Automatinė 40 vatų LED saulės gatvių šviesos grandinė

Šiame straipsnyje aptariama įdomios 40 vatų automatinės LED gatvių šviesos grandinės konstrukcija, kuri automatiškai įsijungs naktį ir išsijungs dienos metu (mano sukurta). Dienos metu įmontuota baterija įkraunama per saulės kolektorių. Įkrauta ta pati baterija naudojama LED lemputei maitinti naktį gatvių apšvietimui.

Šiandien saulės baterijos ir saulės elementai tapo labai populiarūs ir artimiausioje ateityje galbūt pamatytume, kad kiekvienas iš mūsų naudojasi vienaip ar kitaip savo gyvenime. Svarbus šių prietaisų naudojimas buvo gatvių apšvietimo srityje.

Čia aptartoje grandinėje yra dauguma standartinių specifikacijų, kurias išsamiau paaiškina šie duomenys:

LED lempos specifikacijos

• Įtampa: 12 voltų (12V / 26AH baterija)
• Dabartinis suvartojimas: 3,2 amperai 12 voltų,
• Energijos suvartojimas: 39 vatai pagal 39 nosis iš 1 vato šviesos diodų
• Šviesos intensyvumas: maždaug 2000 lm (liumenai)

Įkroviklio / valdiklio specifikacija

• Įėjimas: 32 voltai iš saulės kolektoriaus, nurodant maždaug 32 voltų atviros grandinės įtampą ir trumpojo jungimo srovę nuo 5 iki 7 amperų.
• Išvestis: maks. 14,3 voltai, srovė ribojama iki 4,4 ampero
• Baterija pilna - išjungta esant 14,3 voltų įtampai (nustatyta pagal P2).
• Mažas akumuliatorius - išjunkite 11,04 voltų įtampą (nustatytas P1).
• Baterija įkrauta C / 5 greičiu, o plūdinė įtampa apribota iki 13,4 voltų po „akumuliatoriaus pilno išjungimo“.
• Automatinis dienos / nakties perjungimas su LDR jutikliu (nustatomas tinkamai parinkus R10).

Šioje pirmojoje straipsnio dalyje nagrinėsime saulės įkroviklio / valdiklio pakopą ir atitinkamą per / žemos įtampos išjungimo grandinę, taip pat automatinį dienos / nakties išjungimo skyrių.

Pirmiau pateiktą dizainą galima gerokai supaprastinti pašalinant IC 555 pakopą ir tiesiogiai sujungiant dienos relės išjungimo tranzistorių su saulės kolektoriaus teigiamais elementais, kaip parodyta žemiau:

Dalių sąrašas

• R1, R3, R4, R12 = 10k
• R5 = 240 OHMS
• P1, P2 = 10K iš anksto nustatytas
• P3 = 10 tūkst. Puodo arba iš anksto nustatytas
• R10 = 470K,
• R9 = 2M2
• R11 = 100K
• R8 = 10 OHMS 2 WATT
• T1 ---- T4 = BC547
• A1 / A2 = 1/2 IC324
• VISI „ZENER“ DIODAI = 4,7 V, 1/2 VATO
• D1 - D3, D6 = 1N4007
• D4, D5 = 6AMP DIODAI
• IC2 = IC555
• IC1 = LM338
• RELĖ = 12 V, 400 OHMS, SPDT
• BATERIJA = 12V, 26AH
• SAULĖS PANELĖ = 21 V ATVIRA KOLEKTORIUS, 7 AMP @ TRUMPAS JUNGTIS.

Saulės įkroviklio / valdiklio, išjungtos didelės / mažos baterijos ir aplinkos šviesos detektoriaus grandinės etapai:

ATSARGIAI : Įkrovimo valdiklis yra būtinas bet kuriai gatvių apšvietimo sistemai. Internete galite rasti kitų dizainų be šios funkcijos, tiesiog juos ignoruokite. Tai gali būti pavojinga akumuliatoriui!

Remiantis aukščiau esančia 40 vatų gatvių šviesos grandinės schema, IC LM 338 skydo įtampa reguliuojama ir stabilizuojama iki reikiamų 14,4 voltų.

P3 naudojamas nustatyti išėjimo įtampą tiksliai 14,3 voltų ar kur nors šalia jos.

R6 ir R7 sudaro dabartinius ribojančius komponentus ir turi būti tinkamai apskaičiuoti, kaip aptarta šioje saulės baterijų įtampos reguliatoriaus grandinėje .

Stabilizuota įtampa toliau naudojama įtampos / įkrovos valdymui ir susijusiems etapams.

Du opampai A1 ir A2 yra sujungti su atvirkštinėmis konfigūracijomis, o tai reiškia, kad A1 išėjimas tampa didelis, kai aptinkama iš anksto nustatyta per didelės įtampos vertė, o A2 išėjimas yra didelis, kai nustatoma iš anksto nustatyta žemos įtampos riba.

Aukščiau nurodytas aukštos ir žemos įtampos ribas atitinkamai nustato iš anksto nustatyti P2 ir P1.

Transistoriai T1 ir T2 atitinkamai reaguoja į pirmiau pateiktus opampų išėjimus ir įjungia atitinkamą relę, skirtą valdyti prijungtos baterijos įkrovos lygį atsižvelgiant į nurodytus parametrus.

Prie T1 prijungta relė specialiai valdo akumuliatoriaus perkrovos ribą.

Prie T3 prijungta relė yra atsakinga už įtampos laikymą LED lempos pakopoje. Kol akumuliatoriaus įtampa viršija žemos įtampos slenkstį ir kol aplink sistemą nėra aplinkos šviesos, ši relė įjungia lempą, LED modulis iškart išsijungia, jei nesilaikoma nurodytų sąlygų.

Grandinės valdymas

IC1 kartu su susijusiomis dalimis sudaro šviesos detektoriaus grandinę, jo išėjimas būna didelis esant aplinkos šviesai ir atvirkščiai.

Tarkime, kad dienos laikas, o iš dalies išsikrovusi 11,8 V baterija yra prijungta prie atitinkamų taškų, taip pat laikykime, kad aukštos įtampos išjungimas turi būti nustatytas 14,4 V. Įjungus maitinimo jungiklį (iš saulės kolektoriaus ar išorinio nuolatinės srovės šaltinio), baterija pradeda krauti per relės N / C kontaktus.

Kadangi yra diena, IC1 išėjimas yra didelis, kuris įjungia T3. Prie T3 prijungta relė palaiko akumuliatoriaus įtampą ir neleidžia jai pasiekti LED modulio, o lempa lieka išjungta.

Kai baterija bus visiškai įkrauta, A1 išėjimas bus aukštas, įjungiant T1 ir su juo susijusią relę.

Tai atjungia akumuliatorių nuo įkrovimo įtampos.

Minėta situacija užfiksuojama grįžtamojo ryšio įtampos pagalba iš pirmiau minėtos relės N / O kontaktų į T1 pagrindą.

Užraktas išlieka tol, kol pasiekiama žemos įtampos būklė, kai T2 įsijungia, įžemindamas T1 pagrindo poslinkį ir perjungdamas viršutinę relę į įkrovimo režimą.

Tai daro išvadą, kad mūsų akumuliatoriaus aukšto / žemo lygio valdiklis ir siūlomos 40 vatų automatinės saulės gatvių šviesos sistemos grandinės šviesos jutiklių etapai.

Šioje diskusijoje paaiškinta PWM valdomo LED modulio grandinės sudarymo procedūra.

Žemiau parodyta grandinė atspindi LED lempos modulį, susidedantį iš 39 nos. 1 vato / 350 mA didelio ryškumo šviesos diodai. Visas masyvas padarytas lygiagrečiai sujungiant 13 serijinių jungčių skaičių, susidedantį iš 3 kiekvienos serijos šviesos diodų.

Kaip tai veikia

Aukščiau pateiktas šviesos diodų išdėstymas yra gana standartinis pagal savo konfigūraciją ir nesureikšminamas.

Faktinė lemiama šios grandinės dalis yra IC 555 sekcija, sukonfigūruota tipišku stabilaus multivibratoriaus režimu.

Šiuo režimu IC išėjimo kaištis Nr. 3 generuoja apibrėžtas PWM bangos formas, kurias galima sureguliuoti tinkamai nustatant IC darbo ciklą.

Šios konfigūracijos veikimo ciklas koreguojamas nustatant P1 pagal pirmenybę.

Kadangi nustatant P1 taip pat nustatomas šviesos diodų apšvietimo lygis, tai turėtų būti daroma atsargiai, kad iš šviesos diodų būtų gaunami optimaliausi rezultatai. P1 taip pat tampa šviesos diodo modulio reguliavimo valdymu.

PWM dizaino įtraukimas čia vaidina pagrindinį vaidmenį, nes tai smarkiai sumažina prijungtų šviesos diodų energijos suvartojimą.

Jei šviesos diodų modulis būtų tiesiogiai prijungtas prie akumuliatoriaus be IC 555 pakopos, šviesos diodai būtų sunaudoję visą nurodytą 36 vatų galią.

Veikiant PWM tvarkyklei, šviesos diodų modulis dabar sunaudoja tik 1/3 energijos, tai yra maždaug 12 vatų, tačiau iš šviesos diodų išskiria didžiausią nurodytą apšvietimą.

Taip atsitinka todėl, kad dėl maitinamų PWM impulsų tranzistorius T1 išlieka įjungtas tik 1/3 įprasto laikotarpio, perjungdamas šviesos diodus tam pačiam trumpesniam laikui, tačiau dėl regėjimo pastovumo pastebime, kad šviesos diodai yra ĮJUNGTA visą laiką.

Dėl aukšto dažnio dažnio apšvietimas tampa labai stabilus ir net tada, kai mūsų regėjimas juda, vibracijos negalima aptikti.

Šis modulis yra integruotas su anksčiau aptarta saulės valdiklio plokšte.

Parodytos grandinės teigiamą ir neigiamą reikia tiesiog prijungti prie atitinkamų saulės valdiklio plokštės taškų.

Tai užbaigia visą siūlomo 40 vatų automatinės saulės LED gatvių lempos grandinės projekto paaiškinimą.

Jei turite klausimų, galite juos išsakyti per savo komentarus.

ATNAUJINTI: Minėta teorija, pagal kurią matant didelį apšvietimą naudojant mažesnį suvartojimą dėl regėjimo patvarumo, yra neteisinga. Deja, šis PWM valdiklis veikia tik kaip ryškumo valdiklis ir nieko daugiau!

Gatvės apšvietimo LED PWM valdiklio schema

Dalių sąrašas

• R1 = 100K
• P1 = 100K puodas
• C1 = 680 pF
• C2 = 0,01 uF
• R2 = 4K7
• T1 = TIP122
• R3 ---- R14 = 10 omų, 2 vatų
• Šviesos diodai = 1 vatas, 350 mA, šalta balta spalva
• IC1 = IC555

Galutiniame prototipe šviesos diodai buvo sumontuoti ant specialaus aliuminio pagrindu pagaminto radiatoriaus tipo PCB.

Vaizdų prototipas

Gatvės šviesos prototipas, sukurtas „Swagatam“ naujovių

Paprasčiausia gatvės šviesos grandinė

Jei esate naujokas ir ieškote paprastos automatinės gatvių apšvietimo sistemos, galbūt šis dizainas patenkins jūsų poreikius.

Šią paprasčiausią automatinę gatvių šviesos grandinę naujokas gali greitai surinkti ir įdiegti, kad būtų pasiekti numatyti rezultatai.

Sukurta pagal šviesą įjungiančią koncepciją, grandinė gali būti naudojama automatiškai įjungti ir išjungti kelio žibintą ar žibintų grupę, atsižvelgiant į įvairius aplinkos šviesos lygius.

The elektrinis blokas kai pastatyta, galima išjungti žibintą, kai prasideda aušra, ir įjungti, kai sutemsta.

Kaip tai veikia

Grandinė gali būti naudojama kaip automatinė dienos naktį valdė šviesą valdiklio sistema arba paprastas šviesos valdomas jungiklis. Pabandykime suprasti šios naudingos grandinės veikimą ir kaip taip paprasta sukonstruoti:

Remiantis grandinės schema, galime pamatyti labai paprastą konfigūraciją, susidedančią tik iš kelių tranzistorių ir relės, kuri sudaro pagrindinę grandinės valdymo dalį.

Žinoma, negalima pamiršti apie LDR, kuris yra pagrindinis grandinės jutimo komponentas. Tranzistoriai iš esmės yra išdėstyti taip, kad abu vienas kitą papildo priešingai, ty kai laidus kairysis kraštas, dešinysis tranzistorius išsijungia ir atvirkščiai.

Kairysis tranzistorius T1 yra suklastotas kaip a įtampos palygintuvas naudojant varžinį tinklą. Viršutinės rankos rezistorius yra LDR, o apatinės rankos rezistorius yra iš anksto nustatytas, kuris naudojamas nustatyti ribines vertes ar lygius. T2 yra išdėstytas kaip keitiklis ir apvers atsaką, gautą iš T1.

Kaip veikia LDR

Iš pradžių darant prielaidą, kad šviesos lygis yra mažesnis, LDR išlaiko didelį atsparumą per jį, o tai neleidžia pakankamai srovės pasiekti tranzistoriaus T1 pagrindą.

Tai leidžia potencialiam kolektoriaus lygiui prisotinti T2, todėl relė lieka aktyvuota šioje būsenoje.

Kai šviesos lygis padidėja ir tampa pakankamai didelis LDR, jo pasipriešinimo lygis krinta, todėl per jį praeina daugiau srovės, kuri galiausiai pasiekia T1 pagrindą.

Kaip tranzistorius reaguoja į LDR

Tranzistorius T1 atlieka laidą, traukdamas jo kolektoriaus potencialą į žemę. Tai slopina tranzistoriaus T2 laidumą, išjungdama kolektoriaus apkrovos relę ir prijungtą lemputę.

Informacija apie maitinimo šaltinį

Maitinimo šaltinis yra standartas transformatorius , tiltas, kondensatorių tinklas, kuris tiekia a švari nuolatinė srovė į siūlomų veiksmų vykdymo grandinę.

Visa grandinė gali būti pastatyta ant mažo vero plokštės gabalo, o visas mazgas kartu su maitinimo šaltiniu gali būti tvirtos mažos plastikinės dėžutės viduje.

Kaip padedama LDR

LDR turi būti dedamas už dėžutės ribų, o tai reiškia, kad jos jutimo paviršius turi būti veikiamas aplinkos srities, iš kurios reikia pajusti šviesos lygį, link.

Reikėtų pasirūpinti, kad lempų šviesa jokiu būdu nepasiektų LDR, o tai gali sukelti klaidingą perjungimą ir svyravimus.

Dalių sąrašas

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K iš anksto nustatytas,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Relė = 12 voltų, 400 omų, SPDT,
• LDR = bet koks tipas, turintis 10K – 47K atsparumą aplinkos šviesoje.
• Transformatorius = 0-12 V, 200 mA

PCB dizainas

Naudojant opamp IC 741

Pirmiau paaiškinta automatinė tamsos aktyvuota gatvės lempos grandinė taip pat gali būti padaryta naudojant opamp , kaip parodyta žemiau:

Darbinis aprašymas

Čia IC 741 suprojektuotas kaip palyginamasis elementas, kur jo neinvertuojantis kaištis Nr. 3 yra prijungtas prie 10 tūkst. Išankstinio nustatymo ar puodo, kad būtų sukurta suveikimo nuoroda šiame kėglyje.

Kaištis Nr. 2, kuris yra atvirkštinis IC įvadas, yra sukonfigūruotas su potencialų daliklio tinklu, kurį sukuria nuo šviesos priklausomas rezistorius arba LDR ir 100K rezistorius.

Iš anksto nustatytas 10K nustatymas yra toks, kad kai aplinkos šviesa LDR pasiekia norimą tamsos slenkstį, kaištis Nr. 6 eina aukštai. Tai daroma su tam tikru meistriškumu ir kantrybe, lėtai perkeliant iš anksto nustatytą nustatymą, kol kaištis Nr. 6 tiesiog pakyla aukštai, o tai identifikuoja prijungtos relės įjungimas ir raudonos šviesos diodo apšvietimas.

Tai turi būti padaryta sukuriant dirbtinį tamsos slenksčio šviesos lygį LDR uždaroje patalpoje ir tam tikslui naudojant silpną šviesą.

Nustačius išankstinį nustatymą, jis gali būti užplombuotas epoksidiniais klijais, kad reguliavimas liktų fiksuotas ir nepakitęs.

Po to grandinę galima uždaryti tinkamoje dėžutėje su 12 V adapteriu grandinei maitinti, o relės kontaktai sujungti su norima kelio lempa.

Reikia pasirūpinti, kad lempos apšvietimas niekada nepasiektų LDR, nes priešingu atveju tai gali sukelti nuolatinius svyravimus ar mirksėjimą, kai tik jis suveikia prieblandoje.