自制Sunjar阳光罐头

舍得

不知山寨这个词何时已经变成DIY的代名词了... Sunjar是什么呢？它是由英国的一家叫做Suck UK公司（这什么名字）设计的可以存储阳光并在夜间释放的玻璃罐。有兴趣的可以自行google下（关键词：sunjar 淘宝）。
虽然这个玻璃罐并非真正是将阳光“存储”了起来，不过创意还是十分的不错。尽管就是一个太阳能灯，但是通过罐子这个概念一包装，就给人新奇感。
但是，撇开如此好的创意，看到其正品的售价（￥200 + ）实在上我觉得买它太不值得了。同时，不出我预料的国内已经有不少仿品了，且开价都低于60。同时还声称拥有多种其它功能。后来，那些卖正品的卖家估计是自身利益受损，就想尽办法在商品描述中“诋毁”那些山寨货。我觉得最经典的一句是：“那些仿品罐子还允许随意切换黄色或者蓝色的光线，这个主意看似很妙，实则很糟糕。要知道这是一个存储阳光的罐子，不是地摊上的变色灯……”原文大致如此，看得我实在觉得好笑...
好了，不胡扯了。与其花大价钱买这个玻璃罐，还不如自己做一个吧。实用价值还是有一点的，比如当小夜灯。于是，我花了2个周末作了2个山寨版Sunjar：

白天将它们至于阳光处（阳台上即可），到了晚上（光线变暗时），它们就开始发光了：

像不像Diablo里边的Mana药剂瓶...

以上便是这山寨Sunjar的效果。自认为很不错。Sunjar这样优秀的创意，再加之自己DIY，其中的乐趣绝对要比在Taobao上花大价钱买一个好！同时，我认为它的电气特性要远远高于那些200多地“正规军”。下面我主要介绍制作过程以及原理和成本与性能分析。欢迎各位仿制，此为开源硬件项目。
原理和性能
Sunjar其实原理十分简单，就是一个太阳能储能装置+LED。或者说就是一个太阳能灯。不过实际作起来，并不是简单的将光伏电池、充电电池与LED接在一起如此简单。需要考虑几个问题：
玻璃罐限制了太阳能电池的功率，输出电压也不高
需要有光控电路控制LED仅在夜间发光
一般能装进玻璃罐的太阳能电池板一般开路电压都在1.5-5V左右，且短路电流一般不会超过200mA。同时考虑成本因素，一般3-4V 40-180mA的太阳能电池板是比较合理的选择。同时这里的数值是需要在室外晴天阳光照射下才能实现的。同时单晶硅或者多晶硅太阳能电池的弱光性差，在阴天和市内基本就不会有什么电流了。因此这样的配置下，充电电池一般考虑使用单节或双节的（1.2-2.4V）。这样的选择能确保在白天大多数情况下，太阳能电池输出的能量能尽可能充入电池。
但一般LED都需要2V以上电压驱动，尤其是蓝色和白色LED需要的驱动电压更高，即使2.4V的电压下白色LED的发光亮度也不高。因此很有必要设计驱动LED用的升压电路。将LED端的电压提升到3-5V。
对于上述第二个问题很好理解，实现起来就是一个简单的开关电路。
下面是本山寨Sunjar采用的电路图：

该电路并不复杂，所用元件也很少，且基本都能从已有的废旧设备上拆下。这里我就简要的介绍下原理，后文会提到材料的来源和选择问题。
该电路主要分为2部分，一为驱动LED的升压电路，它可以整体上看作一个负载。当图中9012三极管集电极上施加0.6-3V的电压时，图中的8050以及电感构成了一个振荡电路，通过电磁感应会在输出端（LED两侧）产生峰值约为5V的脉冲电压。经过电解电容的滤波可近似看成直流。此时驱动LED将得到耀眼的光线。足以驱动玻璃罐发光。
电路另一部分为光控电路，其主要靠两个9013管的饱和/截至特性构成了非门，并经过末端的9012驱动升压电路工作。
经我测量，在使用单节镍氢电池(1.2V)供电时，电池出的输出电流在35mA。如果使用600mAh的充电电池供电的话，大致可以在整个晚上持续发光了。电路中采用了最高4V-180mA输出的单晶硅太阳能电池。虽然理论上存在将电池过充的风险。但是考虑到白天日照是不持续且不稳定的。因此该风险其实大部分情况是不存在的。且较高功率的太阳能电池也允许在室内将充电电池充满，并不一定需要在阳光下暴晒。可以说如此的山寨Sunjar性能应当是很强悍的。
成本、选材与制作
这里先介绍选材的问题。我想大部分人手头是不会留有什么元件盒这类东西的，因此这里我主要介绍如何从身边废弃物中取出有用的元件来制作电路。
首先是太阳能电池板，该组件直接关系到Sunjar的性能，前文已经提到了，我使用的是4V/180mA的单晶圆形太阳能电池，直径为80mm。采用的是压层封装，寿命在10-15年。太阳能电池板很多时候只能自己购买。目前taobao上卖太阳能电池板的商家十分多。要挑选自己合适的太阳能板是很方便的，这里要注意的是应当注重其寿命以及输出电流。我购买的单片价格约为￥9。如果不在乎寿命，使用滴胶封装的板子，价格应当会很便宜。

其次是充电电池，因为LED耗电并不好，一般选用600mAh的镍氢电池即可。没必要使用高容量的。我采用了GP AAA的600mAh镍氢电池。如果使用锂电池要注意充电电路，避免过充爆炸。
其次是电路中电感用到的磁芯，我推荐用环形的磁芯。也可用柱状的。环形的磁芯其实很好找，可以从废弃的电子镇流器或者节能灯灯泡底座（需要拆除）取出。然后使用0.5mm的漆包线或者单股导线分别绕9匝以及15匝。如果没有环形的磁芯，也可采用中波收音机内的磁棒。

上图中绕有漆包线的黑色环就是磁环

白色部分为用收音机磁棒天线制作的电感
其余元件基本都能从电子玩具废旧的电子设备里找到。或者可以替代。图中第一级9013集级处的可变电阻的目的是调节光控电路的灵敏度，也可忽略该电阻。
LED只要选用自己喜欢的颜色即可，不过最好采用高亮度，散色类型的。
如果能顺利搞到这些材料，细心的焊接好基本就能工作了。这里就不介绍元器件的常识了。
那么实在不想或者不会焊接电路怎么办？这里有2个办法：
其中的升压电路可以从地摊买到的单节电池驱动的LED手电，或者那种用单节五号电驱动的手机应急充电器中拆出。效果是一样的。
可以在taobao购买一个草坪太阳能灯，将所有电路拆出。
其实，如果你选择了第二个方案，其成本已经高出直接购买一个山寨版Sunjar了。但DIY的乐趣还是很值得的。
我先是做了一个原形电路来验证这个电路图，十分的原始，没有用PCB板，完全架空焊接。且用了2节充电电池供电/储能，因此驱动的LED比较亮。之后又在万用PCB上作了一个“精美版”，采用单节电池供电/储能。




对于罐子的选择，为了充分发挥山寨本色，外形上要和正版的类似。我用了宜家中卖的那种玻璃罐。其内径也正好是80mm。正好将太阳能板装入。不过宜家的罐子是全透明的，最好在内壁贴上磨砂纸这类的实现漫反射效果。

好了，下面就算算材料成本。
一个宜家的玻璃罐 ￥11
太阳能电池板 ￥9
充电电池 ￥10
电路部分 ￥0-10 (如果完全废物利用，就不算成本了）
这样算来总共花费还是很低的，虽然做工可能没有正品精美（其实有本事完全可以超越），但是性能上是远远超过正品的。并且我怀疑市面上销售的Sunjar无论是否正品，都采用的是滴胶工艺的太阳能电池，其寿命一般只有2-3年。进一步说，DIY的乐趣绝对不是花钱能买来的。如果做的很好拿去送人也很有面子（骗小姑娘？）。
如果你也对此感兴趣，欢迎仿制，有什么问题也欢迎交流。

作者的Blog   http://www.csksoft.net/blog/post/sunjar_diy.html

星光

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