Lampada per esterni alimentata ad energia solare

Ho intrapreso la costruzione di questa lampade ad energia solare perche nel mio cortile c’è una zona buia dove non ci sono prese per l’E.E. è non le voglio installare perchè voglio sfruttare l’energia solare.

Descrizione del dispositivo

Il dispositivo da me preparato consta di alcune parti reperite in commecio a basso prezzo (dai cinesi) come la lampada ed il sensore.
Altri pezzi li avevo a disposizione come la scatola, le batterie e l’elettronica.

Il pannello solare invece l’ho acqiustato in un negozio specializzato.

Progetto finale
Parto dalla foto (vedi testata) del progetto finale per dare una idea di cosa ho fatto.

Proseguo ora con l’elenco dei componenti utilizzati e delle lavorazioni eseguite.

Il pannello solare

 

Il pannello solare l’ho acquistato gia montato perchè è la parte più delicata e difficile da costruire (comunque mi sto attrezzando). In commercio vi sono una moltitudine di pannelli più o meno adatti ai nostri scopi. Bisogna sapere scegliere il tipo adatto alle nostre esigenze partendo dalla potenza, tensione e corrente che ci serve. La mia scelta è caduta su questo tipo: Pannello Solare Photonic 12/17V 2,5W.

La lampada a LED

La lampada per illuminare non è altro che una serie di LED bianchi disposti a cerchio su di un circuito stampato. Per la precisione si tratta di una lampada da agganciare sulla fronte con una cinghia elastica alimentata da tre batterie AAA per un totale di 4,5 volt.

 

Tutti i diodi LED sono in parallelo senza neanche una resistenza!!!.

Questo modulo è stato acquistato in un negozio cinese a pochi euro e  adesso, dopo la modifica funziona bene , perche ho aggiunto tre resistori su ciascun ramo per alimentarli a 8,4 volt che è la tensione delle batterie utilizzate nel progetto. La corrente necessaria per raggingere una buona luminosità è di circa 300mA.

Il sensore

Anche il modulo sensore è stato acquistato sempre nel medesimo negozio sempre a basso costo. L’ho smontato per vedere come potevo interfacciarlo con il circuito che avevo in mente.

Si tratta di un rivelatore piroelettrico che sente il passaggio di un corpo caldo anche a distanza (8-10 metri).

Esso consta di 5 cavi di uscita; 2 per alimentazione (rosso-nero) due per la fotoresistenza e uno per il segnale generato quando sente il calore del corpo.

La fotoresistenza serve per inibire il circuito elettrico del timer di giorno.

La calotta

La calotta sferica lo trovata in un negozio di bricolage di un supermercato nel reparto elettrico. Essa consiste di una semisfera trasparente in plastica rigida del diametro di 110 mm.

La foratura della scatola

La scatola è una Gewiss  44 207 IP56 ho usato questa perchè la lampada solare dovrà essere collocata all’esterno, quindi alle intemperie per cui deve essere a tenuta stagna.

La foratura del’incavo per la calotta è stata eseguita con il seghetto alternativo, e finita con una lima semitonda.

La staffa di sostegno dei LED

La staffa per sostenere i LED è stata fatta con una lama di alluminio anodizzato 30x3mm forata alle estrimità e fissata  con viti autofilettanti su due parallelopipedi di legno incollati al coperchio. Anche le staffe di sostegno del pannello solare sono di alluminio 40x3mm, opportunamente forate a misura, prendendo ovviamente in considerazione le forature preesistenti sulla scatola e sul pannello solare.

Incollaggio della calotta

L’incollaggio della calotta sferica è stato fatto con il silicone trasparente da ambo i lati e “aggiustato” con le dita.

Il circuito elettronico

 

Il circuito stampato è stato eseguito su un pannello di vetronite e trattato superficialmente sul lato rame con un prodotto specifico contro l’ossidazione del rame, perchè questi sarà collocato in una scatola  sempre esposta alle varie condizione climatiche.

Vista insieme prima dell’incollaggio

Vista dell’insieme prima dell’incollaggio della calotta sferica e del sensore.

Vista Interno

 

Schema elettrico

 

Lo schema elettrico è molto semplice e alla portata di tutti. Si tratta di un TIMER variabile tramite V1 da 0 – circa 200 secondi, formato da un CD4538 in configurazione monostabile retriggerabile. Il gruppo-serie di CD40106 serve da squadratore del segnale di ingresso emesso dal sensore. L’alimentazione proviene dalle batterie che sono sempre collegate e attive. Le batterie vengono caricate dal pannello solare che eroga una corrente di 140 mA a circa 17 Volt sufficienti per queste. Il ponticello J1 serve solo per il collaudo (misura della corrente e isolamento istantaneo dell batterie) deve essere collegato e stabile.

La corrente a riposo è di circa 3 mA quando il sensore non è attivo (non passa nessuno) 30 mA in attività e 300 mA quando la lampada si accende (al buio).

IL PCB Fuori scala

Lo silkscreen

Elenco materiale

I resistori non elencati nella tabella sono da 0 ohm e possono essere sostituiti da ponticelli fatti con filo rigido.