lampada da giardino ad energia solare fai da te

Pochissimi componenti elettronici che saranno comunque in grado di alimentare uno o più led di potenza, anche con una sola pila ricaricabile da 1,2V.
La funzione di gestione ovviamente della carica e della rivelazione luminosa esterna, che servirà per l’accendimento e lo spegnimento automatica della stessa lampada, sono affidato ad un piccolo integrato prodotto dalla ditta PREMA SEMICONDUCTOR (PR4403).
datasheet dell’integrato

Vediamo insieme lo schema elettrico suggerito per la vostra lampada ad energia solare

Il pannellino fotovoltaico è usato per produrre sia energia, sia per rilevare la quantità di luce già presente nell’ambiente esterno. Questo accorgimento permette di rendere non necessaria la fotoresistenza. L’integrato per pilotare il Led impiegato avrà una tensione d’alimentazione tra 0,9V e 1,9V. L’induttanza esterna (L1 dell’immagine) stabilirà la corrente che andrà al led e come vedete dall’immagine che alleghiamo non sarà necessaria la fotoresistenza, perchè il pannelli fotovoltaico stesso farà le veci di sensore di luce tramite la resistenza RLS con la quale si potrà anche modificare la soglia di luce sotto la quale vorrete che il Led si accenda. L’integrato PR4402 avrà al suo interno un convertitore switching step-up che permetterà di ottenere in uscita tensione maggiore rispetto a quella d’ingresso presente della pila ricaricabile, inoltre vi fornirà protezione dalla autoscarica della pila stessa che sarà staccata non appena la pila presenterà una tensione inferiore a 80mV.

Visto la tensione di alimentazione con cui lavora l’integrato è consigliabile una pila da 1,2V con una capacità ricaricabile pari o superiore a 2000mAh. Questo assicurerà una maggiore quantità di energia accumulabile e un incremento di durata di utilizzo notturno. La tensione del pannellino solare deve essere di 2,4V e la corrente prodotto non superiore a 200mA. Il diodo che collegherete in serie al pannellimo è bene che abbia una tensione di soglia molto bassa cosi che le perdite di energia siano ridotte al minimo.

lampada da giardino

Schema elettrico per costruire una lampada da giardino ad energia solare.

Calcolare correttamente la resistenza, l’induttanza, scegliere il Led e la pila adeguata

Come calcolare la resistenza RLS. La resistenza variabile RLS, che stabilisce il livello di luce esterno che desideriamo per l’accensione automatica del led, ha normalmente un valore intorno a 1,2M?. Per calcolare esattamente il valore della resistenza RLS in funzione del valore di soglia Von che vogliamo, possiamo affidarci alla seguente formula, presa dal datasheet dell’integrato:

RLS= ((Von * R2) / Vref) ? (R1 + R2)

R1, R2 e Vref sono già noti e sono rispettivamente R1= 30k?, R2= 400k? e Vref = 200mV

Come scegliere l’induttanza L1. L’induttanza deve essere scelta in base alla corrente che desideriamo fornire al LED della lampada. Nella figura sotto, sono riportati i valori dell’induttanza in funzione della corrente che vogliamo in uscita. Usare induttanze di valore più basso di quello corretto può causare un comportamento difettoso del circuito. Le induttanze usate negli alimentatori switching sono altamente raccomandate.

Come scegliere il LED di potenza. La durata di vita di un LED può essere ridotta se il LED viene sottoposto a condizioni di funzionamento che non rientrano in quelle specificate del produttore. E’ quindi importante controllare sempre la scheda tecnica del LED che vogliamo usare per la nostra lampada ad energia solare e controllare soprattutto la massima corrente a cui può essere sottoposto. Se vogliamo avere maggiore luminosità ed il LED da solo non è in grado di sopportare una certa corrente, è possibile collegare in parallelo due o più LED. In questo modo la corrente viene divisa su più LED.

lampada da giardino

Schemi di resistenza ed induttanza per costruire una lampada ad energia solare fai da te.

La pila ricaricabile. La tensione d’ingresso può essere al massimo di 1,9V. E’ raccomandato l’uso di pile ricaricabili NiCd o, ancora meglio, di pile ricaricabili NiMh (tipo AA o AAA). Le batterie al litio non sono consigliate a causa della loro maggiore tensione. La pila è bene che sia collegata all’integrato PR4403 con collegamenti più corti possibili in modo da ottenere basse cadute di tensione lungo la linea. La caduta di tensione tra pila e integrato incide sulla corrente del LED e quindi sul funzionamento e sull’efficienza della nostra lampada solare da giardino. Nei casi in cui il collegamento corto non sia possibile, è bene inserire un condensatore tra l’alimentazione Vcc e la massa Gnd. Normalmente un valore di 100nF è sufficiente.

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