Estos son los circuitos de luz solar exterior. Si necesitamos iluminación alrededor de nuestro hogar por la noche. Pero esas áreas no tienen una línea de CA porque es difícil hacer el cableado allí. Y también queremos ahorrar en costes de electricidad. Entonces se nos ocurrió la idea de construir circuitos de luz solar para exteriores. Con los componentes básicos contamos con una batería de 12V, lámparas LED y una celda solar.
Por la noche, la lámpara LED se iluminará con la energía de la batería de 12 V. Pero durante el día, la luz del sol permite que la célula solar genere electricidad. Y hace que el LED se apague y la batería de 12 V se carga con suficiente corriente para alimentar el LED por la noche.
Tenemos dos circuitos que nos gustaría presentaros. Son de concepto sencillo y económico. Podemos utilizar los componentes electrónicos básicos que tengamos.
Circuito simple de luces solares para exteriores
Comenzaremos con las ideas de circuitos más simples para un circuito LED y un circuito de cargador solar.
Circuito LED más simple
Primero, utilizamos una batería de 12V 2,5Ah y un LED de 12V 2W. El LED consume aproximadamente 0,16 A (de 2 W/12 V). Por la noche necesitamos unas 8 horas de luz. Entonces, el LED necesita alrededor de 1,28 A en total, o alrededor del 50% de la capacidad de la batería. Entonces debería ser suficiente.
Circuito de cargador solar más simple
En segundo lugar, durante el día tenemos entre 5 y 8 horas para cargar la batería. Cuando se utiliza una célula solar de 18 V y 10 W, se descarga aproximadamente 0,5 A en 5 horas, lo que da una potencia total de aproximadamente 2,5 A. Esto debería ser suficiente para cargar la batería.
Incluso una carga del 60 % es suficiente para que el LED permanezca encendido casi toda la noche porque nuestro LED tiene un bajo consumo de energía.
En el diagrama esquemático del circuito, agregamos D1 para que la corriente fluya hacia la batería y no hacia afuera.
Interruptor de encendido/apagado automático simple para LED
A continuación, necesitamos agregar un controlador LED automático. Elegimos el relé porque es fácil y puede controlar cargas de alta corriente. Cuando se aplica voltaje a la bobina. El interruptor en su interior funciona como un interruptor unipolar de doble vía (SPDT).
Según el circuito anterior, supongamos que durante el día el voltaje de la célula solar fluye a través de D2 hasta la bobina del relé. Luego hace que los contactos del interruptor C y NO se toquen. Por lo tanto, la corriente de la batería no puede fluir a través de los contactos del interruptor (NC a C) al LED a GND. El LED1 se apaga inmediatamente.
Pero por el contrario, por la noche, la bobina del relé ya no recibe tensión, lo que provoca que los contactos del interruptor C y NC se toquen. Como resultado, la corriente de la batería puede fluir a través de ella hacia el LED, lo que completa el circuito. Por tanto, el LED1 se enciende inmediatamente.
El D2 evita el voltaje negativo que puede regresar desde la bobina del relé a la célula solar.
Cómo construir
A continuación, comencemos a construir. Hay sólo unos pocos componentes en este circuito. Por lo tanto, no necesitamos utilizar la PCB. Podemos soldar los pines de los componentes y conectarlos para formar un circuito completo. Veamos el diagrama de cableado del circuito a continuación, que facilita a los principiantes comprender y construir este circuito.
Instale la célula solar en la tabla de madera y gírela hacia la luz del sol. A continuación, instale todas las partes del circuito debajo de este panel solar.
Conecte el circuito a la batería y mida el voltaje de la batería.
Instalamos este circuito para usarlo para iluminar el área circundante por la noche.
Luz solar LED automática 2
El sencillo circuito de luces solares para exteriores (versión 1) funciona bastante bien. Proporciona luz durante aproximadamente 5 horas, de 6:00 p. m. a 10:00 p. m., pero no puede permanecer encendida por más tiempo.
Entonces, creamos esta Luz Solar LED Automática 2 (Versión 2) para alargar el tiempo de iluminación. También tiene un mayor rendimiento. Vea una comparación entre la versión 1 (izquierda) y la versión 2 (derecha).
Aproximadamente a las 10:00 p. m., la Versión 1 está completamente apagada, pero la Versión 2 todavía está encendida. Ambos circuitos utilizan baterías y células solares del mismo tamaño. ¿Cómo lo mejoramos? Vamos a averiguar.
Mejora añadiendo un detector de luz.
El problema del primer circuito se puede resolver fácilmente aumentando el tamaño de la célula solar a 20 W y cambiando el tamaño de la batería a 12 V 5 Ah para mantener más corriente.
Pero si la batería, la célula solar y el LED son iguales en ambos circuitos. Tendríamos que encontrar otras formas de aprovechar al máximo nuestra energía.
Su problema es que el LED se enciende demasiado pronto; cuando no hay energía de la célula solar, el circuito se enciende inmediatamente. Es mejor utilizar un circuito de detección de luz directa y ajustar la sensibilidad directamente. Porque normalmente por la noche la hora en la que oscurece mucho son las 19:00 horas.
Si siempre empezamos con lo que tenemos, será fácil. Por eso finalmente conseguimos esta Luz Solar LED Automática Versión 2 con la calidad que necesitábamos.
Como funciona
Agregamos un circuito detector de luz simple que consta de LDR1, un transistor (Q1) y resistencias (R1, R2, VR1). Funcionan muy bien con el relé que tenemos.
Para que sea más fácil de entender, echemos un vistazo más de cerca al estado de funcionamiento. Como se muestra en la imagen de abajo.
Durante el dia
- La corriente de la célula solar fluye a través de D1 para cargar continuamente la batería.
- El LDR1 es una resistencia dependiente de la luz (fotorresistor). Tiene muy baja resistencia. Entonces, algo de corriente fluye a través de LDR1, R1 y VR1 hacia el suelo. Todos están conectados en serie como un circuito divisor de voltaje. Esto permite que la corriente base fluya a través de R2 hacia B de Q1. Causando que Q1 conduzca corriente o un estado de encendido.
- Entonces, la corriente fluye a través de la bobina RY1 a través del CE de Q1 hasta el suelo, convirtiéndolo en un circuito completo.
- Lo que hace que los contactos del relé NC y C se separen y se conviertan en NO y C que se tocan.
- La corriente no puede fluir a través de los contactos NC y C, por lo que el LED se apaga.
Por la noche
- Ahora que no hay corriente de la célula solar, sólo queda la corriente de la batería. La resistencia de LDR1 es tan alta que ninguna corriente puede atravesarla. Por lo tanto, no fluirá corriente a través de R1, VR1 o R2.
- Cuando no hay corriente R2, tampoco hay corriente base para Q1. Entonces, Q2 no conduce corriente y no fluye corriente a través de la bobina del relé.
- Esto hace que los contactos del relé se liberen de NO y C para convertirse en NC y C. Por lo tanto, la electricidad de la batería fluye completamente hasta la lámpara LED.
Agregamos VR1 para ajustar la sensibilidad de la detección de luz. para que podamos ajustar qué tan oscuro o claro es para que se encienda el LED.
Cómo montar
Primero, debes preparar todas las piezas.
Lista de componentes
P1: S9013, 40 V 0,5 A, transistor NPN TO-92 o equivalente
R1: Resistencias 1K 0,25W, tolerancia: 5%
R2: Resistencias 10K 0,25W, tolerancia: 5%
VR1: Potenciómetro lineal
LDR1: Sensor de luz Fotorresistor de resistencia dependiente de la luz de 5 mm
RY1: Relé con SPDT 10A mín. voltaje de la bobina del interruptor 12V. Resistencia de la bobina 150-600 Ohmios.
D1,D1: 1N4007, 1000 V 1 A, diodo de silicio
Este proyecto tiene algunos componentes. Por eso no utilizamos PCB. Vea el diseño del cableado a continuación, ya que los conectamos directamente.
Este circuito debe estar encerrado en una caja de plástico impermeable. Perforamos agujeros para pasar los cables a la celda solar, la batería y el LED.
Un ejemplo de la caja de plástico que elegimos. Puede encajar perfectamente el circuito en su interior. Y perforamos el agujero para instalar el potenciómetro para que podamos ajustar fácilmente la sensibilidad.
Instale esta caja de plástico sobre la estructura de madera preparada. Y conecta cables a la batería, la célula solar y el LED.
Y luego lo instalamos en nuestro jardín. Todos están felices.
Conclusión
Aunque estos circuitos son muy simples y tienen pocos componentes, funcionan bastante bien. Así como un buen árbol, debemos fijarnos en sus frutos. Estos circuitos también lo son; Tenemos que mirar sus resultados.
Obtenga el libro electrónico: Electrónica simple Vol-03
Obtenga actualizaciones por correo electrónico
Siempre tratamos de hacer Electrónica. Aprendiendo Fácil.
