"Да будет свет" - сказал монтер . . .
Все электронные устройства потребляют электроэнергию. В помещении всегда есть свет. И можно подключить датчик к розетки. А как быть на природе, или в не помещения, тянуть кабель питания к электронному устройству не удобно ( да и не безопасно)??
Несколько лет назад был в командировке в Минске и обратил внимания - в не города светофоры, в малых населенных пунктах, работают от солнечных панелей. Решил и у себя на даче "выпендрится" - сделать датчик температуры автономным на солнечных панелях.
Принцип работы устройства довольно прост, но необходимо расчитать энерго потребления устройства. Итак :
1. Основа уличного датчика это плата микро контроллера Node MCU v3 на микропроцессоре ESP8266. Данный контроллер включается раз в пять минут и работает около
5-8 секунд, потребляет около 75-82 мА. Режим сна - 200 мкА. К контроллеру подлючены датчики температуры/влажности AHT20 и датчик измерения Освещенности BHI1750. Для контроля заряда батареи используется делитель напряжения, это два резистора по 20 КОм. Этот делитель потребляет ток 125 мкА. Итого устройство потребляет 14 мА/час.
2. Контроллер заряда аккумулятора с функцией защиты потребляет около 0.1 мА/ч.
3. Используется литий-ионный аккумулятор NCR18650B. Заявленная емкость 3400 мА часов (реальная чуть меньше - 3200мА/ч). Его заряда хватит на 9 дней работы. Что подтверждается практическими испытаниями. Саморазряд батареи около 10%. в год, его учитывать не будем.
4. Солнечная панель размер 10Х10 см. Дает ток при прямом солнце 240 мА, при напряжении 6 Вольт. А значит может полностью зарядить аккумулятор за 13 часов (световой день летом).
Все приведенные выкладки дают восьми кратный запас энергии. Расчеты производились при идеальных условиях, то есть ясная погода в летний период. В зимние месяцы световой день в два раза короче. При пасмурной погоде интенсивность солнечного освещения в 5-6 раз меньше. В зимний сезон вырабатываемой энергии должно хватать тоже.
Для конструкции датчика был куплен фанерный скворечник. К скату крыши крепятся все узлы датчика, крепления производилось болтами М3 (с потайной головкой), Все внешние элементы конструкции накрываются солнечной батареей, прикрепленной на герметик. Выносные элементы, датчики, крепятся на термо клей. Другой скат крыши сейчас не задействован. Но практика может внести коррективы, в виде налипшего снега, и при нехватке энергии можно установить вторую солнечную панель.
В галерее фотографий представлена еще одна конструкция в виде кормушки для птиц. Во втором варианте принцип крепления деталей такой же.
Прошел месяц опытной эксплуатации моего домика. За это время аккумулятор я не заряжал, без солнечных батарей приходилось заряжать устройство каждую неделю. Датчик находится под солнцем три часа в сутки, остальное время - в тени. По графикам видно: для поддержания заряда батареи достаточно около двух с половиной часов. За прошедший месяц пришлось держать устройство 6 дней за стеклопакетом. Уровень заряда батареи неуклонно падал. Но при вынесении на открытый воздух заряд батареи был восстановлен солнечными панелями до уровня 3.9 Вольта, даже при отсутствии прямых солнечных лучей (значит питание на устройство выдавали солнечные панели, а не аккумулятор).
