Садовий ліхтар на базі контроллера QX5252

2022-07-08

Садові ліхтарі господарі заміських будинків використовують для створення неповторного ландшафтного дизайну, підсвітки доріжок і клумб квітів, створення своєї атмосфери затишку. У свою чергу, автономні ліхтарі можна використовувати як нічник у квартирі, думаю кожен може придумати своє застосування для нього. На ринку безліч варіантів таких світильників, але часто можна зіткнутися з проблемою що нічого з представленого не підходить під ваші потреби, будь то зовнішній вигляд, час роботи від акумулятора, рівень освітленості, кріплення, ціна тощо, тоді чому б нам не розібратись як він працює і не створити свій власний ліхтар.

Для реалізації проекту нам потрібно:

• Мікросхема-драйвер QX5252F TO-94 - 1шт
• Сонячна панель 0.5W 2.5V/200mA - 1шт
• Світлодіод 5мм білий теплий, супер яскравий (краще вибирати з великим кутом розсіювання, але це можна завжди поправити напильником :) ) - 1шт
• Аксіальний дросель 33uH KLS18-EC36-330K-A - KLS (якщо немає - намотати дросель катушку необхідної індуктивності) - 1шт
• Акумулятор NI-MH 1/3AA 350 mAh 1.2В - 1шт
• Кабель з клемною колодкою XH2.54-2P - 3шт
• Універсальний клей - 1шт
• Паяльник і припій- 1шт
• Макетна плата - 1шт

Додатково: 3d принтер і пластик для створення корпусу (тут кожен може придумати свій варіант корпусу, або зібрати щось з підручних матеріалів, відремонтувати поламаний ліхтар, фантазуйте)

Мікросхема QX5252 це спеціалізований драйвер для систем автономного освітлення який забезпечує автоматичне відслідковування періодів день/ніч. В нічний час запускає інтегрований підвищуючий DC-DC перетворювач, який здатний живити один або декілька світлодіодів напругою 2.5 - 3.5В від одного аккумулятора 1.2В. QX5252 можна зустріти у корпусах TO-94 та DIP-8, в даному випадку розглядається саме TO-94.

Характеристики:

• Робоча напруга 0.9 - 1.5В
• Вихідний струм 3 - 300мA (в залежності від зовнішнього аксіального дроселя)
• Присутній захист від надмірного розряду батареї
• Вбудований діод Шотткі

Розпіновка (зліва на право):

Схема підключення:

Важливо! Автор данної статті вказав номінал дроселя 33uH що відповідає струму на виході драйвера приблизно на рівні 110мА. Треба враховувати, що такий струм може бути надмірний для деяких світлодіодів.В документації на драйвер є таблиця значень: напруги, дроселя та вихідного струму. Перед тим як збирати схему обов'язково подивіться значення в таблиці для підбору компонентів.

Скріншот з офіційної документації на драйвер QX5252 на якому знаходиться потрібна таблиця значень.

Ось так виглядає попереднє підключення на макетній платі

Перевіряємо, закривши сонячну панель, світлодіод має загорітись.

Відео роботи електроніки:

https://www.youtube.com/shorts/r3_USfn-ZNA

Чудово, усе працює, можемо переходити до найцікавішого. З цілої односторонньої макетної плати з гетинаксу вирізав 5х5 (отворів) квадрат і впаяв туди мікросхему QX5252F, клемні колодки для сонячної батареї та акумулятора, аксіальний дросель, з'єднав усе це на задній стороні згідно схеми, а також вивів два кабеля для підключення світлодіода(тут мав бути ще один кабель з клемною колодкою, але, на жаль, у мене їх залишилось лише 2), в результаті вийшла така компактна плата.

Для корпусу я використав дизайн ліхтаря в японському стилі https://www.thingiverse.com/thing:2830063 автора printfutura. Корпус ліхтаря складається з 3х частин, раму та кришку друкував пластиком coPET металік, а вставку coPET прозорий.

Для збільшення кута розсіювання світлодіода можна трошки обробити його поверхню надфілем, що я і зробив, світлодіод став краще розсіювати світло.

Зробивши два маленькі отвори в дні вставки, просуваємо туди світлодіод і припаюємось до плати.

Ліхтар майже готовий, але потрібно ще гарно заховати плату з акумулятором і прикріпити сонячну панель, для цього я скористався Fusion 360 і спроектував для цього підставку, вона є універсальна і її можна застосувати під різні корпуси ліхтарів. Дизайн цієї підставки можна знайти за посиланням https://www.thingiverse.com/thing:5426605. Ось такий вигляд має ліхтар на цьому етапі.

Склеюємо усе до купки і насолоджуємось результатом)

На завершення, це мій перший досвід проектування 3D об'єктів, підставка вийшла досить не погано, не без нюансів, але свої функції виконує. В якості розширення проекту можуть бути додані кнопка включення/вимкнення ліхтаря, підставка для кріплення ліхтаря до стіни, кіл для встромлення ліхтаря в землю тощо. Як бачимо, створення такого ліхтаря не вимагає багато зусиль, такий вмріб був би цікавий для початківців в електроніці та в 3D моделюванні.