Светодиодные ленты на батарейках
Светодиоды удобно эксплуатировать при включённом в сеть блоке питания. В 99,9% случаев электричество есть «под рукой». Однако в местах, которые не подключены или же удалены от электросети, светодиодные ленты на батарейках всё же нужны.
Особенности
Светодиоды на 3 вольта, подключаемые поодиночке, потребуют несколько компонентов.
При 1-1,5 вольта – схемы на одном или нескольких транзисторах для «вольтодобавки», чтобы из этого напряжения (один аккумулятор на основе никеля) устройство сделало 3,2 вольта, без которых светодиод не будет светиться. Для редких светодиодов, работающих от 1,5 вольта, такая схема не понадобится.
Если имеется кислотный аккумулятор, выдающий 1,8-2,3 В – красным, синим, жёлтым и зелёным светодиодам не требуется никакая вольтодобавка.
Они работают при номинальном напряжении 1,8-2,2 В, их можно подключать напрямик, параллельно, в любых количествах. Чем больше, тем более ёмким он должен быть.
Если используется литий-ионный аккумулятор, то цветные светодиоды подключаются последовательными парами. При максимальном напряжении в 4,2 В их свечение достигнет уровня чуть выше среднего (2,1 В на один светодиод). Эти пары подключаются параллельно друг другу. Не вздумайте подключать одиночные цветные светодиоды параллельно без последовательного спаривания – они сразу же сгорят.
Имея под рукой источник питания, например, внешнюю батарею со смартфоном на 5 В, ни цветные, ни белые светодиоды подключать напрямую нельзя: они сразу же перегорят. Здесь нужен регулируемый конвертер постоянного напряжения – такие штампуются в Китае миллионами в год. Заказать нужный и выставить с помощью тестера входное и выходное напряжения легко. Недостаток преобразователей постоянного напряжения – низкий КПД: потери могут составить до 34% в зависимости от входного и выходного напряжения.
Кластеры 12-вольтовые потребуют не одного, а нескольких аккумуляторов. Для 3-х литий-ионных аккумуляторов напряжение колеблется от 9 до 12,6 В – кластер не будет перегружен, если включить не 3, а 4 светодиода последовательно (рабочее напряжение не превышает 12,8 В). Имеющиеся в продаже промышленные сборки, к сожалению, несмотря на наличие токоограничительных резисторов в каждом кластере, обладают именно тремя, а не четырьмя светодиодами. Здесь налицо нарушение правильности расчёта в угоду экономии: светодиодов тратится меньше, но зато они быстро перегорают, что вынуждает потребителя менять их регулярно. В случае с красными, например, для задних подфарников (стоп-сигнал), правильнее было бы соединить именно 6 светодиодов на 12 В (напряжение сборки составило бы 13,2 В). Но экономия и желание лёгкой сверхприбыли заставляет производителей набирать в каждый кластер не 6, а 5 светодиодов. Оказываясь под напряжением только что перезаряженного аккумулятора, светодиоды перегреваются и преждевременно сгорают.
Для 24-вольтовых лент вышеперечисленные численные характеристики питания удваиваются.
Вывод: чтобы не перегрузить светодиоды, рассчитывайте параметры схемы тщательно. Белый светодиод быстро выгорает при напряжении выше 3,2 В, красный – при значении выше чем 2,2. Провести расчёт для никелевых или литиевых аккумуляторов просто – одни выдают 1-1,5 В, вторые – 3-4,2. Старайтесь рассчитать схему так, чтобы работал только один аккумуляторный элемент (одна «банка»): два и более изнашиваются всегда неравномерно, и возникает перерасход из-за неиспользования их ресурса в полной мере.
Когда необходимы?
Одиночные светодиоды и светокластеры (в составе светолент) нужны в нескольких случаях.
Подсветка в местах, где не подходит проводка, либо, к примеру, на даче, где нет электроснабжения (или его отрезали за длительную неуплату).
Подсвечивание в походах, где отсутствует возможность подключиться к бытовой или промышленной электросети. Распространённый случай – подсветка велосипеда, электросамоката либо электроскутера, палатки.
В случаях, когда уникальный дизайн не хочется портить проводкой, нет возможности её спрятать вместе с блоком питания.
При выполнении работ по месту, где не важны площадь помещения, а следовательно, и мощность. Свет есть повсюду, где вы находитесь, куда направляетесь – идеальным решением для кластеров светолент станет налобный фонарь (или прожектор). Он будет светить лишь рядом с вами, когда это необходимо. Это даёт возможность сэкономить на лампочках и сетевых светолентах, освещении абсолютно не нужного в данный момент пространства.
Недостатками такого решения являются невозможность использовать светоленты на аккумуляторах на высоте, например, декор на кухне под потолком, который можно эффектно подсветить.
Этот минус легко обратить в плюс с помощью солнечных батарей, заряжающих в течение дня встроенный аккумулятор.
С наступлением сумерек фотодиод или фоторезистор, входящий в состав датчика освещённости окружающего пространства, самостоятельно включает освещение. Накопленная в аккумуляторе за весь световой день энергия расходуется на свечение светодиодов светокластера. Переносимые ленты не должны быть самоклеящимися – они используют внешнюю защитную оболочку из прозрачного пластика или силикона.
Как подключить?
Подключение светодиодов своими руками выполняется по простейшей схеме – аккумулятор, выключатель и светодиодная сборка. Отдельно для подзаряда аккумулятора применяются дополнительные клеммы (или разъём), которые можно вывести для подключения зарядного адаптера.
Вся конструкция помещается в малогабаритный корпус с рассеивателем (или, наоборот, с фокусирующей световой поток линзой). Соблюдайте полярность светоленты и источника питания: подключённая «задом наперёд» лента не будет светиться – это не переменный, а постоянный ток, проходящий всегда в одном направлении.
Во влажных местах подсоедините ленты класса влагозащиты IP-68: её электротехнические материалы и светоэлементы не выйдут из строя под влиянием сырости.
Хотя напряжение до 12 вольт считается неопасным даже для мокрых рук (если кожа не повреждена), вся конструкция (схема) должна быть надёжно защищена от влагоконденсата и брызг воды. Если сборных светоэлементов с полной влагозащитой не нашлось, залейте собранные контакты с помощью термоклея или резиногерметика. Не применяйте эпоксидный клей, если сборка очень тонка – одна трещина, и токопроводящие дорожки могут быть порваны. «Литое» эпоксидкой устройство неремонтопригодно.
Не рекомендуется пользоваться цветными светодиодами в местах проведения ответственных работ. Дело в том, что красный цвет, к примеру, исказит цвета синих и зелёных предметов в полутьме, выдав их за чёрные или коричневые. Аналогично красные предметы будут казаться в красном цвете светлее, чем они есть, при этом не выделяясь на фоне, например, белых, также окрашенных красным свечением в идентичный цвет. Подобные ограничения действуют для жёлтых, зелёных и синих светодиодов: предметы и вещества одного и того же с ними цвета полностью пропадут.
Самым пригодным из цветов для повседневного использования является жёлтый. Так, в жёлтых очках этот свет практически не выделяется, что придаёт антибликовый эффект такому фонарю или светоленте.
Его можно получить, включив одновременно красные и зелёные светодиоды – образуется освещение с жёлто-оранжевым оттенком, практически безопасное для глаз.
Красные, зелёные и синие светодиоды можно использовать одновременно, если нет белых. Дело в том, что разнокалиберный свет создаст комфортное освещение, напоминающее «тёплый», «нейтральный» или «холодный» белый светопоток.
Для LED-ленты, управляющейся от беспроводного устройства, потребуются следующие компоненты:
пульт – источник инфракрасного излучения;
порт – приёмник этих же ИК-лучей;
блок реле или ключ на транзисторе – силовое коммутирующее устройство;
простейший микроконтроллер – управляет работой ключа-коммутатора.
Сам пульт потребует отдельных батареек. Подобная схема нашла применение в условиях квартир, когда временно выключено централизованное электроснабжение.
Как запитать?
Для расчёта диодной ленты или светильника, способного проработать в режиме почти непрерывного освещения не один год, используйте характеристики светодиодов, аккумуляторов и ограничительных резисторов (или снижающих напряжение питания диодов), DC-преобразователей (конвертеров, например, 1,5V-3V), представленные выше. Ваша задача – максимально согласовать питание, чтобы светодиоды проработали заявленный срок от 25 до 50 тысяч часов, как и указано в рекламе. Поспешность действий приведёт к малой светимости или к преждевременному их выгоранию из-за режима пиковой яркости.
При питании светолент для внутреннего освещения без розетки предпочтительно использовать аккумуляторы. Ни один сегодняшний пользователь в здравом уме, имея хоть какое-то представление об аккумуляторах, не покупает одноразовые батарейки для постоянно и помногу работающих устройств, будь это даже один-единственный светодиод в малогабаритном фонаре.
Батарейки – удел пультов и настенных часов, где потребление электроэнергии настолько ничтожно (измеряется микроамперами в час), что не представляется возможным использовать их в качестве источника сколько-нибудь значительного тока, имеющего практическое применение.
Однако для улицы подойдут лишь редкие аккумуляторы – например, никель-кадмиевые, заряжающиеся даже при отрицательной температуре, что делает их незаменимыми в условиях Крайнего Севера.
Старайтесь сделать провода максимально короткими. Это избавит вас от лишней потери тока в них. Светолента, которую можно разместить в укромном месте, должна быть в непосредственной близости от аккумуляторов. Если для ленты используется корпус, то желательно поместить в него аккумулятор, сам выключатель и выводы для подзаряда такого устройства. Некоторые умельцы размещают перезаряжаемый элемент питания, например, в куске шланга большего диаметра, надетом на защитное покрытие влагозащищённой ленты – с одного из торцов, где имеются выводы для подключения.
О светодиодной ленте на батарейках смотрите далее.
Источник
8 лучших светильников для сада на солнечной батарее
Если вы хотите осветить свой сад в темное время суток, не тратя при этом электричества, обратите внимание на светильники, работающие на солнечных батареях. Принцип их работы прост: в течение светового дня они накапливают солнечную энергию в аккумуляторной батарее, а затем расходуют ее в процессе работы. Причем в зависимости от модели, они могут включаться как автоматически, при приближении, так с физически. Узнаем, в чем заключаются плюсы и минусы таких светильников, как их выбрать, и приведем рейтинг лучших моделей 2021 года, по отзывам реальных покупателей.
Плюсы и минусы садовых фонарей на солнечной батарее
Самым главным плюсом этих светильников является отсутствие необходимости подключения к электропроводам. То есть, их можно устанавливать в любом отдалении от дома. Но это не единственный плюс осветительного прибора.
- Устойчивость к воздействию окружающей среды. Уличные фонари не боятся морозов и жары, они легко переносят температуры от -40 до +40 градусов.
- Мобильность. Поскольку они не привязаны к одному месту проводами, их можно брать с собой на рыбалку, охоту, пикник или переносить по саду из одного его угла в другой.
- Простота установки – положить в воду, повесить на дерево или воткнуть в грунт, способ зависит от вида прибора.
- Безопасность. Светильники абсолютно безопасны как для людей и животных, так и для окружающей среды.
- Отсутствие необходимости каждодневного включения. Этот пункт спорный, поскольку тут все зависит от конкретной модели. Если вы приобретаете фонарь с датчиком движения, то он автоматически будет включаться при приближении к нему. Устройства с датчиками освещенности автоматически включаются при наступлении сумерек.
Несмотря на все достоинства, у светильников имеются и недостатки:
- маленькая мощность, из-за которой они не могут освещать сад наравне с большими фонарями;
- зависимость от попадания солнечных лучей, ввиду которой их нельзя устанавливать в тени;
- простота установки, которая является плюсом, относится и к минусам, ведь если вы легко установили фонарь, то кто-то также легко сможет его украсть.
На что обратить внимание при выборе
Перед покупкой садового фонарика на солнечной батарее следует определиться с тем, какие функции он должен выполнять, и исходя из этого, выбирать модель.
- Тип корпуса. Судя по отзывам покупателей, предпочтение следует отдавать приборам с алюминиевым корпусом, он легкий и морозоустойчивый. Пластик же, несомненно, также легкий, но в результате эксплуатации при несоответствующих температурному режиму условиях может лопнуть.
- Емкость аккумулятора. Тут, казалось бы, все просто, чем она больше, тем лучше. Однако это не совсем так. Светильники с емкими аккумуляторами рекомендуется покупать только в том случае, если вы проживаете в регионе с длинными солнечными днями. В противном случае велик шанс переплаты денег впустую.
- Размер солнечной панели. Тут все просто: чем больше, тем лучше, поскольку от нее зависит скорость заряда аккумулятора.
- Габариты. Если вы планируете установить светильник в одном месте и больше не трогать его, тогда этот параметр можно не учитывать. Для использования светильника в качестве переносного источника света следует выбирать небольшие модели.
- Режим работы устройства, которых бывает три: ночник, постоянное освещение и выключен, реагирует на движение. Первый светит постоянно, но использует при этом незначительную часть своей мощности. Переключение на полную мощность происходит при непосредственном приближении к нему. Второй работает постоянно до окончания заряда аккумулятора или восхода солнца. Третий загорается только при движении.
Настенные светильники
К настенным относятся модели, которые, как следует из названия, можно закрепить на стене. Как правило, их мощность выше, чем наземных светильников.
1. Ritex ASL-093 с солнечной батареей
Отличный уличный светильник по доступной цене. Он имеет одну лампочку, но светит она очень ярко. Плафон выполнен из качественного пластика. Степень защиты IP43 позволяет использовать устройство на улице при любой погоде. RITEX ASL-093 имеет сразу три режима работы, переключение между ними происходит вручную.
Эта модель оснащена датчиком движения и освещенности. Он имеет компактные размеры и гибкое магнитное крепление. Легко устанавливается на любых поверхностях – от веток деревьев до защитных козырьков. Солнечная панель и лампа светильника вращаются независимо друг от друга, что повышает регулировать направление освещения.
Источник