巡天追日，DIY一个LED太阳能小路灯，点亮家乡的黑夜 -

标题: 巡天追日，DIY一个LED太阳能小路灯，点亮家乡的黑夜 [打印本页]

作者: freshuman 时间: 2020-9-1 15:15
标题: 巡天追日，DIY一个LED太阳能小路灯，点亮家乡的黑夜
这贴也在其他BBS刚发过：
　多年前拜读一位爱尝鲜的网友大作“善用资源，DIY家用太阳能发电站”，读完心里久久不能平静

；说实在的心里还是佩服这位网友的勇气，可能发电的设备成本可能20年都收不回来；从此，也要利用自己的所学所用来完成一个低碳的作品，小功率LED太阳能路灯，也许有人说在某宝买一个不就行了，没有为什么，不服就像平头哥那样，一不合就干；
小时候经常听到大人说：作木匠的家里没有凳子坐，杀猪的屠夫家里没有肉吃，作竹匠的家里没有箩筐用...证实我们老祖勤简节约，也是我们中华传统美德；老家在农村，一到过年大家就像燕子归巢一样，全国各地归来；用电的设备就多了，小小的变压器抗不住，电网电压就低了，有时候电磁炉都启动不了；屋前屋后也没有路灯，只有几盏年久失修的蜡烛光的U型萤光灯路灯在主路；如果装一个20WLED球泡作路灯在屋前屋后，家里的爸妈也不会一直让它亮着，节约用电；一寸光阴一寸金，阳光不就是永恒免费的资源；所以决定作几台小功率的LED太阳能小路灯,用个十年八年没有问题的；
设计基本参数：
1：太阳能电池板5V4A20W+磷酸铁电池3.2V25AH；
2：晚上天黑亮灯8小时自动关闭；
3：红外遥控(可调全功率与半功率时间)+红光指示灯；
4：60PCS2835的0.2W灯,12W左右,前(2-5)小时全功率9.6W运行,后(6-3)小时半功率（7.5W左右运行);
5：用单片机MCU ADC+MOS方式低成本方式控制,(简单的恒流,比现在市场加电阻+MOS开关的方式好多了);
6：材料成本控制在200左右（可能超太阳能板与电池近100了，打样铝基板300+钢网68+杂七杂八的辅料）；
8-16日意外得到心中满意的灯体，喜；

水滴状光学透镜，一来用来配光曲线，二来用来灯板的防水；

时间来到8-20号：
由于这款灯是220V60W的灯板，严重不适用于太阳能低压3.2V大电流4A方式，所以要重新画板打样；

时间来到8-22号：
买的回来了在某宝买二个规格的3.2V20AH　3.2V25AH +运费95没有了；
尺寸：27*70*150mm

为什么不选用26650单节多并的电池组；

这种电池就是分容要一致，不然有“1核工作7核围观”场面，这种电池许多小厂也能生产，而以单节大容量一般都是大厂给汽车厂动力电池淘下来的二等品，分容一致性也好，循环寿命也长2K多次（7-8年的使用寿命），价格也是贵。如果出于成本考虑一般都是用这个电池组（现在太阳能LED路灯95%都是这种，更次也有用铅酸电池的（循环次数只有5-6百次而以2年不到，太阳能灯就灭了）；
现在也讲一下为什么选用3.2V磷酸铁锂电池；
1：首先它可以在-20-60度温度下工作，南方天气不会少-20度，所以不用考虑温度对电池容量下降问题；
2：循环寿命2000-2500次后容量下降30%，所以用十年八年没有问题，减少更换电池次数；LED的寿命用个20年到30年都没有问题；太阳能电池的寿命也是15-25年；电池的寿命是最短的；
3：磷酸铁锂电池的充电可以超过几倍的自身电压都不会爆炸，安全考虑；这也是为什么BYD电车没有其它品牌汽车自燃的多的原因；
4：现在LED电压都是2.8-3.0V十年前都是3.2-3.8V，也就是我们常说的VF值；而电池电压2.6-3.3V；MOS管的内阻电压可以几十毫伏；设定电池电压3.2V-LED的VF值2.9V＝0.3V（MOS管+系统线路的电压50毫伏）；效率=（3.2-0.3）/3.2=0.9；最少效率也是90%之上，电池持续放电，电压会持续下降，当电池电压在3.05-3.1V之间，系统最低压降可以是0.12V效率是最高的时候(3.05-0.12)/3.05=0.96；这个是目前3.2V低压大电流的比较不差的效率；所以IC升降压方式不能比拟的（同步整流除外，一个肖特基二极管的压降都是0.35V左右）；三元锂电的电压3.2-4.2V，所以也就不合适；
5：不需要电池保护板，避免大电流充电时误动作而虚充满情况；由于MCU直接接管充电，放电电压；MCU可以在2.2V正常工作；
红外遥控开关：
就用现成的遥控器，自定义一下按键的用途(重新丝印不可能了)；
灯总亮的时间为8H，模式键+(2H-5H)为全亮度的时间,相对应的为半功率的时间(6H-3H),遥控距离6-8米；开与关就不述了；

这是一块6V5A30W的太阳能电池65*65CM,是单晶还是多晶我就不认识了。这块是作一个样板朋友里拿的.我们现在要作的是5V4A20W;小一点好装);30W这块也可以用的,控制板可以接收5-12V的太阳能电池(电池3.2V,为什么5-12V不会烧了电池;太阳能电池有一点类似恒流源,电流最大输出会把电压拉低,相当于恒流对电池充电,但是最好还是选用5-6V之间的太阳能电池,这样效率更高.如果太阳能电池线与灯头的距离很长可以适当买高点的电压的电池,电流但最好在0.2C电池容量左右,25Ah也就是5A,多数情况下5A电流峰值很少,一天当中太阳能电池满功率电流时间也就大晴天中午才有,但是不建议用12V太阳能电池使用,理由就是有一半的太阳能功率都浪费了,还有就是控制板元件损坏了,限压失效了，电池就有危险了)。

时间来到8-29号：
等了好久终于等到了今天,一个星期了,灯板与控制板终于回来了,3百大洋没了;

高兴还不到一刻，就发问题了，图纸有选项误点了，板子少一个穿线孔，作为屌丝完美主义者不能接收啊，还能怎么搞，发回PCB厂重新加工一下；

时间来到8-31号了：
连续收到到二个快递，钢网与返工好的板子都回来了；
锡膏钢网：

屌丝主义的板子:

下面要作就是有时间去SMT车间，人肉刷锡膏，人肉SMT贴片

；

时间来到8-31 22点了：
经过几个小时人肉贴片元件，好几百个元件，头好晕啊！！！

单个灯板；

控制板

焊接线，灯板与控制板连接好：

鸡动人心的时刻来了！下载好程式亮灯的时刻来了；
相机自动调光了，实际光强刺眼；

先用调压电源测试一下，随意选择几个电压值测试恒流效果；

设定3.0A电流电压从3.0-3.6V可以稳定2.95-3.08A 之间，效果不错！！！不错！！！不错！！！
程式基本上达到恒流效果不错了，控制板有一个电调电阻设置电流可以从2.0-4.8A之间调节恒流，如果装二个25AH电池就可以把电流调到4.5A 15W左右，光强更亮，灯板是30W9A电流，所以调大调小都不会损坏灯板，就是电池放电时间短而以；

接上电池充电测试：
充电正常，灯板上的红光LED指示一闪一闪表示正在充电，常亮就是没有太阳能电池；
没有充电LED指示常亮：

充电状态，LED指示灯一亮一灭循环：

由于现在我住的房子没有阳光直射，测试不了太阳能电池与灯板测试，有机会再上一些户外装机图片；前前后后花16天左右时间来制作这个产品，每一天都更新一点内容，发贴累！！！！希望能给感兴趣网友启示，LC低碳生活从我作起！！！

作者: 51hei团团 时间: 2020-9-1 17:48
好东东楼主能补一下图片吗?

作者: freshuman 时间: 2020-9-1 19:48

51hei团团发表于 2020-9-1 17:48
好东东楼主能补一下图片吗?

上传图片好慢的。你要还要哪里图片？灯体过几天回来，再组装一下

作者: freshuman 时间: 2020-9-1 20:08
补几张高清的图

作者: freshuman 时间: 2020-9-1 21:19
来一个简单的测试视频https://www.iqiyi.com/v_2epw32fecz4.html

作者: only5784 时间: 2020-9-1 23:29
是个狠人，赞，不像乡里娃

作者: 罪恶王冠 时间: 2020-9-2 14:07
666,全村最靓的仔。

作者: freshuman 时间: 2020-9-2 17:34
来几张裸板太阳能充电照

作者: freshuman 时间: 2020-9-4 12:50

充电视频：https://www.iqiyi.com/v_kaviaw3l50.html

作者: 芯动520 时间: 2020-9-5 17:30
厉害了，学习，低碳环保

作者: hao18 时间: 2020-9-10 09:29
这个真的好利害啊。从设计到制作都是一流水准。就是佩服这样的能人。

作者: cjjdemon 时间: 2020-9-11 14:35
想问一下楼主，LED直接接到磷酸铁锂电池上，不会烧掉吗？这样流程过LED的电流是多大呢？

作者: 294479435 时间: 2020-9-11 14:43
仰望大佬

作者: freshuman 时间: 2020-9-11 18:05

cjjdemon 发表于 2020-9-11 14:35
想问一下楼主，LED直接接到磷酸铁锂电池上，不会烧掉吗？这样流程过LED的电流是多大呢？

LED 的VF值才2.9V 磷酸铁电池3.3V 必烧只是时间问题，我这个可是程序恒流驱动

作者: freshuman 时间: 2020-9-11 18:10
你没有看我用调压电源3.0-3.6V测试的电流吗？基本上是3A左右，有10-20mA波动，这才是技术要点所在。现在LED路灯基本用电阻限流，所以我才弃用，不然开这个贴也没有意义了。

作者: shuisheng88 时间: 2020-9-11 18:35
楼主可以提供个源码参考下

作者: freshuman 时间: 2020-9-11 20:43

shuisheng88 发表于 2020-9-11 18:35
楼主可以提供个源码参考下

现在就不发源码了，已经有人看上商用了。

作者: 快乐眼泪 时间: 2020-9-11 20:50
楼主真牛人也！可惜没机会看源码了！

作者: cjjdemon 时间: 2020-9-12 09:32

freshuman 发表于 2020-9-11 18:10
你没有看我用调压电源3.0-3.6V测试的电流吗？基本上是3A左右，有10-20mA波动，这才是技术要点所在。现在LED ...

看你实物板子的照片，是用两个三极管实现恒流吗？

作者: cjjdemon 时间: 2020-9-12 09:32

freshuman 发表于 2020-9-11 18:10
你没有看我用调压电源3.0-3.6V测试的电流吗？基本上是3A左右，有10-20mA波动，这才是技术要点所在。现在LED ...

看到是用MOS+ADC的方式了，抱歉，看起来是PWM？

作者: freshuman 时间: 2020-9-12 10:16

cjjdemon 发表于 2020-9-12 09:32
看到是用MOS+ADC的方式了，抱歉，看起来是PWM？

建议你去了解可调电源的工作方式就会明白的，把MOS当成可变的电阻就完事了。

作者: cjjdemon 时间: 2020-9-12 10:31

freshuman 发表于 2020-9-12 10:16
建议你去了解可调电源的工作方式就会明白的，把MOS当成可变的电阻就完事了。

大神，可以共享一下硬件的原理图吗？

作者: freshuman 时间: 2020-10-31 16:01
更新一下成品图片：电池放壳内：

充电电流：

放电电流

三件套：

05.jpg (114.33 KB, 下载次数: 120)

作者: zhouwei0815 时间: 2020-11-2 21:41
向楼主学习很实在的帖子！

作者: ajunxy 时间: 2020-11-5 22:49
学习了，很不错。谢谢楼主分享。

作者: freshuman 时间: 2020-12-11 11:39

下面那个蓝色是费的FR4双面板，用来隔离电池与控制板的热量，夏天充电时控制板热量比较大；

刚开始觉得太阳能路灯没有什么技术难度，当你真正作的时候，实际问题远远比你想法复杂；
下面谈一下作这个产品的心得：
1：是恒流，不是电阻限流那种；
2：充电保护电压，低压保护电压（不用基准IC，能作每一个产品保护3.53-3.56V都是不容易，低压保护电压2.6-2.7V）；
3：为什么不用电压保护板，主要是晴天充电时，电流大容易让保护板误动作，如果是6A充电，本来电池电压是3.4V一下子就跑到3.6V之上，虚充了；
4：由于灯是全密封的，所以IC不能死机跑飞了（6-8年不间断工作，难免不死机情况），不然就是一死灯了，增加手动与自动复位功能；
让我想起德国一家祖传作订书钉，四代都是单一作这个产品；所以一件作得好，不是没有道理。为了作这个灯花了几个月的时间
当然有时间就去修正那种；
PS:+内容

作者: zhangleixbyl 时间: 2020-12-14 12:38
成本钱比买成品油贵多了吧

作者: freshuman 时间: 2020-12-15 15:24

zhangleixbyl 发表于 2020-12-14 12:38
成本钱比买成品油贵多了吧

上批量打样肯定比批量货要贵一点；
最终装机效果：

作者: cba_cba 时间: 2020-12-25 08:04
除了电子物料外的所有配件都是在τ 宝可以买到的吗？？

作者: freshuman 时间: 2020-12-29 22:44

cba_cba 发表于 2020-12-25 08:04
除了电子物料外的所有配件都是在τ 宝可以买到的吗？？

买不到。我为了收集这些物料花了三个月时间

作者: zwf33 时间: 2021-1-19 15:30
又是一位牛逼人物，还差什么吗？
我提供数码管

作者: 354097661 时间: 2021-1-20 22:16
人才呀！

作者: fhq1087 时间: 2021-2-5 23:24
楼主牛逼啊

作者: freshuman 时间: 2021-2-19 13:42
装在老家效果真心不错，基本满意；

02.jpg (1.41 MB, 下载次数: 102)

作者: lyh289114980 时间: 2021-4-14 15:49
楼主附件贴出来学习下吧

作者: 13872888583 时间: 2021-5-15 22:35
楼主牛人，虽然买一个花不了这么多钱，但是没有了其中的乐趣，楼主加油

作者: xiazhiyu1979 时间: 2021-5-17 23:31
怕元件买不到的不用担心，至少电路板上的不用担心，貌似有打板和贴片插件一站式搞定的公司，比如嘉立创，还有一些别的，具体你们可以百度，话说楼主，原理图可以放出来么

作者: 通行天下007 时间: 2021-5-21 14:16
有线路吗？

作者: haiming8685 时间: 2021-6-17 13:58
这款恒流调节是用线性调节方式还是PWM调节方式

作者: hl1997 时间: 2021-11-5 15:11
为家乡做贡献，节能环保

作者: Lthrwy 时间: 2025-9-15 09:02

freshuman 发表于 2020-12-15 15:24
上批量打样肯定比批量货要贵一点；
最终装机效果：

现在可多卖这种灯的，牛吹的很大，想买几个，就是不知道实际品质咋样，

作者: freshuman 时间: 2025-11-5 20:36
10台当时自制太阳能灯具现在全部运行正常，这图是这次10.1回去拍的

2445d77c2b408bd9fed13fa9c71f01e.jpg (1.26 MB, 下载次数: 0)

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