Automaatne 40-vatine LED-päikese tänavavalgustuse ahel

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Järgmises artiklis käsitletakse huvitava 40-vatise automaatse LED-tänavavalgustuse vooluringi ehitamist, mis lülitub öösel automaatselt sisse ja päeval välja (minu loodud). Päevasel ajal laetakse sisseehitatud akut päikesepaneeli kaudu. Kui aku on laetud, kasutatakse öösel LED-lampi tänavate valgustamiseks.

Täna on päikesepaneelid ja PV-elemendid muutunud väga populaarseks ja lähitulevikus näeksime tõenäoliselt kõiki meist, kes seda oma elus ühel või teisel viisil kasutavad. Nende seadmete üks oluline kasutus on olnud tänavavalgustuse valdkonnas.



Siin käsitletud vooluringil on enamik standardspetsifikatsioone, järgmised andmed selgitavad seda üksikasjalikumalt:

LED-lampide spetsifikatsioonid

  • Pinge: 12 volti (12V / 26AH aku)
  • Praegune tarbimine: 3,2 amprit @ 12 volti,
  • Energiatarve: 39 vatti 39nosti 1-vatistest LED-idest
  • Valgustugevus: umbes 2000 lm (luumenit)

Laadija / kontrolleri spetsifikatsioon

  • Sisend: 32 volti päikesepaneelilt, mille avatud voolu pinge on umbes 32 volti ja lühisvool 5 kuni 7 amprit.
  • Väljund: max. 14,3 volti, voolutugevus 4,4 amprit
  • Aku on täis - katkestage 14,3 volti (P2 seadistatud).
  • Aku tühjeneb - katkestage 11,04 volti (P1 seadistatud).
  • Aku laaditakse C / 5 kiirusega, ujukpinge piiratakse 13,4 volti pärast “aku täislülitatuna”.
  • Automaatne päeva / öö ümberlülitus LDR-anduriga (seadistamiseks valige sobiv R10).

Artikli esimeses osas uurime päikeselaadija / kontrolleri astet ja vastavat üle- / madalpinge väljalülitusahelat ning ka automaatse päeva / öö väljalülitamise osa.



prototüüp 40-vatise LED-tänavavalgustuse vooluahelale täielik 40-vatine LED-tänavavalgustuse ahel koos laadijaga ja pimedusega aktiveeritud lüliti

Ülaltoodud disaini saab palju lihtsustada, kõrvaldades IC 555 etapi ja ühendades päevase relee väljalülitatud transistori otse päikesepaneeli positiivsega, nagu allpool näidatud:

Osade nimekiri

  • R1, R3, R4, R12 = 10k
  • R5 = 240 OHMS
  • P1, P2 = 10K eelseadistatud
  • P3 = 10k pott või eelseadistatud
  • R10 = 470K,
  • R9 = 2M2
  • R11 = 100K
  • R8 = 10 OHMS 2 WATT
  • T1 ---- T4 = BC547
  • A1 / A2 = 1/2 IC324
  • KÕIK ZENERI DIODID = 4,7 V, 1/2 VATT
  • D1 - D3, D6 = 1N4007
  • D4, D5 = 6AMP DIODI
  • IC2 = IC555
  • IC1 = LM338
  • RELED = 12 V, 400 OHMS, SPDT
  • AKU = 12V, 26AH
  • PÄIKESEPANEEL = 21 V AVA VIRU, 7 AMP @ LÜHIKE RING.

Päikeselaadija / kontroller, kõrge / vähese aku väljalülitus ja ümbritseva valguse detektori vooluringi etapid:

ETTEVAATUST : Laadimiskontroller on iga tänavavalgustussüsteemi jaoks hädavajalik. Internetis võite ilma selle funktsioonita leida muid kujundusi, lihtsalt ignoreerige neid. Need võivad olla aku jaoks ohtlikud!

Viidates ülaltoodud 40-vatisele tänavavalgustuse skeemile, reguleerib ja stabiliseerib paneeli pinget IC LM 338 nõutava 14,4 voltini.

P3 kasutatakse väljundpinge seadmiseks täpselt 14,3 volti või kusagile selle lähedale.

R6 ja R7 moodustavad voolu piiravad komponendid ja need tuleb arvutada vastavalt arutlusele selles päikesepaneeli pinge regulaatori ahelas .

Stabiliseeritud pinge rakendatakse järgmisena pinge / laadimise juhtimisele ja sellega seotud astmetele.

Kaks opampi A1 ja A2 on juhtmega ühendatud vastupidiste konfiguratsioonidega, mis tähendab, et A1 väljund muutub kõrgeks, kui tuvastatakse ettemääratud ülepinge väärtus, samas kui A2 väljund läheb kõrgeks etteantud madalpinge läve tuvastamisel.

Ülaltoodud kõrg- ja madalpingeläved on vastavalt määratud eelseadistatud P2 ja P1.

Transistorid T1 ja T2 reageerivad vastavalt opampide ülaltoodud väljunditele ja aktiveerivad vastava relee ühendatud aku laetuse taseme juhtimiseks antud parameetrite suhtes.

T1-ga ühendatud relee kontrollib spetsiaalselt aku ülelaadimise piiri.

T3-ga ühendatud relee vastutab LED-lampide pinge hoidmise eest. Niikaua kui aku pinge ületab madalpinge läve ja kuni süsteemi ümber ei ole ümbritsevat valgust, hoiab see relee lampi sisselülitatud, LED-moodul lülitatakse koheselt välja, kui ettenähtud tingimused ei ole täidetud.

Ahela töö

IC1 koos sellega seotud osadega moodustab valgusdetektori vooluahela, selle väljund läheb ümbritseva valguse korral kõrgeks ja vastupidi.

Oletame, et on päevane aeg ja osaliselt tühjenenud 11,8 V aku on ühendatud vastavate punktidega, samuti eeldage, et kõrgepinge katkestuseks seatakse 14,4 V. Kui toitelüliti on sisse lülitatud (kas päikesepaneelilt või välisest alalisvooluallikast), hakkab aku laadima relee N / C kontaktide kaudu.

Kuna on päev, on IC1 väljund kõrge, mis lülitab T3 sisse. T3-ga ühendatud relee hoiab aku pinget ja takistab selle jõudmist LED-moodulini ja lamp jääb välja lülitatud.

Kui aku on täielikult laetud, läheb A1 väljund T1 ja sellega seotud relee sisse.

See lahutab aku laadimispingest.

Ülaltoodud olukord lukustub ülaltoodud relee N / O kontaktide ja T1 aluse tagasiside abil.

Riiv püsib kuni madalpinge seisundini jõudmiseni, kui T2 lülitub sisse, maandades T1 aluse kallutatuse ja viies ülemise relee laadimisrežiimi.

Sellega jõuame lõpule meie kõrge / madala kontrolleriga aku ja kavandatud 40-vatise automaatse päikese tänavavalgustussüsteemi valgusanduri etapid.

Järgmine arutelu selgitab PWM-juhitava LED-mooduli vooluringi valmistamise protseduuri.

Allpool näidatud vooluahel tähistab LED-moodulit, mis koosneb 39 ninast. 1 vati / 350 mA suure võimsusega LED-id. Kogu massiiv on tehtud paralleelselt ühendades 13 arvu seeriaühendusi, mis koosnevad 3 LED-ist igas seerias.

Kuidas see töötab

Eespool nimetatud valgusdioodide paigutus on oma konfiguratsioonis üsna standardne ja ei oma erilist tähtsust.

Selle vooluahela tegelik ülioluline osa on IC 555 sektsioon, mis on konfigureeritud tüüpilises astable multivibraatori režiimis.

Selles režiimis genereerib IC väljundnõel nr 3 kindlaid PWM-lainevorme, mida saab reguleerida IC-i töötsükli sobivaks seadistamisega.

Selle konfiguratsiooni töötsüklit reguleeritakse, seades P1 eelistuste järgi.

Kuna P1 seadistamine otsustab ka valgusdioodide valgustuse taseme, tuleks LED-ide optimaalsete tulemuste saamiseks teha hoolikalt. P1 saab ka LED-mooduli hämardamise juhtimiseks.

PWM-i disaini lisamine siin mängib võtmerolli, kuna see vähendab drastiliselt ühendatud LED-ide energiatarvet.

Kui LED-moodul ühendataks otse akuga ilma IC 555 astmena, oleksid LED-id kulutanud kogu määratud 36 vatti.

Kui PWM-draiver töötab, tarbib LED-moodul nüüd ainult umbes 1/3 energiat, see tähendab umbes 12 vatti, kuid eraldab LED-idest maksimaalse täpsustatud valgustuse.

See juhtub seetõttu, et sisestatud PWM-impulsside tõttu jääb transistor T1 põlema ainult 1/3 tavapärasest perioodist, lülitades LED-e sama lühemaks ajaks, kuid nägemise püsivuse tõttu leiame, et LED-id on Kogu aeg SEES.

Astable kõrge sagedus muudab valgustuse väga stabiilseks ja vibratsiooni ei ole võimalik tuvastada isegi siis, kui meie nägemine on liikvel.

See moodul on integreeritud eelnevalt käsitletud päikese kontrolleriplaadiga.

Näidatud vooluahela positiivne ja negatiivne tuleb lihtsalt ühendada päikese kontrolleriplaadi vastavate punktidega.

Sellega lõpetatakse kavandatava 40-vatise automaatse päikese LED-tänavavalgustuse vooluringi kogu selgitus.

Kui teil on küsimusi, võite need väljendada oma kommentaaride kaudu.

UUENDAMINE: Ülaltoodud teooria kõrge valgustuse nägemisest madalama tarbimisega nägemise püsivuse tõttu on vale. Nii kahjuks töötab see PWM-kontroller ainult heleduse kontrollerina ja ei midagi enamat!

Tänavavalgustuse LED PWM-kontrolleri vooluringi skeem

PWM LED tänavavalgustuse kontroller

Osade nimekiri

  • R1 = 100K
  • P1 = 100K pott
  • C1 = 680 pF
  • C2 = 0,01 uF
  • R2 = 4K7
  • T1 = TIP122
  • R3 ---- R14 = 10 oomi, 2 vatti
  • LED-id = 1 vatt, 350 mA, jahe valge
  • IC1 = IC555

Lõplikus prototüübis paigaldati valgusdioodid spetsiaalsele alumiiniumil põhinevale jahutusradatüübile PCB, on tungivalt soovitatav, ilma milleta LED-de eluiga halveneks.

Piltide prototüüp

tänavavalgustus 20 vatti omatehtud vooluringidest

Tänavavalgustuse prototüüp Swagatami uuenduste abil

pimestav valgustus 100 000 luumenit 40-vatisest tänavavalgust

Lihtsaim tänavavalgustuse ring

Kui olete uustulnuk ja otsite lihtsat automaatset tänavavalgustussüsteemi, siis võib-olla täidab järgmine disain teie vajaduse.

Selle lihtsaima automaatse tänavavalgustuse voolu saab algaja kiiresti kokku panna ja soovitud tulemuste saavutamiseks paigaldada.

Valguse poolt aktiveeritud kontseptsiooni ümber ehitatud vooluringi saab kasutada sõidutee laterna või laternarühma automaatseks sisselülitamiseks ja väljalülitamiseks vastuseks ümbritseva valguse erinevale tasemele.

The elektriseade Kui see on ehitatud, saab seda kasutada lambi väljalülitamiseks koidiku saabudes ja sisselülitamiseks hämaruse saabudes.

Kuidas see töötab

Vooluahelat saab kasutada automaatina päeva öösel valgustatud kontrolleri süsteem või lihtne valgustiga aktiveeritud lüliti. Proovime mõista selle kasuliku vooluringi toimimist ja selle ehitamise lihtsust:

Vooluahela skeemile viidates näeme väga lihtsat konfiguratsiooni, mis koosneb vaid paarist transistorist ja releest, mis moodustab vooluahela põhiosa.

Muidugi ei saa unustada LDR-i, mis on vooluahela peamine sensoorkomponent. Transistorid on põhimõtteliselt paigutatud nii, et mõlemad täiendavad üksteist vastandlikult, see tähendab, et kui vasakpoolne transistor juhib, lülitub parempoolne transistor välja ja vastupidi.

Vasakpoolne transistor T1 on varustatud a-ga pinge võrdleja kasutades takistuslikku võrku. Õlavarre takisti on LDR ja alumise käe takistus on eelseadistus, mida kasutatakse läviväärtuste või tasemete määramiseks. T2 on paigutatud inverteriks ja pöörab T1-lt saadud vastuse ümber.

Kuidas LDR töötab

Esialgu eeldades, et valgustuse tase on väiksem, LDR-l on kõrge vastupanu üle selle, mis ei võimalda transistori T1 alusele jõudmiseks piisavalt voolu.

See võimaldab kollektori potentsiaalsel tasemel T2 küllastada ja järelikult jääb relee selles olekus aktiveerituks.

Kui valgustase tõuseb ja muutub LDR-il piisavalt suureks, langeb selle takistuse tase, mis võimaldab seda läbida rohkem voolu, mis lõpuks jõuab T1 alusele.

Kuidas transistor reageerib LDR-ile

Transistor T1 juhib, tõmmates selle kollektori potentsiaali maapinnale. See pärsib transistori T2 juhtivust, lülitades kollektori koormusrelee ja ühendatud lambi välja.

Toiteallika üksikasjad

Toiteallikas on standard trafo , sild, kondensaatorivõrk, mis varustab a puhas alalisvool kavandatud toimingute teostamise ringkonda.

Kogu vooluahelat saab ehitada väikese vero-plaadi kohale ja kogu sõlme koos toiteallikaga võib paigutada tugeva väikese plastkasti sisse.

Kuidas LDR paigutatakse

LDR tuleb asetada karbist väljapoole, see tähendab, et selle tundepind peaks olema avatud ümbritseva ala suunas, kust valgustase on vajalik.

Tuleb jälgida, et lampide valgus ei jõuaks mingil viisil LDR-i, mis võib põhjustada valelülitusi ja võnkeid.

Automaatne päeva- ja öölambi lülituslülitus transistoride ja relee abil

Osade nimekiri

  • R1, R2, R3 = 2K2,
  • VR1 = 10K eelseadistatud,
  • C1 = 100uF / 25V,
  • C2 = 10uF / 25V,
  • D1 ---- D6 = 1N4007
  • T1, T2 = BC547,
  • Relee = 12 volti, 400 oomi, SPDT,
  • LDR = mis tahes tüüpi vastupidavus 10K kuni 47K ümbritseva valguse korral.
  • Trafo = 0-12V, 200mA

PCB disain

päeva öösel automaatne lamp PCB

Kasutades opamp IC 741

Eespool selgitatud automaatse pimedusega aktiveeritava tänavavalgustuse vooluringi saab teha ka kasutades opamp , nagu allpool näidatud:

pimedusega aktiveeritud IC 741 automaatne lambilülitus

Töökirjeldus

Siin on IC 741 konstrueeritud võrdlusmaterjalina, kus selle mitteinverteeriv tihvt nr 3 on ühendatud 10 k eelseadistusega või potiga, et luua käivitusviide selle tihvti juures.

Tihvt nr 2, mis on mikrolüliti inverteeriv sisend, on konfigureeritud valguse sõltuva takisti või LDR ja 100K takisti abil loodud potentsiaalijaotusvõrguga.

10K eelseadistus on esialgu reguleeritud nii, et kui ümbritseva valguse LDR jõuab soovitud pimeduse künniseni, läheb tihvt 6 kõrgele. Seda tehakse teatud oskuste ja kannatlikkusega, liigutades eelseadistust aeglaselt, kuni tihvt nr 6 lihtsalt tõuseb kõrgele, mis tuvastatakse ühendatud relee sisselülitamise ja punase LED-i valgustusega.

Seda tuleb teha, luues suletud ruumi sisse LDR-i kunstliku pimeduse läve valgustase ja kasutades selleks hämarat valgust.

Kui eelseadistus on seatud, võib selle tihendada epoksüliimiga, nii et reguleerimine jääb fikseeritud ja muutumatuks.

Pärast seda võib vooluahela sulgeda sobiva kasti sisse, kus on voolu toiteks 12 V adapter ja relee kontaktid on juhtmega ühendatud soovitud laternaga.

Tuleb hoolitseda selle eest, et lambi valgustus ei jõuaks kunagi LDR-i, vastasel juhul võib see põhjustada lambi pidevaid võnkeid või värelusi kohe, kui see hämaruses käivitub.




Paar: Mootorratta MOSFET täislaine šundiregulaatori ahel Järgmine: Kõrgepinge, kõrge voolu alalisvoolu regulaatori ahel