Садовый фонарик на солнечной батарее

Меня давно не покидала идея собрать солнечную панель на основе батарей с солнечных садовых фонариков. Для этого с целью ознакомления с компонентами мной был куплен самый дешевый садовый фонарик с солнечной батареей.

Я решил принести его в жертву реверс-инженерингу и посмотреть из чего же он собран. Открутив три винтика и вскрыв корпус, я был просто поражен тем, насколько всё печально. Давайте посмотрим, что же внутри у этого фонарика.

Видим одну плату, на которой установлен светодиод и контроллер YX8016. Так же батарея, емкость которой всего 40 mA. Давайте обо всем по порядку, но начнем, пожалуй, с главного потребителя тока - со светодиода.

Светодиод
Самый обычный сверхяркий белый светодиод. Я выпаял его, дабы замерить сколько он потребляет и был приятно удивлен - всего 2.1 mA. Конечно, это через повышающий преобразователь, КПД которого оставляет желать лучшего, тем не менее это все же не 20 mA.
Перейдем к этому самому преобразователю, а точнее к контроллеру, который рулит всем фонариком.

Контроллер

Видим четырехногое чудо азиатской промышленности с маркировкой yx8016. Мне удалось найти даташиты на yx8018 и yx8019, да и те на японском языке. Тем не менее с помощью переводчика можно понять что и к чему, а общий принцип будет тем же, что и у нашего 8016. Вот схема из datasheet на yx8019, вернее целых четыре примера применения.

Сопоставив свой фонарик с даташитом, я понял что собран он по варианту 1-2 из данного даташита. Ради интереса решил померить, сколько это чудо потребляет тока.
Так вот, со включенным светодиодом, который потребляет всего 2 миллиампера, эта схема жрет 5.7 mA. КПД поптросту никудышний. Может это китайский аналог нормального японского компонента, но все же проще собрать все на паре-тройке транзисторов - батареи на дольше хватит.
Я на этом не успокоился и пошел дальше. Мне стало интересно, что будет, если физически отключить потребитель, тоесть светодиод. Думаете потребленее тока полностью упало? Не тут то было. Без светодиода схема жрет целых 4,3 mA. Вот такой "экономный" расход запасенной солнечной энергии.
Давайте теперь глянем, где эта энергия храниться.

Батарея

Никель-магниевая батарея емкостью всего 40 mAh. Напомню, что схема со светодиодом потребляет 5.7 mA. В идеальном случае батареи хватит на целых 7 часов. Давайте снимем розовые очки и посмотрим, что будет не в идеальном случае, а в реальном.
Батарея никель-магниевая, которая имеет память на заряд-разряд. Это первая причина падения емкости батареи. Вторая - мне очень не вериться в правдивость того, что она имеет емкость 40 mAh. В общем, в лучшем случае это будут 5 часов свечения. Почему это мало? Давайте глянем на то, сколько всего энергии солнца мы получим.

Солнечная батарея

При прямых лучах солнца на батарее 2.57 v напряжения. При этом ток короткого замыкания целых 20.0 mA при идеально прямом солнечном луче (я постарался отюстировать батарею так, чтоб солнечные лучи падали строго перпендикулярно плоскости батареи). При относительно прямом солнечном свете (около 60-ти градусов) - 19 mA.
При пасмурной облачной погоде напряжение 2.3 v и ток короткого замыкания 4 mA. Это как раз тот случай, когда батарея не сможет зарядится полностью.

Заключение
В принципе для своей цены неплохой фонарик. В нем вполне приличная солнечная панель, которая может обеспечить в солнечную погоду немало энергии. Хранить эту энергию особо негде, так как батарея не качественная, но если заменить преобразователь и батарею - то за 10-ти часовой световой день можно заряжать батарею емкостью до 100-150 миллиампер.
Само качество сборки фонарика способствует проникновению внутрь влаги, перегреву никель-магниевой батареи на солнце и вообще способствует тому, чтоб человек таки выбросил сие чудо и купил новое.
В общем, в качестве источника солнечных батарей этот фонарик вполне подходит.