На чтение 6 мин Просмотров 7.8к. Опубликовано Обновлено
Инновационные технологии активно вторгаются в самые разные сферы жизни общества. Широкое распространение получили солнечные батареи и созданные на их базе светильники, использующие в работе энергию солнечного света. Своей популярностью они во многом обязаны экономичности, простоте монтажа и экологичности в процессе эксплуатации. Им не нужна электроэнергия, а это в свою очередь не требует подвода электрических проводов.
Содержание
- Устройство и принцип работы
- Критерии выбора
- Расчет технических параметров
- Установка и настройка
- Достоинства и недостатки
- Лучшие модели
Устройство и принцип работы
Конструктивно любой светильник на солнечной батарее с датчиком движения включает в свой состав:
- солнечную панель, которая преобразовывает солнечный свет в электроэнергию;
- аккумуляторную никель-кадмиевую батарею емкостью порядка 700 мА/час, предназначенную для накапливания электроэнергии, поступающей от солнечной батареи;
- контроллер минимального заряда, управляющий процессами заряда и разряда аккумулятора, также используется в качестве блока управления всего комплекта;
- светодиодный источник света;
- фотоэлемент, автоматически включающий источник света при наступлении темноты и выключающий его на рассвете.
- датчик движения, включающий источник света при движении объекта в зоне наблюдения.
Фотоэлемент и датчик движения работают в паре, включая источник света только в том случае, если при наступлении темноты в непосредственной близости от светильника будет обнаружено движение. При отсутствии одного из условий (движение или темнота) устройство находится в выключенном состоянии.
Источником света служат светодиоды точечного света (SMD) или светодиодные матрицы (СОВ). Последние встречаются только в устаревших моделях. Стандартная матрица имеет мощность не более 50 Вт, поэтому в мощных прожекторах устанавливают по несколько матриц.
Конструктивно матрица представляет собой специальную подложку, на которой размещено определенное количество кристаллов. Если хотя-бы один кристалл выходит из строя, вся матрица требует замены.
В LED светильниках нового поколения вместо матрицы используются точечные светодиоды. Основное достоинство их в том, что при выходе из строя одного светодиода остальные продолжают работать.
Вышедший из строя светодиод SMD подлежит немедленной замене, так как остальные светодиоды начинают работать во внештатном режиме и могут очень скоро также сломаться.
Антикоррозионный пылевлагонепроницаемый корпус фонаря изготавливают в вариантах, имеющих разные степени защиты. Как правило, последний указан на упаковке. Внутри корпуса, закрытого защитным плафоном, находится матрица или подложка с точечными светодиодами, добраться до которых можно, сняв отражающий рефлектор. При этом защитный плафон может быть изготовлен из закаленного или структурированного стекла.
Критерии выбора
Выбор светодиодного фонаря на солнечной батарее с датчиком движения определяется в первую очередь его назначением.
Сфера использования:
- освещение улиц и тротуаров, а также дворов, автомобильных дорог и пр. (специальные мощные прожекторы);
- подсвечивание фасадов домов и исторических памятников (архитектурные светильники);
- подсветка отдельных зон в парках, скверах и на приусадебных участках (ландшафтные светильники).
Кроме функционального назначения немаловажное значение имеют:
- мощность светового потока;
- угол рассеивания света;
- внешний вид и конструктивные особенности светильника.
От условий использования зависят основные параметры беспроводного светильника:
- степень защиты;
- сила светового потока;
- мощность света.
Для светильников на солнечных батареях, предназначенных для установки на открытом воздухе, степень защиты согласно международному стандарту IEC-952 должна быть не менее IP64:
- 6 – полная защита корпуса от попадания пыли и какого-либо (даже случайного) проникновения внутрь;
- 4 – защита внутреннего содержимого корпуса от попадания капель и брызг, падающих под любым углом.
Качество освещения территории или объекта зависит от высоты подвеса светильника и угла излучения светового потока. Улучшить качество освещения можно, если вместо одного мощного светильника устанавливать несколько маломощных фонариков. При этом их суммарная мощность должна соответствовать расчетному значению.
Расчет технических параметров
Основными техническими параметрами светильника на солнечной батарее являются мощность светового потока (измеряется в люменах) и зависящий от него уровень освещенности (измеряется в люксах).
Мощность светового потока и уровень освещенности объекта рассчитываются по формулам Ф = Е х S или Е = Ф/S, где:
- Ф – мощность светового потока, лм;
- Е – освещенность, лк
- S – освещаемая площадь, м.кв.
При этом S = 3,14 h² х 2(1-cos α /2), где:
- h — расстояние от освещаемой поверхности до светильника, м;
- α — угол излучения света, градус.
Рассчитывая уровень освещенности объекта, нужно учитывать отражающие особенности предметов, находящихся в зоне освещения, а также неравномерную освещенность и потерю качества свечения светодиодов по истечении определенного времени.
Установка и настройка
Светильники на солнечных батареях, оснащенные датчиками движения, устанавливаются на стенах или крепятся к специально выбранной опоре. Процесс их установки и настройки сложностью не отличается, однако зависит от конструкции изделия. Поэтому перед установкой нужно внимательно ознакомиться с инструкцией.
Осветительный прибор в обязательном порядке должен быть развернут фронтальной плоскостью в сторону обслуживаемой зоны. Светильники, укомплектованные собственной опорой, настраивать легче, так как их легко можно развернуть вокруг собственной оси.
Достоинства и недостатки
Светильники на солнечных батареях с датчиками движения по сравнению с традиционными осветительными лампами обладают целым рядом преимуществ:
- возможность использования в тех местах, где отсутствуют линии электропередач (загородные дома, дачи и пр.);
- простота установки и монтажа;
- высокая экономичность светильников, обусловленная тем, что при их установке и эксплуатации отсутствует надобность в проведении земляных работ и оплате затраченной электроэнергии;
- нет необходимости в постоянном присутствии обслуживающего персонала;
- длительная безаварийная работа светильников;
- высокая защищенность светильников от воздействия внешних климатических воздействий;
- широкий ассортимент выпускаемой продукции;
- экологичность и безопасность при эксплуатации.
Недостатки:
- Светильник в случае выхода из строя требует замены. Особенно это касается моделей, предназначенных для подсветки малых архитектурных форм и ландшафтных зон на приусадебных участках.
- Устанавливать фонари целесообразно только в тех местах, где на них гарантированно будет попадать солнечный свет и т. д.
Светильники на солнечных батареях можно переставлять в любое время и в любом порядке, не проводя при этом никаких подготовительных работ. Однако чтобы в «поле зрения» датчиков движения не попадали мелкие животные и птицы, регулировать их все таки придется.
Лучшие модели
Выбирая светильник, покупатель должен обратить внимание на бренд изготовителя. Рекомендуется избегать неизвестных производителей, предлагающих свою продукцию по демпинговым ценам.
Среди проверенных временем светильников обращает на себя внимание продукция таких компаний:
- Raylight (Япония), поставляющая в Россию широкий спектр высококачественных светильников на солнечных батареях;
- Holux (Германия), предлагающая покупателям светильники китайского производства, гарантируя при этом их безотказную работу;
- Ever Brite (Китай) и др.
Ассортимент светильников на солнечных батареях с датчиками движения способен удовлетворить требования самых требовательных покупателей.
Здравствуйте друзья!
Этот светильник работает от аккумулятора 18650.Наличие датчика движения очень сильно экономит заряд аккумуляторов. Заряжается светильник от солнечной панели. А вот как заряжается, это ещё вопрос и это мы рассмотрим сегодня
Покупал светильник на Али экспресс мой знакомый. Выглядит на самом деле не так как на рекламных фотографиях.
После того как светильник перестал включаться, несмотря на прошедшие 2 солнечных дня, он попросил посмотреть в чем причина.
Перед тем ка раздирать светильник, выяснил, что у него 3 режима работы:
по датчику движения, постоянный свет, датчик движения + подсветка. То есть первый режим это полный свет и включается от датчика движения. Включается на 15-20 сек. При этом на солнечную панель не должен попадать свет. Второй режим это слабый свет все время до утра. И третий, подсветка ещё слабее постоянно, но полный свет по датчику движения. Переключаются режимы одной и той же кнопкой. Раз нажал первый режим 2 раза второй и так далее по кругу.
Поняв схему работы начал выяснять причину нежелания работать.
Затемнив солнечную панель я включил светильник и. О чудо он включился. Я посмеялся над знакомым, сказав что любой электрический прибор требует включения перед использованием и несмотря на его утверждение, что включал и даже несколько дней наблюдал, ка светильник нормально работал, посоветовал ему всегда изучать мат часть перед использованием агрегата.
Но как я был посрамлен. Через 3 дня светильник благополучно вернулся ко мне, с утверждением, что снова он перестал включаться.
И на самом деле, не удалось оживить светильник. Напряжение на клеммах аккумулятора составляло 2.5 в. Поставив другой заряженный аккумулятор убедился, что светильник включается. Эти дни на улице было пасмурно и решено было подождать. А пока оставил светильник за окном на солнечной стороне включив его в первом режиме. Две ночи светильник отзывался на приближение к окну, а потом перестал. Ага значить. Не хватает заряда.Но не все так просто оказалось.
Когда прошел полноценный солнечный день, Но светильник не начал отзываться.Достав из-за окна., попытался включить и он включился. Что за чудеса?
Методом научного тыка, удалось выяснить, что после глубокого разряда, светильник самостоятельно не возвращается к работе. Хотя на клеммах за солнечный день напряжение поднимается выше 3 в (Конкретного вольтажа нет и зависит от солнца за день зарядки), оживить можно только новым включением. Пришлось заняться вскрытием.
Внутри один аккумулятор 18650 без обозначения ФИО. В описаниях разных продавцов есть разные паспортные данные вплоть до 3400 махов. В данном конкретном случае LiitoKala Lii-500 показал 980 mah. Что же не совсем плохо.
Напряжение в момент измерений на аккумуляторе составило 4.07в.
Ток потребляемый всей схемой в выключенном состоянии составляет 1.9 миллиампер.
А вот в дежурном режиме (Ждет движения) составил уже 7.7 миллиампер
Чем дальше в лес тем больше проблем.
Напряжение выдаваемое аккумулятором на столе возле окна без попадания прямых солнечных лучей составило 0.1 вольт.
При попадании лучей через окно напряжение составило 1.27 в. возле закрытого окна
и 4.94.в при открытии окна.
Максимальный ток подаваемый на аккумулятор для зарядки в лучах яркого солнца составляет 39.4 миллиампер.
Негусто. При этом ток потребляемый светодиодами при полном включении составляет 190 миллиампер.
Все это показало, что даже в солнечную погоду аккумулятор зарядится настолько ничтожно (в лучшем случае наполовину), что емкости хватит ненадолго. Да все бы ничего, если бы схема после определенного разряда, причину которого не удалось выяснить, не уходила в дефолт. В конце концов после определенной зарядки снова начала бы светить. А там с учетом датчика движения и кратковременного включения хватило бы дойти до определенного места несколько раз.
И так итоги:
С учетом цены ( А нынче цена в некоторых местах перевалила за 1000руб) нет смысла.
С учетом «кривизны» схемы тем более нет смысла.
Если даже найти причину и устранить, то оно того не стоит.
Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики.
Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей
Политикой в отношении файлов cookie
В сегодняшнем обзоре еще одна интерпретация уличных светильников с зарядкой от солнечной панели. Из общей массы обозреваемый светильник выделяется наличием режима дежурного освещения и поворотным механизмом кронштейна крепления, позволяющим настроить нужный угол освещения.
Характеристики:
Количество светодиодов: 17 шт.
Водозащита: IP65
Солнечная панель: 5,5 В, 1,1 Вт
Аккумулятор: Li-ion 18650 3,7 В, 2200 мАч
Время зарядки: 6-8 часов
Режимы работы: дежурное свечение, полная мощность при обнаружении движения PIR датчиком;
Дальность обнаружения движения: до 6 метров
Габаритные размеры: 206 * 113 * 92 мм / 8,1 * 4,4 * 3,6 дюйма
Вес изделия: 296 г / 10,4 унции
Актуальная цена TomTop с купоном TL3081 – 16,29 $
Актуальная цена Aliexpress — 17,87 $
Актуальная цена Gerbeast — 24,80 $
Светильник поставляется в обычной картонной коробке без всякого принта и пафоса, но, то ли на таможне, то ли на почте, маркером обозначили содержимое. Дополнительно лампа защищена пакетом из пупырки, а инструкция на английском языке объясняет принцип работы, порядок установки и эксплуатации.
Инструкция достаточно подробная, обстоятельная и объемная, потому тут только главные моменты.
Общий вид для понимания потенциальными покупателями.
Дальше идет уже конкретика с характеристиками, рекомендациями установки на высоте 2 — 2,2 метра от земли и дистанции действия инфракрасного датчика, а так же о необходимости перед использованием светильника дать ему зарядиться на солнце в течении 6-8 часов.
В целом даже без знания языка можно понять, что и как.
Корпус светильника аккуратно сделан из пластика черного цвета без облоя и характерного запаха. Габаритные размеры в большей степени обусловлены величиной солнечной панели, которая имеет шероховатую поверхность (видимо для преломления боковых солнечных лучей).
Под солнечной панелью находится аккумуляторный отсек и в этой части корпус заметно толще. Кронштейн снабжен двумя поворотными узлами с винтовой фиксацией – в горизонтальном положении корпус светильника можно разворачивать на 360, в вертикальном на 90 градусов.
Кнопка включения/выключения светильника находится между световым блоком и кронштейном в углублении. На шток надет резиновый колпачок, исключающий попадание влаги внутрь осветительного блока. Здесь применена не физически разрывающая цепь кнопка, а тактовая. В нерабочем /выключенном состоянии будет присутствовать некоторое потребление энергии, чем и обусловлена необходимость предварительной зарядки перед началом эксплуатации. К уровню потребления в этом режиме вернемся чуть позже, а пока обратим внимание на кронштейн и поворотные механизмы.
И горизонтальный, и вертикальный фиксаторы снабжены зубцами, которые надежно фиксируют светильник, не давая ветру, дождю и т.д. изменить его положение.
На тот случай, если есть необходимость быстро снять светильник на время своего отсутствия на даче или на зиму или еще по каким причинам, в конструкции кронштейна предусмотрен фиксатор на защелке.
Для удобства установки светильника, крепежную платформу так же сделали съемной, а в комплект положили пакетик с крепежом.
Источниками света в светильнике служат 16 белых светодиодов разделенных на два блока, по восемь штук в каждом. Между ними расположились PIR датчик в нижней части и один красный светодиод вверху.
Датчиком освещенности (чтобы светильник не включался днем) в светильнике служит солнечная батарея, и потому отдельного фоторезистора в конструкции нет. Передняя панель сделана из прозрачного пластика с отдельными линзами для каждого светодиода.
В нескольких фотографиях возможности кронштейна
И для порядка габаритные размеры –приблизительно 205*110*80 мм.
В характеристиках светильника указана водозащита на уровне IP65. Однако я заметил отверстия на нижней стороне корпуса и просветы, что дало повод усомниться в способности светильника сохранить свою работоспособность при атмосферных осадках.
Поэтому заглянуть во внутренний мир стало еще интереснее.
Вход в него скрыт под рамкой вокруг солнечной панели. Рамка крепится на защелках и если действовать аккуратно, то она легко снимается.
Под верхней панелью обнаруживается герметичный бокс с холдером под аккумуляторы 18650. В данном случае установлен один аккумулятор, но можно доработать и установить еще один аккумулятор.
Контакты солнечной панели и провода от них залиты герметиком, а от проникновения влаги в холдер с аккумулятором защищает силиконовый уплотнитель.
Таким образом, аккумулятор защищен, а корпус в этой части светильника особо защищать не нужно – солнечная панель полностью залита пластиком, контакты герметиком.
Просветы в конструкции и дренажно–вентиляционные отверстия снизу корпуса имеют свой смысл – циркуляция воздуха для какого-никакого охлаждения панели и холдера с аккумулятором в солнечные дни и отведение влаги в непогоду.
Аккумулятор 18650 без указания производителя, но с указанием емкости – 2200 мАч.
Чтобы осмотреть внутренности осветительного блока для начала нужно отвернуть пару саморезов на его тыльной стороне и вынуть переднюю панель.
Здесь так же обнаруживается силиконовый уплотнитель и вход для влаги закрыт.
Теперь уже отворачиваем саморезов на маске, вынимаем осветительный блок из общего корпуса и снова находим силиконовый уплотнитель.
Теперь сомнения развеяны – IP65 есть, влага внутрь не проникнет.
Ожидал, что узел обнаружения движения собран на часто применяемой в PIR датчиках BISS0001, но здесь все построено на другом чипе с затертой маркировкой. Похоже, что этот же чип отслеживает процесс зарядки и нижний порог разрядки аккумулятора.
На другой стороне этой платы только PIR датчик.
Ну и плата со светодиодами.
Я не очень надеялся, что установленный аккумулятор действительно имеет емкость 2200 мАч. Имеющимся в наличии зарядным устройством сначала зарядил, а потом разрядил аккумулятор. При разрядке током 0,3 А аккумулятор отдал 1695 мАч, но есть пара оговорок – зарядное может разряжать Li-ion аккумуляторы только до 2,9 Вольт (тогда как обычно разряжают до 2,8) и не известно до какого уровня допустима разрядка согласно документации производителя.
Даже если установленный аккумулятор и не дотягивает до 2200 мАч, то 1700 мАч уже хорошо так, как и этого показателя увидеть не ожидал.
Конструкция (тактовая кнопка) и функционал светильника подразумевают три режима — условно выключено, дежурный режим (слабая яркость), полная яркость при обнаружении движения человека или животных. Следовательно, есть смысл измерить ток потребления во всех трех режимах.
В выключенном состоянии электроника светильника потребляет от аккумулятора крайне незначительный ток – всего 17 микроАмпер, благо, что RICHMETERS RM409B и его аналоги позволяют фиксировать такие значения.
Цена мультиметра RICHMETERS RM409B купоном TE3888 в магазине TomTop — 30, 39 $
Включается лампа нажатием на единственную кнопку. При этом светодиодная панель моргнет два раза и потухнет. Если включение произошло днем и солнечного света достаточно, то светодиоды светиться не будут. При недостатке освещенности светильник (моргнув два раза) переходит в дежурный режим. Светодиоды светятся тускло, но со стороны можно понять в каком направлении двигаться. Своеобразный маяк путнику.
Потребление при этом так же не значительное – около 9 миллиАмпер, что не сильно скажется на аккумуляторе.
И только когда в охранной зоне датчика появляется человек или животное яркость светильника возрастает до максимума, а ток потребления колеблется в районе 350 миллиАмпер.
После выхода человека из охранной зоны датчика светильник продолжает светиться еще двадцать секунд и снова переходит в дежурный режим с низким уровнем освещения. Если же двигаться в охранной зоне, то светильник будет продолжать светиться на полную яркость.
Светильник вопреки инструкции был установлен на высоте 2,5 метра, а дистанция охранной зоны составила порядка трех метров. Именно такую зону перед дверью на даче хотелось осветить, а рядом как раз расположена галерея виноградника, на столбе которой и разместил светильник.
Фотокамера немного неверно передает уровень освещенности, но в сравнении можно оценить насколько ярко светильник освещает пятачок перед дверью.
В итоге, каких либо явных, вопиющих недостатков в светильнике не нашел. За прошедший месяц светильник пережил несколько дождей и пасмурных дней, но продолжает исправно работать. Уровень освещенности вполне приемлемый, чтобы подойдя к двери можно было достать ключи и открыть дверь или посмотреть, кто пришел в гости. Соотношение цены и качества изготовления, на мой взгляд, для светодиодного светильника с поворотным механизмом позиционирования, IP65 и дежурным режимом вполне обоснованное.
Актуальная цена TomTop с купоном TL3081 – 16,29 $
Актуальная цена Aliexpress — 17,87 $
Актуальная цена Gerbeast — 24,80 $