Ljus till Energihuset

I uppdraget av Energihuset i Uppsala fick jag utveckla en krets som med hjälp av solcellsmoduler ska sätta ljus på en modell av byggnaden. Modellbyggarna på Nyréns Arkitektkontor har försett byggnaden med 108 vita lysdioder som är seriekopplade i grupper på tre för en matningsspänning på 12 V. Modellen ska visas upp nästa veckan på Sveriges Energiting på Älvsjö-Mässan i Stockholm.

Solcellsmodulerna av CIGS tunnfilmstyp ger en spänning som är anpassad till backup-kondensatorernas maximala spänning på 5.5 V — ett batteri av dessa kondensatorer ska laddas upp för att sedan mata lysdioderna. Kretsen som jag kom fram till är den här:

Solar cell powered LED light

Centrala komponenten i kretsen är en DC-DC omvandlare byggd kring en MC34063. Detta chips jämför spänningen på pin 5 med en intern referensspänning på 1.2 V för att stabilisera utspänningen. I denna krets har jag kopplat ett LDR-motstånd parallelt med ett av motstånden i spänningsdelaren för utspänningen. I mörker har LDR-motståndet en resistans på minst 300 kΩ som sjunker till under 3 kΩ i rumsbelysning. Detta leder till att utspänningen vid belysning ligger under lysdiodernas tröskelspänning. I mörker ligger spänningen för lysdioderna mellan 8 V och 12 V, beroende på inställningen av det variabla motståndet samt den faktiska resistansen hos LDR-motståndet och lysdioderna börja lysa.

Verkningsgraden av denna krets är säkert inte den bästa. MC34063 är en enkel krets att använda, men den har en viss egenförbrukning. Även spänningsdelaren borde kanske dimensioneras med högre resistans — just nu drar bara den själv ca 0.5 mA. Prestandan räcker dock för ändamålet: uppladdning av en kondensator med 1 F med en 1 W_p solcellsmodul tar ca 90 sekunder från en usel halogenlampa och urladdningen låter två stränger med 3 lysdioder lysa i ca 60 sekunder.

Hela systemet

Kretskortet till systemet