Устройство, ремонт и изготовление уличных светильников на солнечных батареях

Ремонт автономных садово-парковых светильников

Попросили «посмотреть» садовые светильники – говорят, что они то работают, то не работают, а один совсем не включается (рис.1). Светильники самые простые, без декоративного оформления, устанавливаются на металлический, пластиковый или деревянный штырь, воткнутый в землю.

В верхней части корпуса установлена солнечная батарея (рис.2), которая в течении светлого времени суток заряжает аккумулятор, расположенный внутри корпуса. На оборотной стороне корпуса установлен переключатель режимов «ON/OFF» и светодиод. На рисунке 3 видно, что хоть светильники внешне одинаковы, но имеют некоторые конструктивные отличия.

Открутив два винта в нижней крышке (рис.4), её можно вынуть и тогда становится видно, что на ней установлена небольшая печатная плата с деталями и аккумулятором. Это преобразователь напряжения аккумулятора, который запускается при наступлении темноты (сама солнечная батарея является детектором темноты) и зажигает светодиод, свет которого рассеивается белым матовым пластиковым конусом (виден на рис.1).

Печатные платы разные (рис.5), но судя по установленным элементам, идентичны по принципу работы.

Всю грязь и пыль следует убрать с помощью небольшой малярной кисти с жёстким ворсом и если аккумулятор и ближайшие к нему поверхности покрыты белым налётом, то его нужно очистить, а затем протереть всё спиртом или чем-нибудь спиртосодержащим (рис.6). Белый налёт говорит о том, что аккумулятор «потёк» и выделяемые им газы в небольшом замкнутом объёме оказывают сильное окисляющее воздействие на металлические поверхности – от этого как раз и могут возникать периодические несрабатывания включения светильника.

При проверке тестером переключателей (рис.7), стоящих на плате, сразу же стало ясно, что контакт в них очень плохой. Значит, ничего не остаётся, как поменять их или аккуратно выпаять, разобрать и почистить металлические поверхности.

Заменить на новый удалось только один переключатель, остальные были разобраны (рис.8) и почищены (рис.9). Разбираются они легко – после выпаивания достаточно разогнуть 4 крепления по углам и вынуть текстолитовую плату с выводами. Затем следует очистить контакты от окислов с помощью ножа, мелкого надфиля или наждачной бумагой с тонким зерном. Внутренние поверхности бегунка можно очистить, вставив между ними полоску наждачной бумаги и проведя ею несколько раз вперёд-назад. Затем наждачку перевернуть и повторить движения – это для очистки контактной поверхности с другой стороны. Также следует проверить, что эти контактные поверхности бегунка сходятся вместе в «свободном состоянии» – если же между ними видна большая щель, то нужно постараться уменьшить её, подогнув стороны друг к другу тонким пинцетом. Делать это надо очень аккуратно, так как можно совсем «запороть» бегунок. Перед сборкой переключателей все его элементы следует промыть спиртом.

После сборки все светильники были заряжены и несколько раз проверенны на «включаемость» – всё прошло нормально, только у одного оказался большой люфт движка переключателя и плохое переключение, поэтому он был ещё раз разобран и собран заново (первый раз корпусом была слишком слабо зажата плата).

На рисунке 10 показаны выводы солнечной батареи и «место посадки» самой батареи – скорее всего, она вставляется «снаружи» и садится в углублении корпуса на клей (разбирать и вытаскивать пока не пробовал). Солнечная батарея на высокоомную нагрузку выдаёт напряжение до 2,5 В, ток короткого замыкания достигает 10 мА.

У двух светильников металлические обода слегка «болтались» – они оказались съёмными (рис.11) и так как это немного мешало соединять корпус светильника со светорассеивающим конусом, то они были «посажены» на три капли клея «Момент».

На этапе осмотра печатных плат было замечено, что микросхемы-преобразователи имели разную маркировку (рис.12) и поэтому на всякий случай с плат были срисованы схемы соединения элементов.

Но схемы оказались одинаковыми (рис.13), из чего следует, что микросхемы YX8018 и QXS521 являются аналогами.

Конечно же, окисление контактов переключателей не является единственно возможной поломкой – был случай, что дроссель уходил «в обрыв». А однажды несколько светильников перестали работать после сильной грозы и оказалось, что у них вышли из строя микросхемы от близких и мощных разрядов молний.

Ну и, конечно же, следует проверять работоспособность аккумуляторов – после 2-3 минут нахождения светильника на ярком солнце или вплотную к зажженной лампе накаливания мощностью 40-60 Вт напряжение на нём должно быть не менее 1 вольта.

Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, октябрь 2018

Делаем садовый фонарь на солнечной батарее

Садовые светильники, работающие от солнечных батарей – удобное и полностью автономное решение. Для него не нужно тянуть кабель и тратить деньги на коммуникации, оборудование стоит недорого, а при желании его можно сделать своими руками. Все комплектующие есть в продаже, надо изучить схему, купить все необходимое и провести работу по простой инструкции.

Устройство солнечного светильника

В первую очередь нужно разобраться, из каких частей состоит конструкция и как она работает. Садовые светильники имеют простое устройство, так как в них есть только то, что нужно:

  1. Корпус, внутри которого располагаются детали. Чаще всего это пластиковый кожух в верхней части, а нижняя сделана в виде сужающейся книзу стойки, чтобы ее можно было просто воткнуть в землю. Пластик атмосферостойкий и ударопрочный, поэтому не повреждается ультрафиолетовым излучением и не трескается при случайных ударах.
  2. Защитное стекло. Есть плоский элемент в верхней части и рассеиватель сбоку. Чаще всего материалом изготовления выступают полимеры, поэтому даже при разбивании на участке не будет опасных осколков.
  3. Солнечная батарея, обычно небольшой элемент площадью около 9 квадратных сантиметров. Качество может отличаться, поэтому и работают светильники по-разному. При выборе готового варианта нужно внимательно осмотреть поверхность панели, она должна быть идеально гладкой, без трещин и повреждений.
  4. Аккумулятор накапливает преобразуемую солнечной батареей энергию, чтобы в темное время обеспечить работу светильника. Емкость и конструкция могут отличаться, все зависит от цены изделия. При покупке можно уточнять этот момент, так как от него напрямую зависит время автономной работы.
  5. Светодиоды обеспечивают хорошее освещение при минимальном потреблении энергии. Количество зависит от яркости, обычно ставятся небольшие варианты, которые экономно расходуют электричество.
  6. Фоторезистор или датчик освещенности автоматически включает подсветку на участке в вечернее время. При уменьшении количества света в этом узле меняется сопротивление и загорается свет.
  7. Контрольная плата является соединяющим элементом, который связывает между собой все узлы и обеспечивает их работу.
Читайте также:
Температура плавления

Если нужен аккумулятор типа АА, можно купить самый дешевый садовый светильник. Оттуда можно извлечь аккумуляторную батарею и ее цена получится в разы дешевле, чем при покупке отдельно.

У этого варианта много преимуществ:

  1. Автономность: не нужно проводить проводку, делать проект и т.д. Можно просто поставить светильник в любом месте и он сразу начнет работать.
  2. Оборудование дает рассеянное освещение, которое не бьет по глазам, но обеспечивает хорошую видимость на участке в темное время.
  3. Не требуются уход и обслуживание. Достаточно несколько раз за сезон протереть пыль, чтобы солнечная батарея легче накапливала энергию, а свет лучше рассеивался.
  4. Светильники безопасны для детей и домашних животных. В них нет никаких вредных веществ и острых деталей.

Кстати! Если остались корпуса от старых, сломанных садовых светильников, их можно использовать для изготовления самодельных вариантов. Это упростит работу.

Электрическая схема

Здесь показана самая простая схема, с которой разобраться сможет даже начинающий мастер, который никогда не занимался созданием садовых светильников и других подобных изделий. В системе всего 7 составляющих.

Чтобы разобраться в схеме и понять, для чего нужны те или иные детали, надо рассмотреть, как работает готовое изделие:

  1. Когда солнечный свет попадает на поверхность, транзистор находится в закрытом состоянии. Поэтому накапливаемая энергия подается на аккумуляторную батарею и заряжает ее.
  2. После заката солнца, когда свет не попадает на фотоэлемент, транзистор открывается и напряжение подается на светодиоды. То есть, все возможное время днем оборудование заряжается, а с наступлением сумерек включается.
  3. Время работы светильника напрямую зависит от емкости аккумулятора и мощности светодиодов, используемых в конструкции. Обычно подбирают составляющие так, чтобы хватало на 6-8 часов работы.

Если есть вышедшие из строя садовые светильники, некоторые детали можно взять оттуда.

Схема светильника на солнечной батарее этого типа самая простая, поэтому лучше сначала попрактиковаться на ней, прежде чем переходить к более сложным решениям.

Список нужных деталей

В этом перечне всего 7 элементов, большую часть деталей можно найти в магазине радиоэлектроники. Но чтобы сэкономить, можно заказать комплектующие через “Алиэкспресс” или другие подобные сайты. Главное – подбирать все детали по маркировке, чтобы в итоге получилась работоспособная конструкция:

  1. Резистор на 3,6 кОм.
  2. Резисторы на 33 Ом (зависит от количества и мощности светодиодов).
  3. Диод 1N5391 или аналоги (есть как импортные, так и отечественные варианты).
  4. Транзистор 2N4403 (могут быть другие виды с подходящими характеристиками).
  5. Аккумуляторная батарея на 3,6 В. Лучше подбирать литий-ионные, так как никель-кадмиевые не отличаются надежностью.
  6. Солнечная фотопанель, лучше всего подойдут монокристаллические варианты как самые производительные и долговечные. Можно использовать и поликристаллические элементы. Главное – выбрать изделия сорта А или В, не брать варианты С и тем более D, так как они по характеристикам намного хуже, а срок службы меньше.
  7. Светодиоды. Можно использовать 1 элемент на 3 Вт, но лучше взять 3 штуки мощностью 1 Вт. В этом случае хорошо использовать DIP-диоды, так как они лучше работают в условиях открытого воздуха, чем SMD.

Стоит заранее определить, в каком корпусе скомпоновать все узлы. Подойдут любые варианты, которые обеспечат удобное расположение деталей. Также надо приобрести паяльник и все материалы для пайки, если их нет под рукой.

Компоновка фонаря

Проводить работу нужно на столе, который хорошо освещен, а под рукой есть все необходимое. Может понадобиться пинцет, нож и другие инструменты. Также лучше иметь под рукой несколько проводов. Соединять части по схеме можно двумя способами:

  1. Использовать универсальную монтажную плату или сделать ее самостоятельно. В этом случае основные узлы будут скомпонованы в одном месте и надежно закреплены. Купить проще всего в магазинах радиоэлектроники, там есть варианты разного размера, поэтому подобрать несложно.
  2. Если платы под рукой нет, можно соединить детали навесным способом. У всех деталей ножки длинные, поэтому их можно соединять даже без использования проводов, но если нужно вынести какие-то детали подальше (например, вывести солнечную батарею наружу или выставить светодиоды), использовать медные провода в изоляции.

Продумайте расположение деталей заранее, разложите и примерьте их, чтобы понимать, как лучше соединить. На этом этапе можно внести поправки и избежать ошибок и сложностей.

Из чего сделать плафон и как собрать светильник

После выбора варианта компоновки нужно подобрать корпус, чтобы защитить изделия от атмосферных воздействий. Это может быть небольшая пластиковая емкость, которая плотно закрывается или стеклянная баночка с крышкой. Чтобы сделать светильник на солнечных батареях своими руками, нужно следовать инструкции:

  1. На выбранном плафоне (его верхней части) закрепить солнечную батарею. К ней должны быть прикреплены контакты, если их нет, впаивается контактная дорожка. Лучше всего приклеить на двухсторонний скотч, но сильно прижимать не надо. Контакты пропустить через крышку или другой элемент, предварительно сделав небольшие отверстия в подходящих местах. После того, как провода протянуты, отверстия заделать небольшим количеством атмосферостойкого герметика, влага не должна проникать внутрь.
  2. Внутри корпуса нужно закрепить отсек для аккумуляторной батареи, его проще всего приклеить на герметик или клеевой пистолет. Далее расположить все остальные детали по схеме, надежно соединяя их. Если в работе не используется печатная плата, можно закрепить небольшой кусок пенопласта и вставлять ножки электронных элементов в него, чтобы они хорошо зафиксировались.
  3. Светодиоды обычно располагают в нижней части. Если используется баночка, ничего особенно делать и не нужно. Но для повышения яркости можно собрать отражатель, используя толстую фольгу или компакт-диск, нарезанный на кусочки подходящего размера. Определить качество освещения сложно с первого раза, лучше попробовать разные варианты, чтобы подобрать тот, который будет светить лучше всего.
  4. Если используется непрозрачный плафон, то одну из его стенок или нижнюю часть нужно вырезать и вставить рассеиватель или кусок прозрачного пластика подходящего размера. Тут нужно исходить из ситуации и подбирать то, что есть под рукой. Можно использовать рассеиватели или стекла от старых светильников или фонариков. Чтобы закрепить элемент и сделать соединение водонепроницаемым, лучше использовать прозрачный герметик, стойкий к ультрафиолету.
  5. После соединения всех деталей схемы надо обязательно проверить ее работоспособность. Если все нормально, соединения нужно загерметизировать специальным карандашом или составом для контактов. Перед сборкой корпуса стоит прогреть его изнутри феном, чтобы убрать излишки влаги и предотвратить окислительные процессы внутри.
  6. Можно прикрепить к готовому светильнику ножку, чтобы втыкать его в землю в подходящем месте, а можно подвешивать его. Для этого снаружи проще всего сделать крючок или петельку.
Читайте также:
Чем отличается холодное копчение от горячего

Кстати! На зиму светильник лучше убирать в теплое помещение. Это продлит срок службы, так как при отрицательных температурах аккумуляторы намного быстрее теряют свои свойства. Плюс из-за морозов и оттепелей внутри образовывается конденсат, окисляющий контакты и со временем разрушающий их.

Видео: Изготовление уличного фонаря на солнечной батарее

Как можно улучшить готовую модель

Если купленные садовые светильники не работают как положено, или их характеристики не соответствуют заявленным, можно провести некоторые доработки. Они помогут улучшить конструкцию и обеспечат качественный свет:

  1. Если светильник дает тусклый свет, стоит разобрать его и убрать один из резисторов. На его место ставится перемычка, делать все надо аккуратно, чтобы не повредить другие узлы. Обычно этого достаточно, чтобы яркость возросла на порядок.
  2. Когда свет вначале яркий, но через короткий промежуток времени становится тусклым, а потом гаснет, нужно добавить резистор примерно на 50 кОм. Это позволит системе ярко светить как минимум на несколько часов больше.
  3. Еще одна типичная проблема – свет гаснет через несколько часов после наступления темноты. Чаще всего это происходит из-за того, что изготовитель сэкономил на аккумуляторной батарее и поставил вариант с маленькой емкостью. Нужно разобрать корпус и проверить номинал батареи, если он 600 мАч и меньше, поменять на модели от 1000 мАч или больше, все зависит от производительности солнечного модуля. Подбирать аккумулятор из расчета – 8 часов работы светодиодов плюс запас примерно в 30%.
  4. В некоторых моделях стоит один светодиод, что не дает качественного света. В этом случае нужно уточнить его мощность, после подобрать 3 диода, которые в сумме будут потреблять примерно столько же энергии и расположить их по периметру плафона под углом примерно в 120 градусов.
  5. Можно вместо стандартного светодиода впаять RGB-вариант и тогда свет будет переливающимся.

Чтобы экономить энергию и включать садовый светильник только тогда, когда это нужно, можно впаять в цепь небольшой выключатель.

Сделать садовый светильник своими руками по силам любому человеку, обладающему хотя бы начальными навыками пайки. Купить комплектующие можно через интернет или в магазине радиоэлектроники. Также пользуясь рекомендациями несложно провести ремонт или улучшить работу готовых светильников.

Светильники на солнечных батарейках своими руками

Многие дачники мечтают украсить вид ночного приусадебного участка портативными фонариками на солнечных батарейках, но многим такая роскошь просто не по карману. Выход есть: собрав светильники своими руками из недорогих радиодеталей, вы легко организуете в саду настоящую россыпь огней.

  • Какие детали и где лучше заказывать
  • Во сколько обойдутся детали
  • Паяем простенькую схему и компонуем детали
  • Конструкция и сборка светильника
  • Некоторые секреты эксплуатации

Покупные светильники чаще разочаровывают, чем радуют. Светят тускло, работают всего несколько часов и дольше двух лет почти не служат. Собирая светильник для сада своими руками, вы сами определяете необходимые параметры и можете рассчитывать на гарантированный результат.

Принцип работы такого светильника весьма прост. В дневное время солнце попадает на фотоэлемент, который вырабатывает электроэнергию и заряжает небольшой аккумулятор. Когда напряжение солнечной панели падает, транзисторный ключ перекрывает ток от солнечной батареи к аккумулятору и подает питание на один или несколько ярких светодиодов. При появлении напряжения на контактах фотоэлемента происходит обратное переключение.

Какие детали и где лучше заказывать

Наиболее сложно разжиться солнечными элементами. Подойдут некондиционные элементы, их проще всего купить на различных интернет-аукционах, таких как Aliexpress. Подбирайте модуль с напряжением на выходе не ниже 5 вольт, мощность должна соответствовать числу светодиодов. Очень важно, чтобы модуль имел отпайки проводников, в ином случае покупайте те, которые идут в комплекте с плоскими проводниками и карандашом-флюсом.

Самый дорогостоящий элемент светильника — это никель-металл-гидридный или литий-ионный аккумулятор . Нужны аккумуляторы напряжением 3,6 В, они выглядят как три пальчиковые батарейки, затянутые в пленку. Емкость также должна соответствовать суммарной мощности светодиодов, умноженной на количество часов автономной работы + 30%. Купить можно вместе с модулями.

Источниками света служат светодиоды. Опираясь только на характеристики, вы, скорее всего, не сможете подобрать подходящий уровень освещенности, поэтому выбирать придется опытным путем. Рекомендуется использовать яркие белые светодиоды BL-L513. Их легко найти в магазинах электронных компонентов, например, в «Чип и Дип» они стоят по 10 руб. К каждому светодиоду нужен токоограничивающий резистор на 33 Ом.

Также для каждого светильника нужен транзистор 2N4403, выпрямительный диод 1N5391 или КД103А, а также резистор, номинал которого рассчитывается по формуле R = Uбат х 100/N х 0,02, где N — количество светодиодов в цепи, а Uбат — рабочее напряжение аккумулятора.

Читайте также:
Фигурный кирпич: сфера применения, форма, виды

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.

Паяем простенькую схему и компонуем детали

Для сборки такой схемы не обязательно иметь текстолитовую основу и вытравливать дорожки. Катоды (короткая ножка) всех светодиодов собираются в один узел, к анодам (длинная ножка) припаиваются резисторы на 33 Ом. Хвосты резисторов также спаиваются вместе и припаиваются к коллектору транзистора. С базой транзистора соединен резистор на 3,6 кОм, а с эмиттером — катод выпрямительного диода. Анод диода соединен с резистором базы, на этот же узел подается положительный полюс солнечных модулей. Минус от модулей и аккумулятора соединен проводами с объединенными катодами светодиодов. Положительный полюс аккумулятора подключается к эмиттеру транзистора.

Электрическая схема светильника

Отдельные солнечные модули имеют напряжение 0,5 В, а для зарядки аккумуляторов нужно 4,5–5 В. Поэтому отдельные модули нужно объединять в цепочки. Для начала припаяйте к модулям проводники, если их нет. Для этого нарежьте плоский проводник на полоски, длиною чуть больше, чем ширина модуля. Если модуль 19 мм, режьте по 25 мм.

Положительный контакт модуля расположен на тыльной стороне, а отрицательный — эта та самая центральная полоска на лицевой части. По этой полоске нужно провести флюсом — это такой бесцветный маркер из комплекта. Затем поверх контакта укладывается отрезок проводника. Остается только медленно провести сверху паяльником: тонкий слой олова уже есть на проводнике. Оставшийся хвост припаивается к контакту на тыльной стороне следующего модуля и так по цепочке, пока не соберется 10 модулей в два ряда.

Между рядами нужно сделать перемычку из плоского проводника, а к оставшимся двум концам припаять тонкие медные проводки. Будьте осторожны при работе с модулями, они очень хрупкие. Их также не желательно перегревать, поэтому не держите паяльник на одном месте слишком долго.

Конструкция и сборка светильника

Для светильника нужен корпус, желательно влагозащищенный. Очень удобно использовать пустую банку от консервации с закручивающейся крышкой.

Пример компоновки деталей

Для сборки такого светильника нужен кусок фанеры, чтобы наклеить на него два ряда модулей. Предложенные фотоэлементы имеют размер 52х19 мм, сложив их в два ряда, получится прямоугольник с размерами примерно 110х110. Клеить модули можно на двухсторонний скотч для зеркал, но не нужно придавливать слишком сильно.

Перед тем как наклеить модули, вырежьте в центре дощечки отверстие под крышку банки и закрепите ее внутри парой капель термоклея. В крышке нужно проколоть два отверстия для ввода проводков от модулей, не забудьте потом восстановить герметичность.

Чтобы удобно разместить внутри электронику, приклейте на внутреннюю сторону крышки небольшую шайбу из пенопласта. Если вы, паяя схему, не будете обкусывать ножки, то сможете воткнуть элементы в пенопласт и так их зафиксировать. А если сделать прямоугольные разрезы в пенопласте, в них вы легко вставите аккумуляторы. Для контакта используйте пару сплющенных шариков из алюминиевой фольги с припаянными к ним проводками.

Перед тем как будете закрывать крышку, хорошо погрейте банку изнутри феном. Так детали будут меньше окисляться, а на стенках банки не появится конденсат.

Некоторые секреты эксплуатации

Светильники очень плохо переносят холода, поэтому на зиму их желательно занести в теплое помещение. Аккумуляторы нужно полностью разрядить, закрыв солнечную панель чем-то непрозрачным. Замотайте аккумуляторы в бумагу по отдельности, так они прослужат дольше. Также подумайте о том, чтобы накрыть модули прозрачным защитным покрытием или используйте пленочные фотоэлементы. В целом таких светильников хватает на 6–7 лет активного использования.

Как самому сделать садовый светильник на солнечных батареях

Если вы задумались об организации подсветки приусадебного участка, то не спешите покупать осветительные приборы в магазине. Садовые светильники на солнечных батареях можно сделать своими руками.

Если вы хотите осветить открытую территорию, а подводка электроснабжения к ней затруднена, то стоит подумать о светильниках на солнечных батареях, зарядка аккумуляторов которых происходит от лучей солнца. С наступлением темноты подобные приборы начинают работать, создавая комфортную обстановку на вашем приусадебном участке. Светильники просты в использовании и установке, а также привлекают вполне демократичными ценами на них и широким выбором.

Садовый светильник на солнечных батареях

Данная статья будет интересна тем, кто любит создавать полезные в хозяйстве вещи собственноручно. К преимуществам изготовления светильников «своими силами» можно с уверенностью отнести то, что ваша модель будет эксклюзивна и вполне надежна (ведь вы ее сделали сами). При этом помните: осуществить значительную экономию денежных средств вряд ли удастся. Мы не будем приводить описание дорогостоящих схем с использованием готовых контроллеров, а остановимся лишь на наиболее простом варианте. Повторить его сможет, практически, любой человек, хоть раз державший в руках паяльник.

Читайте также:
Современный дизайн мебели

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.

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 деталей и цены

Выбор деталей зависит от того, насколько мощный светильник вы намереваетесь изготовить. Приводим конкретные номиналы для самодельного осветительного прибора мощностью 1 Вт и интенсивностью светового потока 110 Лм.

Так как в вышеприведенной схеме отсутствуют элементы контроля уровня заряда аккумуляторной батареи, то, прежде всего, необходимо обратить внимание на выбор солнечной батареи. Если выбрать панель со слишком маленьким током, то за световой день она просто не успеет зарядить аккумулятор до нужной емкости. И наоборот слишком мощная световая панель может перезарядить батарею за время светового дня и привести ее в негодность.

Вывод: ток, вырабатываемый панелью, и емкость аккумулятора должны соответствовать друг другу. Для грубого расчета можно воспользоваться соотношением 1:10. В нашем конкретном изделии мы используем солнечную панель с напряжением 5 В и вырабатываемым током 150 мА (120-150 рублей) и аккумуляторную батарею форм-фактора 18650 (напряжением 3,7 В; емкостью 1500 мАч; стоимостью 100-120 рублей).

Также для изготовления нам понадобятся:

  • Диод Шоттки 1N5818 с максимальным допустимым прямым током 1 А – 6-7 рублей. Выбор именно этой разновидности выпрямительной детали обусловлен низким падением напряжения на нем (около 0,5 В). Это позволит использовать солнечную панель наиболее эффективно.
  • Транзистор 2N2907 с максимальным током коллектор-эмиттер до 600 мА – 4-5 рублей.
  • Мощный белый светодиод TDS-P001L4U15 (интенсивность светового потока – 110 Лм; мощность – 1 Вт; рабочее напряжение – 3,7 В; потребляемый ток – 350 мА) – 70-75 рублей.

Важно! Рабочий ток светодиода D2 (или суммарный общий ток при использовании нескольких излучателей) должен быть меньше максимального допустимого тока коллектор-эмиттер транзистора T1. Это условие с запасом выполняется для примененных в схеме деталей: I(D2)=350 мА Батарейный отсек KLS5-18650-L (FC1-5216) – 45-50 рублей. Если при монтаже устройства аккуратно припаять провода к выводам аккумулятора, от покупки этого элемента конструкции можно отказаться.

  • Резистор R1 номиналом 39-51 кОм – 2-3 рубля.
  • Добавочный резистор R2 рассчитываем в соответствии с характеристиками применяемого светодиода.

Назначение и расчет добавочного резистора в цепи питания светодиода

Напряжение аккумулятора может быть слишком большим для светодиода (это может привести к выходу из строя последнего). Чтобы компенсировать его излишки используем добавочный резистор R2. Расчет его номинала производим исходя из формулы: U(A) = U(D2) + U(R2), где:

U(A) – напряжение аккумуляторной батареи;

U(D2) – рабочее напряжение светодиода;

U(R2) – падение напряжения на добавочном резисторе R2.

Для используемого в приведенной выше схеме светодиода TDS-P001L4U15 с рабочим напряжением 3,7 В применение резистора R2 не требуется, так как U(A) = U(D2). То есть наша конкретная схема будет выглядеть следующим образом:

В качестве примера расчета добавочных резисторов рассмотрим схему с подключением двух разнотипных светодиодов: D2 – BL-L813UWC (рабочее напряжение – 2,7 В; потребляемый ток – 30 мА; стоимость – 15 рублей) и D3 – FYL-5013UWC/P (2,2 В; 25 мА; 20 рублей).

Рассчитываем добавочный резистор R2 для светодиода D2.

U(R2) = U(A) – U(D2) = 3,7 – 2,7 = 1 В

По закону Ома (знакомого всем со школьной скамьи):

U(R2) = R2 • I, где I – потребляемый светодиодом ток, следовательно

R2 = U(R2) : I = 1 : 0,03 = 33,33 ≈ 33 Ом

Аналогично рассчитываем добавочный резистор R3 для светодиода D3:

U(R3) = U(A) – U(D3) = 3,7 – 2,2 = 1,5 В

R3 = U(R3) : I = 1,5 : 0,025 = 60 ≈ 62 Ом

На заметку! После произведенных расчетов величины добавочных резисторов округляем полученные значения до ближайших стандартных номиналов.

Окончательно схема с двумя разнотипными излучателями будет выглядеть следующим образом:

Монтаж

Схема состоит из минимального количества элементов, поэтому монтаж можно без труда осуществить навесным способом. Длины «ножек» деталей будет вполне достаточно, чтобы произвести пайку без применения дополнительных проводов. После окончания монтажа и проверки работоспособности изготовленного светильника все места соединений следует заизолировать с помощью теплового карандаша или соответствующего герметика.

Для тех, кто предпочитает монтировать компоненты на печатной плате, могут сделать это, используя универсальную монтажную плату подходящих размеров или изготовленную самостоятельно.

Из чего изготовить плафон?

Прежде, чем рассказать, какие формы можно использовать при изготовлении плафона, напомним о требованиях, которые необходимо соблюдать при самостоятельном изготовлении корпуса светильника:

Солнечная панель должна быть расположена снаружи на верхней части изделия, чтобы она хорошо освещалась в дневное время.

Все стыковочные швы между элементами конструкции надо тщательно герметизировать (компоненты схемы боятся влаги).

Светодиоды необходимо располагать в прозрачной части плафона.
В остальном все будет зависеть только от вашей фантазии, личных предпочтений и имеющихся в наличии подручных материалов. Одним из наиболее простых вариантов является применение в качестве плафона стеклянной банки (например, для хранения сыпучих продуктов) с широким горлышком и плотной крышкой:

  • делаем отверстие в крышке и пропускаем через него провода от солнечной панели;
  • фиксируем на внешней стороне солнечную панель с помощью герметика;
  • на внутренней поверхности монтируем батарейный отсек и элементы схемы;
  • светодиоды располагаем в нижней части банки.
Читайте также:
Шале из бруса: инструкция по монтажу своими руками, особенности домов в альпийском стиле

В качестве практически готового корпуса можно с успехом использовать пищевой контейнер из прозрачного пластика. В продаже имеется большое количество таких изделий различных размеров и форм (круглые, квадратные, прямоугольные). Выбор будет зависеть от размеров солнечной панели и количества светодиодов.

В заключении

Повторив простейшую схему и приобретя необходимый опыт изготовления, вы сможете изготовить необходимое количество самых разнообразных самодельных светильников на солнечных батареях. Такие экономичные и мобильные осветительные приборы не только украсят ваш приусадебный участок, но и в значительной мере повысят комфорт его использования в темное время суток (например, если расположить их вдоль садовых дорожек, над входной дверью или у летней беседки).

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Как выбрать пылесос: помогаем определиться с критериями

Оглавление

  • Пылесос обычный, классический, традиционный
  • Пылесос хозяйственный (он же строительный)
  • Вертикальный пылесос
  • Роботы-пылесосы
  • Специализированные пылесосы
  • Выводы

Довольно простой и давно знакомый нам бытовой прибор — пылесос — за последние десятилетия не только существенно эволюционировал, но и обзавелся довольно большим количеством всевозможных видов, специализирующихся на разных задачах.

Несмотря на то что все эти устройства продолжают называться «пылесосами», они поделили между собой различные участки работы: одни модели предназначены для профессиональной уборки больших площадей и/или помещений, в которых производится ремонт. Другие лучше всего подходят для уборки обычного дома или квартиры. Третьи специализируются на быстрой и комфортной уборке небольших пространств.

Давайте разберемся, какие бывают современные пылесосы и для выполнения каких работ лучше всего подходят те или иные модели. А заодно упомянем, на какие характеристики и особенности нужно обратить внимание при выборе пылесоса.

Пылесос обычный, классический, традиционный

При слове «пылесос» мы традиционно представляем этакий «пузатый» прибор на колесиках, у которого есть набор всевозможных шлангов, трубок и насадок.

Такой пылесос в первую очередь предназначен для уборки пыли, хотя иногда может выполнять и влажную уборку. В качестве пылесборника у этих устройств может выступать контейнер, мешок, аквафильтр либо комбинации этих вариантов (например, аквафильтр и контейнер). Сфера применения подобных устройств — уборка обычных домов и квартир, а также обработка мебели (при наличии технической возможности и специальных насадок).

Выбирая пылесос для дома, нужно обратить внимание на ряд факторов, непосредственно влияющих как на качество уборки, так и на удобство при повседневной эксплуатации устройства. Давайте перечислим основные параметры, которые требуют особого внимания.

  • Размер, габариты и маневренность. На современном рынке представлено немало пылесосов самых разных размеров. Конечно, всегда есть соблазн купить пылесос «побольше», однако далеко не всегда это решение окажется оптимальным. При выборе будет нелишне проверить, насколько легко вам управлять, тянуть и поднимать конкретный пылесос. При возможности было бы неплохо проверить работу устройства на разных поверхностях — коврах, твердых полах, паркете и т. п. Наконец, не помешает изучить инструкцию и узнать, что́ говорит о своем детище разработчик: нередко производитель пылесосов указывает рекомендованную площадь уборки, с которой данная модель справится лучше всего.
  • Система сбора пыли. Традиционные пылесосы собирают пыль и мусор в мешок (одноразовый или многоразовый), в контейнер (с помощью так называемого циклонного фильтра, в котором пыль собирается в комки) либо с помощью аквафильтра — пропуская загрязненный воздух через воду. Некоторые модели допускают использование различных пылесборников — обычного мешка или циклонного фильтра, или, например, мешка и аквафильтра. Принципиальная разница между различными способами сбора пыли заключается в том, как именно предстоит ухаживать за устройством. Так, контейнер придется регулярно опустошать вручную (что означает необходимость контакта с пылью), а при наличии аквафильтра пользователю нужно будет лишь вылить грязную воду. Наконец, напомним, что одноразовые мешки хоть и удобны (их нужно лишь заменить при заполнении), но являются расходным материалом, а следовательно, их использование повлечет за собой дополнительные траты.
  • Объем пылесборника. Различные модели оснащены пылесборниками различного объема, рассчитанными на помещения своего размера. Чем меньше пылесборник — тем чаще придется отвлекаться на его опустошение и очистку.
  • Система фильтрации. Чтобы избежать попадания мелких частиц пыли обратно в воздух, в современных пылесосах устанавливают системы мелкой очистки. Наилучшие результаты показывают модели с аквафильтрами и фильтрами HEPA (предназначенными для фильтрации особо мелких частиц). Наличие подобных фильтров — обязательное условие для современного пылесоса.
  • Мощность. От мощности зависит, насколько «сильным» окажется пылесос. Для уборки относительно чистых помещений подойдет и маломощный пылесос, а вот если в доме есть домашние животные или дети, то лучше обратить внимание на более мощные модели. К сожалению, данный параметр не является универсальным и очевидным: далеко не всегда модель, имеющая бо́льшую мощность по паспорту, покажет лучший результат в условиях реальной эксплуатации. Поэтому перед выбором пылесоса будет нелишне ознакомиться с отзывами пользователей и обзорами модели на профильных технических интернет-ресурсах.
  • Возможность влажной уборки. Некоторые модели допускают возможность влажной уборки (они также называются моющими пылесосами). Такие устройства с помощью специальной насадки распыляют воду (либо моющее средство), после чего собирают его в специальный резервуар. Моющий пылесос позволяет не только более качественно убрать пол, но и отмыть мягкую мебель, а также очистить ковры.
  • Наличие аксессуаров. Перед выбором пылесоса будет нелишне выяснить, какой набор насадок входит в комплект. Всего их может быть довольно много: насадки для пола и ковров, специальные насадки для ламината, щелевые насадки для уборки труднодоступных мест, насадки-щетки для мебели и одежды. Существуют даже специальные насадки для ухода за шерстью домашних животных!
  • Уровень шума. Пылесос — это шумное устройство, а слишком высокий уровень шума может доставить проблемы домашним (особенно в малогабаритной квартире). Поэтому если вы предполагаете, что шум пылесоса может стать помехой, то лучше заранее выяснить, насколько громко будет шуметь интересующая вас модель.
Читайте также:
Стеклянные камины (62 фото): современные камины с экраном из стекла, трехсторонние, круглые или другие модели для дома

Пылесос хозяйственный (он же строительный)

Хозяйственный, или строительный пылесос, как правило, представляет собой увеличенную и более мощную (а следовательно — более громкую) версию традиционного пылесоса, рассчитанную на повышенные нагрузки и работу с более «сложным» мусором.

Отметим, что почти ни один из бытовых пылесосов не должен, по мнению производителя, сталкиваться с ремонтным мусором. Такое «нецелевое» использование устройства может привести к преждевременному износу пылесоса либо его компонентов. Особенно страдают от строительной пыли многоразовые фильтры.

Строительные пылесосы, в отличие от бытовых, специально проектируются с учетом того, что убирать придется остатки цементных смесей, крупные фракции (осколки кирпича и щепки). Многие из этих устройств имеют возможность прямого подключения к «мусорящим» электрическим инструментам — лобзикам, шлифовальным машинкам, перфораторам и т. п.

Понятно, что на первое место при выборе такого устройства выходят «всеядность» и мощность. Элегантного внешнего вида и сниженного уровня шума в этом случае обычно не ждут.

Емкость пылесборника у строительного пылесоса может составлять несколько десятков литров, а само устройство почти всегда умеет работать с мешками — как одноразовыми, так и многоразовыми.

Хотя уборка воды — обычно не самая востребованная функция пылесоса, необходимость в ней периодически возникает. С помощью хозяйственного пылесоса можно без труда убрать лужу перед крыльцом дачного дома, собрать воду с пола ванной после протечки водопровода, удалить растаявший снег с пола салона автомобиля или воду из сифона унитаза перед его снятием.

Подобное устройство пригодится в случае, если вы планируете мелкий (или крупный) ремонт в квартире либо увлекаетесь всевозможными самоделками (например, связанными с обработкой дерева). Такой пылесос также рекомендуется для дачи, мастерской и гаража.

Ну а после окончания ремонта строительный пылесос может без труда начать выполнять роль бытового — конечно, если вы готовы смириться с его немаленькими габаритами и повышенным уровнем шума.

Вертикальный пылесос

Вертикальные пылесосы, получившие широкое распространение в последние годы, выступают в принципиально иной категории, нежели пылесосы традиционные. Если последние предназначены для полноценной и тщательной уборки всей квартиры, то вертикальные пылесосы скорее выполняют роль электрического веника и предназначены для уборки не слишком загрязненных помещений. Также они используются в повседневном режиме — когда нужно быстро убрать небольшое пространство (песок в зоне хранения обуви или просыпавшуюся крупу на кухне).

Основные достоинства вертикальных пылесосов — это компактность, малый вес и возможность работы от аккумулятора. Ключевые (возможные) недостатки — недостаточная мощность, небольшая продолжительность автономной работы и неудачные конструктивные решения.

Итак, на какие параметры нужно обратить внимание при выборе вертикального пылесоса?

  • Мощность. Если традиционные и хозяйственные пылесосы редко бывают обделены мощным мотором, а чаще даже имеют более мощный мотор, чем требуется, то для компактных аккумуляторных пылесосов недостаточная мощность может стать тем самым «узким местом», отделяющим полезный прибор от бесполезного. Выбирая вертикальный пылесос, нужно обязательно обратить внимание на мощность устройства и убедиться, что она окажется достаточной для уборки помещения. Как и в случае с «большими» моделями, ориентироваться только на заявленные производителем цифры не рекомендуется: далеко не всегда реальная производительность устройства соотносится с ними ожидаемым образом.
  • Емкость аккумулятора и время работы. А вот в этом параметре производитель почти никогда не обманывает. Перед покупкой вертикального пылесоса обязательно нужно узнать, сколько он сможет проработать без подзарядки, а также какое время потребуется на полную зарядку батареи. Конечно, полноценно убрать квартиру площадью в сто квадратов все равно способна мало какая аккумуляторная модель, однако если вы планируете покупать вертикальный пылесос в квартиру-студию или «однушку», то будет логичным остановить свой выбор на той модели, которая сможет справиться с уборкой помещения за один раз, без дополнительной подзарядки.
  • Вес. Если вы планируете использовать вертикальный пылесос для полноценной, а не кратковременной уборки, то не стоит забывать, что все это время вы будете держать его в руках, а следовательно, устройство не должно быть слишком тяжелым. Если же пылесос приобретается для эпизодического использования, то важность этого параметра не так велика.
  • Комплектация (наличие насадок). Как и его старшие собратья, хороший вертикальный пылесос не только оснащен широким набором насадок (тут можно вспомнить и турбощетку для пола, и специальную щетку для мебели, и щелевую насадку, и щетки для чистки текстиля, и дополнительные удлинительные трубки), но и спроектирован таким образом, чтобы все эти насадки без труда добрались до самых удаленных и труднодоступных мест, в том числе пылесосом должно быть удобно пользоваться под мебелью и в узких проходах.
  • Возможность влажной уборки. Несмотря на то что подавляющее большинство вертикальных пылесосов предназначены только для уборки сухой пыли, некоторые модели допускают и возможность влажной уборки. Реализуется эта функция с помощью специальной насадки для мытья пола — бака для небольшого количества воды и моющей тряпки, которая увлажняется автоматически. Влажная уборка может оказаться отличной функцией: застарелые и сильные загрязнения такой пылесос, разумеется, не очистит (для генеральной уборки существуют другие устройства — парогенераторы или паровые швабры), но совмещение ежедневного подметания пола с влажной уборкой существенно облегчает жизнь.
  • Наличие подсветки. Еще одна полезная функция, которая есть далеко не у каждого вертикального пылесоса — это светодиодная подсветка пола. Такая мелочь может существенно повысить комфорт от использования пылесоса: не придется специально светить под кровать фонариком, чтобы рассмотреть, насколько тщательно была убрана грязь.
  • Док-станция. Вертикальные пылесосы традиционно крепятся на стену с помощью специального приспособления, выполняющего роль зарядной станции. Выбирая вертикальный пылесос, нужно убедиться, что док-станция может быть без труда смонтирована в выбранном месте и не помешает другой мебели.
Читайте также:
Хранение книг в детской комнате: идеи на фото

Роботы-пылесосы

В отличие от всех вышеперечисленных устройств, роботы-пылесосы относятся к принципиально другому классу устройств, хотя они выполняют ту же самую задачу — убирают грязь и пыль в квартире.

Ключевая особенность робота-пылесоса заключается в том, что он убирает квартиру самостоятельно, без непосредственного участия владельца. Можно сказать, что такое устройство предназначено для повседневного поддержания чистоты, а не для уборки сильно загрязненных помещений.

Мощность такого устройства будет существенно ниже, чем у других видов пылесосов, однако эффективность роботов-пылесосов оказывается довольно высокой. Достигается она за счет того, что робот ежедневно (либо по другому удобному расписанию) обходит помещение и собирает небольшие количества мусора и пыли, которые без его участия потихоньку накапливались бы. Вряд ли вы заметите, что квартира стала существенно чище после одного или двух запусков робота, однако если вы начнете пользоваться им регулярно, то вскоре изменения станут очевидны: пыли под ногами станет меньше, а генеральную уборку нужно будет проводить реже.

Большинство роботов-пылесосов очень похожи друг на друга, они имеют одинаковые (или схожие) щетки и функционируют по одному принципу. Поэтому разница между различными моделями может оказаться далеко не очевидна.

На какие характеристики нужно обратить внимание при выборе робота-пылесоса?

  • Емкость аккумулятора и время работы. Один из ключевых параметров, от которого зависит эффективность работы робота-пылесоса — это емкость аккумулятора и время автономной работы. Чем дольше проработает пылесос без подзарядки — тем бо́льшую площадь он сможет убрать.
  • Возможность влажной уборки. Влажная уборка — далеко не основная функция роботов-пылесосов, однако многие из них все же укомплектованы специальным контейнером для воды и тряпками для влажной уборки. Возможность не только автоматически убрать пыль, но и протереть пол — полезный бонус (однако влажная уборка потребует личного участия владельца).
  • Наличие различных программ и встроенное ПО. Эффективность работы робота-пылесоса во многом зависит от того, насколько «умным» окажется устройство. Многие модели умеют строить карту помещения, что повышает результативность уборки, другие просто блуждают по квартире, поворачивая в разные стороны при встрече препятствий. К сожалению, предсказать, насколько эффективной окажется та или иная модель, по ее описанию не представляется возможным: нам попадались и относительно простые модели, демонстрировавшие хорошие результаты, и «умные» устройства, которые в попытке построить карту помещения окончательно запутывались и в результате оставляли неубранные участки. Таким образом, лучший способ узнать о достоинствах и недостатках той или иной модели — это изучить обзоры на профильных сайтах и ознакомиться с отзывами пользователей. В этом же разделе упомянем такие вещи, как способность пылесоса адекватно реагировать на препятствия (пороги и ступеньки), а также возможность установки специальных барьеров (как правило, ИК-излучателей), блокирующих проезд пылесоса в те зоны, куда ему ездить не следует.
  • Дистанционное управление и управление со смартфона. Подавляющее большинство роботов-пылесосов комплектуются пультом дистанционного управления, а наиболее «продвинутые» устройства можно подключить к домашней сети Wi-Fi и управлять ими из мобильного приложения, благодаря чему отдавать команды роботу можно буквально из любой точки мира.
  • Настройка расписания. Практически у всех роботов-пылесосов есть настройка уборки по расписанию, однако далеко не во всех моделях она реализована удачно. Поскольку многие пользователи предпочитают, чтобы робот хозяйничал в квартире в отсутствие самих хозяев, то возможность легко и просто настроить расписание уборки является, на наш взгляд, одной из ключевых функций, на которую нужно обратить внимание. Хороший робот-пылесос позволит создать сразу несколько сценариев для уборки по будням, по выходным либо по выбранным дням недели, что позволит владельцу не возвращаться к этому вопросу после первоначальной настройки.

Отметим, что на сегодняшний день на рынке роботов-пылесосов представлено множество схожих моделей, которые демонстрируют очень разное качество уборки (причина тому — разный уровень качества встроенного ПО). К тому же многие модели оказываются откровенно неудобны в управлении (например, не позволяют задать расписание по выбранным дням) либо плохо ориентируются в помещении (начинают «путаться» между ножек мебели и в результате не убирают часть комнат). К сожалению, узнать, насколько удачной в реальности окажется та или иная модель, изучив только ее документацию и рекламные материалы, практически невозможно.

Специализированные пылесосы

Помимо описанных выше пылесосов, можно встретить узкоспециализированные устройства, предназначенные для выполнения каких-то особенных задач.

Сюда можно отнести автомобильные пылесосы, а также специфические модели, предназначенные, например, для ухода за матрасами (один такой прибор некоторое время назад попал к нам на тестирование).

Существуют также специальные пылесосы для борьбы с пылевыми клещами, пылесосы для химчистки (экстракторы), пылесосы для обслуживания бассейнов, компактные ручные пылесосы для ухода за компьютерами и бытовой техникой, профессиональные пылесосы, предназначенные для работы с электроинструментом, и прочие специфические модели, рассматривать которые в рамках данного обзора мы не будем.

Однако упомянуть об их существовании стоит: вдруг кому-то понадобится именно такое специальное устройство!

Выводы

На современном рынке пылесосов представлены четыре основных типа устройств: обычные (традиционные) пылесосы, хозяйственные пылесосы, вертикальные пылесосы и пылесосы-роботы.

Все они широко применяются в квартирах и частных домах, но каждая из этих категорий устройств имеет свою собственную «специализацию» (хотя, конечно, отчасти все они могут подменить друг друга в случае острой необходимости).

Выбор наиболее подходящего типа пылесоса и конкретной модели обуславливается в первую очередь задачами, которые предполагается решать с помощью устройства: для ежедневной уборки квартиры лучше подойдет традиционный пылесос, в случае ремонта не обойтись без хозяйственного (промышленного) устройства, а если перед пользователем стоит задача тратить на уборку в доме как можно меньше времени, то главным помощником в этом деле станет робот-пылесос.

Читайте также:
Украшение детской площадки своими руками

Отметим, что различные типы этих устройств не заменяют (или, как минимум, не полностью заменяют) друг друга, а следовательно, оптимальным решением во многих случаях будет покупка сразу двух пылесосов. Например, для частного дома имеет смысл приобрести большой хозяйственный пылесос для быстрой и эффективной уборки больших площадей, а в дополнение к нему — робот-пылесос для ежедневной борьбы с пылью и шерстью домашних животных.

Устройство пылесоса: схема, принцип действия и виды помощников

Уборка и пылесос — понятия неразделимые. Трудно найти дом, в котором нет этого неутомимого помощника. Как правило, люди не интересуются, как работает этот прибор, но все меняется, когда происходит «трагедия» — его поломка. Понять ее причины, не изучив устройство пылесоса, невозможно. Выбрать подходящую модель из большого ассортимента, если пришлось распрощаться со старым другом навсегда, тоже проблематично. Поэтому многим потенциальным покупателям не помешает заблаговременно познакомиться с принципом работы, особенностями разных конструкций пылесосов. Знания помогут выбрать оптимальный агрегат, значительно облегчающий монотонную работу.

Как устроен пылесос?

Трудно представить, что «прадед» современного пылесоса появился на свет еще в далеком 1907 году. Его соорудил американский изобретатель Джеймс Мюррей Спэнглер, ранее получивший патенты на несколько других агрегатов. Его портативный пылесос состоял из вентилятора, двигателя швейной машинки, наволочки от подушки, выпрошенной у жены, и вращающейся щетки. Однако средств для налаживания массового производства у него не было, чем и воспользовался супруг его кузины Уильям Гувер (Hoover), купивший патент.

С тех пор воды утекло достаточно, но каких-то революционных изменений пылесосы не претерпели. Современный прибор состоит из нескольких элементов. «Сердце» прибора — мотор, состоящий из двух частей: асинхронного коллекторного двигателя и ротора вентилятора, закрепленного на валу. Другие узлы и элементы:

  • корпус;
  • пылесборник;
  • набор насадок, щеток;
  • труба–удлинитель;
  • шланг-воздуховод;
  • фильтр (или система фильтров).

Корпус делают из высокопрочного пластика. Пылесборники бывают двух типов — мешки и контейнеры. Количество насадок может быть разным, все зависит от комплектации определенной модели. Например, универсальные щетки есть практически всегда, однако удобными, эффективными турбощетками, наоборот, оснащается не каждый пылесос.

Принцип работы агрегата

После включения пылесоса начинает работать турбина, откачивающая воздух из корпуса прибора. Благодаря ей на входе создается область пониженного давления, которую называют вакуумом. Так как природа, как правильно подметил Аристотель, не терпит пустоты, свободное пространство заполняется воздухом, вместе с которым в пылесос попадают частицы пыли и более крупного мусора.

Поток воздуха, пройдя по трубе, попадает в пылесборник, где проходит первичную очистку, затем следует черед других фильтров, благодаря которым в комнату возвращается чистая смесь газов. Чтобы иметь представление об особенностях функционирования устройства, достаточно хотя бы один раз увидеть торнадо — природный «пылесос», всасывающий на своем пути абсолютно все. Бытовые искусственные «стихии» — пылесосы циклонного типа.

Особенности разных видов

Предназначение всех агрегатов одно — уборка, однако отличаются модели друг от друга довольно сильно.

Также вы можете ознакомиться с ценами на пылесосы:

Привычный пылесос с мешком или контейнером

Это самые простые пылесосы, поэтому они не лишены недостатков. Загрязненный воздух поступает в мешок (тканевый либо бумажный), где улавливается относительно большой мусор и крупные частички пыли. Затем, попутно охлаждая двигатель, воздух двигается дальше. Он проходит через несколько фильтров, однако такую систему приходится постоянно чистить, так как загрязняется она очень быстро.

Есть модели, в комплекте которых помимо мешков присутствует еще и пластиковый контейнер, легкий, удобный, оборудованный собственным фильтром. Неудобство таких пылесосов — быстрое наполнение пылесборников. Чем больше мусора скапливается, тем меньше всасывательная способность прибора. Очистка мешков и контейнеров — процесс не слишком приятный, потому что мусор пытается снова осесть на всех близлежащих поверхностях. Как мешки, так и контейнеры приходится часто стирать (мыть).

Циклонная разновидность — шаг вперед

Этим устройством мир обязан англичанину Джеймсу Дайсону, индустриальному дизайнеру и изобретателю, благодаря которому в 1983 году на свет появился первый, революционный, представитель циклонических пылесосов, лишенных «атавизма» — неудобного мешка для мусора (или его пластикового «двойника»). Толчком для изобретения стала пыль на его заводе, где делали садовый инвентарь, тоже сконструированный им.

Роль мешка здесь исполняет сложный пластиковый контейнер, состоящий из 2 колб. В верхнюю часть поступает мусор, который сразу же закручивается мощным вихревым потоком, отбрасывающим частички на стенки емкости. Крупные элементы попадают в нижний отсек, мелкие оседают тут же на стенках. В лучших моделях есть несколько фильтров, обеспечивающих идеальную очистку воздуха. Контейнер легко и быстро опорожняют, без проблем моют, но от прямого контакта с пылью при его очистке все же не уклониться.

Агрегаты, имеющие аквафильтр

Еще одна популярная модификация пылесосов, минимизирующих «общение» с пылью и мусором. Здесь в роли мешка-пылесборника выступает иной контейнер — емкость с водой. Мусор, крупный и микроскопический, попадая туда, быстро напитывается влагой и «камнем» идет на дно. Модели эти тоже оснащаются фильтрами. Такие пылесосы эффективно справляются с обязанностями, но не лишены недостатка.

Для кого-то минус не будет существенным. Это быстрое загрязнение контейнера, поэтому от хозяев требуется мыть его после каждой уборки. Необходимо полностью высушивать емкость. В противном случае в ней могут «завестись» нежелательные микроорганизмы, для которых водная среда — лучшее место существования. Речь идет о плесени, грибках.

Сепараторные пылесборники

Это относительно новая разновидность, которая оснащается усовершенствованным аквафильтром. Пыль и грязь задерживаются внутри с помощью турбины, расположенной в колбе. Мусор, попадая в нее, мгновенно закручивается, тем самым теряя шанс выбраться наружу, а потом погружается в воду, где быстро оседает.

Читайте также:
Универсальные быстрозажимные тиски для домашней мастерской

Такие пылесосы, как правило, тоже не требуют системы фильтров, однако некоторые бюджетные модели ими оснащаются. Однако почти все устройства, имеющие аквафильтр, имеют надежную систему защиты двигателя от воды.

Встроенные (центральные) конструкции

Это самый редкий, экзотический вид. Такие пылесосы не мобильны, они имеют рабочие части — воздуховоды, двигатель, фильтры, — спрятанные в стену. Шланг с насадками у этого чудо-агрегата подключают не к пылесосу, а к пневматическим розеткам, расположенным по всему периметру площади, на которой необходима уборка.

Внутри стен оборудуется лабиринт воздуховодов, который ведет в одном направлении — к общему пылесборнику. Такой контейнер, а также мотор и фильтры обычно монтируют в подвальных либо подсобных помещениях. Огромный минус — шланги очень большой длины, они лишь затрудняют уборку, мешая ей.

Моющие универсалы

Такие помощники способны вымыть, пол, мебель, стены, выложенные плиткой и другие плоские поверхности. Отличие их от обычных «сухих» агрегатов — наличие двух емкостей для воды. В одну из них наливают моющий раствор, который затем подается по поверхность, связывает пыль. Грязная вода всасывается во второй — пустой — резервуар.

При своей универсальности у приборов все же присутствуют недостатки. Моющие устройства имеют большие габариты, требуют перед уборкой предварительной подготовки — заливания раствора с моющим средством. После уборки необходимо промывать и сушить оба контейнера. Поэтому такие конструкции незаменимы во время генеральной «зачистки» дома/квартиры. Для ежедневного использования гораздо удобнее легкие, компактные агрегаты.

Вертикальные устройства

Это один из самых распространенных видов. Вертикальные бытовые пылесосы сильно отличаются от привычных моделей. Гибкого шланга тут не видно, потому что он встроен в сам корпус, представляет с ним единое целое. Там же находятся и другие элементы пылесоса — двигатель, пылесборник, система фильтров.

Снизу располагается щетка, сверху — ручка и кабель, однако есть модели и без него — те, что работают от аккумулятора. В таком вертикальном исполнении производят разные виды техники: оснащенные мешком, контейнерные (обычно циклонные), паровые и моющие. Главные плюсы пылесосов-щеток — компактность, малый вес, относительный недостаток — небольшая мощность.

Пылесосы-роботы

Это самые умные и самостоятельные помощники, которые пытаются вытеснить своих «простоватых» коллег по уборке. Они почти универсальны, так как одинаково эффективно убирают мусор с твердых поверхностей и ковролина. В корпусе небольших моноблоков (квадратных, круглых) помещается все, что нужно для полноценной уборки: пылесборник, моющий модуль, двигатель.

Пылесос-робот сможет сделать уборку по расписанию в отсутствие хозяев, так как устройство программируют пультом ДУ либо с помощью смартфона. Траектория движения выбирается благодаря датчикам — инфракрасным, лазерным, магнитным. Три часа работы без перерывов обеспечивается одной зарядкой прибора.

Устройство пылесоса не такая сложная тема для изучения, самая большая трудность — выбор подходящего устройства, а он непрост из-за неприлично огромного ассортимента. Однако будущие владельцы могут изучить отзывы на понравившийся агрегат, посмотреть рейтинги или проконсультироваться с продавцами.

Если выбор еще только предстоит сделать, то, может быть, это видео будет полезным:

Устройство пылесоса: основные составляющие, классификация

Устройство пылесоса с момента его изобретения (60-е гг XIX века) осталось в основном прежним. При этом в процессе совершенствования пылесос изменился до неузнаваемости. Это касается и внешнего вида, и многочисленных функциональных возможностей, и конструктивных особенностей прибора.

Современные пылесосы настолько разнообразны по устройству, что классификация по одному признаку останется неполной и недостаточной.

Основные составляющие части пылесосов

Вне зависимости от типа пылесосы состоят из трех основных частей:

  1. Устройства сбора. В качестве устройства сбора мусора и пыли выступают многочисленные насадки.
  2. Устройства транспортировки собранного мусора. Представляют собой трубы и шланги либо встроенные каналы.
  3. Корпуса, в которых размещается силовой агрегат, пылесборник и система фильтрации.

Для расширения сферы применения пылесоса используются различные насадки, предназначенные для сбора мусора. Так, универсальная насадка может использоваться для ухода за коврами и ковровыми покрытиями, для сбора мусора и пыли с пола, подоконников, верхних крышек шкафов и других плоских поверхностей. Универсальные насадки оснащаются переключателем режима для уборки гладких и ворсистых поверхностей, роликами, повышающими маневренность при работе, щетками с разной степенью жесткости и длины щетинок.

Для уборки с ковровых покрытий и других мягких поверхностей шерсти домашних животных и волокнистого мусора применяется турбощетка.

Моющие пылесосы оснащаются вакуумными насадками. Такие насадки обеспечивают подачу воды и моющих средств к поверхности уборки, а также удаляют загрязненную смесь.

Щетки для паркета позволяют бережно ухаживать за напольными покрытиями — линолеумом, ламинатом, паркетом. Конструкция щелевых насадок разных размеров и конфигураций помогает при уборке мусора и пыли из труднодоступных мест: стыков плинтуса с полом, из-под установленной мебели.

Для сбора металлического мусора и пыли в насадки интегрируются электромагнитные вставки. Электромагниты притягивают металлические загрязнения и удерживают их до отключения питания. По окончании уборки электромагниты отключаются, и собранный мусор втягивается в сборник воздушным потоком.

Мусор и пыль транспортируются в пылесборник по всасывающим трубам, соединенным с корпусом гибким гофрированным шлангом. При вертикальной компоновке пылесоса из системы транспортирования исключается шланг. В ручных аппаратах и пылесосах-щетках транспортной системой служат каналы внутри корпуса. Устройства транспортировки мусора и пыли встраиваемых пылесосов дополняются проложенными в стенах дома или квартиры каналами, к которым гибкими шлангами необходимой длины присоединяются всасывающие трубы.

Корпуса пылесосов изготавливаются из высокопрочных пластиков.

Внутрь корпуса интегрируются: воздушный вакуумный компрессор, электродвигатель, устройство сбора мусора, комплекс фильтров, блоки управления и сигнализации.

Схема домашнего пылесоса

Разновидности конструкций пылесосов

В магазинах представлена уборочная техника разных конструкций и функциональных возможностей. Потенциальному покупателю важно понимать, как работает пылесос того или иного вида. Ведь от принципа работы, особенностей эксплуатации зависят потребительские качества уборочного аппарата, возможности применения в различных условиях.

Читайте также:
Стеклянные камины (62 фото): современные камины с экраном из стекла, трехсторонние, круглые или другие модели для дома

Пылесос с мешком или контейнером

Вариант конструкции самый простой и доступный по цене. Работает такой пылесос по следующей схеме: через насадку и шланг внутрь вместе с воздухом втягиваются соринки и пыль. В мешке или контейнере основной мусор и пыль задерживаются. Воздух, продвигаясь дальше, проходит через систему фильтров и выпускается наружу.

Пылесос с мешком или контейнером для сбора пыли является самым простым в использовании агрегатом. Все обслуживание сводится к регулярной замене одноразового мешка/ очистке тканевого или пластикового пылесборника. К уборке можно приступить в любой момент, включив пылесос. Но следует учитывать, что интенсивность всасывания агрегата по мере заполнения пылесборника снижается.

Недостатки моделей с одноразовыми мешками — периодические затраты на покупку новых расходников. Тканевые многоразовые мешки и пластиковые контейнеры вытряхивать и очищать от пыли — занятие не из приятных.

Циклонные пылесосы

Захватываемый внутрь пылесоса загрязненный воздух подвергается мощному вихревому воздействию. Мусор и пыль под действием центробежной силы отбрасываются и оседают на стенах пластикового контейнера особой конструкции, состоящего из двух отсеков. Причем крупные соринки попадают в нижнюю часть циклонного пылесборника. Агрегаты также оснащаются дополнительными фильтрами, очищающими воздух от мельчайших субстанций.

Схема устройства циклонного пылесоса

Интенсивность всасывания у циклонных пылесосов не зависит от степени заполнения контейнера. Мусоросборник легко высвобождается и моется. Однако пух, мелкие пылинки, волосы и другой легкий мусор на дно контейнера оседают плохо, постепенно засоряют дополнительные фильтры. Работают циклонные модели довольно шумно.

Модели с водным пылесборником

Пылесос с водным фильтром удобен для пользователя минимизированным контактом с пылью и сором. Техника подходит для аллергиков, поскольку максимально задерживает внутри себя содержащиеся в воздухе мелкодисперсные частицы и аллергены. В конструкции агрегата предусмотрен наполняемый водой контейнер, куда и попадают собранные с поверхности пыль и соринки. Также модели оснащаются другими дополнительными фильтрами.

После каждой уборки от пользователя требуется разборка с выемкой резервуара. Грязная вода выливается, емкость тщательно моется и высушивается. Так что пользователю нужно освоить разборку и сборку аппарата для проведения обслуживания. Если должный уход не выполняется, то агрегат станет рассадником плесени и грибков. Пылесос с аквафильтром габаритный и менее маневренный.

Техника с сепараторным пылесборником

Модели с сепараторным способом сбора пыли отличаются усовершенствованным аквафильтром. Задумка разработчиков заключается в том, чтобы пылевые частицы и мусор закручивались и оседали в резервуаре с водой под воздействием мощного вихревого потока. Воздушный вихрь генерируется турбиной или сепаратором, вращающимся внутри колбы. В таких моделях дополнительные фильтры за исключением защиты двигателя от воды и грязи отсутствуют за ненадобностью.

Принцип работы пылесоса с сепараторным фильтром

Агрегат с сепараторным пылесборником также требует промывки и просушки аквафильтра после каждой уборки.

Пылесосы-швабры

Форм-фактор модели отличается от привычного исполнения с гибким шлангом. В таком аппарате, внешне напоминающем швабру, шланг встроен в вертикальный корпус, там же размещены двигатель, мусорный контейнер и фильтрующие элементы. Составные части вертикальной модели — щетка снизу и корпус с ручкой и электрическим шнуром сверху. Сегодня в продаже все чаще встречаются аппараты, работающие от аккумулятора.

Пылесосы-швабры в технической реализации могут быть с мешковым или водным пылесборником, а также циклонного типа. В зависимости от технической составляющей осуществляется уход. Пылесосы-швабры компактны, немного весят, мобильны и универсальны в использовании. К недостаткам пользователи относят малую мощность.

Варианты конструкций вертикальных пылесосов

Роботизированные модели

Роботы-уборщики — техника, способная по заданной программе самостоятельно производить уборку помещения. При этом роботизированные модели эффективны для уборки как гладких, так и ковролиновых поверхностей. Малогабаритный пылесос, подбираясь в труднодоступные места помещения, при помощи щеток выметает и всасывает пыль и соринки под шкафами и мягкой мебелью. Программное управление девайсом настраивается при помощи панели управления на корпусе или посредством пульта ДУ. Некоторые продвинутые модели можно настраивать удаленно через смартфон.

Схема основных элементов робота-пылесоса

Устройство оснащено системой датчиков, отслеживающих траекторию его движения. Мотор, пылесборник и другие конструктивные элементы робота помещаются внутри корпуса, а щетки прикреплены снаружи. Моноблок может быть выполнен в круглой и квадратной форме. Работает робот-пылесос на аккумуляторе, подзарядка осуществляется от базовой станции. Некоторые модели могут самостоятельно отслеживать уровень заряда батареи, прерывать уборку, становясь на подзарядку.

Встраиваемые пылесосы

Встраиваемый пылесос — редко встречающийся пока тип. Он представляет собой систему каналов, проложенных в стенах и перегородках дома. Шланг с всасывающей трубой подключается к выведенным на поверхность штуцерам, силовая установка и емкость для сбора мусора монтируются в подсобных помещениях. Необходимость использования шлангов большой длины накладывает значительные ограничения на возможность комплексной уборки помещений. Из-за особенностей конструкции встраиваемые пылесосы не получили широкого применения в быту.

Важные мелочи в устройстве пылесосов

Качественная работа пылесоса обуславливается в первую очередь функционированием основных узлов. Но в конструкции агрегатов для уборки присутствует большое количество не очень важных на первый взгляд деталей, от состояния которых зависит срок службы пылесоса, мощность всасывания и степень очистки воздуха. К ним относятся:

  • фильтры;
  • уплотнения;
  • втулки и подшипники.

Изготовленные из современных тканых и нетканых материалов фильтры помогают получить максимально очищенную от пылевых и биологических загрязнений исходящую струю воздуха. Использование для герметизации стыков фторполимеров обеспечивает герметичность различных функциональных зон пылесоса. Полиамидные и фторопластовые втулки и подшипники продляют срок безотказной работы подвижных и вращающихся деталей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: