אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל תאורה של מגרש אישי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים ללא קשר לשם (תאורת גן, פנס רחוב), תאורה חיצונית נראית מאוד אטרקטיבית בכל בית. בנוסף לתפקידה האסתטי, תאורת הרחוב משמשת גם לבטיחות. כולם יודעים כמה מסוכן יכול להיות שביל לא מואר. מה לגבי בריכת שחייה לא מגודרת? אורות קטנים המוצבים לאורך השביל או מסביב לבריכה יכולים למנוע תאונות בזמן הליכה. פרק זה מספק הנחיות להתקנת תאורת חוץ המונעת באמצעות אנרגיה סולארית. תכונות מערכת על פי עקרון הפעולה, תאורה חיצונית דומה בעצם לתאורת החירום שנידונה בפרק הקודם. פוטו-וולטאים משמשים גם לטעינת סוללת העופרת-חומצה, אשר בתורה מפעילה את המנורות. עם זאת, יש גם הבדל משמעותי. מערכת תאורת החירום מופעלת רק מדי פעם. למעשה, זה נדרש רק במהלך הפסקות באספקת החשמל לרשת; בשאר הזמן המערכת לא פועלת. תאורת חוץ, לעומת זאת, צריכה לשמש כל לילה כל השנה. במקרה זה, יש צורך לפתח מערכת בעלת קיבולת סוללה גדולה מספיק והספק ממיר פוטו-וולטאי כך שהמערכת כולה תפעל בכל עת של השנה ובכל תנאי מזג האוויר. דרישות אלו לא נלקחו בחשבון בעת פיתוח תאורת חירום. עיצוב מערכת העיצוב מתחיל במנורות עצמן. הם מיועדים למתח נמוך ולכן מתאימים מאוד למערכות אספקת חשמל המשתמשות בממירי אנרגיה סולארית. למרות הזמינות של דגמים רבים ושונים של מנורות כאלה, כולם פועלים במתח של 12 וולט. המנורות הכלולות בסט המנורות מיועדות, ככלל, לאותו הספק של 12 וואט, ולכן צורכות זרם של 1 A כל אחד. ראשית עליך לקבוע את המספר הנדרש של מנורות במערכת. מספר זה תלוי בכל מקרה ספציפי. בחרתי בחמישה כי זה הספיק כדי להאיר את המדשאה הקדמית ואת שביל ההליכה. לכן, מקור הכוח שלי חייב להפעיל מערכת השואבת זרם של 5 A. אם הייתי בוחר שש מנורות, היה צורך ב-6 A. 5A של זרם אינו מוגזם ומתקבל בקלות ממספר סוללות עופרת-חומצה זמינות מסחרית. השאלה היחידה היא גודל הסוללה הנדרש. החלק הזה של הפיתוח הוא קצת יותר מסובך. כדי לענות נכון על שאלה זו, עליך לבצע כמה חישובים ולהניח כמה הנחות. ראשית, בואו נבחן באילו פרמטרים מתאפיינת הסוללה. כל הסוללות (עופרת-חומצה ואחרות) מאופיינות בקיבולתן באמפר-שעות (המכונה לעתים קרובות Ah). 1 Ah פירושו שסוללה יכולה לספק עומס של 1 A למשך שעה. באופן דומה, אם סוללה יכולה לספק 1 A למשך שעה, הקיבולת שלה היא 5 Ah. אותה קיבולת מושגת בזרם של 1 A למשך 5 שעות, ללא קשר לערך המתח, קיבולת הסוללה נקבעת מספרית על ידי מכפלת עוצמת הזרם והזמן הכולל של זרימתו. אז, נמצא כי המערכת תצרוך זרם של 5 A. עם זאת, כדי לבחור סוללה בצורה נכונה, יש צורך לדעת את משך הפעולה של מערכת התאורה החיצונית ליום. תן משך זה לכל ערב להיות 4 שעות. כעת, על ידי הכפלת ערך הזרם הנצרך על ידי המנורות בזמן שהן פועלות ביום, נקבל את המספר הנדרש של אמפר-שעות. במקרה שלנו, 5 A x 4 h = 20 A-h. זוהי צריכת האנרגיה היומית. מכאן נובע שסוללה של 20 Ah מספיקה לתאורת ערב. עם זאת, בבוקר הסוללה תתרוקן לחלוטין ותצטרך להטעין אותה לפני שניתן יהיה להשתמש בה שוב. נניח שיורד גשם כל היום שלמחרת. איך ממירים פוטו-וולטאיים טוענים סוללה? הם לא עובדים בלי אור שמש. בהתחשב בעובדה זו, מיד יתברר כי יש צורך להגדיל את קיבולת הסוללה. סוללת 40Ah תפעיל את מערכת התאורה למשך יומיים, וסוללת 2Ah תפעיל את מערכת התאורה למשך 60 ימים. כעת עליכם לקבוע תנאי נוסף: בחרו את הזמן הממוצע בין מחזורי הטעינה והחליטו כמה זמן הסוללה תחזיק מעמד ללא טעינה. פרמטר זה אינו קריטי מדי במקרה של הדלקת חלקה אישית. נניח שמאגר האנרגיה בסוללה למשך 3 ימים יהיה מספיק. לכן נדרשת סוללה בקיבולת 60 Ah. לסיכום האמור לעיל, נוכל לגבש רצף לחישוב פשוט של הפרמטרים הדרושים של סוללות סולאריות וסוללות:
עכשיו הכל בסדר. מספר המנורות נבחר, משך פעולתן במהלך היום נקבע וקיבולת הסוללה הנדרשת על מנת להבטיח פעולה זו. כל שנותר כעת הוא להסתפק בשיטה ספציפית לטעינת הסוללה. דרישות לממירים פוטו-וולטאיים הדרישות לסוללה סולארית נקבעות לפי תנאי ההפעלה של מערכת התאורה. אפשר לשער מעט; זה לא לוקח הרבה זמן. ההנחה הייתה שמערכת התאורה דורשת 20 Ah ליום כדי לפעול. ידוע גם שהאנרגיה מסופקת על ידי הסוללה, לכן, האנרגיה המושקעת בערב צריכה להיות מוחזרת, באופן פיגורטיבי, למחרת. למרבה הצער, אין סוללה מושלמת. בדרך כלל, כדי לטעון סוללת עופרת, אתה צריך לספק 20% יותר אנרגיה ממה שסופקה. לכן, על כל 20 Ah המתקבל מהסוללה, יש להחזיר 24 Ah. השלב הבא הוא פיתוח סוללה פוטו-וולטאית המייצרת 24 Ah ליום. כדי להשיג זאת, יש צורך להכיר את האינסולציה הזמינה. ערך זה נקבע על פי מספר שעות השמש השימושיות, כלומר פרק הזמן (בשעות) ביום שבו אנו יכולים להניח שהשמש עושה את העבודה שאנו צריכים. ישנן שתי דרכים לקבוע את מספר שעות השמש השימושיות עבור כל אזור. ראשית, על ידי שימוש ישיר במד הבידוד המתואר בפרק. 3. או שאתה יכול להשתמש במשמעות כללית יותר המבוססת על המפה שניתנה באותו פרק. המפה נערכת תוך התחשבות בשינויים עונתיים ובדפוס מזג האוויר הכללי. במקרה של מערכת התאורה המתוארת, נבחר משך ההארה השימושית לחישובים, המקביל לממוצע של 4,5 שעות שמש שימושיות ביום. כפי שניתן לראות מהמפה, נתון זה זהה עבור רוב האזורים של יבשת ארצות הברית. כעת, אם תחלקו את מספר האמפר-שעות (24 Ah) הנדרשות לטעינת הסוללה בשעות השמש השימושיות הממוצעות (4,5 שעות), תוכלו לקבל את כמות הזרם שהסוללה הסולארית חייבת לייצר: 5,3 A. תיאורטית, דרישה זו עונה על ידי סוללה המייצרת זרם של 5,3 A במתח של 12 V. עם זאת, ישנם גורמים נוספים שטרם שקלנו. אלה כוללים הפסדים בחיבור מוליכים, צריכת אנרגיה על ידי הרגולטור וכו'. לכן, כדי להבטיח אמינות, כדאי ליצור רזרבת כוח מסוימת; לדוגמה, מרווח של 10 אחוזים הוא די מתאים. לפיכך, הזרם המינימלי שנוצר מהסוללה הסולארית צריך להיות בערך 6 A. על ידי ביצוע החישוב ההפוך, כלומר, הכפלת 6 A ב-4,5 שעות, אנו מוצאים שהסוללה הסולארית תפיק בממוצע 27 Ah ליום. בחלק מהימים התשואה עשויה להיות פחותה, באחרים היא עשויה להיות יותר. יש לזכור, כמובן, שלא נדרשת 27 Ah לטעינת הסוללה כל יום; הכמות החסרה של אנרגיה סולארית תסופק על ידי הסוללה בימים מסוימים. עם זאת, כדי שמערכת התאורה תתפקד כראוי, הערך הממוצע חייב להיות 27 Ah. סוללה סולארית ניתן לייצר תא סולארי נתון במגוון דרכים. אפשר לחבר מודולים קטנים במקביל ולהשיג את ההספק הנדרש של 87 W, אבל זה יהיה יקר מאוד. ככלל, ככל שגודל המודולים מהם מורכבת הסוללה גדול יותר, כך העלות של 1 W של חשמל המופק מהסוללה הסולארית זולה יותר. למערכת המתוארת נעשה שימוש בשלושה מודולים שכל אחד מהם הפיק זרם של 2 A. כל המודולים היו עשויים מתאי שמש עגולים וזולים יחסית בקוטר של יותר מ-10 ס"מ. אם אתם מרכיבים באופן עצמאי סוללה סולארית מאלמנטים, תוכלו לייעץ להשתמש באלמנטים עגולים בקוטר של 10 ס"מ מקריסטל בודד או אלמנטים מרובעים בגודל 10x10 ס"מ מחומר רב גבישי. למרות שתאים מרובעים אינם יעילים כמו תאים חד-גבישיים עגולים, הם זולים יותר, אך יידרשו יותר מהם. כדי להבטיח הפעלה מחזורית של מערכת התאורה (כיבוי ביום והדלקה בערב), נדרש טיימר. רוב מערכות התאורה משתמשות בטיימרים מכניים של שעון שמדליקים ומכבים את האורות בזמנים ספציפיים; עם זאת, נראה שזה בזבוז אנרגיה. למה להדליק את האור לפני שהשמש שוקעת? הדרך היחידה לצאת עם טיימרים קונבנציונליים היא הגדרה ידנית של הטיימר, תוך התאמה למחזור השמש, מה שנעשה לעתים קרובות למדי. עם זאת, הדבר הטוב ביותר לעשות הוא "להכריח" את השמש השוקעת להפעיל את הטיימר. זה נעשה באמצעות המעגל האלקטרוני המוצג באיור. 1. שקול את עבודתה. Photocell PC1 משמש כאלמנט פוטו רגיש לאור, מואר באור שמש ישיר. כאשר עוצמת האור הנכנסת על תא פוטו משתנה, ההתנגדות שלו משתנה באופן פרופורציונלי. במהלך היום, ההתנגדות שלו נמוכה מאוד (כ-100 אוהם). עם זאת, עם פרוץ החשיכה הוא מתגבר פי 100 או יותר ומגיע לערך של יותר מ-500 קילו אוהם.
הנגד VR1 מחובר בסדרה עם הנגד הפוטו, ויוצר מחלק, שמתח המוצא שלו תלוי בערך ההתנגדות של הנגד הפוטו PC1. ככל שיותר אור, מתח המוצא נמוך יותר ולהיפך. ערך המתח נשלט על ידי שני משווים. יש לציין כי התחתון משמש בגרסה הלא-הפוכה של החיבור, והעליון בגרסה ההפוכה. המשמעות היא שבמתח כניסה אפס, המשווה התחתון מוציא מתח נמוך, והמשוואה העליון מוציא מתח גבוה. המשווים מחוברים בצורה כזו שהמשווה התחתון עובר במתח כניסה נמוך יותר מהעליון. ברגע שהמתח במחשב 1 עולה (בשקיעה), המשווה הראשון עובר, הפלט שלו מוגדר לרמת מתח גבוהה. כעת היציאות של שני המשווים מוגדרות לרמת מתח גבוהה. במקרה זה, שרשרת של שני אלמנטים לוגיים AND-NOT (7C2) מוציאה מתח ברמה גבוהה לפין 11 של המיקרו-מעגל /C3. שבב /C3 הוא טיימר הניתן לתכנות. זה יכול למדוד מרווחי זמן של עד יום. IC זה מכיל מונה בינארי שיעבור שניתן להשתמש ביציאות שלו כדי לקבוע את השעה. על ידי החלפתם, קל להגדיל את זמן התגובה פי 2 או 4. זמן התגובה הנומינלי של הטיימר נקבע על ידי ההתנגדות R8 והקיבול C1. עם הערכים המצוינים בתרשים R8 ו-C1, המתח בפין 8 עולה לאחר 4 שעות. בפין 7 המחובר לספרה מסדר נמוך של המונה, המתח יופיע לאחר שעתיים, בפין 2 - לאחר שעה. הטיימר יתחיל כאשר פוטנציאל גבוה מופעל על פין 6. זמן התגובה של הטיימר נבחר על ידי מתג 51 "זמן" בתחילת מחזור הפעולה, לכל היציאות פוטנציאל נמוך. המגעים של ממסר RL 1 סגורים בתנאים אלה הודות לטרנזיסטור Q1 והמיקרו-מעגל /C2. לתאורה החיצונית מסופק חשמל - והאורות דולקים. עם רדת הלילה, המתח במחשב 1 ממשיך לעלות. עד מהרה מופעל המשווה העליון ונקבעת רמת מתח נמוכה במוצאו. במקרה זה, מצב הכניסות של IC2 משתנה ומתח ברמה נמוכה מסופק לכניסה של IC3. עם זאת, לשינוי זה אין כל השפעה על פעולת הטיימר. בתום המרווח שצוין, IC3 חוזר אוטומטית למצבו המקורי. האיפוס מתבצע על ידי דופק משוב המגיע מהמוצא של המיקרו-מעגל. מכיוון שפין 11 הוא כעת עם פוטנציאל נמוך, השבב אינו מופעל מחדש. בנוסף, כתוצאה מכך, הממסר נכבה והתאורה כבה. למחרת בבוקר, כשהשמש זורחת, ההתנגדות של PC 1 יורדת בהדרגה, וכתוצאה מכך מתח הכניסה של המשווים יורד. זה עלול לגרום למשווה העליון להידלק לפני התחתון, ולגרום לטיימר להיות גבוה ולהפעיל מחדש את הטיימר. כדי למנוע מהטיימר להפעיל כאשר השמש זורחת, משוב חיובי קטן מוכנס למשווה העליון דרך הנגד R5. כתוצאה מכך נוצרת היסטרזיס, אשר מעכבת את הפעולה עד שהמשווה התחתון יתחלף. לא ניתן להפעיל פוטנציאל גבוה על שתי היציאות בו זמנית והטיימר לא יתחיל. עם זאת, עד הערב המחזור יתחיל לחזור והמשווים יחזרו למצב ה"לילה" שלהם. רמת התגובה של המשווים נקבעת במדויק על ידי הנגד המשתנה VR1 "רגישות". יש צורך להתאים את ערך ההתנגדות שלו כך שתאורת החוץ תידלק מיד לאחר הדמדומים. בנייה עיצוב הטיימר משתמש בחיווט מודפס. התצורה של המעגל המודפס מוצגת באיור. 2, ומיקום רכיבי המעגל עליו מוצג באיור 3. ניתן להלחים את הממסר ישירות ללוח או להציב אותו בשקע לחיבור תאורה.
יש להניח את הטיימר המורכב בקופסה אטומה, ואת הפוטו-נגד PC1 יש למקם על המכסה כך שייחשף לאור השמש. לטיימר יש שלושה טרקים בלבד: הארקה משותפת, חוט לחיבור מתח +12V מהסוללה וחוט פאזה המחובר למערכת התאורה. עליך לוודא שכל החורים העשויים במארז אטומים היטב ואטומים למים כדי למנוע חדירת לחות. חיבור סופי של יחידות מבניות כעת ידועים כל האלמנטים הדרושים ליצירת מערכת תאורה, מלבד אחד. המערכת חייבת להיות מצוידת גם בווסת טעינה. ללא וסת טעינה, לא ניתן לשלול את האפשרות של טעינת יתר של הסוללה וההפחתה בחיי השירות שלה. סבירות זו גבוהה במיוחד בקיץ, כאשר הימים ארוכים והלילות קצרים. בתנאים אלו ישנה הצטברות הטעינה הדרגתית בתאי הסוללה, מה שעלול להוביל בקלות לטעינת יתר.
ניתן להתחיל בהרכבת המערכת על ידי הצבת האורות באתר. אין כאן הגבלות; אתה יכול להתקין אורות במקום שבו הם יהיו שימושיים ביותר. המנורות מחוברות במקביל באמצעות חוטים עבים. אם נעשה שימוש בערכת החוטים המתאימה, אז החוט הנדרש כלול בה בהכרח. אם לא, מומלץ כבל תאורה שטוח מס' 18. חוטי החשמל המובילים אל האורות מחוברים למעגל הטיימר. יש למקם את הטיימר כך שקרני השמש יוכלו ליפול עליו, ולא לאור הפנסים של מכוניות חולפות או מקורות חיצוניים אחרים. הטיימר מחובר לסוללת 12 V. חיי השירות שלו תלויים בסוג הסוללה שבה נעשה שימוש. אם תרצו, תוכלו להשתמש במצבר לרכב, אך הוא לא יחזיק מעמד זמן רב בתנאים קשים של פעולה תקופתית. עדיף להשתמש בסוללת סירה. סוללות כאלה מתוכננות לפעול בתנאים של מחזורי פריקה עמוקה חוזרים ונשנים. למרות שהם עולים קצת יותר, הם יחזיקו הרבה יותר זמן מאשר מצבר רגיל לרכב. וסת הטעינה מועבר בין הסוללות הסולריות והסוללות. מושלם כמווסת טעינה הרגולטור הזה. אתה רק צריך לחבר את הפלט של הרגולטור לסוללה, ואת הקלט לסוללה הסולארית, תוך התבוננות בקוטביות. הפאנל הקדמי של הסוללה הסולארית ממוקם בכיוון דרום. הטיימר מוגדר לזמן שבו יש צורך בתאורה לאחר השקיעה. אולי, כדי להתאים טוב יותר לתנאי מזג האוויר, יהיה צורך להתאים את הטיימר עם חילופי העונות, כעת השבילים ליד הבית יהיו מוארים גם לאחר השקיעה. מחבר: ביירס ט. ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ ננואנטנות אופטיות ואטומי זהב ▪ סוני מוציאה בהדרגה את כונני התקליטורים וה-DVD עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ קטע אתר ממירי מתח, מיישרים, ממירים. בחירת מאמרים ▪ מאמר מהן קבוצות כוכבים וכמה יש בשמי כדור הארץ? תשובה מפורטת ▪ מאמר מסירי שיער. מתכונים וטיפים פשוטים ▪ מאמר לטפס דרך הגיליון. פוקוס סוד כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |