Lampka solarna LED to praktyczny projekt, który w przystępny sposób pokazuje działanie małej instalacji fotowoltaicznej i pozwala zbudować własne źródło światła zasilane słońcem.

W tym przewodniku znajdziesz najważniejsze informacje o podzespołach, zasadzie działania, obliczeniach i sprawdzonych rozwiązaniach ułatwiających montaż i uruchomienie układu.

Podstawowe komponenty układu

Każda lampka solarna LED składa się z kilku kluczowych elementów pełniących konkretne funkcje:

  • panel słoneczny – konwertuje energię słoneczną na prąd elektryczny;
  • akumulator – magazynuje energię zebraną w ciągu dnia (najczęściej ogniwo litowe 3,7 V 2600 mAh lub ogniwo 18650);
  • diody LED – stanowią źródło światła;
  • tranzystor – pracuje jako przełącznik (np. BC547);
  • dioda prostownicza – zapobiega zwrotnemu przepływowi prądu (np. BAT85);
  • rezystory – ograniczają prąd w obwodzie;
  • płytka stykowa lub drukowana – służy do montażu komponentów.

W bardziej zaawansowanych rozwiązaniach możesz użyć dedykowanego sterownika, takiego jak układ QX5252, który automatyzuje ładowanie i załączanie diod LED.

Zasada działania lampy solarnej

Tryb dzienny – panel fotowoltaiczny ładuje akumulator lub superkondensatory i może bezpośrednio zasilać część diod LED (LED1–LED16) ustawionych na wyższą jasność.

Tryb nocny – po zaniku oświetlenia energia zgromadzona w magazynie (akumulatorze lub superkondensatorach) zasila drugi zestaw diod (LED17–LED32), często poprzez obwód typu „złodziej dżuli” (Joule Thief).

Schemat prostej lampy solarnej

Najprostsze rozwiązanie składa się z następujących elementów:

  • ogniwo solarne,
  • tranzystor BC547,
  • dioda BAT85,
  • żółta dioda LED,
  • rezystor 470 Ω,
  • akumulator z przewodami,
  • płytka stykowa.

Tranzystor pełni rolę przełącznika: w dzień panel ładuje akumulator i (opcjonalnie) zasila LED, a po zmroku energia z akumulatora podtrzymuje świecenie diody.

Zaawansowany układ z superkondensatorami

Dla ambitniejszych projektów warto rozważyć zastosowanie superkondensatorów jako magazynu energii:

  1. Panel solarny ładuje dwa superkondensatory w ciągu dnia.
  2. Obwód ładowania zawiera diodę Zenera (ZD1) i rezystor (R11), które ograniczają napięcie do maksymalnie 2,7 V.
  3. W trybie nocnym superkondensatory zasilają dodatkowy zestaw diod LED poprzez obwód typu „złodziej dżuli”.

Obwód złodzieja dżuli (Joule Thief)

Ten prosty przetwornik podwyższający napięcie zwykle składa się z:

  • tranzystora NPN (T1),
  • transformatora z rdzeniem ferrytowym (TCT1),
  • rezystora ograniczającego prąd (R12).

Transformator działa jako przemieniacz napięcia: uzwojenie pierwotne podłączone jest między napięcie superkondensatora a kolektor tranzystora, a uzwojenie wtórne dostarcza prąd do bazy. Dzięki temu układ potrafi zasilać diody LED nawet przy bardzo niskim napięciu zgromadzonym w superkondensatorach.

Obliczenia praktyczne

Przy projektowaniu przyjmij typowe parametry dla żółtych diod LED i dobierz elementy według poniższych wskazówek:

  • Spadek napięcia (Vf) – 2 V;
  • Maksymalny prąd (If) – 20 mA;
  • Rezystor ograniczający prąd – dobierz wartość z równania: R = (V_baterii - Vf) / If.

Przykład: cztery diody zasilane równolegle pobierają łączny prąd 4 × 20 mA = 80 mA.

Materiały edukacyjne

W sieci znajdziesz liczne poradniki wideo krok po kroku, które pokazują schematy połączeń, techniki montażu oraz listy komponentów dostępnych w popularnych sklepach elektronicznych.

Praktyczne wskazówki

Przed montażem i uruchomieniem pamiętaj o kilku zasadach, które zwiększą niezawodność i bezpieczeństwo konstrukcji:

  • dobierz panel słoneczny o odpowiedniej mocy – do małej lampy zwykle wystarczy 0,5–1 W;
  • stosuj rezystory ograniczające prąd dla każdej diody, aby uniknąć jej uszkodzenia;
  • wybieraj płytkę drukowaną (PCB) zamiast stykowej, aby zwiększyć trwałość;
  • zadbaj o izolację połączeń przed wilgocią, jeśli lampa będzie pracować na zewnątrz;
  • przetestuj cały układ przed ostatecznym montażem w obudowie.

Lampka solarna LED to świetny projekt zarówno dla początkujących, którzy chcą zrozumieć podstawy fotowoltaiki, jak i dla zaawansowanych konstruktorów szukających wyzwań w bardziej rozbudowanych obwodach.