками и карандашом-флюсом

Самый дорогостоящий элемент светильника — это никель-металл-гидридный или литий-ионный аккумулятор . Нужны аккумуляторы напряжением 3,6 В, они выглядят как три пальчиковые батарейки, затянутые в пленку. Емкость также должна соответствовать суммарной мощности светодиодов, умноженной на количество часов автономной работы + 30%. Купить можно вместе с модулями.

Источниками света служат светодиоды. Опираясь только на характеристики, вы, скорее всего, не сможете подобрать подходящий уровень освещенности, поэтому выбирать придется опытным путем. Рекомендуется использовать яркие белые светодиоды BL-L513. Их легко найти в магазинах электронных компонентов, например, в «Чип и Дип» они стоят по 10 руб. К каждому светодиоду нужен токоограничивающий резистор на 33 Ом.

Также для каждого светильника нужен транзистор 2N4403, выпрямительный диод 1N5391 или КД103А, а также резистор, номинал которого рассчитывается по формуле R = Uбат х 100/N х 0,02, где N — количество светодиодов в цепи, а Uбат — рабочее напряжение аккумулятора.

Критерии выбора деталей и цены

Выбор деталей зависит от того, насколько мощный светильник вы намереваетесь изготовить. Приводим конкретные номиналы для самодельного осветительного прибора мощностью 1 Вт и интенсивностью светового потока 110 Лм.

Так как в вышеприведенной схеме отсутствуют элементы контроля уровня заряда аккумуляторной батареи, то, прежде всего, необходимо обратить внимание на выбор солнечной батареи. Если выбрать панель со слишком маленьким током, то за световой день она просто не успеет зарядить аккумулятор до нужной емкости

И наоборот слишком мощная световая панель может перезарядить батарею за время светового дня и привести ее в негодность.

Вывод: ток, вырабатываемый панелью, и емкость аккумулятора должны соответствовать друг другу. Для грубого расчета можно воспользоваться соотношением 1:10. В нашем конкретном изделии мы используем солнечную панель с напряжением 5 В и вырабатываемым током 150 мА (120-150 рублей) и аккумуляторную батарею форм-фактора 18650 (напряжением 3,7 В; емкостью 1500 мАч; стоимостью 100-120 рублей).

Также для изготовления нам понадобятся:

• Диод Шоттки 1N5818 с максимальным допустимым прямым током 1 А – 6-7 рублей. Выбор именно этой разновидности выпрямительной детали обусловлен низким падением напряжения на нем (около 0,5 В). Это позволит использовать солнечную панель наиболее эффективно.
• Транзистор 2N2907 с максимальным током коллектор-эмиттер до 600 мА – 4-5 рублей.
• Мощный белый светодиод TDS-P001L4U15 (интенсивность светового потока – 110 Лм; мощность – 1 Вт; рабочее напряжение – 3,7 В; потребляемый ток – 350 мА) – 70-75 рублей.

Важно! Рабочий ток светодиода D2 (или суммарный общий ток при использовании нескольких излучателей) должен быть меньше максимального допустимого тока коллектор-эмиттер транзистора T1. Это условие с запасом выполняется для примененных в схеме деталей: I(D2)=350 мА

Устройство светильника на солнечных батареях

Все уличные светильники на солнечных батареях, для дачи или для освещения городских улиц, имеют единую комплектацию. Независимо от формы, размеров, типа установки они состоят из следующих элементов:

• лампа;
• корпус;
• плафон;
• кронштейн или опорная конструкция;
• аккумулятор;
• контроллер;
• солнечная батарея (фотоэлектрический элемент).

В продаже имеется большое количество светильников подобной конструкции. Все они имеют разные параметры, мощность, уровень яркости и прочие особенности. При этом, фонари для наружной подсветки имеют общую особенность — они не работают напрямую, как это делают часы или калькуляторы, поскольку уличное освещение используется в темное время суток, когда источника энергии на небе нет. Поэтому основным показателем качества фонаря будет емкость аккумулятора и ориентировочное время расходования заряда.

Принцип действия

Фотоэлектрические элементы в светлое время суток принимают поток солнечного света и вырабатывают определенное количество энергии, соответствующее типу конструкции панелей. Эта энергия передается аккумуляторной батарее, которая накапливает ее до полного заряда свей емкости. Если погода пасмурная, зарядка все равно будет происходить, так как некоторое количество энергии панели в любом случае отдадут, но полностью зарядить аккумулятор не удастся. Это сократит время работы фонаря в ночное время.

При наступлении сумерек срабатывает датчик, переключающий систему в рабочий режим. Энергия аккумулятора передается на инвертор, который преобразует ее в напряжение со стандартными параметрами, после чего оно подается на лампы. Их работа будет продолжаться либо до момента получения сигнала от датчика освещенности на рассвете, либо до полного разряда аккумулятора и прекращения подачи питания.

Существуют конструкции, которые работают по упрощенной схеме. Аккумуляторы накапливают энергию, которую отдают на светильник в том же виде. Это возможно для ламп, работающих на постоянном токе. Стоимость таких фонарей меньше, так как отсутствует большая часть аппаратуры, однако, работоспособность и длительность свечения весьма коротки.

Использование на дорогах

Осветительные системы на солнечных батареях, работающие на автомобильных дорогах, используют полноценную схему приема, накопления и преобразования энергии. Они устанавливаются на высокие опоры, позволяющие решить одновременно несколько задач:

• обеспечение оптимального положения солнечных панелей для приема максимального количества энергии;
• высокое расположение светильников способствует более широкому охвату площади;
• аппаратура находится в недоступности для вандалов и злоумышленников.

Состав комплекта осветительного оборудования на солнечных батареях ничем не отличается от обычного набора устройств:

• фотоэлектрическая панель;
• аккумулятор, контроллер и преобразователь, размещенные в шкафу с аппаратурой;
• лампа (как правило, светодиодная конструкция);
• кронштейны, соединительные провода.

Система уличного освещения не допускает отказов или отсутствия света по каким-либо причинам. Поэтому качество аппаратуры, емкость аккумуляторов и прочие параметры оборудования подбираются с таким расчетом, чтобы гарантированно обеспечить ответственную часть дороги нормативным потоком света. Для этого требуется солидный запас мощности на случай многодневной пасмурной погоды. Излишки энергии, накопленные в солнечные дни, сбрасываются в сеть или направляются на питание киосков, расположенных поблизости.

Подсветка пешеходных переходов

В темное время суток, особенно в межсезонье, когда видимость на дорогах резко снижается, необходима качественная подсветка пешеходных переходов. Эффективным способом подсветки является использование автоматических светильников на солнечных батареях. Они зажигаются по сигналу от датчика движения и горят, пока человек не перейдет на другую сторону. Состав комплекта обычный, дополненный устройством контроля движения и реле, обеспечивающим работу светильника в течение нужного для перехода отрезка времени.