Automātiska 40 vatu LED ielu apgaismojuma ķēde

Šajā rakstā ir apspriesta interesantas 40 vatu automātiskās LED ielu gaismas ķēdes uzbūve, kas automātiski ieslēgsies naktī un izslēgsies dienas laikā (manis izstrādāts). Dienas laikā iebūvēto akumulatoru uzlādē, izmantojot saules paneli. Pēc uzlādēšanas to pašu akumulatoru izmanto, lai naktī darbinātu LED lampu, lai apgaismotu ielas.

Mūsdienās saules paneļi un saules baterijas ir kļuvušas ļoti populāras, un tuvākajā nākotnē mēs, iespējams, redzētu, ka visi no mums to kaut kādā vai citā veidā izmanto savā dzīvē. Viena svarīga šo ierīču izmantošana ir bijusi ielu apgaismojuma jomā.

Ķēdē, par kuru šeit tika runāts, ir iekļauta lielākā daļa standarta specifikāciju, sīkāk to izskaidro šādi dati:

LED lampu specifikācijas

• Spriegums: 12 volti (12V / 26AH akumulators)
• Pašreizējais patēriņš: 3,2 ampēri pie 12 voltiem,
• Enerģijas patēriņš: 39 vati ar 39nos no 1 vata gaismas diodēm
• Gaismas intensitāte: aptuveni 2000 lm (lūmeni)

Lādētāja / kontroliera specifikācija

• Ieeja: 32 volti no saules paneļa, kas norādīts ar aptuveni 32 voltu atvērtās ķēdes spriegumu un īssavienojuma strāvu no 5 līdz 7 ampēriem.
• Izeja: maks. 14,3 volti, strāva ierobežota līdz 4,4 ampēriem
• Akumulators ir pilns - izslēgts pie 14,3 voltiem (iestatīts ar P2).
• Zems akumulatora uzlādes līmenis - izslēgts pie 11,04 voltiem (iestatīts ar P1).
• Akumulators tiek uzlādēts ar C / 5 ātrumu un pludiņa spriegums ir ierobežots līdz 13,4 voltiem pēc “akumulatora pilnīgas izslēgšanas izslēgšanas”.
• Automātiska dienas / nakts pārslēgšana ar LDR sensoru (iestatīts, atbilstoši izvēloties R10).

Šajā raksta pirmajā daļā mēs pētīsim saules lādētāja / kontroliera pakāpi un atbilstošo pār / zema sprieguma izslēgšanas ķēdi, kā arī automātisko dienas / nakts izslēgšanas sadaļu.

Iepriekš minēto dizainu var daudz vienkāršot, novēršot IC 555 posmu un savienojot dienas laika releja izslēgtā tranzistora tiešo savienojumu ar saules paneļa pozitīvo, kā parādīts zemāk:

Detaļu saraksts

• R1, R3, R4, R12 = 10k
• R5 = 240 OHMS
• P1, P2 = 10K iepriekš iestatīts
• P3 = 10k katls vai iepriekš iestatīts
• R10 = 470K,
• R9 = 2M2
• R11 = 100K
• R8 = 10 OHMS 2 WATT
• T1 ---- T4 = BC547
• A1 / A2 = 1/2 IC324
• VISAS ZENER DIODES = 4.7V, 1/2 WATT
• D1 - D3, D6 = 1N4007
• D4, D5 = 6AMP DIODES
• IC2 = IC555
• IC1 = LM338
• RELEJI = 12 V, 400 OHMS, SPDT
• BATERIJA = 12V, 26AH
• SAULES PANELIS = 21V ATVĒRTĀ APRĀDE, 7AMP @SHORT CIRCUIT.

Saules lādētājs / kontrolieris, augsta / zema akumulatora izslēgšana un apkārtējās gaismas detektora ķēdes posmi:

UZMANĪBU : Uzlādes kontrolierim ir jābūt jebkurai ielu apgaismojuma sistēmai. Internetā jūs varat atrast citus dizainus bez šīs funkcijas, vienkārši tos ignorējiet. Tie var būt bīstami akumulatoram!

Atsaucoties uz iepriekš minēto 40 vatu ielas apgaismojuma shēmu, paneļa spriegumu IC LM 338 regulē un stabilizē līdz vajadzīgajiem 14,4 voltiem.

P3 izmanto, lai izejas spriegumu iestatītu tieši uz 14,3 voltiem vai kaut kur tā tuvumā.

R6 un R7 veido pašreizējos ierobežojošos komponentus, un tie ir atbilstoši jāaprēķina, kā apspriests šajā saules paneļa sprieguma regulatora ķēdē .

Stabilizētais spriegums pēc tam tiek piemērots sprieguma / lādiņa kontrolei un saistītajiem posmiem.

Divi opampi A1 un A2 ir savienoti ar pretrunīgām konfigurācijām, tas nozīmē, ka A1 izeja kļūst augsta, kad tiek noteikta iepriekš noteikta pārsprieguma vērtība, savukārt A2 izeja ir augsta, atklājot iepriekš noteiktu zema sprieguma slieksni.

Iepriekš minētos augsta un zema sprieguma sliekšņus atbilstoši iestata attiecīgi iepriekš iestatītie P2 un P1.

Tranzistori T1 un T2 atbilstoši reaģē uz iepriekšminētajām opampu izejām un aktivizē attiecīgo releju pievienotās akumulatora uzlādes līmeņu kontrolei attiecībā uz dotajiem parametriem.

Relejs, kas savienots ar T1, īpaši kontrolē akumulatora pārslodzes robežu.

Relejs, kas savienots ar T3, ir atbildīgs par sprieguma noturēšanu uz LED lampas posma. Kamēr akumulatora spriegums pārsniedz zema sprieguma slieksni un kamēr apkārt sistēmai nav apkārtējā apgaismojuma, šis relejs uztur lampu ieslēgtu, LED modulis tiek nekavējoties izslēgts, ja nav izpildīti noteiktie nosacījumi.

Ķēdes darbība

IC1 kopā ar saistītajām detaļām veido gaismas detektora ķēdi, tā jauda ir augsta apkārtējās gaismas klātbūtnē un otrādi.

Pieņemsim, ka ir dienas laiks, un daļēji izlādēta baterija pie 11,8 V ir pievienota attiecīgajiem punktiem, kā arī pieņemsim, ka augstsprieguma atslēgums jāiestata 14,4 V. Ieslēdzot barošanas slēdzi (no saules paneļa vai ārēja līdzstrāvas avota), akumulators sāk uzlādēt, izmantojot releja N / C kontaktus.

Tā kā ir diena, IC1 izeja ir augsta, kas ieslēdz T3. Relejs, kas savienots ar T3, notur akumulatora spriegumu un neļauj tam sasniegt LED moduli, un lampa paliek izslēgta.

Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, A1 izeja ir augsta, ieslēdzot T1 un ar to saistīto releju.

Tas atvieno akumulatoru no uzlādes sprieguma.

Iepriekš minētā situācija tiek fiksēta uz ON, izmantojot atgriezeniskās saites spriegumu no iepriekšminētā releja N / O kontaktiem līdz T1 pamatnei.

Fiksators saglabājas, līdz tiek sasniegts zemsprieguma stāvoklis, kad T2 ieslēdzas, iezemējot T1 pamatnes slīpumu un augšējo releju pārslēdzot uzlādes režīmā.

Tādējādi tiek pabeigts mūsu akumulatora augsts / zems kontrolleris un ierosinātās 40 vatu automātiskās saules ielu gaismas sistēmas ķēdes gaismas sensoru posmi.

Šajā diskusijā ir izskaidrota PWM kontrolētās LED moduļa shēmas izgatavošanas procedūra.

Zemāk redzamā shēma apzīmē LED spuldzes moduli, kas sastāv no 39 nos. 1 vatu / 350 mA lielas spilgtas jaudas gaismas diodes. Visu bloku veido, paralēli savienojot 13 virknes savienojumu skaitu, kas sastāv no 3 LED katrā sērijā.

Kā tas strādā

Iepriekš minētais gaismas diožu izvietojums ir diezgan standarta tā konfigurācijā un nepievērš lielu nozīmi.

Šīs ķēdes faktiskā izšķirošā daļa ir IC 555 sadaļa, kas ir konfigurēta tā tipiskajā astable multivibratora režīmā.

Šajā režīmā IC izejas tapa # 3 ģenerē noteiktas PWM viļņu formas, kuras var noregulēt, atbilstoši iestatot IC darbības ciklu.

Šīs konfigurācijas darba cikls tiek noregulēts, iestatot P1 atbilstoši vienam.

Tā kā P1 iestatījums nosaka arī gaismas diožu apgaismojuma līmeni, tas jādara uzmanīgi, lai no gaismas diodēm iegūtu optimālākos rezultātus. P1 kļūst arī par LED moduļa aptumšošanas vadību.

PWM dizaina iekļaušanai šeit ir galvenā loma, jo tas krasi samazina pievienoto LED enerģijas patēriņu.

Ja LED modulis būtu savienots tieši ar akumulatoru bez IC 555 pakāpes, gaismas diodes būtu patērējušas visus norādītos 36 vatus.

Darbojoties PWM draiverim, LED modulis tagad patērē tikai 1/3 strāvu, tas ir, aptuveni 12 vati, tomēr no LED izgūst maksimālo norādīto apgaismojumu.

Tas notiek tāpēc, ka, pateicoties ievadītajiem PWM impulsiem, tranzistors T1 paliek ieslēgts tikai 1/3 parastā laika perioda, pārslēdzot gaismas diodes uz to pašu īsāku laiku, tomēr redzes noturības dēļ mēs atklājam, ka gaismas diodes ir IESLĒGTS visu laiku.

Augstā astabla frekvence padara apgaismojumu ļoti stabilu, un vibrāciju nevar noteikt pat tad, kad mūsu redze ir kustībā.

Šis modulis ir integrēts ar iepriekš apspriesto saules kontroliera paneli.

Parādītās ķēdes pozitīvais un negatīvais ir vienkārši jāpieslēdz attiecīgajiem punktiem virs saules kontroliera plates.

Tas noslēdz visu ierosinātā 40 vatu automātiskās saules LED ielu lampu ķēdes projekta izskaidrojumu.

Ja jums ir kādi jautājumi, varat tos izteikt, izmantojot savus komentārus.

ATJAUNINĀT: Iepriekš minētā teorija, ka redzes noturības dēļ redzams liels apgaismojums ar zemāku patēriņu, ir nepareiza. Tik skumji, ka šis PWM kontrolieris darbojas tikai kā spilgtuma kontrolieris un nekas vairāk!

Ielu apgaismojuma LED PWM kontroliera shēmas shēma

Detaļu saraksts

• R1 = 100K
• P1 = 100K katls
• C1 = 680 pF
• C2 = 0,01 uF
• R2 = 4K7
• T1 = TIP122
• R3 ---- R14 = 10 omi, 2 vati
• Gaismas diodes = 1 vats, 350 mA, vēss, balts
• IC1 = IC555

Galīgajā prototipā gaismas diodes tika uzstādītas uz īpaša alumīnija bāzes radiatora tipa PCB, ir ļoti ieteicams, bez kura LED dzīves ilgums pasliktinātos.

Attēlu prototips

Ielas apgaismojuma prototips ar Swagatam jauninājumiem

Vienkāršākā ielas gaismas ķēde

Ja esat jaunpienācējs un meklējat vienkāršu automātisku ielu apgaismojuma sistēmu, iespējams, šāds dizains izpildīs jūsu vajadzības.

Iesācējs šo vienkāršāko automātisko ielu apgaismojuma ķēdi var ātri samontēt un uzstādīt, lai sasniegtu iecerētos rezultātus.

Kontūru, kas balstīts uz gaismas aktivizētu koncepciju, var izmantot, lai automātiski ieslēgtu un izslēgtu brauktuves lukturi vai lampu grupu, reaģējot uz mainīgajiem apkārtējās gaismas līmeņiem.

The elektriskā vienība pēc uzcelšanas var izmantot lampas izslēgšanai, kad iestājas rītausma, un ieslēgšanai, kad iestājas krēsla.

Kā tas strādā

Kontūru var izmantot kā automātisku dienas naktī darbojās gaisma kontroliera sistēma vai vienkāršs gaismas aktivizēts slēdzis. Mēģināsim izprast šīs noderīgās ķēdes darbību un to, kā to konstruēt ir tik vienkārši:

Atsaucoties uz shēmas shēmu, mēs varam redzēt ļoti vienkāršu konfigurāciju, kas sastāv tikai no pāris tranzistoriem un releja, kas veido ķēdes pamata vadības daļu.

Protams, mēs nevaram aizmirst par LDR, kas ir galvenā ķēdes sensora sastāvdaļa. Transistori būtībā ir sakārtoti tā, ka abi papildina viens otru pretēji, proti, kad kreisās puses tranzistors vada, labās puses tranzistors izslēdzas un otrādi.

Kreisās puses tranzistors T1 ir apgriezts kā a sprieguma salīdzinātājs izmantojot rezistīvu tīklu. Rezistors augšdelmā ir LDR, un apakšējās sviras rezistors ir iepriekš iestatīts, ko izmanto sliekšņa vērtību vai līmeņu iestatīšanai. T2 ir sakārtots kā invertors un apgriež no T1 saņemto atbildi.

Kā darbojas LDR

Sākotnēji, pieņemot, ka gaismas līmenis ir mazāks, LDR uztur augstu pretestību līmenī, kas neļauj pietiekami daudz strāvas, lai sasniegtu tranzistora T1 pamatni.

Tas ļauj potenciālajam līmenim kolektorā piesātināt T2 un līdz ar to relejs paliek aktivizēts šajā stāvoklī.

Kad gaismas līmenis palielinās un kļūst pietiekami liels uz LDR, tā pretestības līmenis samazinās, tas ļauj caur to iziet vairāk strāvas, kas galu galā sasniedz T1 pamatu.

Kā tranzistors reaģē uz LDR

Tranzistors T1 vada, velkot tā kolektora potenciālu zemei. Tas kavē tranzistora T2 vadīšanu, izslēdzot tā kolektora slodzes releju un pievienoto lampu.

Sīkāka informācija par barošanas avotu

Barošanas avots ir standarts transformators , tiltu, kondensatoru tīkls, kas piegādā a tīrs līdzstrāvas ierosināto darbību izpildes ķēdei.

Visu ķēdi var uzbūvēt virs neliela vero dēļa gabala, un visu mezglu kopā ar barošanas bloku var ievietot izturīgā mazā plastmasas kastē.

Kā atrodas LDR

LDR jānovieto ārpus kastes, tas nozīmē, ka tā sensoru virsmai jābūt pakļautai apkārtnes zonai, no kuras jānosaka gaismas līmenis.

Jāuzmanās, lai lampu gaisma nekādā veidā nenonāktu pie LDR, kā rezultātā var rasties nepareiza pārslēgšanās un svārstības.

Detaļu saraksts

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K iepriekš iestatīts,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Relejs = 12 volti, 400 omi, SPDT,
• LDR = jebkura veida ar 10K līdz 47K pretestību apkārtējā apgaismojumā.
• Transformators = 0-12 V, 200 mA

PCB dizains

Izmantojot opamp IC 741

Iepriekš izskaidroto automātisko tumsas aktivizēto ielas lukturu ķēdi var veikt arī, izmantojot opamp , kā parādīts zemāk:

Darba apraksts

Šeit IC 741 ir veidots kā salīdzinātājs, kur tā neinvertējošā tapa # 3 ir savienota ar 10 k iepriekš iestatītu vai pot, lai izveidotu iedarbinošo atsauci šajā pinout.

2. kontakts, kas ir IC invertējošā ieeja, ir konfigurēts ar potenciālo dalītāju tīklu, ko veido gaismas atkarīgs rezistors vai LDR un 100K rezistors.

Sākotnēji 10K sākotnējais iestatījums tiek noregulēts tā, ka tad, kad apkārtējā gaisma uz LDR sasniedz vēlamo tumsas slieksni, tapa # 6 iet augstu. Tas tiek darīts ar zināmu prasmi un pacietību, lēnām pārvietojot iepriekš iestatīto iestatījumu, līdz tapa Nr. 6 tikko iet uz augšu, ko identificē pēc pievienotā releja ieslēgšanas un sarkanās gaismas diode.

Tas jādara, izveidojot mākslīgu tumsas sliekšņa gaismas līmeni uz LDR slēgtā telpā un šim nolūkam izmantojot vāju gaismu.

Kad iestatījums ir iestatīts, to var aizzīmogot ar epoksīda līmi, lai korekcija paliktu nemainīga un nemainīga.

Pēc tam ķēdi var noslēgt piemērotas kastes iekšpusē ar 12 V adapteri ķēdes darbināšanai un releja kontaktiem, kas savienoti ar vēlamo ceļa lukturi.

Jāuzmanās, lai luktura apgaismojums nekad nesasniegtu LDR, pretējā gadījumā tas var izraisīt luktura nepārtrauktas svārstības vai mirgošanu, tiklīdz tas tiek iedarbināts krēslā.