Прожектор с 54 LED на солнечной батарее.

    Добрый день всем. Сегодня хочу представить вам обзор светодиодного уличного прожектора на солнечной батарее. В обзоре проведу разборку и замеры некоторых параметров. 
     Попросил как то меня товарищ помочь заказать светодиодный прожектор для освещения небольшого двора. Да чтоб он ещё был с аккумулятором и заряжался от солнечной батареи.
Я согласился помочь, с условием — разобрать фонарь и сделать на него обзор.
Фонарь выбрали, самый недорогой на момент покупки, в магазине Banggood. Стоимость, с учётом доставки, составила около 30$. Разместили и оплатили заказ 10.08.2017. На следующий день, на электронный ящик пришло сообщение о отправке заказа и трек номер для его отслеживания. Посылку отправили зарегистрированным отправлением службой доставки Deutsche Post, DHL.
29.08.2017 я получил СМС с информацией о доставке и позже получил свою посылку курьером службы «Міст Експрес». Трек номер всё это время не отслеживался.

Заказ, оплата.

Посылка представляла собой большой целлофановый пакет, в котором была коробка с фонарём. Коробка была упакована в несколько слоёв мягкой, защитной ленты.
Коробка изготовлена из глянцевого картона с изображениями прожектора и солнечной панели.
Посылка, коробка.

Содержимое коробки было следующим:
— Светодиодный прожектор (54 LED)
— Солнечная панель в комплекте с 5м. кабеля;
— Шурупы с пластиковыми дюбелями для крепежа;
— Инструкция.




Указанные на сайте характеристики товара :

Солнечная панель: 6В * 3Вт
Источник света: светодиоды 3528 — 54шт
Режим включения/отключения: Ручной, и автоматический по освещенности;
Материал: Металлический корпус
Режим заряда: Солнечная энергия
Время заряда:5~8ч. (в зависимости от интенсивности солнечного освещения)
Время работы прожектора: 4000 мА/ч батарея, до 12-15часов
Длина кабеля: 5м
Степень защиты: IP65
Батарея: Li-polymer 3.7В/ 4000 Ма/ч
Размер солнечной панели: 16*14*1.7 cм
Размер прожектора: 9*11.5*6.6 см

Давайте подробнее рассмотрим содержимое коробки и проверим, соответствуют ли заявленные характеристики действительности?

Прожектор.

Корпус прожектора выполнен из металла, который окрашен в матовый чёрный цвет. Можно условно разделить прожектор на " осветительную часть" и «силовую часть» На передней стороне, под защитным стеклом, располагается панель с 54 светодиодами типа SMD 3528.




Задняя сторона прожектора это отсек, в котором находится плата управления и аккумуляторная батарея на 4000 мА/ч. Также на крышке расположен выключатель и сальниковый гермоввод с питающим кабелем. Хочу отметить присутствие силиконовых прокладок и резиновый колпачок на выключателе, их наличие подтверждает задекларированную степень защиты IP65 (далее будет видно при разборке).
Расшифровка степени защиты IP

На корпусе, для лучшего рассеивания тепла имеются несколько рёбер. Также присутствует дужка для крепления.


Общее впечатление от качества прожектора положительное. Собрано всё очень добротно.

Заглянем во «внутренний мир» прожектора. 

Разбираем сначала заднюю «силовую» часть.
Откручиваем крышку гермоввода и отодвигаем сальник. Затем откручиваем 4 винта на крышке заднего отсека.




Под крышкой находятся: плата управления, Li Polymer батарея 4000мА/ч (собранная из двух аккумуляторов 18650), выключатель




Плата управления.
Рассмотрим простейшую плату управления прожектором.

Для понимания алгоритма её работы зарисовал схему. Алгоритм прост — на плате находятся два транзистора: полевой (для включения светодиодной панели, и биполярный (для управления полевиком). Когда солнечная панель даёт напряжение (в светлое время суток), биполярный транзистор закрывает полевой и отключается светодиодная панель. Вместе с этим происходит заряд батареи. Когда стемнело и солнечная панель перестала вырабатывать напряжение, биполярный транзистор открывает полевик и зажигается светодиодная панель. Естественно всё вышесказанное происходит при включенном выключателе питания. На плате отсутствует какой либо драйвер для светодиодов, вместо него установлен токоограничительный резисор.




Подробнее о батарее питания.
Батарея была приклеена на двухсторонний скотч к задней крышке отсека. Собрана из двух аккумуляторов 18650. Имеется схема защиты от перезаряда и переразряда. Замерять реальную ёмкость нет ни времени, ни желания. Если в результате тестирования выявится явный недостаток в ёмкости, несложно будет заменить на новые аккумуляторы с проверенными характеристиками.




Плата защиты состоит из двух сдвоенных полевых транзисторов и контроллера. И служит простейшим контроллером заряда/разряда. Приведу приблизительную её схему.





Осветительная часть.
Разберём «осветительную» часть прожектора. Откручиваем 4 винта, снимаем защитную металлическую рамку. Затем снимаем стекло и силиконовую прокладку под ним.




Далее откручиваем 2 винта и снимаем светодиодную панель. Два винта кто то решил сэкономить. 




Светодиодная панель выполнена на алюминиевой подложке для лучшего охлаждения светодиодов.




Собираем всё в обратном порядке. При сборке добавил герметика в отверстия между осветительной и силовой частью, в которых проложены провода от светодиодной панели.




Мощность прожектора.
Замеряв напряжение на батарее и ток потребления, нехитрым образом можно вычислить мощность прожектора.
Напряжение батареи 4.24В.




Потребляемый ток, при работе прожектора 0,47А




Следовательно мощность прожектора: P=U*I =4.24*0.47=1.99 Вт.

Из полной схемы фонаря, мы можем просчитать ток для используемых светодиодов SMD3528.



На схеме мы видим токоограничительные резисторы R2-0,5 Ом и R4-1,5 Ом, которые при выше измеренном токе 0,47А создадут падение напряжения: 2 Ом * 0,47А = 0,94В. По характеристикам напряжение питания для SMD3528 2,8 — 3,2В. Токоограничительный резистор садит напряжение батареи с 4,25 В примерно до 3,2В. 




Все светодиоды соединены параллельно, мы можем просчитать ток на каждом из них. При токе 0,47А и количестве светодиодов 54шт, приблизительный ток для каждого светодиода будет равняться 0,47/54 = 0,008А. Полученное значение тока меньше половины номинального тока для SMD 3528. Следовательно есть надежда на более длительный срок эксплуатации диодов.

Расчёт токоограничительного резистора.

Солнечная панель.
Солнечная панель выполнена в герметичном пластмассовом корпусе, курочить её не поднялась рука.
На панели указаны её характеристики.



Панель к прожектору подсоединяется при помощи кабеля длинной 5м. Хотелось бы отметить разъём, который также обеспечивает указанную степень защиты IP65.




Параметры солнечной панели проверил в не очень солнечный сентябрьский день. Замерял напряжение и ток короткого замыкания. Замеры выполнял в 14.30, хотя где то читал, что рекомендуется делать это в полдень.
Напряжение, которое выдала солнечная панель составило 6,79 В.


Ток короткого замыкания составил 0,47А. Учитывая что солнце уже было не в зените, думаю что реальные параметры солнечной панели очень близки к заявленным. И она способна зарядить аккумулятор 4000 мА/ч за 10-12 часов.






На следующий день сделал замер на солнце в полдень. Параметры соответствуют указанным производителем. 
Солнечная панель очень чувствительна к загрязнению или препятствиям в её освещении. Через оконное стекло ток короткого замыкания был почти в 2 раза меньше, чем просто на улице.




Как светит.
Люксметром к сожалению не обзавёлся, но могу сказать, что светит фонарь с широким углом освещения и очень ярко. Товарищу, для освещения небольшого двора вполне хватит.




Сделал несколько фото без прожектора и с ним.




Проверил прожектор на автономность. Включил его с отсоединённой солнечной панелью в 19.50. Во время работы нагрева не наблюдалось. Следующим утром, в 7.50 прожектор всё ещё горел, Яркость естественно была ниже номинальной. 

С утра до вечера в солнечный день прожектор зарядился до 4.2 В и снова готов к работе.

Вот пожалуй и всё, что я хотел показать Вам в этом обзоре.

Вывод.

Поскольку в изделии отсутствует оптика, то называть его скорее всего лучше фонарём. Фонарь справится с поставленной ему задачей. Товарищ доволен. ИМХО такого рода устройство сможет стать полезной вещью в частном доме, на даче, в походе и обязательно найдёт своего покупателя.

Что понравилось:
— Добротная сборка
— Возможность автономной работы 
— «Щадящий» режим работы светодиодов
— Реальная степень защиты IP65

Что не понравилось:
— простая схема управления 
— возможно в пасмурную погоду прожектор будет заряжаться не полностью (хотелось бы солнечную панель больших размеров)
— придётся колхозить крепление для панели.

Всем добра! 
Спасибо за внимание.