信標用于引導旅行者或標記重要地點或事物。在早期,火和光是旅行者作為探險家的燈塔。如今,信標已經(jīng)從火和光演變而來。在徒步旅行時,我注意到官員們在某些地方安裝了一個簡單的聲音警報器作為燈塔,以指導徒步旅行者。我認為這是一個好主意,如果它由太陽能供電會更好,因此建造了這個太陽能信標項目。
看到這一點,我們還在我的大學校園的尋寶游戲中使用了類似的信標,聲音引導玩家到寶藏。希望您能找到此電路的類似應用。
信標的一般應用:
導航
指導目的
車輛
沒有備用電池的太陽能信標:
在該電路中,電源直接來自太陽能電池板。因此,該電路在夜間或沒有陽光(多云的情況下)將無法工作。所以我建議你看看你的應用程序是否可以容忍這個缺點。
該電路由12v太陽能電池板供電。它能夠在最佳陽光下提供11.8v負載,在陽光強度較低時提供11.4v負載。電解電容器C1用于穩(wěn)定太陽能電池板的電壓輸出。使用二極管
反向流向面板。考慮到二極管的壓降為0.7v,面板的最終電壓輸出將在10.7v左右。這個電壓對于我們的警報器電路來說已經(jīng)足夠了。
工作說明:
運算放大器作為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器產(chǎn)生方波。這反過來又驅(qū)動蜂鳴器。因此,這構(gòu)成了我們電路的報警部分。電路上電后,運算放大器的輸出是不可預測的。讓我們假設輸出為低電平,邏輯為“1”。輸出通過分壓器R2和R3反饋到運算放大器的同相輸入。這里,運算放大器+端的輸入電壓將是電源電壓的一半。
當輸出邏輯為1時,電容C1開始通過反饋電阻R1充電。當電容器中的電壓超過同相端電壓時,輸出切換到邏輯0。這使得電容器通過R1放電。
當輸出變低時,運算放大器的同相端子上將出現(xiàn)零電壓。因此,當電容完全放電且C1兩端沒有電壓時,運算放大器將其狀態(tài)再次切換為1。這個循環(huán)重復并給出一個方波作為輸出。
F = 1 / R1C1
這為我們提供了20Hz的頻率作為電路的輸出。
面包板組件:
注意:
云層、陽光不足和其他外部因素可能會中斷電路運行。
電路僅在白天運行。
可選電容C2用于穩(wěn)定輸入電壓電平。
帶備用電池的太陽能信標:
如果您不能容忍此信標在夜間和多云條件下的故障,則可以使用此電路。電池的選擇對于該電路非常重要。我建議您為此目的使用8v鉛酸電池。
為電池充電:
大多數(shù) 8V 鉛酸電池需要以大約 9.4v 充電才能達到其最大充電容量。此外,電源電流應約為其電池額定電流的 20%。因此,考慮到我們的電池
1Ah,20% – 200mA
足以充電。我在這里使用的太陽能電池板能夠提供該電流,因此不會成為問題。正如我之前所說,即使在非最佳條件下,該面板也將提供10.7v,因此我將考慮將其用于計算。
為了調(diào)節(jié)施加到電池上的電壓,我將使用一個簡單的齊納二極管,它將在固定電壓下為電池提供恒流充電。齊納二極管BZX79-C10額定電壓為9.4v。所以要確定R4
R = (Vin – Vz ) / ( Iz + IBat)
R = 10.7 – 9.4 / ( 50mA + 200mA )
R = 100 歐姆(近似于標準電阻值)
因此,此設置將通過太陽能電池板為8v鉛酸電池安全充電。
電池放電:
來到我們電池的放電部分。現(xiàn)在讓我們看看我們的信標實際消耗了多少電流
I = IBuzzer + IR(在 3% 占空比下通過分壓器 R2 和 R50 的電流)
I = 15mA (來自數(shù)據(jù)表) + 10.7 / 2K @50%
I = 15mA + 2.67mA
I =17.6mA。
但是,為了安全起見,讓我們將30mA視為從電池汲取的電流。因此,該電路將需要30mA電流,使用一小時時可提供30mAh。因此,這種電池幾乎可以為電路供電約25小時,但仍在電池中留下25%的電量。
這幾乎是理論上的,但實際上并不是一切都按照你的數(shù)學進行。您不能指望整個使用日都有陽光。所以最好的猜測是,您可以在充電前實時運行信標大約 20
小時,即使您的數(shù)學給出 25 在耗盡電量之前幾個小時 25%.此外,最好只使用高達電量 75% 的鉛酸電池,以延長電池壽命。
此外,了解電池的充電水平總是好的。這是構(gòu)建自己的鉛酸電池充電指示器電路的指南。電路的其余部分與沒有備用電池的電路相同。請參閱該說明。
注意:
始終考慮到影響太陽能的大氣條件的不確定性進行數(shù)學計算。
徹底瀏覽您的電池數(shù)據(jù)表以了解您的電池規(guī)格,它可能會有所不同。
電容C2用于穩(wěn)定太陽能電池板的輸出電壓。
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