led三色灯控制器原理(基于YX8183芯片的太阳能光控小夜灯控制器制作)
现在市面上的成品太阳能充电照明灯价格比较贵,价值几十元甚至上百元。作为电子爱好者或者DIY玩家,如果我们手上有旧手机、玩具、电动工具拆解的3.7V锂电池和废弃的LED灯泡以及通过闲鱼或者拼多多购买6V的太阳能电池板(建议购买拆机旧的太阳能电池板,参数6V,输出电流0.8-1A)。
下面本文介绍如何在2元钱以内自己制作1块控制器,通过太阳能板、锂电池、废旧LED灯连接在控制器上,实现白天自动对3.7V锂电池充电,晚上自动亮灯实现照明。
控制芯片选型介绍:
本文选择裕兴的YX8183芯片进行设计,YX8183 是一款支持太阳能 LED 驱动控制芯片,适用于磷酸铁锂电池和锂离子电池供电的太阳能产品。YX8183 内部集成 LED 恒流驱动控制电路、锂电池(磷酸铁锂电池和锂离子电池)过充保护和过放保护电路。该控制器具有高转换效率,最高可达 95%,可以减小太阳能电池板的功率要求。同时具有可调输出电流灯特点。YX8183采用环保的SOP8和DIP8封装以及最少3个外围器件可有效减小电路PCB布板空间。
控制芯片的特性:
输入电压范围:2.7V 至 4.2V
效率高达 95%
过充保护功能
过放保护功能
低使能电压
使能具有施密特特性,确保亮转暗时的稳定性
最大 600mA 太阳能充电电流
0V 电池可充电
LED 电流可通过电阻调节(0~400mA )
可选的 SOP8 和 和 DIP8 封装
芯片引脚介绍:
YX8183芯片引脚描述
芯片参考设计电路图:为了提高电池利用率,提高亮灯时间,本文采取的直驱设计方案,减少PMOS控制耗电。
直驱方案原理图
使用立创EDA电路PCB设计(DIP8和SOP8封装方式的芯片PCB设计):
DIP8封装芯片PCB设计
SOP8封装芯片PCB设计
3D效果图:
DIP8封装芯片PCB设计
SOP8封装芯片PCB设计
我们需要使用到的材料清单:
序号 |
物料名称 |
位号 |
数量 |
1 |
YX8183芯片 |
U1 |
1 |
2 |
直插发光二极管 |
LED1 |
1 |
3 |
PH2.0插座 |
Solar、BAT、LED |
1 |
4 |
0.33欧姆直插或贴片电阻 |
R1 |
1 |
5 |
1K欧姆直插或贴片电阻 |
R2 |
1 |
6 |
470欧姆直插或贴片电阻 |
R3 |
2 |
7 |
1μF电解电容 |
C1 |
2 |
8 |
印制电路板 |
1 |
印制电路板可以使用嘉立创进行免费打样制作。
R1电阻的不同阻值可以控制LED灯的恒流输出,需控制器控制LED灯越亮,那么相应的R1阻值选型则越小。R1阻值和输出电流对应关系表:
R1阻值和输出电流对应关系表
根据作者制作经验,如果使用1片6V 1A规格的太阳能电池板并搭配2800毫安时的锂电池,确保LED灯可以点亮通宵的话,建议R1电阻选择2.2欧姆,控制器输出41毫安电流。如果使用2片6V 1A规格的太阳能电池板并搭配5000毫安时的锂电池,建议R1电阻选择1欧姆,控制器输出90毫安电流。以上参数的配置可以保证小夜灯亮度比较亮,足够晚上作为夜灯照明使用。
如果需要用于简易路灯照明,可以选择PMOS扩流的方案,并配置5000毫安时锂电池,参考设计图如下:
MOS扩流的方案原理图
实物焊接图:
控制器实物PCBA
功能说明:Solar 位号PH2.0插座使用6V太阳能电池板进行供电,BAT位号PH2.0插座接入3.7V锂离子电池,LED位号PH2.0插座接入3-5V工作电压的LED灯泡,电池处于光照情况下LED1指示灯点亮表示正在对18650锂电池进行充电,当太阳能电池没有进行供电,LED1指示熄灭,连接在LED位号PH2.0插座上的LED灯泡自动进行点亮。如此实现白天自动对3.7V锂电池充电,晚上自动亮灯实现照明。
控制器特点:可以使用闲鱼或者拼多多购买拆机的6V单车太阳能电池板进行充电作为太阳能灯的电源,本控制器非常适合单片6V 5W的太阳能电池板供电,1天时间即可将单颗18650电池充满。可以利用本控制器对拼多多上面的价值2-3元的充电灯泡进行改造,实现自制太阳能灯。
制作心得:
该基于YX8183芯片的太阳能光控小夜灯控制器设计制作简单,芯片外围器件少,非常方便爱好者进行自制。所有材料成本合计不超过2元,可以很好地锻炼自己的制作和焊接能力。通过该控制器可以充分地利用家庭旧手机、旧玩具、旧电动工具闲置下来的锂电池进行再次利用,节约能源并环保。
下一期文章将介绍如何改造旧的LED灯泡作为本控制器的灯泡,改造旧的太阳能电池板作为本控制器的太阳能电源。
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