Litofánový podsvětlovací rámeček se solárním napájením

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a fyzickou realizací plně autonomního podsvětlovacího rámečku pro litofánové fotografie. Cílem bylo vytvořit nezávislé ostrovní zařízení s integrovaným solárním napájením, eliminující nutnost připojení k elektrické síti. Vývoj zahrnuje teoretickou energetickou bilanci pro dimenzování fotovoltaického panelu a Li-ion akumulátoru. Stěžejní částí je návrh komplexní elektroniky integrující solární i alternativní USB-C nabíjení, výkonový zvyšující DC-DC měnič pro 80 LED a dedikovanou analogovou senzorickou logiku. Ta využívá PIR senzor a fotorezistor a byla hardwarově optimalizována pro minimální klidový odběr. Konstrukce byla navržena v CAD softwaru s ohledem na solární zisky i difuzi světla a vyrobena 3D tiskem z PETG. Závěr je věnován oživení desek plošných spojů, diagnostice a finálnímu měření. Výsledkem je plně funkční a otestovaný prototyp.

This thesis describes the design and physical implementation of a fully autonomous backlight frame for lithophane photographs. The goal was to create an energy-independent off-grid device with integrated solar power, eliminating the need for a grid connection. The development includes a theoretical energy balance for dimensioning the photovoltaic panel and Li-ion battery. The core is the design of complex electronics integrating solar and alternative USB-C charging, a boost DC-DC converter for an 80-LED panel, and dedicated analog sensor logic. Utilizing a PIR sensor and photoresistor, this logic is hardware-optimized for minimal quiescent current. The mechanical structure was designed in CAD software for optimal solar gains and light diffusion, and manufactured using 3D printing from PETG. The final part covers the commissioning of the PCBs, diagnostics, and performance measurements. The result is a fully functional and tested prototype.