Como elaborar una lampara solar

Hacer una lámpara solar con un frasco de vidrio no es solo un proyecto divertido, también es una manera fantástica de aprender sobre energía renovable y cómo podemos usarla en nuestra vida diaria. Estoy emocionada de guiarte a través de este proyecto de bricolaje en el que crearás tu propia linterna con un frasco de vidrio que funciona con energía solar.

Este proyecto es una actualización de mis Instructables anteriores . He actualizado la PCB para que ahora incluya un soporte de batería integrado, lo que elimina la necesidad de un soporte separado. El proceso de construcción es más sencillo, lo que ahorra mucho tiempo.

Este proyecto es perfecto si eres nuevo en electrónica o si simplemente disfrutas de las actividades prácticas que combinan la creatividad con el aprendizaje. Cuando terminemos, tendrás una hermosa linterna ecológica que captura la energía del sol durante el día e ilumina tu espacio por la noche. A lo largo del proceso, te mostraré lo fácil que es ensamblar los componentes y adquirirás una sólida comprensión de la electrónica básica, como la forma en que la energía solar se convierte en electricidad y se almacena en una batería.

Ya sea que quieras usar esta linterna en tu habitación, en el jardín o incluso como regalo, te sentirás orgulloso de saber que creaste algo que es funcional y sustentable. Además, es una excelente manera de ver cómo la energía renovable puede ser parte de la vida cotidiana, todo mientras te diviertes y te vuelves un poco creativo.

Suministros

Puedes comprar la PCB ensamblada o el Kit en nuestra Tienda Tindie

Aquí tienes una lista de todo lo que necesitarás para completar este proyecto:

1. Tapas de boca ancha para tarros Mason ( Amazon )

2. Panel solar personalizado ( PCBWay )

3. PCB ( PCBWay )

4. Inductor ( Amazon )

5. Diodo IN5819 ( Amazon )

6. Condensador ( Amazon )

7.QX5252F ( Amazon )

8. LED (opciones: blanco , velas parpadeantes, RGB , guirnaldas de luces LED )

9. Interruptor deslizante ( Amazon )

10. Conectores JST ( Amazon )

11. Clips para pilas AAA ( Keystone )

12. Pila AAA recargable (1,2 V, 600-1200 mAh) ( Amazon )

13. Separador de PCB M3 x 20 mm ( Amazon )

14. Tornillos M3x6 ( Amazon )

15. Cinta adhesiva VHB resistente a la intemperie ( Amazon )

16. Destornillador ( Amazon )

17. Pistola de silicona ( Amazon )

18. Pintura en aerosol para vidrio esmerilado (opcional para difuminar la luz del frasco de vidrio) ( Amazon )

Paso 1: Cómo funciona

Este tarro solar funciona con energía solar. Durante el día, un panel solar en la tapa recoge la luz solar y la convierte en electricidad. Esta electricidad se almacena en una batería recargable dentro del tarro. La placa de circuito impreso (PCB) dentro del tarro se encarga de todo: carga la batería mientras brilla el sol y, luego, cuando oscurece, enciende automáticamente la luz LED dentro del tarro, lo que hace que brille maravillosamente por la noche.

El circuito original que se incluye en la hoja de datos utiliza solo un inductor como componente externo para controlar los LED estándar. Sin embargo, esta configuración no funciona bien con los LED RGB y otros tipos de LED. Para solucionar este problema, modifiqué el circuito agregando un circuito de búfer al diseño original.

El circuito del buffer es simple: consta de un diodo (1N4148/IN5817/IN5819) y un capacitor (0,1 uF) colocado en la salida antes de conectar el LED. El diodo ayuda a mantener el capacitor cargado incluso cuando la señal pulsante cae a 0 voltios.

Paso 2: Instalar el diodo

En primer lugar, identifique el diodo por su banda plateada, que indica el cátodo (lado negativo). Ubique la posición correspondiente en la placa de circuito impreso, asegurándose de que la banda plateada esté alineada con la línea marcada en la placa. Inserte el diodo en la placa de circuito impreso, con el cátodo en la orientación correcta, y suéldelo en su lugar.

El inductor ayuda a la transferencia suave de energía dentro del circuito.

Inserte los cables del inductor en los orificios designados en la PCB, asegurándose de que estén bien colocados. Una vez en su lugar, use un soldador para soldar cada cable a la PCB, asegurándose de que la soldadura fluya alrededor de la conexión para lograr una unión sólida. Después de soldar, recorte el exceso de cable de los cables que sobresalen en el lado inferior de la PCB.

Paso 3: Instalar el condensador

El condensador almacena y libera energía en el circuito según sea necesario.

Suéldelo en su lugar y recorte el exceso de longitud de los cables en la parte inferior de la PCB.

Este es el cerebro del circuito, que controla la carga solar, la iluminación LED y la protección. El CI QX5252F viene en un encapsulado TO-94, donde las 4 patas están ubicadas muy cerca una de la otra. Para facilitar la instalación, diseñé la PCB con espacio adicional entre los orificios para estas patas.

Para instalar el CI, comience sosteniendo suavemente el QX5252F en una mano y separando con cuidado las patas un poco, como se muestra en la imagen. Esto ayudará a que encajen en la PCB con mayor facilidad.

A continuación, inserte el IC en los orificios etiquetados “QX5252F” en la PCB, asegurándose de alinearlo en la dirección correcta.

Una vez que el CI esté correctamente colocado, suelde cada pata a la PCB. Después de soldar, recorte el exceso de longitud de las patas para limpiar la conexión.

Paso 4: Instalar el LED

Al soldar el LED a la placa de circuito impreso, es importante tener en cuenta que el lado plano de la serigrafía representa el terminal negativo del LED. En el propio LED, la pata más corta es el terminal negativo. Alinee la pata más corta del LED con el lado plano de la serigrafía de la placa de circuito impreso para garantizar la polaridad correcta.

Cuando insertes el LED, deja un pequeño espacio entre él y la placa de circuito impreso. Este espacio ayuda a que la luz se distribuya mejor. Una vez que el LED esté en la posición correcta con suficiente espacio, procede a soldar las patas de forma segura.

En los próximos pasos, probaré el circuito con los siguientes LED:

  1. LED de paja
  2. LED RGB que cambia de color
  3. Vela LED parpadeante
  4. Cadena de luces de hadas

Paso 5: Instale el interruptor deslizante

El interruptor deslizante le permite encender o apagar la linterna.

Suelde el interruptor deslizante en el lugar de la placa de circuito impreso marcado como “SWITCH” y asegúrese de que esté bien colocado. Después de soldar, use una pinza para cortar cualquier exceso de longitud de las patas para lograr un acabado prolijo.

El conector JST se utiliza para conectar el panel solar a la PCB.

Suéldelo en la parte inferior de la placa de circuito impreso, asegurándose de que la polaridad sea la correcta. El terminal positivo debe estar alineado con la marca “+” de la placa de circuito impreso.

Paso 6: Instale los clips de la batería

Suelde los clips de la batería al lado inferior de la placa de circuito impreso. Estos sujetarán la batería AAA recargable de forma segura en su lugar.

Coloque la batería AAA recargable en los clips de la placa de circuito impreso, asegurándose de que la polaridad sea la correcta. La polaridad correcta está marcada en la placa de circuito impreso, por lo que debe asegurarse de que los extremos positivo y negativo de la batería coincidan con los símbolos “+” y “-” de la placa de circuito impreso.

  1. LED blanco: proporciona una luz brillante y clara, ideal para iluminación general.
  2. Vela LED parpadeante: imita la luz cálida y parpadeante de una vela, perfecta para crear un ambiente acogedor.
  3. LED RGB: cambia de color de forma cíclica y añade un elemento divertido o festivo a tu linterna.
  4. Cadenas de luces LED de hadas: varios LED pequeños crean un efecto brillante y caprichoso dentro del frasco.

Pruebe cada opción de LED conectándola a la PCB para ver qué efecto le gusta más antes del ensamblaje final.

Paso 7: Monte los separadores de PCB

Coloque la PCB en el centro de la tapa y use un marcador para marcar las posiciones de los orificios de montaje en la tapa.

Perfore dos orificios de 3,5 mm en las posiciones marcadas.

Coloque los dos separadores de PCB M3 de 20 mm en la tapa con tornillos de nailon. También se pueden utilizar separadores de nailon si lo prefiere.

En mi versión anterior, intenté encontrar un panel circular de buena calidad y alta eficiencia, pero no pude encontrar uno que cumpliera con las especificaciones requeridas y que se ajustara a la tapa del frasco. Para superar este problema, diseñé mi propio panel solar con el voltaje y la corriente deseados, que se ajustaba perfectamente a la tapa del frasco de boca ancha.

Este mini panel solar resistente al agua tiene una potencia nominal de 0,6 W/2 V, ideal para cargar en exteriores baterías recargables de NiMh/NiCd de 1,2 V. Es mucho más eficiente, de calidad garantizada y confiable que los paneles solares baratos que se encuentran comúnmente en el mercado hoy en día. La eficiencia de los paneles solares circulares típicos del mercado es de alrededor del 12-13 %, mientras que nuestro panel solar utiliza células monocristalinas de alta eficiencia con una eficiencia del 23 % o superior.

Características:

  1. Impermeable
  2. Resistente a los rayos UV
  3. Durable y ligero
  4. Células monocristalinas de alta eficiencia con una eficiencia ≥ 23%
  5. Diámetro: 80 mm

Presupuesto:

  1. Potencia máxima (Pmp): 0,6 W (tolerancia: +/-3 %)
  2. Voltaje pico (Vmp): 2 V
  3. Corriente máxima (Imp): 272 mA

Paso 8: Instalar el panel solar

Para preparar la tapa para instalar el panel solar, comienza marcando la posición de las almohadillas de soldadura en la parte superior de la tapa. Cubrí las almohadillas de soldadura con tinta y luego alineé cuidadosamente el panel con la tapa para crear una huella. Una vez que tengas las marcas, perfora dos pequeños orificios en la tapa por donde pasarán los cables del panel solar hacia el interior del frasco.

Primero, inserta los dos cables del conector JST desde el interior del frasco hacia el exterior y pásalos por los agujeros que perforaste en la tapa. Una vez que los cables estén afuera, suéldalos al panel solar.

A continuación, instala el panel solar en la tapa con un pegamento de silicona. Yo utilicé pegamento de silicona transparente Loctite para este paso. Una vez que el panel esté en su lugar, sella los dos orificios por donde pasan los cables para que el frasco sea resistente a la intemperie y no entre humedad.

Paso 9: Instale la PCB en la tapa

Alinee la PCB sobre los dos separadores, asegurándose de que los orificios de la PCB estén alineados con los separadores. Una vez alineada, asegure la PCB sujetándola con dos tornillos.

Antes de montar la PCB, asegúrese de conectar el conector JST del panel solar a la PCB.

Para una comprensión más clara, puede consultar la imagen que se muestra arriba.

Enrosque la tapa con la placa de circuito impreso y el panel solar instalados en el frasco de vidrio. ¡Su linterna solar ya está casi lista!

Coloque la linterna en un frasco de vidrio bajo la luz solar directa durante varias horas para cargar la batería. El panel solar convertirá la luz solar en energía, que se almacenará en la batería para su uso durante la noche.

¡Puedes divertirte mucho haciendo que tu frasco de vidrio solar luzca aún más genial! Una idea es rociar el vidrio con pintura para vidrio esmerilado. Esto le da a la lámpara un brillo suave y agradable que distribuye la luz de manera uniforme, lo que hace que todo se vea acogedor y tranquilo.

Si te gusta el brillo, prueba a llenar el frasco con piedritas acrílicas. Cuando la luz las ilumina, crean un efecto brillante que hace que todo brille y reluzca.

Estos sencillos trucos realmente pueden convertir tu lámpara solar en algo especial, perfecto para agregar un poco de magia a cualquier lugar de tu hogar o jardín.

Tu lámpara solar casera con frasco de vidrio no es solo un proyecto divertido, también es una gran herramienta para aprender y se puede usar de muchas maneras prácticas y creativas. Además, ¡es una fantástica introducción a los conceptos STEM!

1. Educación STEM: Construir esta lámpara solar en un frasco de vidrio es una forma práctica de aprender sobre energía renovable, electrónica básica y la ciencia detrás de cómo funciona la energía solar. Podrás ver cómo la luz solar se convierte en electricidad y se almacena en una batería, para luego usarse para alimentar una luz LED. Es una forma genial de sumergirte en las materias STEM, ¡y lo mejor es que terminas con algo que realmente puedes usar!

2. Acampar: Cuando salgas de acampada, esta lámpara de frasco de vidrio es perfecta. Es fácil de transportar y no tendrás que preocuparte por encontrar pilas. Déjala al sol durante el día e iluminará tu tienda de campaña o tu campamento por la noche, brindándote un brillo acogedor que hará que todo se sienta un poco más como en casa.

3. Luz para césped o jardín: la lámpara solar en frasco de vidrio es un gran complemento para su césped o jardín. Colóquela a lo largo del camino de su jardín o en la mesa de su patio y absorberá el sol todo el día, para luego iluminar automáticamente su espacio al aire libre tan pronto como oscurezca. Le dará un toque encantador y mágico a su patio sin necesidad de cableado.

4. Decoración durante festivales: durante las fiestas o eventos especiales, estas lámparas son perfectas para agregar un toque de brillo adicional. Colóquelas a lo largo de la entrada de su casa, en cualquier lugar de la casa o cuélguelas de las ramas de los árboles. La luz suave y brillante crea un ambiente cálido y festivo que seguramente impresionará a sus invitados.

5. Lectura: Tu lámpara DIY también es perfecta para leer. Emite la cantidad justa de luz para leer sin ser demasiado brillante ni intensa. Además, como es portátil, puedes llevarla contigo a cualquier rincón acogedor en el que te guste leer, ya sea en el interior o al aire libre.

6. Linterna: ¿Necesitas una luz rápida? Tu lámpara de frasco de vidrio puede funcionar también como una linterna práctica. Ya sea que haya un corte de energía o simplemente estés buscando algo en la oscuridad, esta lámpara está lista para usar. Solo tómala y tendrás una fuente de luz confiable y ecológica siempre que la necesites.

By Sednav

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