建造一个简单而便宜的太阳能庭院灯

对于那些对园艺有浓厚兴趣的人来说，花园灯可以提供一个选择，即使在夜间也可以欣赏植物的美丽。这些灯通常会放置在花园内，远离电源插座，因为将电线穿过花园土壤并不是一个好主意，因为大部分时间都是潮湿和劳累的。这就是太阳能庭院灯出现的地方。这些灯将有一个电池，该电池将在白天通过太阳能电池板充电，而在夜间，电池的能量将用于为灯供电并重复循环。在我们之前的一些文章中，我们构建了一些与太阳能相关的项目，例如太阳能手机充电器和太阳能逆变器电路。

在这个项目中，我们将建造一个简单而便宜的DIY太阳能庭院灯。太阳能电池板会在白天给锂电池充电，到了晚上，电池会打开灯，直到再次进入白天。与其他电路不同，我们不会使用微控制器或传感器，因为该项目的想法是减少元件数量以降低电路的价格和复杂性。话虽如此，让我们开始建造我们的自制太阳能灯！

太阳能庭院灯设计

在选择组件的价值并进入电路图之前，必须为我们的项目选择负载。通过负载，我们指的是我们将在项目中使用的花园灯的类型。因为灯的电压和电流额定值决定了电路的设计方式。

我们在这个项目中使用的LED是普通的中国LED，工作电压为3.2V，最大正向电压为4.5V。因此，如果两个LED串联，则正向电压为6.4V。我们项目中使用的LED如下所示。

所以一块7.4V的锂电池就能提供最低6.4V（完全放电）到最高8.4V（完全充电）。因此，本项目采用7.4V锂电池作为电源，下同。如果您对锂电池完全陌生，可以查看这篇锂离子电池基础知识文章，以更好地了解电池。

为此应用选择的电池将具有内置保护电路，可保护电池免受过充电、深度放电和短路相关情况的影响。如果您的电池不提供这些功能，请务必使用外部保护模块，因为锂电池可能会变得非常不稳定，如果处理不当甚至可能爆炸。

太阳能庭院灯电路图

太阳能庭院灯电路将由两部分组成。一个是充电，另一个是控制LED。完整的电路图分两部分解释，第一部分如下

N沟道MOSFETQ2，IRF540N用于充电控制操作。电位器R1用于通过控制N沟道MOSFETQ2的栅极电压来设置电池电压电平。肖特基整流二极管D1是SR160，一个1A60V肖特基二极管，用于保护电池免受反极性以及在放电条件下阻止反向流动。输出肖特基二极管D2用于隔离充电器电压和电池电压。

电路的另一部分用于在黑暗条件下打开LED。这是由IRF9540的另一个P沟道MOSFETQ1完成的。MOSFET栅极由太阳能电压控制。因此，每当太阳能电池产生电压时，MOSFET保持关闭状态，但在黑暗或夜间，电池不会产生电压并且MOSFET会打开。通过使用P沟道MOSFET，完全消除了额外的LDR和比较器电路。

现在，对于电路的第二部分，LED以串并联状态连接。两个串联的LED将正向电压提高到比单个LED的两倍，但流过LED的电流被分流。4个并联连接由两个串联的LED组成。更多并联的LED会增加电流并影响备用电池。

据估计，流经每个系列的电流几乎为40mA。因此，4个并联串消耗160mA的电流。为该项目选择的电池将在标称充电条件下有效地点亮LED近5-6小时。可根据需要增加LED灯串。

太阳能庭院灯建设

要构建电路，需要以下组件-

锂电池7.4V（mAH取决于备份时间），内置保护电路。

具有3.5V正向电压的LED（也适用其他电压，但LED灯条结构会有所不同）

IRF9540N–P通道Mosfet

IRF540N–N通道Mosfet

SR160肖特基二极管2个

680R电阻

50k电位器

4.7k电阻

太阳能电池板15–18V，如果选择3600mAH电池，则额定电流超过300mA。

用于连接太阳能电池板和LED的电线

连接线

下图显示了IRF540NN通道和IRF9540P通道Mosfet的引脚排列，我们将使用该项目。

在面包板上构建太阳能花园灯电路后，我的布置如下所示

我们使用了以下规格的太阳能电池板。

它是一块10W的太阳能电池板，输出电压为18V。太阳能电池板放置在峰值太阳条件下的明亮阳光下。控制电位器使D2两端的电压为8.5V。这是由于充电电压的原因，锂电池充满电后电压为8.4V。当电池开始充电时，安培计与电池串联以检查充电电流。您也可以使用太阳能跟踪器即兴创作该项目，以最大限度地为电池充电，但这超出了本项目的范围。

从下面的万用表读数可以看出，充电电流几乎为300mA。这种变化将取决于太阳状况，在晴天会增加，在阴天会下降。

在夜间，当太阳能电池板没有接收到辐射时，电池板将没有输出电流，因此电池将停止充电，LED灯会亮起。该项目的完整工作也可以在下面链接的视频中找到，我们演示了如果面板没有接收到辐射，灯会自动打开。