Automaattinen 40 watin LED-aurinko katuvalaistuspiiri

Seuraava artikkeli käsittelee mielenkiintoisen 40 watin automaattisen LED-katuvalopiirin rakentamista, joka kytkeytyy automaattisesti päälle yöllä ja sammuu päivällä (suunnittelema). Päivän aikana sisäänrakennettu akku ladataan aurinkopaneelin kautta, kun ladattu sama akku käytetään LED-lampun virtaan yöllä katujen valaisemiseksi.

Nykyään aurinkopaneeleista ja PV-kennoista on tullut erittäin suosittuja, ja lähitulevaisuudessa voimme nähdä jokaisen meistä käyttävän sitä jollakin tai toisella tavalla elämässämme. Yksi tärkeä näiden laitteiden käyttö on ollut katuvalaistuksen alalla.

Tässä käsitellyssä piirissä on suurin osa vakiomäärityksistä, seuraavat tiedot selittävät sen yksityiskohtaisemmin:

LED-lampun tekniset tiedot

• Jännite: 12 volttia (12V / 26AH-akku)
• Nykyinen kulutus: 3,2 ampeeria @ 12 volttia,
• Virrankulutus: 39 wattia 39 nosta 1 watin LEDeistä
• Valon voimakkuus: Noin noin 2000 lm (lumenia)

Laturin / ohjaimen tekniset tiedot

• Tulo: 32 volttia aurinkopaneelista, jossa on noin 32 voltin avoimen piirin jännite ja oikosulkuvirta 5-7 ampeeria.
• Lähtö: Max. 14,3 volttia, virta rajoitettu 4,4 ampeeriin
• Akku täynnä - Katkaise virta 14,3 voltilla (P2 asettaa).
• Alhainen paristovirta - Katkaise virta 11,04 voltilla (P1 asettaa).
• Akku ladataan C / 5-nopeudella kelluvajännitteellä rajoitettuna 13,4 volttiin akun täyden katkaisun jälkeen.
• Automaattinen päivä- / yökytkentä LDR-anturilla (asetetaan valitsemalla R10 asianmukaisesti).

Tässä artikkelin ensimmäisessä osassa tutkitaan aurinkolaturin / ohjaimen vaihetta ja vastaavaa yli / matalajännitteen katkaisupiiriä ja myös automaattista päivä / yö-katkaisuosaa.

Yllä olevaa rakennetta voidaan yksinkertaistaa huomattavasti poistamalla IC 555 -vaihe ja liittämällä päiväreleen katkaisun POIS-transistori suoraan aurinkopaneelin positiiviseen, kuten alla on esitetty:

Osaluettelo

• R1, R3, R4, R12 = 10k
• R5 = 240 OHMS
• P1, P2 = 10K esiasetus
• P3 = 10k potti tai esiasetus
• R10 = 470K,
• R9 = 2M2
• R11 = 100K
• R8 = 10 OHMS 2 WATT
• T1 ---- T4 = BC547
• A1 / A2 = 1/2 IC324
• KAIKKI ZENER-DIODIT = 4,7 V, 1/2 WATTIA
• D1 - D3, D6 = 1N4007
• D4, D5 = 6 AMP-DIODI
• IC2 = IC555
• IC1 = LM338
• RELEET = 12 V, 400 OHMS, SPDT
• AKKU = 12V, 26AH
• AURINKOPANEELI = 21 V: n AVOIN PIIRI, 7 AMP @ LYHYT VIRTA.

Aurinkolaturi / -ohjain, korkea / matala akun katkaisu ja ympäristön valoilmaisimen piirivaiheet:

VAROITUS : Lataussäädin on välttämätön jokaiselle katuvalojärjestelmälle. Saatat löytää muita malleja Internetistä ilman tätä ominaisuutta, yksinkertaisesti sivuuttaa ne. Ne voivat olla vaarallisia akulle!

Viitaten yllä olevaan 40 watin katuvalaisinkytkentäkaavioon paneelin jännitettä säätelee ja vakauttaa vaadittu 14,4 volttiin IC LM 338.

P3: ta käytetään lähtöjännitteen asettamiseen tarkalleen 14,3 volttiin tai jonnekin sen lähelle.

R6 ja R7 muodostavat virtaa rajoittavat komponentit, ja ne on laskettava asianmukaisesti, kuten on keskusteltu tässä aurinkopaneelin jännitteen säätöpiirissä .

Vakautettu jännite syötetään seuraavaksi jännitteen / varauksen ohjaukseen ja siihen liittyviin vaiheisiin.

Kaksi opampia A1 ja A2 on kytketty käänteisillä kokoonpanoilla, mikä tarkoittaa, että A1: n lähtö tulee korkeaksi, kun havaitaan ennalta määrätty ylijännitearvo, kun taas A2: n ulostulo nousee korkealle, kun havaitaan ennalta määrätty matalajännitekynnys.

Esiasetetut P2 ja P1 asettavat edellä mainitut korkean ja matalan jännitteen kynnysarvot.

Transistorit T1 ja T2 reagoivat vastaavasti yllä oleviin opampien lähtöihin ja aktivoivat vastaavan releen kytketyn akun varaustasojen ohjaamiseksi annettujen parametrien suhteen.

T1: een kytketty rele ohjaa erityisesti akun ylilatausrajaa.

T3: een kytketty rele on vastuussa jännitteen pitämisestä LED-lampun vaiheessa. Niin kauan kuin akun jännite on matalajännitekynnyksen yläpuolella ja niin kauan kuin järjestelmän ympärillä ei ole ympäröivää valoa, tämä rele pitää lampun päällä, LED-moduuli sammuu välittömästi, jos määrätyt ehdot eivät täyty.

Piirin käyttö

IC1 yhdessä siihen liittyvien osien kanssa muodostaa valonilmaisinpiirin, sen ulostulo nousee korkealle ympäröivän valon läsnäollessa ja päinvastoin.

Oletetaan, että on päiväaika ja osittain tyhjentynyt 11,8 V: n akku on kytketty asiaankuuluviin pisteisiin. Oletetaan myös, että korkea jännite katkaistaan ​​asetettavaksi 14,4 V: ksi. Kun virta on kytketty päälle (joko aurinkopaneelista tai ulkoisesta tasavirtalähteestä), akku alkaa latautua releen koskettimien kautta.

Koska on päivä, IC1: n lähtö on korkea, mikä kytkee T3: n päälle. T3: een kytketty rele pitää akun jännitteen ja estää sitä pääsemästä LED-moduuliin, ja lamppu pysyy sammutettuna.

Kun akku on ladattu täyteen, A1: n lähtö menee korkealle kytkemällä päälle T1 ja siihen liittyvä rele.

Tämä irrottaa akun latausjännitteestä.

Yllä oleva tilanne lukittuu PÄÄLLE takaisinkytkentäjännitteen avulla yllä olevan releen N / O-koskettimista T1-pohjaan.

Salpa jatkuu, kunnes pienjännitetila saavutetaan, kun T2 kytkeytyy päälle, maadoittaa T1: n alustan esijännityksen ja palauttaa yläreleen lataustilaan.

Tämä päättää akun korkea / matala-ohjaimen ja ehdotetun 40 watin automaattisen aurinkokennovalojärjestelmän piirin valoanturivaiheet.

Seuraava keskustelu selittää PWM-ohjatun LED-moduulin piirin valmistusmenettelyn.

Alla esitetty piiri edustaa LED-lamppumoduulia, joka koostuu 39 nosista. 1 watin / 350 mA: n kirkkaat teho-LEDit.Koko sarja muodostetaan yhdistämällä rinnakkain 13 lukumäärää sarjayhteyksiä, jotka koostuvat 3 LEDistä kussakin sarjassa.

Kuinka se toimii

Yllä oleva LED-valojen kokoonpano on melko vakio kokoonpanossaan, eikä siinä kiinnitetä paljon huomiota.

Tämän piirin varsinainen tärkeä osa on IC 555 -osa, joka on konfiguroitu tyypilliseen hämmentävään multivibraattoritilaansa.

Tässä tilassa IC: n ulostulotapa # 3 tuottaa tarkat PWM-aaltomuodot, joita voidaan säätää asettamalla IC: n käyttöjakso asianmukaisesti.

Tämän kokoonpanon käyttöjakso säädetään asettamalla P1 yhden mieltymysten mukaan.

Koska P1: n asetus päättää myös LEDien valaistustason, se on tehtävä huolellisesti, jotta LEDistä saadaan mahdollisimman optimaalinen tulos. P1: stä tulee myös LED-moduulin himmennys.

PWM-mallin sisällyttäminen tähän on avainasemassa, koska se vähentää merkittävästi kytkettyjen LEDien virrankulutusta.

Jos LED-moduuli kytkettäisiin suoraan akkuun ilman IC 555 -vaihetta, LED-valot olisivat kuluttaneet täyden määritellyn 36 watin.

Kun PWM-ohjain on toiminnassa, LED-moduuli kuluttaa nyt vain noin 1/3 tehoa, eli noin 12 wattia, mutta poimii LEDeistä suurimman määritetyn valaistuksen.

Tämä johtuu siitä, että syötettyjen PWM-pulssien takia transistori T1 pysyy PÄÄLLÄ vain 1/3 normaalista ajanjaksosta, kytkemällä LED-valot yhtä lyhyeksi ajaksi, mutta näön pysyvyyden vuoksi havaitsemme LEDien olevan PÄÄLLÄ koko ajan.

Astabiilin korkea taajuus tekee valaistuksesta erittäin vakaan eikä tärinää voida havaita, vaikka näkömme olisi liikkeessä.

Tämä moduuli on integroitu aiemmin käsiteltyyn aurinko-ohjainkorttiin.

Esitetyn piirin positiivinen ja negatiivinen on yksinkertaisesti kytkettävä aurinkosäätimen kortin asiaankuuluviin pisteisiin.

Tämä päättää ehdotetun 40 watin automaattisen aurinko-LED-katuvalopiiriprojektin koko selityksen.

Jos sinulla on kysyttävää, voit ilmaista ne kommenteillasi.

PÄIVITTÄÄ: Edellä esitetty teoria korkean valaistuksen näkymisestä matalammalla kulutuksella näkökyvyn vuoksi on väärä. Joten valitettavasti tämä PWM-ohjain toimii vain kirkkauden säätimenä eikä mitään muuta!

Kytkentäkaavio katuvalojen LED PWM -ohjaimelle

Osaluettelo

• R1 = 100K
• P1 = 100K potti
• C1 = 680 pF
• C2 = 0,01 uF
• R2 = 4K7
• T1 = TIP122
• R3 ---- R14 = 10 ohmia, 2 wattia
• LEDit = 1 watti, 350 mA, viileä valkoinen
• IC1 = IC555

Viimeisessä prototyypissä ledit asennettiin erityiseen alumiinipohjaiseen jäähdytyselementtityyppiseen piirilevyyn, on erittäin suositeltavaa, ilman sitä LEDien käyttöikä heikkenisi.

Kuvien prototyyppi

Katuvalojen prototyyppi Swagatam-innovaatioilla

Yksinkertaisin katuvalopiiri

Jos olet uusi tulokas ja etsit yksinkertaista automaattista katuvalojärjestelmää, ehkä seuraava muotoilu täyttää tarpeesi.

Tämä yksinkertaisin automaattinen katuvalopiiri voidaan koota nopeasti aloittelijan toimesta ja asentaa haluttujen tulosten saavuttamiseksi.

Piiriä voidaan rakentaa valolla aktivoidun konseptin ympärille, jolloin ajoradan valaisin tai lamppuryhmä kytketään automaattisesti päälle ja pois päältä vasteena vaihteleville ympäristön valotasoille.

sähkölaite Kun se on rakennettu, sitä voidaan käyttää lampun sammuttamiseen, kun aamunkoitto alkaa, ja sen kytkemiseen päälle, kun hämärä alkaa.

Kuinka se toimii

Piiriä voidaan käyttää automaattisena päivä yövalo ohjainjärjestelmä tai yksinkertainen valolla aktivoitava kytkin. Yritetään ymmärtää tämän hyödyllisen piirin toiminta ja kuinka rakentaminen on niin helppoa:

Piirikaavioon viitaten voimme nähdä hyvin yksinkertaisen kokoonpanon, joka koostuu vain parista transistorista ja releestä, joka muodostaa piirin perusohjausosan.

Emme tietenkään voi unohtaa LDR: ää, joka on piirin päähenkilö. Transistorit on järjestetty periaatteessa siten, että molemmat täydentävät toisiaan vastakkain, eli kun vasemmanpuoleinen transistori johtaa, oikeanpuoleinen transistori kytkeytyy pois päältä ja päinvastoin.

Vasemmanpuoleinen transistori T1 on kiinnitetty a: ksi jännitteen vertailija käyttämällä resistiivistä verkkoa. Olkavarsi on LDR ja alavarten vastus on esiasetus, jota käytetään kynnysarvojen tai tasojen asettamiseen. T2 on järjestetty invertteriksi ja kääntää T1: ltä vastaanotetun vastauksen.

Kuinka LDR toimii

Aluksi olettaen, että valon taso on pienempi, LDR: llä on korkea vastustuskyky taso sen yli, mikä ei salli riittävän virran saavuttaa transistorin T1 alustaa.

Tämä sallii keräimen potentiaalitason kyllästää T2: n ja siten rele pysyy aktivoituna tässä tilassa.

Kun valotaso nousee ja tulee riittävän suureksi LDR: ssä, sen vastustaso laskee, jolloin sen läpi kulkee enemmän virtaa, joka lopulta saavuttaa T1-pohjan.

Kuinka transistori reagoi LDR: ään

Transistori T1 johtaa, vetämällä kollektoripotentiaalinsa maahan. Tämä estää transistorin T2 johtumista kytkemällä sen kollektorikuormareleen ja liitetyn lampun pois päältä.

Virtalähteen tiedot

Virtalähde on vakio muuntaja , silta, kondensaattoriverkko, joka toimittaa a puhdas DC piirille ehdotettujen toimintojen suorittamiseksi.

Koko piiri voidaan rakentaa pienen palan verolevyn päälle ja koko kokoonpano yhdessä virtalähteen kanssa voidaan sijoittaa tukevan pienen muovilaatikon sisään.

Kuinka LDR on sijoitettu

LDR on sijoitettava laatikon ulkopuolelle, mikä tarkoittaa, että sen tunnistava pinta tulee paljastaa sitä ympäröivää aluetta kohti, josta valon taso vaaditaan.

On huolehdittava siitä, että lamppujen valo ei millään tavoin saavuta LDR: ää, mikä voi johtaa väärään kytkentään ja värähtelyihin.

Osaluettelo

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K-esiasetus,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Rele = 12 volttia, 400 ohmia, SPDT,
• LDR = mikä tahansa tyyppi, jonka kestävyys on 10–47 K ympäristön valossa.
• Muuntaja = 0-12 V, 200 mA

PCB-suunnittelu

Opamp IC 741: n käyttö

Edellä selitetty automaattinen pimeällä aktivoituva katuvalopiiri voidaan tehdä myös käyttämällä opamp , kuten alla:

Toimiva kuvaus

Täällä IC 741 on suunniteltu vertailulaitteeksi, jossa sen ei-invertoiva tappi # 3 on kytketty 10 k: n esiasetukseen tai pottiin käynnistysviitteen luomiseksi tälle pinoutille.

Tappi # 2, joka on IC: n käänteinen tulo, on konfiguroitu potentiaalijakajaverkolla, jonka muodostavat valosta riippuva vastus tai LDR ja 100 K vastus.

10K-esiasetus säädetään aluksi siten, että kun ympäristön valo LDR: ssä saavuttaa halutun pimeysrajan, tappi # 6 nousee korkealle. Tämä tehdään jonkin verran taitoa ja kärsivällisyyttä siirtämällä esiasetusta hitaasti, kunnes nasta # 6 vain nousee korkealle, mikä tunnistetaan kytketyn releen kytkemisestä päälle ja punaisen LEDin valaistuksesta.

Tämä on tehtävä luomalla keinotekoinen pimeyden kynnysvalotaso LDR: lle suljetun huoneen sisälle ja käyttämällä hämärää valoa tähän tarkoitukseen.

Kun esiasetus on asetettu, se voidaan sulkea epoksiliimalla niin, että säätö pysyy kiinteänä ja muuttumattomana.

Tämän jälkeen piiri voidaan sulkea sopivan kotelon sisään, jossa on 12 V: n sovitin piirin virtalähteeksi, ja releen koskettimet on kytketty haluttuun tienvalaisimeen.

On varmistettava, että lampun valaistus ei koskaan saavuta LDR: ää, muuten se voi johtaa lampun jatkuvaan värähtelyyn tai välkkymiseen heti, kun se laukaistaan ​​hämärässä.