निश्चित रूप से कई पहले से ही चीनी सौर लालटेन के साथ पर्याप्त रूप से खेलने और उनमें निराश होने में कामयाब रहे हैं। आइए सवाल का पता लगाने की कोशिश करें: उनकी कम चमक का कारण क्या है और क्या आप इसके बारे में कुछ भी कर सकते हैं?

सौर पैनल

सबसे पहले, आइए फ्लैशलाइट्स के सौर पैनलों की तुलना करें। मैंने तीन फ्लैशलाइट को चुना, पहला अलिएक्सप्रेस से आया, दूसरा ग्लोब में लगभग 3 साल पहले खरीदा गया था, और तीसरा इस साल लेरॉय में खरीदा गया था:



इसके अलावा, 56.8x56.8 मिमी और 60x65 मिमी के Aliexpress आकार वाले तीन सौर पैनल तुलना में भाग लेंगे:



और 82 मिमी के व्यास के साथ एक गोल सौर बैटरी:



मेरे पास एक इलेक्ट्रॉनिक लोड नहीं है, इसलिए मैं पहले से डिस्चार्ज किए गए 1600 mA / h की क्षमता वाली बैटरी का उपयोग करके परीक्षण करूंगा, और फिर 500 mA / h पर शुल्क लगाया जा सकता है। इस तरह की तीन समान बैटरी पर एक परीक्षण परीक्षण में, एक पूरी तरह से छुट्टी दे दी, आधा चार्ज और पूरी तरह से चार्ज किया गया, चार्जिंग चालू में अंतर काफी भिन्न नहीं था। वैकल्पिक रूप से, मल्टीमीटर को टॉर्च की बैटरी के वायर ब्रेक से कनेक्ट करें और चार्ज करंट को मापें।

सौर टॉर्च Aliexpress पर खरीदा:



ग्लोब में खरीदी गई सौर टॉर्च:


सौर टॉर्च Leroy में खरीदा:



इसी तरह, हम सौर पैनलों से चार्जिंग करंट को मापते हैं, उन्हें टॉर्च के माध्यम से बोर्ड से जोड़कर किसी के पैर के नीचे असमय मर जाते हैं।

सौर बैटरी 56.8x56.8 मिमी:



सौर बैटरी 60x65 मिमी:



82 मिमी व्यास के साथ सौर बैटरी:



माप को एक घंटे के अंतराल के साथ एक नियम के रूप में किया गया था, जून और अगस्त के लिए तालिकाओं के लापता माप परिणामों की गणना क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई के आधार पर की गई थी। नीचे दिया गया ग्राफ प्रति दिन अधिकतम बैटरी चार्ज के परिकलित मूल्यों को दर्शाता है:



जैसा कि रेखांकन से देखा जा सकता है, चीनी लालटेन द्वारा प्रति दिन संचित ऊर्जा उनके वर्तमान खपत के अनुरूप है, जिसके माप परिणाम इस लेख में नीचे दिए गए हैं। और अगर टॉर्च को Aliexpress के साथ सौर पैनलों के आधार पर इकट्ठा किया जाता है, तो इसकी खपत को लगभग एक परिमाण में बढ़ाया जा सकता है, इसे 60 ... 100 mA तक लाया जा सकता है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि यह ग्राफ एक सौर बैटरी के लिए आदर्श परिस्थितियों पर आधारित है, अर्थात् बादल की अनुपस्थिति और पेड़ों, या इमारतों से छायांकन। उदाहरण के लिए, 60 mA की धारा के साथ एक खुली जगह में चार्ज होने वाली टॉर्च:



जब एक छोटे बेर से छायांकन होता है:



यह आधे चार्ज करंट का उत्पादन करता है, जिसे जमीन पर फ्लैशलाइट लगाते समय ध्यान में रखना चाहिए:



और अब पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्स से बनी बैटरी के नकारात्मक गुणों के बारे में। ज्यादातर मामलों में, ये बैटरी एक गेटिनाक्स बेस होती हैं, जिस पर बसबारों की मदद से सोल्डरिंग करके फोटोग्राफिक प्लेट्स को जोड़ा जाता है और एपॉक्सी ग्लू पर आधारित एक पारदर्शी कंपाउंड से भरा जाता है। फोटो में, लालटेन ने दो मौसमों की सेवा दी है:



समय के साथ, सौर विकिरण के कारण सौर बैटरी की सतह ढह जाती है, और जब पानी अंदर जाता है, तो यह सफेद लेपित हो जाता है, जो निश्चित रूप से सौर बैटरी की दक्षता को सकारात्मक रूप से प्रभावित नहीं करता है। नीचे दी गई तस्वीर में, एक और सीज़न के बाद समान फ्लैशलाइट्स:



पॉलिशिंग स्थिति को बचा सकता है, उदाहरण के लिए, GOI पेस्ट का उपयोग करके, या अत्यधिक मामलों में, आप सौर बैटरी को गर्म पानी में भिगो सकते हैं, और फिर एक पुराने टूथब्रश के साथ पट्टिका को साफ कर सकते हैं, और अधिमानतः टूथ पाउडर के साथ। नीचे सफाई के बाद उसी सौर लालटेन की एक तस्वीर है।



फोटो में, Aliexpress 56.8x56.8 मिमी से बैटरी, 2 सीज़न और पानी में कई घंटे बिताए:



ब्रश करने के बाद एक ही बैटरी:



जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, इस तरह की सफाई के बाद दक्षता लगभग पूरी तरह से बहाल हो जाती है, एक नई बैटरी का परीक्षण कम है:



और सफाई के बाद बैटरी:



अंतर केवल 5 एमए है, जिसे आंशिक रूप से एक बैच में सौर कोशिकाओं के मापदंडों में भिन्नता के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि इस प्रकार के सौर पैनलों में उपयोग किया जाने वाला पारदर्शी यौगिक शराब, सॉल्वैंट्स के लिए प्रतिरोधी नहीं है और यदि आप उनके साथ सौर बैटरी को पोंछते हैं, तो यौगिक लगभग समाप्त हो जाता है और लगभग तुरंत सफेद हो जाता है।

इसके अलावा पॉलीथीन में पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने सौर पैनल हैं:



जैसा कि अभ्यास से पता चला है, यह सबसे व्यावहारिक समाधान है, फोटो में पहले से ही 4 सत्रों के लिए एक सौर ऊर्जा टॉर्च में उपयोग की जाने वाली बैटरी!

योजनाओं

अब बात करते हैं सोलर लालटेन की इलेक्ट्रॉनिक फिलिंग की। ट्रांसफार्मर पर योजनाओं को उनके निर्माण की जटिलता के कारण नहीं माना जाएगा। पहली पीढ़ी के सौर लालटेन के इलेक्ट्रॉनिक्स को असतत तत्वों पर बनाया गया था। नीचे दिए गए आंकड़ों में तीन क्लासिक सर्किट दिखाए गए हैं, और यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि बढ़ावा कनवर्टर का नोड लगभग पूरी तरह से समान है और मुख्य अंतर केवल रोशनी का विश्लेषण करने और एलईड को शक्ति देने की विधि में हैं। पहले दो सर्किटों में, रोशनी का विश्लेषण करने के लिए अतिरिक्त फोटोरिस्टर्स का उपयोग किया जाता है, और तीसरे सर्किट में, सौर बैटरी सीधे प्रकाश संवेदक के रूप में उपयोग की जाती है, और एलईडी समानांतर संधारित्र के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है जो कि सर्जेस को सुचारू करता है, लेकिन बाद में उस पर और अधिक।


स्कीम 1


योजना २


स्कीम 3

आधुनिक सौर लालटेन मुख्य रूप से YX8XXX, QX5252, ANA618 परिवारों के चीनी चिप्स पर आधारित हैं। प्रसिद्ध निर्माता, उदाहरण के लिए, डायोड, भी इसी तरह के माइक्रो-सर्किट का उत्पादन करते हैं, लेकिन इस तथ्य के कारण कि वे चीनी माइक्रोकिरिचेट्स की तुलना में काफी अधिक लागत की संभावना रखते हैं, हम कभी भी फ्लैशलाइट्स में उनसे मिलने की संभावना नहीं रखते हैं। मूल रूप से, इन माइक्रोक्रिस्केट्स के निर्माता 85% से अधिक नहीं, माइक्रोक्रिस्केट्स की दक्षता की घोषणा करते हैं, एलईडी के माध्यम से औसत प्रवाह प्रारंभ करनेवाला के मूल्य द्वारा निर्धारित किया जाता है, लेकिन डेटाशीट में निर्माता इसे अलग-अलग सामान्य करते हैं - कुछ एलईडी (सर्किट 4, 7) के माध्यम से औसत वर्तमान देते हैं, अन्य बैटरी से वर्तमान खपत का उपयोग करते हैं (सर्किट) 5, 6)।

यह भी स्पष्ट करना आवश्यक है कि चीनी लालटेन में, प्रकार के अधिष्ठापन - EC-24 का उपयोग किया जाता है:



यह एक अपेक्षाकृत कम आंतरिक शक्ति वाला एक अपेक्षाकृत बड़ा आंतरिक प्रतिरोध है, जो निश्चित रूप से कनवर्टर की दक्षता को कम करता है।




स्कीम 4




स्कीम 5




स्कीम 6




स्कीम 7

सौर लालटेन - अंदर क्या है?

एक शव परीक्षा से पता चला कि टॉर्च में, जिसे ग्लोब में खरीदा गया था, YX8018 चिप का उपयोग किया जाता है:



136 μH की अनिच्छा:



1.27 वोल्ट के स्रोत से टॉर्च की खपत 6 mA है:



Leroy टॉर्च ANA618 चिप का उपयोग करता है:



210 μH की अनिच्छा:



1.27 वोल्ट के स्रोत से टॉर्च की खपत 5 mA है:



और Aliexpress से टॉर्च में, प्रसिद्ध चीनी ब्लॉट-प्रकार माइक्रोक्रिचट का उपयोग किया जाता है:



342 μH प्रेरण:



1.27 वोल्ट के स्रोत से टॉर्च की खपत 11 mA है:



इस माप के परिणाम और योजना 5 से जुड़ी तालिका पर एक त्वरित नज़र डालने से पता चलता है कि हम एक चिपलेस QX5252 चिप के साथ काम कर रहे हैं।

1 - 3 योजनाओं को सफलतापूर्वक दोहराने और समायोजित करने के बाद, यह पता चला कि, पूरे पर, वे चालू हैं, लेकिन उनकी विशेषताएं लगभग चीनी लोगों की तरह ही हैं, लेकिन मैं और अधिक चाहता था। परीक्षण के लिए सौर पैनल खरीदने के बाद, जिसमें एक साथ फ्लैशलाइट्स ने परीक्षण में भाग लिया, मैंने पहली बार 60 mA के टॉर्च सर्किट की खपत पर समझौता किया, सुपरब्राइट एलईडी का उपयोग करते हुए 5 मिमी के व्यास के साथ 120 डिग्री के बिखरने वाले कोण के साथ:



चीनी लालटेन के रूप में विसारक बनाने के प्रयास असफल रहे और मैं इस योजना के साथ एक साथ इसका उपयोग करते हुए इस डिजाइन में आया:





इन एल ई डी में एक खामी है - बिंदु स्रोत हल्का है और इसलिए लालटेन के रंगों को मैट, पारदर्शी रंगों से पारदर्शी सफेद ऐक्रेलिक वार्निश के साथ कवर करके या एक सफेद फिल्म से आवेषण बनाने के लिए मैट होना चाहिए। लेकिन जब मैंने चमक के बाद पीछा किया और 100 - 120 एमएए की बैटरी से टॉर्च धाराओं पर स्विच किया, तो मुझे आखिरकार 5 मिमी एलईडी का त्याग करना पड़ा, यहां तक ​​कि छह एलईडी के समानांतर कनेक्शन भी नहीं बचा:



कम शक्ति वाले एलइडी बस चरम धाराओं पर प्रभावी ढंग से काम करने में सक्षम नहीं हैं, इसलिए मुझे फ्रेम आकार 5730 और सर्किट 8 के तीन 0.5-वाट एलईडी के असेंबलियों पर स्विच करना पड़ा:





आगे देखते हुए, मैं ध्यान देता हूं कि 5730 एलईडी के साथ, 5 मिमी के विपरीत, टॉर्च के रंगों को मैट करना आवश्यक नहीं है, जो फिर से टॉर्च की चमक को बढ़ाता है।

8, 9 के आंकड़ों में, मेरे द्वारा 1 - 3 की योजनाओं के आधार पर विकसित की गई योजनाएं - 3. ये "वर्कहॉर्स" हैं जो पहले से ही 3 सीजन के लिए अपनी विश्वसनीयता और स्पष्टता दिखा चुके हैं। स्कीम 8 को एक 1 - 3 वाट एलईडी, या तीन 0.5-वाट प्रकार 5730 के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। स्कीम 9 को फ्लैश लाइट्स के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है - समानांतर कनेक्टेड सजातीय कम-शक्ति एलईडी पर आधारित माला, उदाहरण के लिए उसी 5 सेंटीमीटर। दोनों सर्किट का आधार ट्रांजिस्टर वीटी 4, वीटी 5, प्रारंभ करनेवाला एल 1, फीडबैक कैपेसिटर सी 4, एक प्रतिरोधक - वर्तमान सीमक बेस आर 7 और एक अवरोधक है जो पूर्वाग्रह वर्तमान आर 8 सेट करता है। यह ब्लॉक पहले तीन सर्किट के साथ लगभग पूरी तरह से समान है। लेकिन अंतर हैं, यह ट्रांजिस्टर VT1 पर प्रकाश संवेदक का एम्पलीफायर है, जिसने मूल सर्किट की तुलना में शुरुआती गोधूलि में टॉर्च के बाद के समावेश को प्राप्त करना संभव बना दिया है। साथ ही एक वोल्टेज सेंसर, जो बैटरी को 1.1 वोल्ट से कम होने पर बूस्टर कनवर्टर के संचालन को प्रतिबंधित करते हुए, डीप ओवरडिस्क चार्ज से बचाने का कार्य करता है। सेंसर को VD2 डायोड और VT2 ट्रांजिस्टर पर लागू किया जाता है। यदि बैटरी वोल्टेज 1.1 वोल्ट से कम है, तो डायोड VD2 और ट्रांजिस्टर VT2 के एमिटर जंक्शन द्वारा बनाई गई श्रृंखला में जुड़े दो पीएन जंक्शन बंद हो जाएंगे, जैसा कि ट्रांजिस्टर VT3, बूस्टर कनवर्टर को चालू करने की अनुमति देगा। रोकनेवाला आर 4 वोल्टेज सेंसर सर्किट के हिस्टैरिसीस स्तर को निर्धारित करता है। प्रतिरोधों R7, R8 बैटरी से बूस्ट कनवर्टर इकाई द्वारा खपत वर्तमान को सेट करता है। इन रेटिंगों के साथ, सर्किट की वर्तमान खपत लगभग 20 एमए की एलईडी के माध्यम से औसत वर्तमान के साथ 95 - 120 एमए होगी। मैंने एक अप्रत्यक्ष विधि से करंट मापा। एक टेप रिकॉर्डर से एक सूचक उपकरण सौर पैनल से जुड़ा था। सौर बैटरी पर एलइडी को इंगित करना और उस स्थिति का पता लगाना जिसमें तीर अधिकतम तक विचलन करता है और अपनी स्थिति को याद रखता है:



फिर हम एलईडी को एक समायोज्य वर्तमान स्रोत से जोड़ते हैं। एल ई डी के माध्यम से वर्तमान को समायोजित करके, हम प्राप्त करते हैं कि तीर पिछले माप में उसी स्थिति में है:



मुझे एलईडी पर 2.8 वी के वोल्टेज पर 23 एमए मिला। यह पता चलता है कि इस अप्रत्यक्ष विधि द्वारा मापा गया दक्षता केवल 52% है, जो आश्चर्यजनक नहीं है, क्योंकि बीसी 817 सिलिकॉन ट्रांजिस्टर की संतृप्ति उके 0.6 वोल्ट है।


स्कीम 8


स्कीम 9

इस सर्किट के लिए ट्रांजिस्टर का आदेश देते समय, ध्यान रखें कि Aliexpress के साथ चीनी BC817 ट्रांजिस्टर 50-60 mA और कम सर्किट दक्षता की खपत वाली धारा के साथ सही ढंग से काम नहीं कर सकते हैं। ON सेमीकंडक्टर या NXP फर्मों के ट्रांजिस्टर सामान्य रूप से काम करते हैं। सर्किट आकार 0805 के प्रतिरोधों और सिरेमिक कैपेसिटर, 10 - 47 μF की क्षमता वाले CASE-A पैकेज में टैंटलम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और कम से कम 10 वोल्ट के ऑपरेटिंग वोल्टेज का उपयोग करता है। 1SS314 डायोड को व्यापक LL4148, 1SS357 डायोड को SS16 और इसी तरह के Schottky डायोड से बदला जा सकता है। प्रारंभ करनेवाला L1 आकार CD43 100 μH:



ट्रांजिस्टर BC847, BC857 इंडेक्स C के साथ सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है, उन्हें h21E का अधिकतम लाभ होता है। सर्किट 9 में कैपेसिटर सी 5 का ऑपरेटिंग वोल्टेज कम से कम 16 वोल्ट और कम से कम 10 माइक्रोफ़ारड की क्षमता होना चाहिए। जब इसे 1 यूएफ तक कम करने की कोशिश की जा रही थी (मैं 0603 मामले में एक छोटे से सिरेमिक के साथ केस-ए में एक बड़े इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र को बदलना चाहता था) 5 मिमी एलईडी कनवर्टर से वोल्टेज की दालों के अस्थिर उछाल के कारण लगातार विफल होना शुरू हो गया, मुझे मूल पर वापस जाना पड़ा। अंकित मूल्य। बोर्ड मानक LUT तकनीक के अनुसार निर्मित होते हैं, बोर्ड और बैटरी पर कनेक्टर्स को स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है:





सर्किट 8, 9 में सर्किट के लिए बोर्ड सार्वभौमिक है। फोटो में, बोर्ड को स्कीम 8 (संधारित्र C5 स्थापित नहीं है) के अनुसार इकट्ठा किया गया है।

आरेख और मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ संग्रह से लिंक करें (पी-सीएडी 2006 और .pdf प्रारूप में)

एक विदेशी और अपेक्षाकृत महंगी डायोड ZXLD383 चिप पर स्कीम 10 ने खुद को काफी अच्छा दिखाया। सिरेमिक कैपेसिटर C1 सिरेमिक 0805, प्रारंभ करनेवाला L1 आकार CD43 10 μH। एचएल 1 - टाइप 5730 के तीन एलईडी की असेंबली। संकेतित रेटिंग के साथ, सर्किट की वर्तमान खपत 100 - 110 एमए है।


पैटर्न 10

विधानसभा में, यह कुछ इस तरह दिखता है:





आरेख और मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ संग्रह से लिंक करें (पी-सीएडी 2006 और .pdf प्रारूप में)

और अंत में, QX माइक्रो उपकरणों QX5252 से एक चीनी चिप पर सबसे इष्टतम मूल्य / गुणवत्ता मानदंड। सिरेमिक कैपेसिटर C1 0805, प्रारंभ करनेवाला L1 आकार CD43 22 μH। एचएल 1 - टाइप 5730 के तीन एलईडी की असेंबली। संकेतित रेटिंग के साथ, सर्किट की वर्तमान खपत 100 - 110 एमए है।

स्कीम 11

बोर्ड विधानसभा:





आरेख और मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ संग्रह से लिंक करें (पी-सीएडी 2006 और .pdf प्रारूप में)

रुचि के लिए, लक्सोमीटर का उपयोग करके परीक्षण किए गए:



तालिका में परिणाम:

टॉर्च	उपभोग करंट, एम.ए.	रोशनी, केएलके
Aliespress	11	0.9
ग्लोब	6	2.7
लेरॉय	5	7.58
ZXLD383 (चित्र 10)	112	95
QX5252 (चित्र 11)	109	114
स्कीम 8	93	101

मैं कुछ फोटो दूंगा। ग्लोब टॉर्च परीक्षण:



QX5252 चिप पर बोर्ड परीक्षा (स्कीम 11):



यह मुझे लगता है कि हर कोई पहले से ही नंगे नंबर और आरेखों से ऊब चुका है, इसलिए आगे देख रहा हूं कि कैसे शाम को ग्लोब दिखता है (बाएं में) से एक वास्तविक जीवन टॉर्च और स्कीम 11 (दाईं ओर) पर आधारित टॉर्च



और हम अगली बार आरेखों के आधार पर फ्लैशलाइट के डिजाइनों के बारे में बात करेंगे ...