Orologio con quadrante per moto ad energia solare: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Mi era rimasto un quadrante tachimetrico della mia vecchia moto, quando ho sostituito il contagiri meccanico con un pannello elettronico (che è un altro progetto!) e non volevo buttarlo via. Queste cose sono progettate per essere retroilluminate quando le luci della bici sono accese, quindi ho pensato che sarebbe stato un bell'orologio. Non volevo dover accendere le luci manualmente e non volevo nemmeno dover cambiare regolarmente le batterie, quindi ho pensato di creare un orologio a carica solare che rilevasse l'oscurità.

Ho preso in considerazione tutti i tipi di combinazioni e ho optato per un pannello a voltaggio più alto e due batterie più capienti, perché voglio che continui a funzionare! Finora è in funzione da diversi mesi, acceso tutta la notte e in carica tutto il giorno (vive sul davanzale di una finestra).

Passaggio 1: parti

Ero solito:

Un kit di movimento dell'orologio a batteria standard da 1 AA

Una scatola di progetto in plastica nera

Qualche strip board

Connettori a due pin tipo Molex

Doppio attacco AA e batterie NiMH da 2850 mAh

Un transistor 2N3906

un diodo

Distanziatori in nylon

Carta stagnola

Resistori assortiti e un potenziometro

Alcuni LED bianchi a bassa tensione

Un pannello solare da 4V, 150 mA

Passaggio 2: circuito

Ho avuto l'idea per il design del circuito di base da qui:

www.evilmadscientist.com/2008/simple-solar…

L'idea è che la batteria faccia funzionare l'orologio in ogni momento. Quando è illuminato, il pannello solare carica la batteria e quando è buio e il pannello smette di produrre corrente, si accende la retroilluminazione. Dove questo diventa un po' più complicato è che questi movimenti di clock funzionano su un singolo AA, che generalmente non è abbastanza grinta per alimentare un LED. Ho preso in considerazione alcuni modi per aggirare questo problema, incluso l'uso di un circuito di tipo joule-thief o il collegamento di due AA in serie e il collegamento tra loro per alimentare l'orologio.

Alla fine ho optato per un compromesso. Volevo LED bianchi e ho trovato alcune unità su eBay che hanno già un amplificatore di tensione, ma non funzionano ancora con un singolo AA (lo fanno, ma non dopo la caduta di tensione attraverso il diodo e il transistor), metti il batterie in serie e collegato l'orologio in linea con un resistore per abbassare la tensione. È necessario un resistore per andare alla base del transistor, l'ho realizzato in un potenziometro in modo da poter regolare la sensibilità della parte di rilevamento della luce del sistema.

Nello schema elettrico allegato:

(EDIT: mi sono accorto di avere il diodo nel posto sbagliato! Caricata la nuova versione).

V1 è il modulo batteria 2-AA

V2 è il pannello solare 4V

D1 un diodo 1N914

R2 4 K resistore per far cadere la tensione attraverso l'orologio

X1 il movimento dell'orologio

R1 un potenziometro 0 - 5 K

Q1 un transistor 2N3906

L1 i LED bianchi a bassa tensione

Passaggio 3: faccia anteriore

Ho usato una fresa per fori standard sul mio trapano per realizzare l'apertura circolare nel coperchio dell'involucro del progetto, quindi ho praticato due piccoli fori sul lato, che montano una striscia di perspex trasparente attraverso l'apertura. Il quadrante del tachigrafo si inserisce tra il perspex e il coperchio, ed è fissato al perspex con le due piccole viti che puoi vedere (la faccia del tachigrafo ha comunque due piccoli fori ai lati di quello centrale per il montaggio del contatore originale).

Questi movimenti dell'orologio hanno un albero filettato per il montaggio attraverso le cose: puoi ottenerli con una gamma di lunghezze. Il quadrante del tachigrafo è piuttosto sottile ma ho voluto lasciare uno spazio tra il movimento e il quadrante per consentire l'illuminazione del quadrante. Ho ottenuto un movimento con un albero più lungo e l'ho messo indietro con un dado distanziatore. La scatola della batteria originale dell'orologio è vuota, ho saldato i fili alle linguette con una spina molex per collegarla alla scheda. Ho usato queste spine praticamente per tutto in modo da poter sostituire qualsiasi singola parte se lo desideravo, ma ovviamente potrebbero essere tutte saldate insieme!

I LED erano ancora troppo grandi per passare tra l'orologio e il quadrante, quindi sono montati in basso, rivolti verso l'alto. Ho incollato della carta stagnola sulla parte anteriore del movimento dell'orologio e una gonna attorno ai lati e alla parte superiore, per diffondere la luce intorno e, si spera, renderla più uniforme mentre retroillumina il quadrante. I LED sono stati appena collegati in serie.

Le lancette fornite con l'orologio non erano del colore giusto: ho dato loro una mano di primer bianco e poi le ho colorate con un pennarello rosso!

Passaggio 4: pannello solare

Questi pannelli sono incredibilmente economici su eBay se puoi aspettare un po' prima che arrivino e prendi le specifiche dichiarate con un pizzico di sale! Penso che sia più sicuro presumere che non siano così potenti come dicono e sovradimensionarli per il tuo progetto… Costruisco un impianto per testare il loro output, ma questa è un'altra storia.

Ho montato questo con un altro tappo molex - possono essere un po' snervanti saldarli sul retro di questi pannelli, quindi consiglierei di procurarsi alcuni pezzi di ricambio - questo mi è costato circa £ 1! Ho realizzato un piccolo telaio di montaggio da una sottile lamiera di stagno con un paio di cesoie e l'ho incollato sul retro: questo aiuta il pannello a sedersi con un'angolazione leggermente migliore per catturare la luce.

Passaggio 5: alternative

Quindi… se vuoi costruire qualcosa del genere, un'alternativa è smontare una luce solare da giardino economica. Spesso hanno un piccolo controller IC come l'YX8018:

github.com/mcaur/YX8018-solar-led-driver…

Ho dato un'occhiata a uno di questi e, oltre a eseguire la logica di commutazione, contengono un amplificatore di tensione per far funzionare i LED bianchi. La luce che ho guardato aveva una batteria AAA a bassa capacità e un debole pannello solare da 2 V, ma probabilmente potresti usare la scheda con altre parti - ho pensato che fosse più divertente costruire la mia da zero però.

Ho anche pensato di utilizzare un movimento dell'orologio leggermente più avanzato che è sincronizzato via radio, forse nel prossimo modello. O costruire un movimento dell'orologio da zero? Più complicato con un'azione meccanica ma sono sicuro che qualcuno l'ha fatto!

Puoi anche realizzare un sacco di diversi tipi di custodia per il progetto: ho usato una scatola elettronica di plastica nera perché era facile da lavorare e sembra in armonia con la moto nera degli anni '80 da cui ho estratto il quadrante.

Ho anche messo insieme un piccolo banco di prova per collegare questi economici pannelli solari a un amperometro/voltmetro in modo da poter valutare il loro funzionamento. Ho intenzione di estenderlo e creare un'uscita dall'orologio in modo da poter vedere quale corrente sta assorbendo sia in modalità giorno che notte, e quindi sarò in grado di abbinare meglio l'uscita del pannello alla capacità delle batterie, e il disegno dell'orologio e delle luci - voglio che funzioni tutto l'inverno (penso che funzionerà così com'è, ma probabilmente è troppo specificato).