Chiếc đèn năng lượng mặt trời cắm trong vườn biết trời tối nhờ chính tấm pin nhỏ trên đầu nó. Ban ngày, tấm pin nhận nắng và tạo ra điện để sạc cục pin bên trong. Khi trời tối, điện từ tấm pin tụt xuống gần như không còn, và mạch điện nhỏ bên trong hiểu rằng đêm đã tới, liền bật đèn. Một bộ phận làm hai việc, không cần thêm cảm biến nào.
Chào bạn, đây là Nhà Phát Minh. Chuyên mục đọc ngược một vật hôm nay mình rút một chiếc đèn cắm vườn lên khỏi đất, mở nắp nó ra, và kể lại những gì nằm bên trong một món đồ rẻ tiền mà khéo léo này.
Mở nắp chiếc đèn ra
Tháo phần đầu của một chiếc đèn cắm vườn, bạn thường thấy bốn thứ. Một tấm pin mặt trời nhỏ nằm trên cùng. Một cục pin sạc nhỏ. Một bóng đèn led nhỏ. Và một bảng mạch nhỏ xíu, có khi chỉ có một con chip và vài linh kiện.
Không có công tắc hẹn giờ, không có cảm biến ánh sáng riêng, không có dây nối ra ngoài. Vậy mà đèn tự sạc ban ngày, tự sáng ban đêm, tự tắt khi trời sáng, suốt nhiều tháng không ai đụng tới.
Nếu bạn là người thiết kế, cách tự nhiên nhất để đèn biết trời tối là gắn thêm một cảm biến ánh sáng. Nhưng cảm biến là thêm một linh kiện, thêm tiền, thêm một chỗ có thể hỏng, thêm một lỗ trên vỏ có thể thấm nước.
Người làm ra chiếc đèn này đã nhận ra rằng mình đã có sẵn một cảm biến ánh sáng rất tốt, ngay trên đầu đèn.
Tấm pin vừa sạc vừa làm con mắt
Tấm pin mặt trời, về bản chất, tạo ra điện nhiều hay ít tuỳ theo ánh sáng chiếu vào nó. Nắng gắt thì nhiều, trời râm thì ít, trời tối thì gần như không có gì.
Mạch điện trong đèn chỉ cần theo dõi điện áp từ tấm pin. Khi điện áp cao, nghĩa là trời đang sáng, mạch dùng điện đó sạc cục pin và giữ đèn tắt. Khi điện áp tụt xuống dưới một ngưỡng, nghĩa là trời đã tối, mạch ngừng sạc và lấy điện từ cục pin để thắp đèn.
Thế là tấm pin làm hai việc: nguồn năng lượng ban ngày và con mắt cảm nhận ánh sáng. Một bộ phận, hai vai trò, không tốn thêm đồng nào.
Hiểu điều này, bạn sẽ thấy vì sao nếu đặt đèn ngay cạnh một ngọn đèn đường sáng, có khi nó không bật lên. Tấm pin vẫn nhận đủ ánh sáng để tưởng trời chưa tối hẳn.
Vì sao đèn yếu vào mùa mưa
Nhiều người thấy đèn sáng rực mùa khô mà mùa mưa chỉ le lói một lúc rồi tắt. Lý do đơn giản: ban ngày nhiều mây, tấm pin nhỏ không sạc đầy được cục pin, nên ban đêm đèn chỉ có ít điện để dùng.
Vị trí đặt đèn cũng quan trọng. Đèn cắm dưới tán cây, sau bức tường hay chỉ có nắng buổi sáng thì sạc kém. Tấm pin cần càng nhiều giờ nắng trực tiếp càng tốt. Nhiều người đặt đèn ở chỗ đẹp nhất cho ban đêm mà quên rằng ban ngày chỗ đó bị che.
Bụi và lá rụng phủ lên tấm pin cũng làm giảm sạc. Lau tấm pin bằng khăn ẩm thỉnh thoảng giúp đèn sáng lâu hơn thấy rõ.
Mặt nhựa trong phủ trên tấm pin, sau thời gian phơi nắng, có thể ngả vàng, mờ đục, làm ít ánh sáng lọt vào hơn. Đó là một lý do những chiếc đèn rẻ tiền yếu dần theo năm.
Cục pin sạc: bộ phận hay hỏng nhất
Sau một hai mùa, nhiều chiếc đèn gần như không sáng nữa dù tấm pin vẫn còn tốt. Thủ phạm thường là cục pin sạc bên trong. Pin sạc có tuổi thọ, sạc xả nhiều lần thì chai dần, giữ được ít điện hơn.
Tin tốt là ở nhiều loại đèn, cục pin có thể thay được. Bạn mở nắp, xem loại pin và thông số ghi trên đó, rồi thay bằng pin sạc cùng loại, cùng điện áp. Đừng thay bằng pin thường không sạc được, và đừng thay bằng loại pin khác điện áp, vì mạch sạc được làm cho đúng một loại pin.
Khi mở đèn, bạn cũng nên kiểm tra xem nước mưa có lọt vào trong không. Hơi nước đọng lâu ngày làm rỉ các tiếp điểm, đèn chập chờn. Lau khô và kiểm tra gioăng cao su quanh nắp.
Đèn vỡ, pin phồng hay rò rỉ thì nên bỏ đúng nơi thu gom pin, không vứt chung rác thường.
Bài học: tìm bộ phận có thể làm hai việc
Chiếc đèn vườn rẻ tiền dạy một bài học mà nhiều người làm sản phẩm đắt tiền còn quên. Trước khi thêm một bộ phận mới cho một chức năng mới, hãy nhìn quanh xem bộ phận nào đã có sẵn có thể làm luôn việc đó.
Trong xe điện, cùng một động cơ vừa kéo xe chạy, vừa phát điện nạp lại pin khi xe hãm. Trong chiếc nồi cơm cơ ở tập trước, chính nước sôi vừa nấu cơm vừa làm cái thước đo nhiệt. Mỗi bộ phận bớt đi là bớt tiền, bớt chỗ hỏng, bớt trọng lượng.
Tất nhiên, dùng chung có giá của nó. Tấm pin làm cảm biến thì không thật chính xác, dễ bị đèn đường đánh lừa. Với một chiếc đèn vườn, sự thiếu chính xác đó chấp nhận được. Với một thiết bị quan trọng hơn, có thể không.
Tối nay, nếu nhà bạn có một chiếc đèn như vậy, hãy thử lấy tay che tấm pin lại xem nó có bật sáng không. Bạn sẽ thấy tận mắt một bộ phận đang làm cùng lúc hai việc.
Câu hỏi thường gặp
Đèn năng lượng mặt trời biết trời tối bằng cách nào?
Mạch trong đèn theo dõi điện áp từ tấm pin. Khi trời tối, điện áp tụt xuống dưới ngưỡng, mạch hiểu là đêm và bật đèn bằng điện đã sạc trong pin.
Vì sao đèn năng lượng mặt trời sáng yếu vào mùa mưa?
Ngày nhiều mây nên tấm pin sạc không đầy, ban đêm đèn có ít điện để dùng. Vị trí bị che nắng hay tấm pin bẩn cũng làm đèn yếu hơn.
Đèn năng lượng mặt trời không sáng nữa thì sửa thế nào?
Thường do pin sạc bên trong đã chai. Có thể thay pin sạc cùng loại và cùng điện áp, lau sạch tấm pin và kiểm tra nước có lọt vào không.
Nên đặt đèn năng lượng mặt trời ở đâu?
Ở nơi nhận nhiều giờ nắng trực tiếp ban ngày, không bị tán cây hay tường che, và tránh đặt sát đèn đường sáng vì đèn có thể không tự bật.
Vì sao đặt gần đèn đường thì đèn vườn không sáng?
Tấm pin vẫn nhận ánh sáng từ đèn đường nên điện áp chưa tụt đủ thấp, mạch tưởng trời chưa tối và không bật đèn.
