Фонарь с мерцанием и подзарядкой от солнца.
Встречаются светильники в виде камня с элементом ЕL44, светильники, работающие от солнечного элемента с встроенным аккумулятором. Такой «экзотический» фонарь хорошо использовать на практике для подсветки в ночное время пальмы, стоящей рядом с окном.
Встречаются и другие конструкции, отличающиеся по внешнему виду, например, предназначенные для «втыкания» (вертикального крепления) непосредственно в землю на дачном участке.
Предназначение у разного вида светильников может быть различным, емкость аккумуляторов и их тип (а также мощность солнечной батареи) отличается в зависимости от конструкции, но принцип действия у всех один. При ясной погоде с большой солнечной активностью (днем) устройство, с помощью фотоэлементов солнечной батареи преобразует солнечную энергию в электрический ток, который заряжает маломощные аккумуляторы. При наступлении темноты естественная солнечная активность снижается, зарядка аккумуляторов прекращается.
Внутренняя схема «чувствует» наступление сумерек и разрешает мерцание светового элемента, которым является светодиод оранжевого свечения. Конструктивно светодиод выполнен в трубке из матовой пластмассы так, что кажется, как будто внутри корпуса фонаря мерцает свеча.
Благодаря конструктивным особенностям корпуса, удачным эстетическим решениям, а также электронной схеме устройства, управляющей светодиодом хаотичными пачками импульсов, удалось получить эффект мерцания свечи.
Прогресс в области новых световых элементов необратим.
Лет 10 назад повсеместно в продаже имелись специальные лампы (рассчитанные под патрон Е27 и напряжение осветительной сети 220 В), которые производили аналогичный эффект мерцающей свечи благодаря инертному (неоновому) газу в колбе лампы. Сегодня такой же эффект можно получить от светодиода.
Стоимость таких фонарей-светильников невелика и колеблется от 3 до 10 Евро. В России и ближнем зарубежье подобные светильники продаются в отделах электротоваров, сувениров и гипермаркетах.
Рассмотрим электрическую схему устройства и ее основные элементы:
Принцип работы устройства:
Электрическая схема устройства представлена выше
Микросхема DA1 является конструктивно «залитой» и на печатной плате представляет собой каплю твердой композиции с тремя выводами. Функция этой микросхемы — выработка импульсов с хаотичной частотой следования и скважностью. Как только на нее поступает питания с помощью замыкания электрической цепи включателем SВ1, на выводе 3 DA1 «ОUТ» присутствуют хаотичные импульсы положительной полярностью амплитудой 1,5-1,6 В (при нормально заряженных аккумуляторах). Ограничительный резистор R3 ограничивает ток через светодиод НL1, чем осуществляет энергосберегающую функцию устройства в вечернее время.
Импульсы хаотичного порядка с выхода микросхемы поступают в базу транзистора VТЗ, на котором реализован усилитель тока.
В свою очередь, на транзисторах VТ1, VТ2 собран фоточувствительный узел (фотореле), управляющее работой усилителя тока VT2 и светодиода НI.1.и ясной погоде или заметной солнечной активности пасмурный день (короче говоря в дневное время) солнечная батарея на элементах FВ1-FВ4 является генератором постоянного тока. Максимальное суммарное напряжение на ее элементах (замеренное у катода диода VD1 и общего провода) не менее 3,4 В. Его напряжение поступает в базу транзистора VТ1 (включенного вместе с VТ2 по схеме Дарлингтона — с максимальным коэффициентом умножения напряжения) через делитель напряжения на резисторах R1, R4. То есть, пока светло, напряжение па солнечной батарее достаточно для открывания транзистора VТ1, и, соответственно, запирания VТ2. Через транзистор VТЗ ток не течет, светодиод не мерцает.
Аккумуляторы QB1, QB2 соединенные последовательно, когда SВ1 замкнут, заряжаются небольшим током через диод VD1, вторая функция которого — не допустить разряд аккумуляторов в темное время суток через элементы солнечной батареи.
В вечернее (темное) время суток, когда естественного освещения недостаточно для зарядки аккумуляторов, фотореле на транзисторах VТ1, VТ2 разрешает ток через транзистор VТ3 светодиод НL мерцает, напоминая горение свечи. В этом случае через светодиод течет ток порядка 8 мА.
При погашенном светодиоде устройство практически не потребляет ток. Соответственно, хорошо заряженных аккумуляторов при условии свечения светодиода только в вечернее время и ночью (то есть полсуток) было бы достаточно на трое суток (примерно, 88 часов).
Однако, в дневное время аккумуляторы заряжаются, поэтому на практике время работы нового фонаря увеличивается намного и зависит (в основном) от солнечной активности в дневное время, то есть тока заряда аккумуляторов.
Как правило, фонарь устанавливают в комнате на окне, с том, чтобы он лучше заряжался днем. На практике, устанавливать фонарь в глубину комнаты, а тем более в темные интерьеры нельзя, так как не удастся получить желаемый уровень зарядки аккумуляторов и заявленные в руководстве (инструкции по эксплуатации) возможности «бесконечной работы, так как ресурс светодиода составляет не менее 100 000 часов» не соответствуют действительности. Конечно, не из — за светодиода, а просто устройство требует постоянной солнечной энергии для подзарядки, которую в темпом углу или помещении будет неоткуда взять, да и аккумуляторы имеют не бесконечный цикл заряд-разряд.
О деталях:
Устройство комплектуется Ni-Cd аккумуляторами типа АA с номинальным напряжением 1,2 В и емкостью 700 мА/ч.
Транзисторы VТ1-VТЗ можно заменить на отечественные приборы типа КТ312, КТ343 с любым буквенным индексом и аналогичные.
