● 所有燃料必須用5加侖桶子拉到小木屋，而距離最近的燃料也有1小時遠。

 

● 發電機太吵。

 

● 為了節省燃料， 每天晚上必須關閉發電機，然後在需要電源時重新開啟。

 

為了節省發電機的燃料

，我們總是用丙烷作為做早餐的燃料。

 

小(xiao)木(mu)屋(wu)當(dang)前(qian)的(de)電(dian)池(chi)采(cai)用(yong)電(dian)源(yuan)逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)大(da)型(xing)汽(qi)車(che)電(dian)池(chi)設(she)計(ji)，並(bing)且(qie)工(gong)作(zuo)得(de)相(xiang)當(dang)好(hao)。但(dan)是(shi)
，由(you)於(yu)天(tian)氣(qi)原(yuan)因(yin)
，不(bu)能(neng)把(ba)電(dian)池(chi)留(liu)在(zai)小(xiao)木(mu)屋(wu)，並(bing)且(qie)電(dian)池(chi)必(bi)須(xu)足(zu)夠(gou)大(da)才(cai)能(neng)應(ying)對(dui)交(jiao)流(liu)照(zhao)明(ming)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)低(di)效(xiao)率(lv)。最(zui)後(hou)，這(zhe)些(xie)大(da)型(xing)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)需(xu)要(yao)很(hen)長(chang)時(shi)間(jian)
，或(huo)者(zhe)當(dang)家(jia)人(ren)在(zai)秋(qiu)天(tian)到(dao)小(xiao)木(mu)屋(wu)打(da)獵(lie)時(shi)，由(you)於(yu)此(ci)時(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)的(de)效(xiao)率(lv)不(bu)高(gao)
，需(xu)要(yao)較(jiao)大(da)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)。

 

圖1：位於加州北部的小木屋。

 

隨著LED照明的革命和DC-DC轉換器的效率變高
，我們決定重新審視小木屋的電池供電照明係統。可以確定，小木屋需要11盞燈(相當於一個60W的白熾燈)和一些夜裏去洗手間用的夜燈。整個小木屋的設計功率預算為100W，將需要差不多60lm/W的燈。100lm/W是LED光源可實現的數字，但電源效率低和燈具設計將會降低總的光輸出。

 

設計開始首先來看一下CREE公司的850lm、10W LMH-2燈具。我一直使用CREE 的這款燈具作為MCU控製的DC-DC轉換器的光源
，因此很熟悉它的規範。該燈具工作在20V時需要大約500mA的電流
，並且能根據溫度和壽命的影響校正色溫。我的工作將是為這些燈提供電源並將它們安裝在小木屋內。電源采用9～24VDC輸入SEPIC拓撲
，由Microchip的PIC16F1788 8位MCU驅動。PIC16F1788具有一個運放、可編程開關模式控製器(PSMC)、DAC、ADC和產生數字控製、模擬驅動電源所需的比較器。該MCU具有大量的代碼空間，可用於保存RF控製燈所需的2.4GHz 802.15.4無線控製軟件
，但此功能未在小木屋使用。使用規定的輸出流明和精確的輸入功率時，每個LMH-2和SEPIC燈具可產生70lm/W的光效。

 

照明係統的框圖

 

圖2：Microchip的PIC16F1788 28引腳8位高級模擬閃存MCU。

 

我們有10 盞使用Microchip 的SEPIC控製器的LMH-2燈

、120’的導管和大量電線。因此，我們決定按表1所示分配電燈。

 

表1：照明規劃。

 

這樣安排可在廚房和餐廳這兩個最常用的位置提供最佳照明，並且其他位置也有很好的照明。配電箱有6個可用熔絲。我們決定將電線拉到閣樓
，接到所有6個熔絲上，並留出一些電線以備將來擴充。布線規劃是在各支路放置不超過5個主燈，我們將按照表2所示將電燈分組來完成。

 

表2：布線規劃。

 

第1天 首先把配電箱和電源接入盒掛起來。電源接入盒耐風雨，具有黃銅接頭，可用於連接12Vdianyuan。huangtongjietouzugouda
，kelianjieqichekuajiedianlan。dianyuanheanzhuangzaixiaomuwuwaimiankaojincheliangtingfangdeweizhi，fangbianshiyongkuajiedianlanyuxiaomuwukuajie。peidianxiangweiyuxiaomuwunei
，baohanyigerongsihe、電表和電源總開關。熔絲盒支持6個熔絲。電表最初設計用於RC建模，不過似乎更適合監控整個電力係統。

 

安裝好電源盒後
，我們給6根(gen)電(dian)線(xian)塗(tu)上(shang)潤(run)滑(hua)油(you)，將(jiang)它(ta)們(men)擠(ji)入(ru)從(cong)閣(ge)樓(lou)的(de)接(jie)線(xian)盒(he)到(dao)電(dian)源(yuan)盒(he)的(de)短(duan)導(dao)管(guan)中(zhong)。我(wo)們(men)在(zai)這(zhe)些(xie)導(dao)線(xian)末(mo)端(duan)連(lian)接(jie)圓(yuan)形(xing)端(duan)子(zi)並(bing)接(jie)入(ru)兩(liang)個(ge)盒(he)子(zi)。現(xian)在(zai)閣(ge)樓(lou)已(yi)布(bu)線(xian)完(wan)畢(bi)。

 

接jie下xia來lai要yao做zuo的de事shi情qing是shi在zai休xiu息xi室shi的de天tian花hua板ban上shang鑽zuan孔kong以yi裝zhuang燈deng。我wo們men鑽zuan好hao孔kong並bing放fang好hao導dao管guan。順shun著zhe牆qiang布bu置zhi了le一yi段duan表biao麵mian安an裝zhuang泛fan達da導dao管guan，用yong於yu燈deng開kai關guan，並bing且qie是shi到dao夜ye燈deng調tiao光guang器qi的de常chang用yong線xian路lu。夜ye燈deng由you一yi長chang條tiao12V白LED燈帶構建。這些燈帶每5米為24W
，差不多每3英寸由三個LED和一個電阻組成。可以按3個LED電路的倍數截短燈帶。

 

從休息室
，我們向東走向廚房
，沿途布置燈開關
，試運行了休息室、廚房和餐廳的所有燈。借用一些功能燈
，我們通過對餐廳的兩盞燈供電

，驗證電池功率為23W。

 

第2天 由you於yu對dui閣ge樓lou的de情qing況kuang缺que乏fa了le解jie

，之zhi前qian我wo們men隻zhi是shi粗cu略lve規gui劃hua了le導dao管guan。三san通tong接jie頭tou用yong得de很hen快kuai，並bing且qie門men廊lang燈deng需xu要yao一yi個ge可ke防fang風feng雨yu的de開kai關guan。購gou買mai了le其qi餘yu的de零ling部bu件jian後hou
，我wo們men布bu置zhi了le主zhu臥wo室shi
、主衛生間和雜物室。

 

圖3suoshiweicanting。womenjiangyuanxianderiguangdengliuzaiyuandi，yinweitamenyiyufadianjixianglianyiqishiyong。ruguonikeyijiangqiyouyundaosenlinlibingqiekeyirenshoufadianjidezaosheng
，najiukeyitongguo80W雙管燈具使光線稍亮一點。然而
，兩個20W的LMH-2就可以提供差不多的光亮
，並且顏色更好。

 

圖3：餐廳。

 

圖4所示為雜物間，安裝有一個23 W 日光燈和一個10 W LMH - 2 。LMH-2產生的光稍微暗一點，並且非常不幸的是，由於我沒有漫射光線的燈罩
，導致光線集中向下。燈具為彎曲、穿孔、上了漆的0.032”鋁製品

，用來固定LMH-2燈具並提供小型散熱區域。該係統的熱管理非常簡單
，原因是光源發的熱隻有5W，而電源大約為2W
；另外，晚間溫度在夏天約為20℃，在冬天為10℃。

 

圖4：雜物間。

 

第3天 我們檢查了電表
，了解到夜燈以及準備早餐
、拍照和對講總共用了56Wh的電能。即使是冬天，我的30W太陽能蓋板大概隻要3到4個小時就能提供這樣的電能。第三天的工作包括在廚房裏添加最後一盞燈和封上導管。

 

 

經(jing)過(guo)一(yi)年(nian)的(de)規(gui)劃(hua)和(he)三(san)天(tian)的(de)緊(jin)張(zhang)工(gong)作(zuo)，我(wo)們(men)現(xian)在(zai)在(zai)美(mei)國(guo)的(de)一(yi)個(ge)偏(pian)遠(yuan)地(di)區(qu)擁(yong)有(you)了(le)一(yi)個(ge)可(ke)離(li)網(wang)運(yun)行(xing)的(de)直(zhi)流(liu)照(zhao)明(ming)係(xi)統(tong)。這(zhe)個(ge)係(xi)統(tong)可(ke)為(wei)未(wei)來(lai)幾(ji)代(dai)家(jia)人(ren)提(ti)供(gong)無(wu)故(gu)障(zhang)的(de)安(an)靜(jing)照(zhao)明(ming)。該(gai)小(xiao)木(mu)屋(wu)見(jian)證(zheng)了(le)從(cong)丙(bing)烷(wan)燈(deng)、交流白熾燈、交流日光燈到現在的直流LED燈的照明發展曆程。每代技術都減少了維護，改進了性能，並增加了家庭度假的樂趣。

 

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