太陽電池を光センサーとして使用したい

質問

22V・200mAほどの太陽電池を可変レギュレーターで13.8Vにして12V5Ahのシール鉛蓄電池に充電をし、夜間に手動でLEDの常夜灯(約80mA)を点灯させています。
これを光センサーを使わず太陽電池の電圧で自動的に点灯・消灯させられるそうなのですが、参考になるホームページを見つけられませんでした。
どなたか回路もしくは参考になるホームページを教えていただけませんか？
ちなみにスキルは、電子キットの組み立てをするのみで回路の計算はできません。
よく消灯するのを忘れてしまうので、よろしくお願いいたします。

回答No.10

inara1 · ベストアンサー

＞できることなら太陽電池のわずかな電圧・電流に反応するようにしたいのですが無理でしょうか？
可変抵抗（VR）を１個追加すれば感度を変えられます。可変抵抗は1kΩ～10kΩの範囲のものなら動作します。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PNPトランジスタ　　　　　　　　
　　　　　　　可変レギュレータ　 ┌─ 1kΩ ─┐　　　　　┌─┐
　　　　　22V　┏━━┓13.8V　│　　　　　　 │　　　　　C　 　│
　　　　┌──┨　　　┠───┤逆流防止　VR←─ B　　　│
　　　+ 太　　　┗┯━┛　　　　▼ダイオード │　　　　　E　　│
　　　　陽　　　　　│　　　　　　 └─┬───┴───┘　 │
　　　　電　　　　　│　　　　　　　　┏┷┓+　　　　　　　　　　　 R 電流制限抵抗
　　　- 池　　　　 │　　　　　　　　 ┃　 ┃鉛蓄電池　　　　　　│
　　　　│　　　　 │　　　　　　　　 ┗┯┛-　　　　　　　　　　 　▽ LED
　　　　└───┴───────┴─────────┘

この回路は、ある暗さになった瞬間にLEDが点灯するものではなく、ある暗さ（VRで調整可能）を下回るとLEDがうっすら点灯し始め、暗くなるほどLEDが明るくなるような動作になります。

＞こんな回路ではだめでしょうか？
そういうふうに太陽電池の電圧で制御してもいいですね。NOT回路は不要です。以下のよう可変抵抗を入れれば感度調整できます（動作シミュレーション済み）。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┌─────-┬──┐
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　│　 　　R 電流制限抵抗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　│　 　　│
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　│　　　 ▽ LED
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　1kΩ　　　│　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　│　　　C
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　├─ B　　　2SC1815
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　C　　　　E
　　　　　　　　　　　┌──────── ） - 10kΩ - B　　　　　│　← 2SC1815
　　　　　　　　　　　│可変レギュレータ　│　　　　　　　　E　　　　│
　　　　　　　　　　　│　　┏━━┓13.8V │　　　　　　　　│　　　 │
　　　　┌──┬─ ） ─┨ 　　 ┠─┐　│　　　　　　　 │　　　　│
　　　+ 太　　 │ 　│　　┗┯━┛　 ▼ 　│　　　　　　　 │　　　 │
　　　　陽　　 │　 │　　　 │　　　　 └─┤　　　　　　　 │　　　 │
　　　　電　　VR←┘　　　 │　　　　　 ┏┷┓+　　　　　　│　　　 │
　　　- 池　　│10kΩ　　　│　　　　　 ┃　 ┃鉛蓄電池　│　　　 │
　　　　│　　 │　　 　　　　│　　　　　 ┗┯┛-　　　　　　│　　　 │
　　　　└─-┴────-┴────-┴─────-┴──-┘

お礼

最後まで面倒見ていただき、ありがとうございました。
完成しました。
曇りや雨の日だと太陽電池の出力が８V以下でしたので、下の回路で構成しました。
今日は、雨だったのですが、うまく動作しました。
ありがとうございました。

回答No.9

debukuro

逆流防止用整流器とリレー各一個
レギュレーターの出力を整流器を介して負荷側に

リレーの接点は
レギュレーターから有効な出力があると充電側（日中）
出力が落ちると放電側に切り替わるように接続します（夜間）
リレーのコイルは保護抵抗を介してレギュレーターの出力に接続します
リレーコイルの定格がレギュレーターの主力と一致するのなら保護抵抗は不要です

お礼

回答ありがとうございました。
太陽電池の出力が小さいので、消費電流が少ないトランジスタだけの回路を組み込みました。

回答No.8

inara1

＞LEDの常夜灯(約80mA)を点灯させています
失礼しました。LED の電流が 80mA なら ANo.4 の２番目の回路のトランジスタ（2SA1015）がそのまま使えます。可変レギュレータはたぶん LM317 だと思いますが、そうでない場合はトランジスタのベース抵抗（1kΩ）を変える必要があるかもしれません。

ANo.5-7 さんの回答と同じみたいですが、この時間にこのカテで8件の回答は異常な盛り上がりです。

補足

回答ありがとうございます。
現状の回路も可変レギュレーターもご指摘の通りです。

お教えいただきました回路を組み込み、実験してみました。
わかりやすいようにLEDの代わりに車載用携帯充電器を介してラジオをつけてみました。（消費電流約30mA）
日差しの強い日中にはOFFになりましたが、雲の多い日であったためかほとんど鳴りっ放しの状態でした。

できることなら太陽電池のわずかな電圧・電流に反応するようにしたいのですが無理でしょうか？

こんな回路ではだめでしょうか？わかりにくてすみません。
数値の計算は、わかりません。

　　　　　　　　　　　┌─抵抗───────────┬──┐
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　抵抗　　　│
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＬＥＤ　　│
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ　　　│
　　　　　　　　　　　├─ＮＯＴ回路×２─抵抗──Ｂ　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｅ　　　│
　　　　　　　　　　　Ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
太陽電池＋　─抵抗─Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
│　　　　　　　　　　Ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
│　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　│
│　太陽電池－　＋──────────────┘　　　│
│　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│＋　　　　　　－├──────┐－　　　　　　　　　　　　　　│
可変レギュレーター　　　　　　　蓄電池　　　　　　　　　　　　　　　│
│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│＋　　　　　　　　　　　　　　　│
└─────────────┴──────────┘

TR：2SC1815×2

回答No.7

noname#74145

５６です
・太陽電池の＋と-端子に10キロオーム位の抵抗を入れる
の部分を
可変レギュレータ出力と-端子に10キロオーム位の抵抗を入れる

と読み変えてください

お礼

回答ありがとうございました。
参考になりました。
回路も無事完成しました。

補足

回答ありがとうございます。
せっかくお教えいただきましたが、この回路では高い電圧が必要なためONの状態が長すぎてだめでした。

回答No.6

noname#74145

５です
可変レギュレーターを省略してしまいました、入れて考えてください。
偶然ですが４様とまったく同じ案でしたね。

回答No.5

noname#74145

太陽電池の電圧がバッテリーのそれよりも下がった時に点灯すれば良いなら部品４個追加で出来そうですが

説明
・太陽電池の＋と-端子に10キロオーム位の抵抗を入れる
・太陽電池の＋端子と充電池の＋端子間にダイオードを順方向に入れる
・太陽電池の＋端子から30キロオーム位の抵抗を通してPNPトランジスタのベースに接続する
・エミッタを充電池の＋に接続する
・コレクタから抵抗を通してＬＥＤの＋に接続する
・ＬＥＤの-と太陽電池の-を充電池の-に接続する

以上の回路で充電池の電圧≦太陽電池の電圧の時はベース電流は流れませんからLEDは点灯せず、暗くなるとベース電流が流れますので点灯します。
単純すぎますか？

回答No.4

inara1

＞この回路の上の部分がそうなのでしょうか？
その回路は充電中にLEDを点灯させるもので、夜間にLEDが点灯するものではありません。

現状の回路はこんな感じですか？

　　　　　　　可変レギュレータ　
　　　　　22V　┏━━┓13.8V
　　　　┌──┨　　　┠───┐逆流防止　　手動スイッチ
　　　+ 太　　　┗┯━┛　　　　▼ダイオード 　　　／
　　　　陽　　　　　│　　　　　　 └─┬────○　○──┐
　　　　電　　　　　│　　　　　　　　┏┷┓+　　　　　　　　　　 R 電流制限抵抗
　　　- 池　　　　 │　　　　　　　　 ┃　 ┃鉛蓄電池　　　　　│
　　　　│　　　　 │　　　　　　　　 ┗┯┛-　　　　　　　　　　 ▽ LED
　　　　└───┴───────┴────────-┘

だとしたら、夜間は可変レギュレータの出力電圧が 12V未満に下がって、逆流防止ダイオードに逆バイアスがかかるので、それを検出して LED を自動的に光らせるようにすればいいと思います。例えば以下の回路でできるはずです（回路シミュレータでは動作確認済み）。LEDに流れる電流が大きいとき（100mA以上）は、最大コレクタ電流の大きなトランジスタを使う必要がありますが、LEDに流れる電流はどれくらいですか？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PNPトランジスタ（2SA1015など）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┌───-┐
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　C　　　　　　│
　　　　　　　可変レギュレータ　 ┌─ 1kΩ ─ B　　　　　　　│
　　　　　22V　┏━━┓13.8V　│　　　　　　　　　E　　　　　 │
　　　　┌──┨　　　┠───┤逆流防止　　　│　　　　　│
　　　+ 太　　　┗┯━┛　　　　▼ダイオード 　　 │　　　　　│
　　　　陽　　　　　│　　　　　　 └─┬────-┘　　　　 │
　　　　電　　　　　│　　　　　　　　┏┷┓+　　　　　　　　　 　R 電流制限抵抗
　　　- 池　　　　 │　　　　　　　　 ┃　 ┃鉛蓄電池　　　　　│
　　　　│　　　　 │　　　　　　　　 ┗┯┛-　　　　　　　　　　 ▽ LED
　　　　└───┴───────┴────────-┘

回答No.3

noname#77472

回路の一部を抽出するのは、
回路の計算の出来る方でも難しいと思います。

ここの２章/図２－３が原理です。
http://www.asahi-net.or.jp/~bz9s-wtb/doc/circuit/No1/tic1c2a.pdf

耐圧なども考慮して下さい。
頑張りましょう。＾＾
http://www9.plala.or.jp/fsson/NewHP_elc/elc/elc_3_7Tr2sw.html

お礼

回答ありがとうございました。
回路が、できあがりました。
参考になるURLをありがとうございました。

回答No.2

noname#77472

一番簡単なのは電流が流れるとオフリレーが働き、電流が遮断するとオフリレーが働く物です。

誰かトランジスタ　オン/オフ制御回路をこさえてくれるかもよ。
抵抗値で調整可能なやつ！（リクエスト）

補足

できるだけ簡単な回路がいいです。
この回路の上の部分がそうなのでしょうか？
http://www.mars.dti.ne.jp/~ogura/e_hobby/n_light.gif
抵抗値を変えれば使えるのでしょうか？

回答No.1

nanashisan_

どのくらいの暗さになったら点灯させたいのでしょうか。
その暗さの時の出力電圧を測っておいて、コンパレータで比較すればいいだけでは。

お礼

回答ありがとうございました。
回路が、できあがりました。

補足

太陽電池の発電が停止またはそれに近い状態になったら点灯、発電を開始したら消灯にしたいです。