Серед багатьох корисних електронних пристроїв, що знаходяться у продажу, є й цікаві ліхтарі з автономним живленням і автоматичної підзарядкою від сонячних батарей. Багатьом, напевно, не раз доводилося бачити такі промислові конструкції на прилавках магазинів, особливо часто в Європі і Скандинавії. Зроблені "під старовину" (або мають інший зовнішній вигляд) ліхтарі добре вписуються в затишний сімейний інтер'єр міського або заміського будинку.

При ясній погоді з великою сонячною активністю (вдень) пристрій, за допомогою фотоелементів сонячної батареї перетворює сонячну енергію в електричний струм, який заряджає малопотужні акумулятори.

При настанні темряви природна сонячна активність знижується, зарядка акумуляторів припиняється. Внутрішня схема "відчуває" наступ сутінків і дозволяє мерехтіння світлового елемента, яким є світлодіод оранжевого свічення.

Конструктивно світлодіод виконаний в трубці з матової пластмаси так, що здається, ніби всередині корпусу ліхтаря мерехтить свічка.

Завдяки конструктивним особливостям корпусу, вдалим естетичним рішенням, а також електронній схемі пристрою, керуючої светодиодом хаотичними пачками імпульсів, вдалося отримати ефект мерехтіння свічки.

Прогрес в області нових світлових елементів незворотній. Років 10 тому повсюдно в продажу були спеціальні лампи (розраховані під патрон Е27 і напруга освітлювальної мережі 220 В), які виробляли аналогічний ефект мерехтливої ​​свічки завдяки інертному (неоновому) газу в колбі лампи. Сьогодні такий же ефект можна отримати від світлодіода.

Вартість таких ліхтарів-світильників невелика і коливається від 3 до 10 Євро. У Росії та ближньому зарубіжжі подібне світильники продаються у відділах електротоварів, сувенірів і гіпермаркетах.

Розглянемо електричну схему пристрою і її основні елементи. Електрична схема пристрою представлена ​​на малюнку 1.

Мал. 1. Електрична схема ліхтаря з мерехтливим світлом і автоматичної підзарядкою від сонячних батарей.

Мікросхема DA1 є конструктивно "залитої" і на друкованій платі є краплю твердої композиції з трьома висновками. Функція цієї мікросхеми - вироблення імпульсів з хаотичною частотою проходження і шпаруватістю.

Як тільки на неї надходить харчування після замикання електричного кола вмикачем SB1, на виводі 3 DA1 "OUT" присутні хаотичні імпульси позитивної полярністю амплітудою 1,5 1,6 У (при нормально заряджених акумуляторах). Обмежувальний резистор R3 обмежує струм через світлодіод HL1, ніж здійснює енергозберігаючу функцію пристрою у вечірній час.

Імпульси хаотичного порядку з виходу мікросхеми надходять до бази транзистора ѴТЗ, на якому виконаний підсилювач струму.

У свою чергу, на транзисторах VT1, ѴТ2 зібраний фоточутливий вузол (фотореле), що управляє роботою підсилювача струму ѴТ2 і світлодіода HL1.

При ясній погоді або помітною сонячної активності в похмурий день (коротше, кажучи, в денний час) сонячна батарея на елементах FB1-FB4 є генератором постійного струму. Максимальна сумарна напруга на її елементах (заміряне у катода діода VD1 і загального проводу) не менше 3,4 В.

Ця напруга надходить в базу транзистора VT1 (включеного разом з VT2 по схемі Дарлінгтона - з максимальним коефіцієнтом множення напруги) через дільник напруги на резисторах R1, R4.

Таким чином, поки світло, напруга на сонячній батареї досить для відкривання транзистора VT1 і, відповідно, замикання VT2. Через транзистор ѴТЗ струм не тече, світлодіод не мерехтить.

Акумулятори GB1, GB2, з'єднані послідовно, коли SB1 замкнутий, заряджаються невеликим струмом через діод VD1, друга функція якого - не допустити розряд акумуляторів в темний час доби через елементи сонячної батареї.

У вечірній (темне) час доби, коли природного освітлення недостатньо для зарядки акумуляторів, фотореле на транзисторах VT1, ѴТ2 дозволяє протікання струму через транзистор ѴТЗ, при цьому світлодіод HL1 мерехтить, нагадуючи горіння свічки. У цьому випадку через світлодіод тече струм близько 8 мА.

При погашенні светодиоде пристрій практично не споживає струм. Відповідно, добре заряджених акумуляторів за умови світіння світлодіода тільки у вечірній час і вночі (тобто 1/2 доби) було б достатньо на три доби (приблизно, 88 годину).

Однак в денний час акумулятори заряджаються, тому на практиці час роботи нового ліхтаря збільшується набагато і залежить (в основному) від сонячної активності в денний час, т. Е. Струму заряду акумуляторів.

Як правило, ліхтар встановлюють в кімнаті на вікні, з тим, щоб він краще заряджався днем. На практиці, встановлювати ліхтар в глибину кімнати, а тим більше в темні інтер'єри не можна, т. К. Не вдасться отримати бажаний рівень зарядки акумуляторів і заявлені в керівництві користувача (інформація інструкції по експлуатації) можливості "нескінченної роботи, т. К. Ресурс світлодіода становить не менше 100000 годин "не відповідають дійсності.

Звичайно, не через світлодіоди, а просто пристрій вимагає постійної сонячної енергії для підзарядки, яку в темному кутку або приміщенні не буде звідки взяти, та й акумулятори мають не нескінченний цикл заряд-розряд. Інші помічені недоліки пристрою і шляхи їх локалізації розглянемо далі.

Пристрій комплектується акумуляторами Ni-Cd типу АА з номінальною напругою 1,2 В і ємністю 700 мА / год.

Транзистори VT1-ѴТЗ можна замінити вітчизняними приладами типу КТ312, КТ343 з будь-яким буквеним індексом або аналогічні.

І тип акумуляторів, і їх ємність, на мій погляд, є недостатніми для хорошої і довготривалої роботи пристрою. Саме тому пристрій не належить до "профі", а є "смішний дитячої саморобки", розрахованої на широкого споживача і має більше сувенірна призначення, ніж практичне.

Для поліпшення роботи пристрою, що включає тривалу безперебійну роботу протягом місяців поспіль, а не кількох діб, необхідно зробити ряд простих змін у схемі.

• Паралельно диоду VD1 встановити ще 2 аналогічних діода для збільшення струму заряду акумуляторів. Головне - щоб всі три діода були аналогічними.
• Штатні акумулятори замінити акумуляторами Ni-Mh (его продовжить термін їх корисної експлуатації) в такому ж корпусі АА, але з ємністю від 1400 мА / год.
• Резистор R4 зі схеми видалити. При цьому фотореле буде спрацьовувати раніше, вже при мінімальній освітленості і включати світлодіод пізніше (в сутінки), що сприяє більш тривалому заряду акумуляторів тим більше з більшою ємністю, ніж штатні.
• Днем експлуатувати (як уже було зазначено раніше) ліхтар краще в максимально освітлених місцях (наприклад, на вікні), а до ночі, напередодні романтичної вечері, можна переносити його вже углиб кімнати, що додасть атмосфері людського спілкування незвичайність.

Література: Андрій Кашкаров - Електронні саморобки.