Светодиодный светильник с солнечной панелью и датчиком движения

Рекомендации по выбору

А ведь совсем недавно солнечные батареи были новинками и считались дорогостоящими источниками энергии. В настоящее время в садовые светильники при изготовлении устанавливаются небольшие панели. Во время светового дня энергия накапливается в батарее, а в темное время суток она даёт питание осветительному прибору. Подобрать оптимальный вариант освещения из образцов, представленных на отечественном рынке, можно воспользовавшись рекомендациями опытных экспертов. Первое требование: светильник должен быть не только внешне красивым, но быть ещё экономным и производительным.

Придомовая территория обязательно должна иметь освещение входа, дорожек и различных зон.

Фонари на солнечных батареях — это лучший способ для обустройства загородных владений. Многие приборы достаточно просто вкопать в землю, на эту процедуру уходят считанные минуты.

Преимущества таких устройств:

• независимость от электросети из-за влияния солнечной энергии;
• экологичность;
• простота установки (не нужны провода, соответственно, экономится время и материальные ресурсы;
• безопасность моделей;
• отсутствие необходимости ежедневного обслуживания;
• современный декор, служащий для украшения ландшафта;
• возможность оборудовать осветительные приборы датчиками движения и звука:
• выбор любого количества ламп.

Не обходится и без недостатков:

• в холодное время года из-за переохлаждения аккумулятора может произойти сбой, а летом возможен перегрев;
• почти все светильники не ремонтопригодны;
• в короткий световой день аккумулятор плохо заряжается, и фонарь может эффективно работать всего пару часов;
• простотой установки пользуется похитители;
• световой поток недостаточно мощный по сравнению со стационарными светильниками, поэтому модели в основном служат для украшения сада.

Разновидности и критерии выбора

Фонари делятся на несколько типов. Первая большая группа — это настенные светильники. Они предназначаются для стационарного крепления. Эффективная подсветка делает дом или вход очень красивым. Существенный недостаток таких моделей — необходимость устанавливать такие элементы только на солнечной стороне сооружение. Бывают парковые фонари огромных размеров. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали и отличаются громоздкостью, конструкция имеет высокую степень герметичности. Фонари имеют способность работать длительное время, иногда несколько суток в пасмурную погоду. К этой же группе можно отнести встраиваемые приспособления. Их можно монтировать в элементы фасада, например в лестничные пролёты.

Газонные светильники очень компактны и более доступны. Они работают на светодиодах и потребляют минимальное количество электроэнергии. Такие лампочки украшают газоны, дорожки и садовые участки. Пользуются популярностью также грунтовые разновидности.

Разнообразен и дизайн. Торговые сети представляют приборы, имеющие разную форму и стиль. Дизайн можно выбирать в зависимости от ландшафта участка и экстерьера дома. Бывают модели в виде шара, они подходят для освещения входа или двора. Прямоугольные и конусообразные конструкции, помогут красиво подсветить фасад жилого здания или беседки. Цилиндрические приборы гармонично освещают газоны и прекрасно выделяют дорожки

Важным показателем является степень защиты. Пыле- и влагозащита определяется по специальному обозначению в виде латинских букв IP и цифр. Чем больше числовое значение после литер, тем герметичней изделия. При IP, равном 44 и выше обеспечивается максимальный уровень защиты. Датчик движения — не менее важный элемент прибора. Чтобы светильники не работали всю ночь, а только по мере необходимости, приборы оснащены датчиками движения. Они включают лампочку в тот момент, когда к датчику будет приближаться объект. Это позволяет экономно расходовать электроэнергию.

Основные характеристики

Качество подобного устройства определяется применяемым кремнием. В недорогих светильниках используют его поликристаллическую или аморфную разновидности. Монокристаллический кремний может работать в любой сезон, он стоек к агрессивному воздействию. Если нет возможности приобрести монокристаллический элемент, лучше использовать мультикристаллические солнечные батареи.

Для придания долговечности изделиям их покрывают специальной пленкой.

Производители стали изобретать маркетинговые ходы для скрытия некоторых изъянов своей продукции. В частности, поликристаллические устройства стали называть уличными светодиодными фонарями, но срок их нормальной службы составит только один сезон.

Длительным сроком эксплуатации могут похвастаться брендированные устройства. Здесь достаточно мощный фотоэлемент, солнечный свет в него попадает в глубокие слои, что обеспечивает стабильную работу светильников в течение продолжительного времени. У китайских светильников толщина фотоэлемента сравнима с фольгой, поэтому срок службы его гораздо меньше.

На освещение оказывает влияние и структура стекла. При преобладании дней с пасмурной погодой лучше использовать текстурированное стекло, поскольку оно накапливает излучение, в то время как гладкая поверхность способствует его частичному отражению. Наиболее дорогое и долговечное покрытие — закаленное стекло.

Принципиальная схема простого для повторения светильника

Приведенная ниже принципиальная схема светильника, работающего от энергии солнечного света весьма проста, и многократно опробована многочисленными любителями, специализирующихся на изготовлении полезных устройств своими руками.

Принципиальная схема

Как она работает:

• В дневное время солнечная панель (S) преобразует энергию световых лучей в электрическую.
• Вырабатываемый ею ток через диод D1 заряжает аккумуляторную батарею (А).
• Положительный потенциал, приложенный к базе через резистор R1, «удерживает» транзистор Т1 в закрытом состоянии и светодиод D2 не горит.
• При значительном снижении освещенности солнечной панели транзистор открывается (из-за уменьшения положительного потенциала, приложенного к базе) и подключает светодиод D2 к аккумуляторной батарее. Светодиод начинает гореть.
• Диод D1 препятствует разряду аккумулятора через солнечную панель.
• С наступлением рассвета положительное напряжение, поступающее с «+» вывода солнечной панели на базу «закрывает» транзистор Т1 и светодиод D2 перестает гореть, а аккумуляторная батарея снова начинает заряжаться.

Критерии выбора садовых фонариков

При выборе осветительного прибора стоит обратить внимание на следующие моменты

Форма: от простой до используемой в качестве декорации днем, а освещения — ночью.

Тип стекла: гладкое (лучше всего пропускает лучи), рифленое (увеличивает мощность фонарика на 12%), закаленное (самое дорогое, зато прочное и долговечное).

Особенности батарейки. Чаще всего используются никель-кадмиевые АКБ с довольно хорошими показателями. Но дольше служат никель-металлогидридные, правда, и стоят дороже. Качественные аккумуляторы достаточно менять раз в 10 лет, а вот дешевые модели могут потребовать замены уже через год-полтора после покупки

Поэтому помимо типа аккумулятора стоит обращать внимание на емкость батареи (чем она больше, тем лучше).

Также стоит учесть, что лучше брать светильники с ножкой от 1 м высотой (для освещения дорожек) и 1,5 м (для беседок). При этом имеет значение и производитель: надежные компании устанавливают более высокий ценник, но и качественная техника служит дольше.

Разновидности

Производители светильников предлагают садоводам десятки моделей уличных фонарей. Они различаются по своим характеристикам.

По материалу

Корпус светильников для работы на улице изготавливают из:

1. прочных полимеров;
2. металла;
3. камня.

Особое внимание следует уделять герметичности стыков, в противном случае влага внутри корпуса светильника приведет к перегоранию ламп. Свет от лампы проходит сквозь стекло или прозрачный пластик

Стекло более долговечно, хотя не так стойко к перепадам температуры

Свет от лампы проходит сквозь стекло или прозрачный пластик. Стекло более долговечно, хотя не так стойко к перепадам температуры.

Форме

Распространены фонари в виде:

• столбиков (боллард);
• таблеток (встроенные в стены и потолок);
• фигурных декоративных форм на стойках или для крепления на стену;
• настенных и наземных прожекторов с поворачивающимися плафонами.

Типу ламп

В фонарях, оснащенных датчиком движения, используются такие лампы:

• традиционные недорогие лампы накаливания, мощностью 60 Вт, которые быстро перегорают и потребляют много энергии;
• светодиодные;
• галогенные лампы накаливания.

В современных моделях уличных светильников чаще используют светодиоды. Они долговечные, поглощают минимум энергии (до 80% меньше, чем лампы накаливания), дают яркий свет.

Типу датчика

1. Ультразвуковые и микроволновые. Издаваемый прибором ультразвуковой сигнал «натыкается» в пространстве на приблизившийся объект. Возвращаясь обратно, приводит в действие механизм включения света. Плюсы: независимость от погодных условий, реагирует только на большие объекты. Минусы: «не замечает» медленно движущие объекты, небольшая дальность действия.
2. Инфракрасные. Фиксирует объекты по исходящему от них тепловому излучению. Плюс: диаметр охвата датчика более 10 м.Минус: может реагировать на мелких животных, и даже солнечный свет.
3. Комбинированные. В датчике установлены одновременно ультразвуковые и микроволновые сенсоры, что увеличивает точность работы прибора. Минус: высокая стоимость.

Источнику электроснабжения

Ландшафтные фонари питаются энергией от стандартной электросети, аккумуляторов, одноразовых батареек.

Наиболее экологически чистыми и экономичными являются приборы, работающие от солнечных батарей. Однако яркость горения лампы у таких светильников зависит от степени заряженности батареи. В пасмурную погоду аккумуляторы заряжаются не полностью, и лампочки горят тускло.

Способу установки и крепления

На дачных участках применяют светильники:

• настенные, которые вешают на фасад зданий, заборы;
• грунтовые (фонари – столбы);
• на опорах – осветительный прибор закреплен на штанге над землей;
• прожекторы с поворотным механизмом.

Способу управления

Кроме автоматического включения и отключения, такими светильниками можно управлять с пульта или при помощи стандартного выключателя.

Методу применения в саду

Наземные светильники используются для подсветки дорожек на участке, клумб. Настенные приборы размещают на:

1. фасадах зданий;
2. на заборах;
3. верандах.

Устройство светильника на солнечных батареях

Все уличные светильники на солнечных батареях, для дачи или для освещения городских улиц, имеют единую комплектацию. Независимо от формы, размеров, типа установки они состоят из следующих элементов:

• лампа;
• корпус;
• плафон;
• кронштейн или опорная конструкция;
• аккумулятор;
• контроллер;
• солнечная батарея (фотоэлектрический элемент).

В продаже имеется большое количество светильников подобной конструкции. Все они имеют разные параметры, мощность, уровень яркости и прочие особенности. При этом, фонари для наружной подсветки имеют общую особенность — они не работают напрямую, как это делают часы или калькуляторы, поскольку уличное освещение используется в темное время суток, когда источника энергии на небе нет. Поэтому основным показателем качества фонаря будет емкость аккумулятора и ориентировочное время расходования заряда.

Принцип действия

Фотоэлектрические элементы в светлое время суток принимают поток солнечного света и вырабатывают определенное количество энергии, соответствующее типу конструкции панелей. Эта энергия передается аккумуляторной батарее, которая накапливает ее до полного заряда свей емкости. Если погода пасмурная, зарядка все равно будет происходить, так как некоторое количество энергии панели в любом случае отдадут, но полностью зарядить аккумулятор не удастся. Это сократит время работы фонаря в ночное время.

При наступлении сумерек срабатывает датчик, переключающий систему в рабочий режим. Энергия аккумулятора передается на инвертор, который преобразует ее в напряжение со стандартными параметрами, после чего оно подается на лампы. Их работа будет продолжаться либо до момента получения сигнала от датчика освещенности на рассвете, либо до полного разряда аккумулятора и прекращения подачи питания.

Существуют конструкции, которые работают по упрощенной схеме. Аккумуляторы накапливают энергию, которую отдают на светильник в том же виде. Это возможно для ламп, работающих на постоянном токе. Стоимость таких фонарей меньше, так как отсутствует большая часть аппаратуры, однако, работоспособность и длительность свечения весьма коротки.

Использование на дорогах

Осветительные системы на солнечных батареях, работающие на автомобильных дорогах, используют полноценную схему приема, накопления и преобразования энергии. Они устанавливаются на высокие опоры, позволяющие решить одновременно несколько задач:

• обеспечение оптимального положения солнечных панелей для приема максимального количества энергии;
• высокое расположение светильников способствует более широкому охвату площади;
• аппаратура находится в недоступности для вандалов и злоумышленников.

Состав комплекта осветительного оборудования на солнечных батареях ничем не отличается от обычного набора устройств:

• фотоэлектрическая панель;
• аккумулятор, контроллер и преобразователь, размещенные в шкафу с аппаратурой;
• лампа (как правило, светодиодная конструкция);
• кронштейны, соединительные провода.

Система уличного освещения не допускает отказов или отсутствия света по каким-либо причинам. Поэтому качество аппаратуры, емкость аккумуляторов и прочие параметры оборудования подбираются с таким расчетом, чтобы гарантированно обеспечить ответственную часть дороги нормативным потоком света. Для этого требуется солидный запас мощности на случай многодневной пасмурной погоды. Излишки энергии, накопленные в солнечные дни, сбрасываются в сеть или направляются на питание киосков, расположенных поблизости.

Подсветка пешеходных переходов

В темное время суток, особенно в межсезонье, когда видимость на дорогах резко снижается, необходима качественная подсветка пешеходных переходов. Эффективным способом подсветки является использование автоматических светильников на солнечных батареях. Они зажигаются по сигналу от датчика движения и горят, пока человек не перейдет на другую сторону. Состав комплекта обычный, дополненный устройством контроля движения и реле, обеспечивающим работу светильника в течение нужного для перехода отрезка времени.

Особенности установки и использования

Прибор с сенсором движения размещают так, чтобы датчик был повернут в сторону обслуживаемой зоны, с учетом расстояния и угла обзора.

Фонари, работающие от электросети, подключают к розетке. Если кабель от светильника не соединен с датчиком, работу проводят самостоятельно, следуя цветовой маркировке проводов.

Подключая осветительный прибор к электросети, необходимо убедиться, что сечение проводов и конструкция розетки рассчитаны на предлагаемую мощность.

Проще повесить фонарь, работающий от батареек или солнечной энергии. Прибор не призязан к электросетям, но солнечный агрегат следует разместить на открытом месте, чтобы батарея регулярно подзаряжалась.

Время активного освещения устанавливается вручную. Минимальный интервал 5 секунд, максимальный до 7 минут. Возможна настройка отстроченного включения.

В некоторых приборах предусмотрена возможность дополнительной настройки чувствительности. Это помогает исключить реакцию датчика на пролетающих в зоне охвата датчика птиц или проходящих животных.

Правила эксплуатации включают:

• регулярную очистку плафона и сенсора от загрязнений мягкой тканью;
• не допущение механического повреждения плафона и датчиков;
• смена лампочек в случае их перегорания (актуально для ламп накаливания), замена батареек.

Светильники, специально предназначенные для эксплуатации на улице, не боятся перепадов температуры и высокой влажности. Их не нужно убирать в помещение на зиму.

Ошибки и сложности процесса

Наиболее распространены ошибки в установке светильника, когда охват сенсора не совпадает с реальным радиусом освещаемой площади. В этом случае датчик не срабатывает и свет не загорается. Иногда требуется несколько раз менять положение сенсора, чтобы добиться нужного угла обзора.

Не стоит гнаться за высокой чувствительностью прибора. Такие светильники произвольно загораются от пролетающей мимо птицы, мельтешения веток на ветру.

У приборов, работающих от электросети, необходимо надежно скрыть провода и розетки, защитить все соединения от воздействия влаги.

Как усовершенствовать купленный светильник

Самостоятельное изготовление солнечного фонаря обходится в 2-3 раза дешевле покупки самого примитивного готового изделия китайского производства. Но это не единственный бонус, ведь при домашнем изготовлении вы можете учесть все свои потребности, поставить качественные элементы и продумать декоративные функции освещения.

Если же вы уже купили готовые изделия, то можно легко модернизировать устройство этих садовых светильников на солнечных батареях по вашему усмотрению.

Изменение схемы

В дешевых светильниках могут возникнуть проблемы из-за несовершенного подбора элементов схемы, но их несложно исправить:

• Если светодиоды дают тусклый свет, то попробуйте убрать один резистор и поставить вместо него перемычку.
• Если светодиоды сначала горят ярко, потом тускло, а затем гаснут, то нужно добавить один резистор в несколько десятков килоОм и 5мА (такая сила тока будет питать светодиоды на несколько часов дольше даже при вдвое меньшем объеме аккумулятора. Для этого разорвите цепь и впаяйте туда дополнительный светодиод.
• Если же диоды быстро (через 2-3 часа) гаснут, то проверьте емкость аккумулятора. В китайских фонарях обычно стоит аккумулятор на 600мАч. Для полноценного светильника нужно хотя бы 1000мАч (предпочтительнее типа Ni-MH). Слишком большая емкость тоже не нужна, потому что такой аккумулятор просто не успеет зарядиться за наш световой день.

Изменение цвета и свечения фонаря

Кроме того, можно улучшить декоративные функции садовых фонарей:

• Вместо одного светодиода можно использовать три. Если их разместить под углом в 120 градусов, то получится более равномерное освещение. Чтобы добиться одинакового свечения всех трех элементов, проследите, чтобы у них был минимальный разброс рабочего напряжения. Быстрый совет: используйте светодиоды из одной партии, тогда они будут светиться примерно одинаково.
• Разброс напряжения следует учитывать и при включении в схему светодиодов разного цвета — у элементов каждого цвета свое напряжение. При параллельном соединении ярче всего будет светиться светодиод с минимальным напряжением. Чтобы проверить совместимость элементов можно сначала собрать цепь на монтажной плате или проверить параметры по специальным таблицам.
• В садовых светильниках можно использовать трехцветные динамические светодиоды с эффектом затухания — цвет плавно перетекает из одного в другой. В таких светодиодах на одном из электродов расположена микросхема, которая управляет матрицей RGB. Эти элементы работают на токе 20мА. И их обязательно нужно подключать при помощи токоограничительного резистора и с точным соблюдением полярности. Но учтите, что трехцветный светодиод со встроенным генератором не может работать на импульсном напряжении, как это делает белый светодиод. Для него необходимо постоянное напряжение.

Экспериментируйте, и ваш садовый участок превратится в красивое и безопасное место. О других способах использования солнечной энергии в быту читайте здесь.

Устройство

Осветительные приборы в течение светового дня накапливают энергию от солнца, а в ночное время используют её же для освещения территория. Это происходит благодаря следующим элементам:

1. Солнечной панели, которая является сердцем фонаря: ведь здесь производится преобразование солнечной энергии в электрическую.
2. Накопительному аккумулятору: собранная во время светового дня энергия расходуется в тёмное время суток.
3. Светодиодной лампочке – непосредственному источнику света. Она может иметь разные типы свечений: тёплое и холодное. Бывают также элементы с переменным свечением.
4. Контроллеру для регулирование работы лампа, зарядки аккумулятора. Качественный контроллер даёт гарантию хорошей работы аккумулятора.
5. Корпусу и элементам крепежа.

Кроме перечисленных элементов светильники могут иметь датчики освещенности, они самостоятельно включают лампы при наступлении сумерек. При отсутствии таких датчиков приборы нужно включать и отключать ручным способом. Для экономии электроэнергии полезно оснащать устройства датчиками движения.

В обычных садовых моделях применяются батареи, имеющие небольшую ёмкость, в этом случае накопленной энергии достаточно для работы в течение 8-10 часов в условиях долгого солнечного дня, например, летом. Осенью ночи гораздо длиннее, поэтому в такой момент помогает датчик движения. Срок службы светодиодных элементов составляет примерно 60 тыс. часов, однако аккумулятор нужно заменять раньше.

Во сколько обойдутся детали

В дешевых китайских светильниках стоимостью около 500 руб. используется всего один светодиод, чего явно недостаточно. Более того, напряжение аккумулятора составляет 1,5 В, именно поэтому свет очень тусклый.

Чтобы не тратить время зря, рекомендуется собирать светильники с оптимальной конфигурацией, в которую входят:

Элементы	Цена	Кол-во	Общая стоимость
Солнечные модули Eco-Source 52х19 мм	675 руб. за 40 шт. (на 4 светильника)	1 компл.	675,00 руб.
Аккумулятор SONY HR03 (1,2 В 4300 мАч)	885 руб. за 12 шт. (на 4 светильника)	1 компл.	885,00 руб.
Светодиоды BL-L513UWC	10 руб./шт.	12 шт.	120,00 руб.
Резистор СF-100 (1 Вт 33 Ом)	1,8 руб./шт.	12 шт.	21,60 руб.
Транзистор 2N4403	6 руб./шт.	4 шт.	24,00 руб.
Диод 1N5391	2,5 руб./шт.	4 шт.	10,00 руб.
Резистор CF-100 (1 Вт 3,6 кОм)	1,9 руб./шт.	4 шт.	7,60 руб.
Итого:			1743,20 руб.

Выходит, что для сборки одного качественного светильника нужно комплектующих примерно на 435 руб. Но из этих же деталей, докупив последние 3 позиции, можно сделать 12 аналогов дешевых китайских светильников.

Как правильно выбрать садовый фонарь?

В садовых и строительных магазинах представлены сотни моделей светильников, оснащенные сенсорами движения. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Helsinki

Наземный фонарь – боллард, производства Австрии. Стойка металлическая, серая (стиль –лофт), плафон – пластик. Мощность 15 W. Угол восприятия детектора движения 110 градусов, дальность 5 м. Время свечения до автоматического отключения до 7 минут.

Плюсы

1. стильный дизайн;
2. хорошая яркость свечения;
3. высокое качество сборки;
4. герметичность.

Минус – высокая стоимость (от 5000 руб.).

Прожектор настенный на солнечных батареях GRV

Стильный и яркий (до 300 люменов) прожектор на светодиодах, оснащенный сенсором движения. Радиус работы датчика до 8 м. Изготовлен в Китае, из АВС пластика.

• Плюсы: низкая стоимость (менее 500 руб.), яркий.
• Минус: корпус не герметичен, требуется проклейка швов герметиком.

Elementary

Квадратный прожектор с черным корпусом отечественного производства. Выполнен в стиле хай-тек. Материалы: металл, стекло. Свет холодный, мощность ламп 30 W.

Плюсы

1. стильный дизайн;
2. яркий свет;
3. качество сборки;
4. возможность изменения угла направления света.

Минус: цена (от 1500 руб.).

GLOBO

Настенный светильник сферической формы в стиле модерн. Производство Австрия. Материалы: сталь, стекло. Лампы накаливания на 60 W. Работает от сети.

Плюсы:

• стильный дизайн;
• не боится влаги.

Минусы:

1. высокая стоимость;
2. привязанность к электросети.

SLV HELIA SENSOR 1002199

Наземный фонарь с металлической основой (столб) и прожектором с поворотным механизмом. Стиль минимализм, хай-тек. Производитель Германия. Радиус освещения 2 м, работает от электросети. Световой поток светодиода 450 Люменов.

Плюсы

1. долговечность;
2. высокое качество сборки;
3. малое потребление электроэнергии;
4. возможность поворота плафона.

Минус – высокая цена (28000 руб.).

Solar Lamp

Светодиодный фонарь в черном пластиковом прямоугольном корпусе. Стиль – хай-тек, минимализм. Крепится на стену на специальный кронштейн. Площадь освещения 30 кв. м, мощность светового потока 400 Люменов, степень защиты IP65. Дальность охвата сенсора движения 6 м. Производитель Китай.

Плюсы:

• хорошая мощность светового потока и площадь освещения;
• емкость батареи 6 ч;
• есть режим энергосбережения.

Минус – дальность срабатывания датчика меньше заявленной производителем в 2 раза.