Как сделать солнечный фонарик своими руками (часть 1)



    Солнечные фонарики можно смело разделить на несколько групп, это «авторские», сделанные из каких — то достаточно уникальных вещей и остроумные по задумке, мини — прожекторы, предназначенные для освещения по направлению, или подсветки сверху цветочных клумб и рядовые солдаты дачного освещения — классические фонарики на столбике предназначенные для освещения дорожек. Как и из чего их можно сделать я расскажу в данной статье. Также будет рассмотрено несколько вариантов исполнения электроники для тенистых участков сада, где подзарядка фонарика от солнца затруднена и яркостью освещения придётся немного поступиться.

    Основой практически любого самодельного фонарика является его плафон из пластика или стекла выполненный из замысловатого флакона, стакана или рюмки, плафона купленного в магазине, или оставшегося от старой люстры, он может быть детской игрушкой, или того что от неё осталось. Кстати, от источника плафона мои фонарики и получают свои имена, например – «Каприз», «Мельница», «Нескафе», «Лукошко», «Граппа» и т.д… Как показала практика, наиболее удачными плафонами для классических фонариков на столбике являются обычные недорогие рюмки. Они легко чистятся, со временем не мутнеют и не становятся хрупкими в отличии от плафонов китайских фонариков. А подобрав качестве плафонов рюмки с красивым рифлением, можно получить оригинальные световые рисунки и неповторимый внешний вид. Например, фонарик сделанный из рюмки «Каприз» имеет световой рисунок с расходящимися лучиками света:





    А вот так выглядит фонарик с плафоном из простой прозрачной рюмки:



    А вообще включив фантазию, в качестве плафонов можно также применить совершенно неожиданные стеклянные или пластиковые предметы. Это может быть закончившаяся мельница от приправы:





    Или маленькая баночка из-под нескафе:





    Баночка от детского питания:





    Или даже круглая бутылка из-под водки:



    А это исторические фотографии одного из самых первых фонариков сделанного из бутылки из-под крымской граппы и уже давно разбившегося:





    Для того чтобы показать основные моменты сборки, я изготовил небольшую партию из четырёх фонариков:



    В качестве «мальчиков для битья» на фотографии слева фонарик из Глобуса, справа из Леруа.
    В качестве плафонов использовались недорогие рифлёные рюмки, купленные в Глобусе:



    В донышке рюмки сверлим отверстие диаметром 6 — 8 миллиметров сверлом по керамограниту, например таким:



    Удобнее всего сверлить на сверлильном станке, выставив обороты в пределах 800 – 1000 и опустив рюмку в неглубокую ёмкость с водой для лучшего охлаждения. Но на крайний случай сгодится обычный шуруповёрт, собственно им я практически все свои плафоны для фонариков и сверлил. При сверлении обязательно придерживайте стеклянную деталь рукой одетой в матерчатую защитную перчатку, чтобы не порезаться, если от излишнего усилия, или внутреннего напряжения стекло лопнет. Но в тоже время будьте внимательны, чтобы перчатку не намотало на сверло.



    Основание для солнечной батареи вырезается из листового ПВХ пластика толщиной 5 – 6 мм при помощи электролобзика, или как в моём случае на ЧПУ:



    Этот пластик широко применяется в рекламе и его обрезками можно разжиться в рекламных конторах.
    При помощи паяльного фена в центр вплавляется мебельная гайка М4:



    К солнечной батарее припаиваются провода. Для того чтобы исключить возможность короткого замыкания солнечной панели мебельной гайкой, дорожки сразу за точками пайки перерезаются:



    Солнечные батареи применяются четырёх элементные, с рабочим напряжением 2 вольта. Как показали расчёты, приведённые в статье «Солнечные фонарики – нам надо ярче», лучше применять солнечные батареи размерами 60х65 мм и более, а перед тем как клеить солнечную батарею к основанию её нужно проверить. По моему опыту в партии из десяти солнечных батарей как правило одна попадается в виде «третий сорт не брак», а на заре моих экспериментов с использованием энергии солнца в первом заказе из десяти солнечных панелей, работоспособными приехало только четыре. Положив панели в ряд и по очереди сфотографировав какое напряжение они выдают, я отослал фотографии продавцу и инцидент решился в мою пользу. Вывод – не гоняться за совсем дешевизной и пользоваться магазинами с несколькими годами работы и хорошей репутацией. Для проверки солнечных панелей потребуется светильник с лампой накаливания мощностью 75 ватт и мультиметр. Переключим мультиметр в предел измерений постоянного тока 10 А и подключим к нему солнечную батарею. У исправной батареи на расстоянии 2...50 сантиметров от лампы накаливания ток должен плавно меняться в пределах 0,01….0,4 ампера.

    Основание панели и низ солнечной батареи обезжириваем спиртом, или растворителем, при этом не допускаем попадания растворителя на лицевую часть солнечной панели во избежание замутнения, затем клеим солнечную батарею к основанию водостойким клеем, например таким:




    Излишки клея выдавленные при соединении солнечной панели и основания убираем при помощи ветоши, отверстия через которые выведены провода герметизируем при помощи того же самого клея, или герметика.

    А теперь вкратце про светодиоды, точнее их цветовую температуру. Светодиоды с цветовой температурой около 3000К отличаются тёплым «ламповым» светом и ночью более приятны для глаз, но хуже освещают. Свечение светодиодов с температурой 6000К отдаёт в «синьку», но окружающее пространство они освещают лучше. Для примера, на переднем плане фонарик «Каприз» со светодиодами с цветовой температурой 3000К, а на заднем плане фонарик «Мельница» со светодиодами с цветовой температурой 6000К:



    Из ПВХ трубки диаметром 4 – 5 миллиметров, отрезанной в длину по размеру плафона, делаем основание для светодиодов 5730. В качестве материала отлично подойдут трубки от воздушных шариков, которые раздают на всяких мероприятиях.
    Светодиоды приклеиваем на основание примерно по центру плафона:



    Подпаиваем провода и фиксируем их вместе с проводами от солнечной панели термоусадкой белого или нейтрального цвета и обязательно защищаем от влаги двумя слоями цапон – лака, или аналогичного:



    Устанавливаем плафон, протягиваем провода и завязываем их в узел, он будет распределять нагрузку по всем точкам пайки предохраняя от обрыва, в случае не аккуратного обращения:



    Собираем плафон при помощи пластиковых шайб диаметром 28 миллиметров с прорезью, проставки из отрезка любой пластиковой дюймовой трубы длиной около 10 мм, шпильки, шайбы и гайки М4:



    И подпаиваем к проводам плату электроники:




    Плату обязательно защищаем от влаги двумя слоями цапон – лака, или аналогичного.

    Немного остановимся на рабочих токах фонариков на примере схемы на микросхеме QX5252 (схема 11 из статьи «Солнечные фонарики – нам надо ярче»):



    Ссылка на архив со схемами и печатными платами (в формате P-CAD 2006 и .pdf)

    Ввиду того что потребление схемы с указанными номиналами составляет 100 – 110 мА, фонарик основанный на данной схеме чтобы светить до рассвета в течении всего дачного сезона должен устанавливаться только на открытое пространство без затенения от построек и деревьев, но на практике это не всегда возможно. Поэтому несмотря на появление в магазинах одной далёкой страны солнечных панелей с размерами 50х80 мм и заявленным током в 300 мА, в ряде случаев возможно придётся умерить аппетиты и уменьшить потребление фонариков. Для того чтобы посмотреть на сколько при этом уменьшится яркость, в двух фонариках ток потребления был уменьшен путём увеличения номиналов токозадающих дросселей, в одном до 67 мА (L1 = 33 мкГн), в другом до 45 мА (L1 = 47 мкГн). Перед окончательной сборкой их яркость была измерена люксометром, результаты приведены в таблице (схемы 8, 10, 11 приведены в статье «Солнечные фонарики – нам надо ярче»):



    Как видно из таблицы яркость фонариков с уменьшением тока потребления вполне ожидаемо снизилась. Но при этом в самом худшем случае яркость свечения самодельного фонарика превосходит самого лучшего китайца из Леруа практически на порядок. Исходя из этого имеет смысл разделить фонарики по потреблению от АКБ на несколько групп предназначенных к установке на открытом пространстве, в полутени и для тенистых мест, что позволит им светить до рассвета практически независимо от облачности днём раньше. На фотографии слева направо фонарики с током потребления 45 мА (L1 = 47 мкГн), 67 мА (L1 = 33 мкГн) и 109 мА (L1 = 22 мкГн):



    Фотосессию фонариков на природе к сожалению провести не удалось, но в домашней обстановке различий по яркости практически не видно. Конечно в реальных условиях разница будет более заметна, но ради стабильной работы фонариков на тенистых участках, яркостью можно немного пожертвовать, выбор за вами.

    В качестве стоек для фонариков можно использовать практически любые подходящие по диаметру обрезки полипропиленовых водопроводных труб диаметром 30 — 50 мм оставшихся после ремонтов у вас, или друзей:



    Так же вполне сгодятся самые недорогие серые ПП трубы:



    Длина стоек выбирается в зависимости от того насколько часто прокашиваются дорожки и газоны на участке, на который вы планируете установить солнечные фонарики. Если трава регулярно косится и её высота небольшая, то лучше выбрать длину стоек 20 – 30 сантиметров, а если трава косится от случая к случаю, то тогда лучше увеличить длину стоек до 35 – 40 сантиметров, иначе фонарики будут просто не видны. Диаметр трубы подбирается исходя из художественного замысла и размеров выбранного плафона фонарика.

    Если плафон немного больше по диаметру чем труба, то можно использовать наплыв ПП трубы, срезав кольцо под уплотнитель, например как у фонарика «Нескафе»:



    Аналогичное решение было использовано и в фонарике «Лукошко».

    Электронику и АКБ в фонарике можно разместить непосредственно в плафоне, если его размеры позволяют, или в стойке. Про фонарики с электроникой в плафоне мы поговорим в следующий раз, для них стойка представляет собой просто крашеную трубу подходящего диаметра, а на примере серой ПП трубы диаметром 30 мм я покажу как изготавливается стойка для фонарика с отсеком под электронику. В уже отрезанной по длине заготовке на расстоянии 9 — 10 см от верха сверлим четыре отверстия диаметром 2 — 3 миллиметра для слива конденсата из будущего батарейного отсека:



    Из пластика, или пенопласта изготавливаем донышко отсека электроники и вклеиваем на водостойкий клей, или герметик, подгоняя по высоте заподлицо к сливным отверстиям, чтобы электроника и АКБ внутри стойки не плавали в дождливую погоду в воде. Вообще боковые отверстия в стойке спорное решение с точки зрения эстетики, но до этого в нескольких фонариках я сделал сливные отверстия в донышке батарейного отсека и погасшие фонарики постоянно приходилось «перезапускать», по несколько раз втыкая и выдёргивая разъём АКБ, чтобы восстановить в нём контакт, периодически пропадающий из — за влаги идущей в отсек электроники от земли.

    Трубы белого цвета неплохо смотрятся в качестве стоек, а вот трубы серого цвета лучше покрасить. Я в основном использую зелёный цвет, в траве он смотрится наиболее органично. С помощью растворителя, например 646, со стоек тщательно оттираются надписи и обезжиривается остальная поверхность. Стойки покрываются грунтовкой предназначенной к применению по пластикам, например такой:



    Затем красятся в 2 слоя краской из баллончика, например такой:



    Перед покупкой краски надо обязательно убедиться, что она подходит для пластиков.
    Хотя материалом труб и является полипропилен, который очень плохо окрашивается, но как показала практика, трубы покрашенные данной краской если их не пинать ногами вполне держаться уже несколько сезонов, сохранив неплохой внешний вид:



    Материалом колышков фонариков являются черенки для грабель и лопат диаметром 24, 28 и 30 мм. Для серых ПП труб диаметром 30 мм идеально подходят только колышки диаметром 28 мм. Под видом 30 мм могут продаваться 28 мм черенки, причём частенько по качеству они ни на что кроме колышков не годятся.



    При помощи электролобзика колышки нарезаются длиной примерно 20 сантиметров и покрываются двумя слоями яхтного лака.
    Будет также неплохо, если перед покраской обработать их антисептиком для дерева:



    Если в качестве стойки используется труба внутренним диаметром больше 24 – 30 мм, то для чтобы колышек в ней болтался, можно изготовить проставки, например из листового ПВХ пластика подходящей толщины, прикрепив их при помощи степлера, или мелких обойных гвоздиков. Вот как это выглядит для 40 мм и 50 мм стоек:



    В заключение поговорим во сколько же обходится один фонарик. Основные материалы и комплектующие в расчёте на изготовление десяти фонариков без учёта мелочёвки в виде лака, проводов и пластика приведены в таблице:



    Резюмируя можно сказать, что солнечные фонарики для освещения садовых дорожек «не имеющие мировых аналогов» можно вполне собрать «на коленках» в течении нескольких долгих зимних вечеров своими руками. Их итоговая стоимость оказалась дороже чем у китайских солнечных фонариков продающихся в наших торговых сетях, но по яркости освещения они на порядок превосходят поделки из поднебесной. Данные нюансы сборки не являются постулатом, но являются ориентиром для вашего творчества.

    Предыдущие статьи цикла


    Небольшой обзор солнечных фонариков
    Солнечные фонарики — нам надо ярче
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 52

      +1

      Жаль не использовали синию изолента, было бы стильно.
      Спасибо, за идею!

        0
        В продолжении по вашей просьбе изолента обязательно будет)
        +1
        Спасибо за подробный и полезный материал.
        Бывает такие «поделки» пробуждают интерес на всю дальнейшую жизнь (вспомнил свой первый детекторный).
          0
          Было дело, только я кроме шума эфира на мои так ничего и не поймал)
          0
          А почему бы не обрезать трубу под 45 градусов чтобы она сама по себе выступала как колышек?
            0
            В принципе можно, но зависит от почвы. На даче моих родителей этот вариант не пройдёт, почва тяжёлая и при вбивании в землю такой столбик — колышек может потерять свой внешний вид.
            0
            Очень даже пристойно. Хотя 400 с копейками рублей за один фонарик — это дороговато, учитывая, что в доброй половине дискаунтеров (например, «пятёрочка» или «fix-price») такие фонарики продаются, так сказать, по рублю за ведро. Качество фабричных фонариков действительно на порядки ниже. Но чисто для утилитарных задач этих фонариков хватает за глаза.
              0
              Да, дороговато, даже сам удивился. Но это разные по назначению фонарики, в предыдущей статье («Солнечные фонарики – нам надо ярче») это более подробно описано. Если покупать такие — же фонарики что продаются в наших торговых сетях, только с более — менее нормальными солнечными батареями на том же Алиэкспрессе, то цена будет уже 5 долларов Первый слева на второй фотографии в предыдущей статье именно он, причём даже более дорогой. У продавца не хватало в наличии пары простых фонариков и он положил взамен более пафосные. Светят они также как и собратья с плёночной батареей но работают стабильнее.
                0
                А утилитарные задачи пометить что «где то здесь тропинка» исчезли, потому что с самодельными фонариками тропинку просто видно. А с десяток китайцев уже несколько лет где — то валяются без дела.
                0
                Это может быть закончившаяся мельница от приправы
                Как-то слишком расточительно.

                Это они только по задумке автора одноразовые, на самом же деле с помощью ножа они прекрасно открываются. Благо, полкило смеси перцев в россыпь стоит столько же, сколько новая мельница на 50 грамм.
                  0
                  Может быть мне не везло, но чёрный перец продающийся в россыпь на вес уже как правило подвыдохшийся и перцу в пакетиках от нормальный фирм, например «Камис» и «Цикорий» ни разу не конкурент. Проще «подловить» распродажу той же самой мельницы от «Камиса» и разница в цене пакетика с перцем и мельницы такая, что с пересыпанием уже просто лень заморачиваться.
                    +2
                    И всё же выгоднее и удобнее взять мельничку в икеа за 300 рублей и пакетик того же перца камис. И жернова какая-никакая керамика, а не пластик и простое обслуживание.
                      0
                      Беру на рынке специи — там проблем нет. конечно, рынки бывают разные, но их много, есть из чего выбрать.
                    0
                    del. Невнимательный с утра =(
                      0
                      Отсутствует, ибо в нашей средней полосе она просто не нужна. Приблизительные расчёты приведены в предыдущей статье («Солнечные фонарики – нам надо ярче»): habr.com/post/423861
                        0
                        а QX5252 не занимается защитой от перезаряда?
                        Изначально, показалось что солнечная и аккумуляторная батареи включены параллельно, потом только заметил что ток идет через микросхему, так что предположил, что в ней должны быть какие-то механизмы защиты, она специализированная.
                          0
                          Защита в ней есть, только от переразряда аккумулятора, а на заряд только интегрированный диод. Собственно потому и используется четырёхэлементная солнечная батарея чтобы компенсировать падение на этом диоде.
                      0
                      Класс, давно такого хотел. Единственно, можно ли схему адаптировать к использованию батарей с напряжением 3,6->2 В? Поясняю, каждый год образуется 20-30 штук элементов питания типа ER34615 и ER26500, у которых номинал уже ушел, но ёмкость для такого рода штук — ещё приличная. Хотелось бы их досаживать таким образом.
                        0
                        В комментариях к прошлой статье обсудили и пришли к выводу, что использовать литий можно, но электронику придётся полностью переделать.
                          0
                          Если не ошибаюсь, это литий-тионилхлоридные (LiSOCl2) первичные элементы. Заряжать их нельзя.
                            0
                            Да глянул даташит, это батарея а не АКБ, можно её не заряжать, а просто использовать остаточную ёмкость. Но электронику придётся делать свою.
                              0
                              Я и не хочу их заряжать, солнечный элемент нужен только в качестве фотореле.
                                0
                                Вот, например, деталька.
                                Дёшево и сердито. Как сделать, чтобы вход SHDN был притянут к минусу, пока есть свет, думаю, несложно будет самому разобраться. :)
                            +1
                            С моей точки зрения при ценнике 4000 рубликов намного практичнее выглядит идея продолжить в грунт стационарную проводку в той же ПВХ трубе и питать светодиоды от сетевого источника 12 вольт. Будет экономнее и светить будет, как положено (а не как получилось).
                            О таком варианте думаю для своего участка…
                              0
                              Строить целую систему с подземной проводкой ради освещения дорожек? И это называется практичностью? :)
                              А если ставить хотя бы простенькие уличные светильники на хотя бы 2хметровых столбах, ценник выйдет уже заметно поболе 4000р.
                                0
                                Я так пожалуй парочку тоже поставлю со временем в мангальной зоне. Там постоянно тень и солнечные фонарики толком не работают. Гости, а особенно дети их сшибают только в путь… Но стационарную проводку по всем 22 соткам… Просто не потяну.
                                0
                                А готовую плату где-то можно купить?
                                  0
                                  Если наберётся достаточное количество желающих, то можно заказать платы, организовать монтаж.
                                    0
                                    достаточное — это сколько? Я бы десяток взял.
                                      0
                                      Ответил в личку.
                                        0
                                        я бы тоже десяток, но уже готовых фонариков
                                          0
                                          Ответил в личку.
                                          0
                                          Я бы тоже от десятка плат не отказался.
                                    +1
                                    По идее если солнечную панельку поставить под углом, а не горизонтально, то солнца она будет собирать больше. Наверное выглядеть будет не так красиво, но попробовать можно.
                                      0
                                      Но вот беда, солнце не стоит на месте…
                                        +1
                                        Это не беда. Чем меньше угол между перпендикуляром к солнцу и панелью, тем лучше. Наверное по этой причине на солнечных электростанциях (для которых эффективность важна) панели стоят под углом.
                                          –2
                                          Какой ужас, для установки садового фонарика с солнечной батареей теперь потребуется транспортир и компас)
                                      0
                                      По технике безопасности:
                                      При сверлении обязательно придерживайте стеклянную деталь рукой одетой в матерчатую защитную перчатку, чтобы не порезаться, если от излишнего усилия, или внутреннего напряжения стекло лопнет. Но в тоже время будьте внимательны, чтобы перчатку не намотало на сверло.

                                      лучше держать не перчаткой, а тряпкой, тогда руку не затянет, если она намотается на сверло. А еще есть перчатки, которые рвутся, а не наматываются.
                                        0
                                        Да, действительно тряпкой безопаснее. У меня из — за спешки хрустнуло в процессе сверления 3 потенциальных плафона за всё время.
                                        0
                                        Кстати использовал подобые солнечные батареи китайские, через 1 год они тукснеют и плохо дают ток, пришлось полировать, лучше их за стекло спрятать.
                                          0
                                          Солнечных батарей залитых компаундом вполне хватает на два сезона, дальше да, надо полировать, а батареи ламинированные в полиэтилен держатся уже четыре сезона и как новенькие. Собственно об этом я уже писал:
                                          habr.com/post/415837
                                          habr.com/post/423861
                                          0

                                          А еще можно наклеивать светодиоды на обтянутую термоусадкой шпильку, а не на пустотелую трубочку. Для теплоотвода хорошо.

                                            +1
                                            Светодиоды и так работают на среднем токе около 1/10 от максимального, причём это на троих. С чего им греться?
                                              0

                                              Летним днем в стеклянном сосуде, в самом фокусе, может быть весьма тепленько.

                                                0
                                                Вряд ли таким образом им облегчится жизнь… Но у меня есть подозрение, что слабый свет фонариков из Глобуса и Али связан с деградацией кристаллов светодиодов, они уже отработали не менее 3 сезонов.
                                                  0

                                                  А там шпилька не спасёт. К тому же, деградация начинается градусах про семидесяти, а сделать теплоизоляцию такого фонарика так, чтобы при 30 градусах наружного воздуха внутри было 70+, это ещё постараться надо

                                              0
                                              Отличный цикл статей! Жду продолжения! По корпусу у меня идея использовать обыкновенную пол-литровую банку с винтовой крышкой. Батарея приклеивается на крышку, под крышку- плата и аккумулятор, остальное как у Вас
                                                0
                                                Спасибо.
                                                В следующей статье как раз будут описаны подобные конструктивы. Но какой смысл использовать как плафон именно литровую банку? Она достаточно здоровая и её надо ещё закрепить на столбик, что в общем то не проблема, но фонарик в итоге будет выглядеть как литровая банка.
                                                  0
                                                  С эстетической точки зрения рюмки смотрятся отлично! Думаю разные перцемолки и проч тоже.
                                                  Банки конечно проигрывают. Поищу — бывают пузатые разные поллитровые.
                                                  Практическая сторона. Минимум трудозатрат ( не надо вырезать основание под батарею и т.п.) и простота тех.обслуживания.
                                                  Батарею планирую клеить на винтовую крышку. Нашел на Али 50х50 2В 160мА. Размер как
                                                  раз чтобы приклеить на винтовую крышку. Под крышку приклею держатель для акк, плату и думаю стержень с светодиодами. Крышку открутил, вынул ( заменил) акк например, закрутил крышку.
                                                0
                                                Клеить солнечную батарею прямо на металлическую крышку банки не айс. Хотя… Если приклеить солнечную батарею к крышке на качественный двухсторонний 3М скотч по периметру солнечной батареи, а в центре закрыть ввод проводов через отверстие в крышке герметиком, то получится вполне технологично. Но жестяная крышка банки от суточных перепадов температуры всё равно будет «дышать». Солнечной батареи 50х50 2В 160мА будет маловато для фонарика с током потребления 100 мА, придётся снижать ток до 50 мА, если ставить солнечную панель 50х80, или 60х65, то углы батареи будут торчать за пределы крышки. Как оказалось солнечные панели не любят торцевых ударов (компаунд которым залиты фотоэлементы начинает отслаиваться от основания из гетинакса) и их надо защищать. Собственно у меня круглое основание из белого ПВХ пластика на которое клеится солнечная батарея и выполняет эту функцию. Простота обслуживания это конечно хорошо, но кстати не так уж часто она требуется.

                                                  0
                                                  Отличная статья.
                                                  Почему то не нашёл ссылку на другие статьи цикла.
                                                  Либо ссылка хитро запрятана, либо её нет.
                                                  Поставьте пожалуйста в начале или конце статьи.

                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                Самое читаемое