Автоматична 40 ватова LED слънчева верига за улично осветление

Следващата статия разглежда изграждането на интересна 40-ватова автоматична верига за LED улично осветление, която автоматично ще се включва през нощта и ще се изключва през деня (проектирана от мен). През деня вградената батерия се зарежда чрез соларен панел, след като се зареди същата батерия се използва за захранване на LED лампата през нощта за осветяване на улиците.

Днес слънчевите панели и фотоволтаичните клетки станаха много популярни и в близко бъдеще бихме могли да видим всички от нас да ги използват по някакъв или друг начин в живота си. Едно важно използване на тези устройства е в областта на уличното осветление.

Схемата, която беше обсъдена тук, включва повечето стандартни спецификации, като следните данни я обясняват по-подробно:

Спецификации на LED лампата

• Напрежение: 12 волта (12V / 26AH батерия)
• Консумация на ток: 3.2 ампера при 12 волта,
• Консумация на енергия: 39 вата на 39 носа от 1 вата светодиоди
• Интензитет на светлината: Приблизително около 2000 lm (лумена)

Спецификация на зарядно / контролер

• Вход: 32 волта от соларен панел, определен с около 32 волта напрежение в отворена верига и ток на късо съединение от 5 до 7 ампера.
• Изход: Макс. 14,3 волта, ток ограничен до 4,4 ампера
• Батерията е пълна - изключете при 14,3 волта (зададено от P2).
• Слаба батерия - изключете при 11.04 волта (зададено от P1).
• Батерията се зарежда със скорост C / 5 с плаващо напрежение, ограничено до 13,4 волта след „батерията е напълно изключена“.
• Автоматично превключване ден / нощ с LDR сензор (настройка чрез правилно избиране на R10).

В тази първа част на статията ще проучим етапа на слънчевото зарядно устройство / контролер и съответната верига за прекъсване на свръх / ниско напрежение, както и секцията за автоматично изключване ден / нощ.

Горният дизайн може да бъде значително опростен чрез премахване на етапа IC 555 и чрез свързване на транзистора за изключване на релето за дневно време директно с положителния елемент на слънчевия панел, както е показано по-долу:

Списък с части

• R1, R3, R4, R12 = 10k
• R5 = 240 OHMS
• P1, P2 = 10K предварително зададени
• P3 = 10k пот или предварително зададена
• R10 = 470K,
• R9 = 2M2
• R11 = 100K
• R8 = 10 OHMS 2 WATT
• T1 ---- T4 = BC547
• A1 / A2 = 1/2 IC324
• ВСИЧКИ ZENER ДИОДИ = 4.7V, 1/2 WATT
• D1 - D3, D6 = 1N4007
• D4, D5 = 6AMP ДИОДИ
• IC2 = IC555
• IC1 = LM338
• РЕЛЕ = 12V, 400 OHMS, SPDT
• БАТЕРИЯ = 12V, 26AH
• СЛЪНЧЕВ ПАНЕЛ = 21V ОТВОРЕНА СХЕМА, 7AMP @ КРАТКА СХЕМА.

Слънчеви зарядно устройство / контролер, Изключено / ниско / ниско ниво на батерията и етапи на веригата на детектора на околната светлина:

ВНИМАНИЕ : Контролерът за зареждане е задължителен за всяка система за улично осветление. Може да намерите други дизайни в интернет без тази функция, просто ги игнорирайте. Те могат да бъдат опасни за батерията!

Позовавайки се на 40-ватовата схема на уличното осветление по-горе, напрежението на панела се регулира и стабилизира до необходимите 14,4 волта от IC LM 338.

P3 се използва за настройка на изходното напрежение на точно 14,3 волта или някъде близо до него.

R6 и R7 образуват текущите ограничителни компоненти и трябва да бъдат изчислени по подходящ начин, както е обсъдено в тази схема на регулатора на напрежението на слънчевия панел .

След това стабилизираното напрежение се прилага към управлението на напрежението / заряда и свързаните с него етапи.

Два opamps A1 и A2 са свързани с обратни конфигурации, което означава, че изходът на A1 става висок, когато се открие предварително определена стойност на напрежение, докато изходът на A2 преминава високо при откриване на предварително определен праг на ниско напрежение.

Горните прагове за високо и ниско напрежение са подходящо зададени от предварително зададените P2 и P1 съответно.

Транзисторите T1 и T2 реагират съответно на горните изходи от opamps и активират съответното реле за управление на нивата на зареждане на свързаната батерия по отношение на дадените параметри.

Релето, свързано към T1, специално контролира границата на презареждане на батерията.

Релето, свързано към T3, е отговорно за задържане на напрежението към сцената на LED лампата. Докато напрежението на батерията е над прага на ниско напрежение и докато около системата няма околна светлина, това реле поддържа лампата включена, светодиодният модул незабавно се изключва в случай, че не са изпълнени предвидените условия.

Операция на веригата

IC1 заедно със свързаните части образува веригата на светлинния детектор, изходът му се повишава в присъствието на околна светлина и обратно.

Да приемем, че е време през деня и частично разредена батерия при 11,8V е свързана към съответните точки, също така приемете, че изключеното високо напрежение е настроено на 14,4V. При включен превключвател на захранването (или от слънчевия панел, или от външен източник на постоянен ток) батерията започва да се зарежда чрез N / C контактите на релето.

Тъй като е ден, изходът на IC1 е висок, което включва T3. Релето, свързано към T3, задържа напрежението на батерията и му пречи да достигне светодиодния модул и лампата остава изключена.

След като батерията се зареди напълно, изходът на А1 преминава към високо включване T1 и свързаното реле.

Това изключва батерията от зареждащото напрежение.

Горната ситуация се заключва с помощта на напрежението на обратната връзка от N / O контактите на горното реле към основата на T1.

Фиксаторът продължава, докато не се достигне състоянието на ниско напрежение, когато T2 се включи, заземи основата на Т1 и върне горното реле в режим на зареждане.

С това завършва контролерът ни с висок / нисък батерия и етапите на светлинния сензор на предложената схема от 40 вата автоматична слънчева улична светлина.

Следващата дискусия обяснява процедурата за изработване на веригата на светодиодния модул, контролирана с ШИМ.

Показаната схема по-долу представлява модула на LED лампата, състоящ се от 39 номера. Светодиоди с висока мощност 1 вата / 350 mA. Целият масив е направен чрез паралелно свързване на 13 броя последователни връзки, състоящи се от 3 светодиода във всяка серия.

Как работи

Горното подреждане на светодиодите е доста стандартно в своята конфигурация и не фокусира особено значение.

Реалната решаваща част от тази схема е секцията IC 555, която е конфигурирана в типичния си нестабилен режим на мултивибратор.

В този режим изходният щифт # 3 на IC генерира определени PWM вълнови форми, които могат да бъдат регулирани чрез задаване на работния цикъл на IC по подходящ начин.

Работният цикъл на тази конфигурация се регулира чрез задаване на P1 според предпочитанията.

Тъй като настройката на P1 решава и нивото на осветеност на светодиодите, трябва да се прави внимателно, за да се получат най-оптималните резултати от светодиодите. P1 също се превръща в контрола за затъмняване на LED модула.

Включването на PWM дизайна тук играе ключова роля, тъй като драстично намалява консумацията на енергия на свързаните светодиоди.

Ако светодиодният модул ще бъде свързан директно към батерията без етапа IC 555, светодиодите биха консумирали пълните посочени 36 вата.

С работещия ШИМ драйвер, LED модулът сега консумира само около 1/3 мощност, което е около 12 вата, но извлича максимално определеното осветление от светодиодите.

Това се случва, защото поради подадените PWM импулси транзисторът T1 остава включен само за 1/3 от нормалния период от време, превключвайки светодиодите за същото по-кратко време, но поради постоянството на зрението, ние откриваме, че светодиодите са ВКЛЮЧЕН през цялото време.

Високата честота на астабила прави осветлението много стабилно и не може да се засече вибрация, дори когато зрението ни е в движение.

Този модул е ​​интегриран с обсъдената по-рано платка на слънчевия контролер.

Положителното и отрицателното на показаната верига трябва просто да бъдат свързани към съответните точки на платката на слънчевия контролер.

Това завършва цялото обяснение на предложения проект за автоматична слънчева LED улична лампа с мощност 40 вата.

Ако имате някакви въпроси, можете да ги изразите чрез вашите коментари.

АКТУАЛИЗАЦИЯ: Горната теория за виждането на висока осветеност с по-ниска консумация поради постоянство на зрението е неправилна. За съжаление този ШИМ контролер работи само като контролер за яркост и нищо повече!

Електрическа схема за LED ШИМ контролер за улично осветление

Списък с части

• R1 = 100K
• P1 = 100K пот
• C1 = 680pF
• C2 = 0.01uF
• R2 = 4K7
• T1 = TIP122
• R3 ---- R14 = 10 ома, 2 вата
• Светодиоди = 1 ват, 350 mA, студено бяло
• IC1 = IC555

В последния прототип светодиодите са монтирани на специален радиатор на база алуминий тип PCB, силно се препоръчва, без който животът на LED ще се влоши.

Прототипни изображения

Прототип на улично осветление от иновации на swagatam

Най-простата верига за улично осветление

Ако сте новодошли и търсите проста автоматична система за улично осветление, тогава може би следният дизайн ще отговори на вашите нужди.

Тази най-проста автоматична верига за улично осветление може да бъде сглобена бързо от начинаещ и инсталирана за постигане на желаните резултати.

Изградена около концепция, активирана от светлина, веригата може да се използва за автоматично включване и изключване на пътна лампа или група лампи в отговор на променливите нива на околната светлина.

The електрически блок веднъж построена може да се използва за изключване на лампа, когато изгрее зората и за включване при настъпване на здрач.

Как работи

Веригата може да се използва като автоматична денонощно управлявана светлина система за управление или обикновен превключвател, активиран от светлината. Нека се опитаме да разберем функционирането на тази полезна схема и как е толкова лесно да се изгради:

Позовавайки се на схемата, можем да видим много проста конфигурация, състояща се само от няколко транзистора и реле, което формира основната контролна част на веригата.

Разбира се, не можем да забравим за LDR, който е основният чувствителен компонент на веригата. Транзисторите са основно подредени така, че и двамата се допълват взаимно, което означава, че когато левият транзистор провежда, десният транзистор се изключва и обратно.

Левият транзистор T1 е монтиран като a компаратор на напрежение използване на резистивна мрежа. Резисторът в горната част на рамото е LDR, а резисторът на долното рамо е предварителната настройка, която се използва за задаване на праговите стойности или нива. T2 е подреден като инвертор и инвертира отговора, получен от T1.

Как работи LDR

Първоначално, ако приемем, че нивото на светлината е по-малко, LDR поддържа висока устойчивост ниво през него, което не позволява достатъчно ток да достигне основата на транзистора Т1.

Това позволява потенциалното ниво в колектора да насити T2 и следователно релето остава активирано в това състояние.

Когато нивото на светлината се увеличи и стане достатъчно голямо на LDR, нивото на съпротивлението му пада, това позволява през него да премине повече ток, който в крайна сметка достига основата на T1.

Как транзисторът реагира на LDR

Транзисторът Т1 провежда, издърпвайки своя потенциал на колектора към земята. Това възпрепятства проводимостта на транзистора Т2, изключва неговото реле за натоварване на колектора и свързаната лампа.

Подробности за захранването

Захранването е стандартно трансформатор , мост, кондензаторна мрежа, която доставя a чист DC към веригата за изпълнение на предложените действия.

Цялата верига може да бъде изградена върху малко парче веро дъска и целият възел заедно с захранването може да се помещават в здрава малка пластмасова кутия.

Как се позиционира LDR

LDR трябва да се постави извън кутията, което означава, че нейната сензорна повърхност трябва да бъде изложена към околната зона от мястото, където се изисква да се усети нивото на светлината.

Трябва да се внимава светлината от лампите по никакъв начин да не достигне LDR, което може да доведе до фалшиво превключване и трептения.

Списък с части

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K предварително зададени,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Реле = 12 волта, 400 Ohm, SPDT,
• LDR = всеки тип с 10K до 47K съпротивление при околна светлина.
• Трансформатор = 0-12V, 200mA

Дизайн на печатни платки

Използване на opamp IC 741

Обясненото по-горе автоматично задействане на тъмнината на уличните лампи също може да бъде направено с помощта на opamp , както е показано по-долу:

Работно описание

Тук IC 741 е проектиран като компаратор, при което неговият неинвертиращ щифт # 3 е свързан с 10k предварително зададена настройка или пот за създаване на справка за задействане при този пиноут.

ПИН # 2, който е инвертиращият вход на IC, е конфигуриран с потенциална разделителна мрежа, направена от светлозависим резистор или LDR и 100K резистор.

Предварително зададената 10K настройка се настройва така, че когато околната светлина на LDR достигне желания праг на тъмнината, щифтът # 6 отива високо. Това се прави с известно умение и търпение чрез бавно преместване на предварително зададената настройка, докато щифт # 6 просто отиде високо, което се идентифицира чрез включване на свързаното реле и осветяване на червения светодиод.

Това трябва да се направи чрез създаване на ниво на праг на изкуствена тъмнина на LDR в затворена стая и чрез използване на слаба светлина за целта.

След като настройката е настроена, тя може да бъде запечатана с малко епоксидно лепило, така че настройката да остане фиксирана и непроменена.

След това веригата може да бъде затворена в подходяща кутия с 12V адаптер за захранване на веригата и контактите на релето, свързани с желаната пътна лампа.

Трябва да се внимава осветлението на лампата никога да не достигне LDR, в противен случай това може да доведе до непрекъснати трептения или трептене на лампата веднага щом се задейства при здрач.