Otomatik 40 Watt LED Solar Sokak Işık Devresi

Aşağıdaki makale, geceleri otomatik olarak AÇILACAK ve gündüz saatlerinde KAPANACAK (benim tarafımdan tasarlandı) ilginç bir 40 watt otomatik LED sokak lambası devresinin yapımını tartışıyor. Gündüz vakti dahili batarya bir güneş paneli ile şarj edilir, bir kez şarj edildiğinde aynı batarya sokakları aydınlatmak için geceleri LED lambayı çalıştırmak için kullanılır.

Bugün güneş panelleri ve PV hücreleri çok popüler hale geldi ve yakın gelecekte muhtemelen herkesin bunu hayatımızda bir şekilde veya başka şekilde kullandığını göreceğiz. Bu cihazların önemli bir kullanımı sokak aydınlatması alanında olmuştur.

Burada tartışılan devre, standart özelliklerin çoğuna sahiptir, aşağıdaki veriler onu daha ayrıntılı bir şekilde açıklamaktadır:

LED Lamba Özellikleri

• Gerilim: 12 volt (12V / 26AH Pil)
• Akım Tüketimi: 3.2 Amper @ 12 volt,
• Güç Tüketimi: 39 watt'lık 1 watt LED'e göre 39 watt
• Işık Yoğunluğu: Yaklaşık 2000 lm (lümen)

Şarj Cihazı / Kontrol Cihazı Özellikleri

• Giriş: Yaklaşık 32 volt açık devre voltajı ve 5 ila 7 Amperlik kısa devre akımı ile belirtilen bir güneş panelinden 32 volt.
• Çıkış: Maks. 14,3 volt, akım 4,4 Amper ile sınırlı
• Pil Dolu - 14,3 voltta KAPALI konuma getirin (P2 ile ayarlanır).
• Düşük Pil - 11,04 voltta KAPATIN (P1 ile ayarlanır).
• Akü, 'akü tamamen kesildikten' sonra 13,4 volt ile sınırlandırılmış tampon voltajı ile C / 5 oranında şarj edildi.
• LDR Sensör ile Otomatik Gündüz / Gece Geçişi (uygun şekilde R10 seçilerek ayarlanır).

Makalenin bu ilk bölümünde solar şarj cihazı / kontrol cihazı aşamasını ve ilgili aşırı / düşük voltaj kesme devresini ve ayrıca otomatik gündüz / gece kesme bölümünü inceleyeceğiz.

Yukarıdaki tasarım, IC 555 aşamasını ortadan kaldırarak ve aşağıda gösterildiği gibi, gündüz rölesini kapatarak transistörü doğrudan güneş paneli pozitifine bağlayarak çok daha basitleştirilebilir:

Parça listesi

• R1, R3, R4, R12 = 10k
• R5 = 240 OHMS
• P1, P2 = 10K ön ayar
• P3 = 10k pot veya önceden ayarlanmış
• R10 = 470K,
• R9 = 2M2
• R11 = 100K
• R8 = 10 OHMS 2 WATT
• T1 ---- T4 = BC547
• A1 / A2 = 1/2 IC324
• TÜM ZENER DİYOTLARI = 4.7V, 1/2 WATT
• D1 - D3, D6 = 1N4007
• D4, D5 = 6AMP DİYOTLAR
• IC2 = IC555
• IC1 = LM338
• RÖLELER = 12V, 400 OHMS, SPDT
• AKÜ = 12V, 26AH
• GÜNEŞ PANELİ = 21V AÇIK DEVRE, 7AMP @ KISA DEVRE.

Solar Şarj Cihazı / Kontrol Cihazı, Yüksek / Düşük Pil Kesme KAPALI ve Ortam Işığı Dedektörü Devre Aşamaları:

DİKKAT : Herhangi bir sokak aydınlatma sistemi için bir şarj kontrolörü şarttır. İnternette bu özellik olmadan başka tasarımlar da bulabilirsiniz, onları görmezden gelin. Bunlar pil için tehlikeli olabilir!

Yukarıdaki 40 watt'lık sokak lambası devre şemasına atıfta bulunarak, panel voltajı IC LM 338 tarafından gerekli 14.4 volta düzenlenir ve stabilize edilir.

P3, çıkış voltajını tam olarak 14,3 volta veya ona yakın bir yere ayarlamak için kullanılır.

R6 ve R7, mevcut sınırlayıcı bileşenleri oluşturur ve tartışıldığı gibi uygun şekilde hesaplanmalıdır bu güneş paneli voltaj regülatörü devresinde .

Stabilize edilmiş voltaj daha sonra voltaj / şarj kontrolüne ve ilgili aşamalara uygulanır.

İki opamp A1 ve A2, ters konfigürasyonlarla kablolanmıştır, yani, önceden belirlenmiş bir aşırı voltaj değeri tespit edildiğinde A1'in çıkışı yüksek olurken, A2 çıkışı, önceden belirlenmiş bir düşük voltaj eşiğinin saptanması üzerine yükselir.

Yukarıdaki yüksek ve düşük voltaj eşikleri, sırasıyla önceden ayarlanmış P2 ve P1 tarafından uygun şekilde ayarlanır.

Transistörler T1 ve T2, opamplardan gelen yukarıdaki çıkışlara uygun şekilde yanıt verir ve bağlı pilin verilen parametrelere göre şarj seviyelerini kontrol etmek için ilgili röleyi etkinleştirir.

T1'e bağlanan röle, özellikle pilin aşırı şarj sınırını kontrol eder.

T3'e bağlanan röle, voltajı LED lamba aşamasına kadar tutmaktan sorumludur. Akü voltajı düşük voltaj eşiğinin üzerinde olduğu ve sistemin etrafında ortam ışığı olmadığı sürece, bu röle lambayı AÇIK durumda tutar, öngörülen koşulların yerine getirilmemesi durumunda LED modülü anında KAPALI konuma geçer.

Devre Çalışması

IC1, ilişkili parçalarla birlikte ışık detektör devresini oluşturur, çıkışı ortam ışığı varlığında yüksek olur ve bunun tersi de geçerlidir.

Gündüz olduğunu ve 11,8 V'ta kısmen boşalmış bir akünün ilgili noktalara bağlandığını ve ayrıca yüksek voltaj kesintisinin 14,4 V olarak ayarlanacağını varsayın. Güç anahtarı AÇIK konuma getirildiğinde (güneş panelinden veya harici bir DC kaynağından), pil, rölenin N / C kontakları aracılığıyla şarj olmaya başlar.

Gün olduğundan, IC1'in çıkışı yüksektir ve bu da T3'ü açar. T3'e bağlı röle, akü voltajını tutar ve LED modülüne ulaşmasını engeller ve lamba KAPALI kalır.

Pil tamamen şarj olduğunda, A1'in çıkışı T1'i ve ilgili röleyi açarak yüksek konuma geçer.

Bu, bataryayı şarj voltajından ayırır.

Yukarıdaki durum, yukarıdaki rölenin N / O kontaklarından T1 tabanına geri besleme voltajı yardımı ile AÇIK konuma geçer.

Mandal, T2 AÇIK konuma geldiğinde, T1'in temel önyargısını topraklayarak ve üst röleyi şarj moduna döndürerek düşük voltaj durumuna ulaşılana kadar devam eder.

Bu, pil yüksek / Düşük denetleyicimizi ve önerilen 40 watt otomatik güneş sokak aydınlatma sistemi devresinin ışık sensörü aşamalarını tamamlıyor.

Aşağıdaki tartışma, PWM kontrollü LED modülü devresinin yapım prosedürünü açıklamaktadır.

Aşağıda gösterilen devre 39 adetten oluşan LED lamba modülünü temsil etmektedir. 1 watt / 350 mA yüksek parlak güçlü ledler. Tüm dizi, her seride 3 adet led olmak üzere 13 adet seri bağlantı paralel bağlanarak yapılır.

Nasıl çalışır

Yukarıdaki LED düzenlemesi, yapılandırmasında oldukça standarttır ve fazla önem taşımaz.

Bu devrenin asıl önemli kısmı, tipik kararsız multivibratör modunda yapılandırılan IC 555 bölümüdür.

Bu modda, IC'nin çıkış pini # 3, IC'nin görev döngüsünü uygun şekilde ayarlayarak ayarlanabilen kesin PWM dalga formları üretir.

Bu konfigürasyonun görev döngüsü, tercihe göre P1 ayarlanarak ayarlanır.

P1 ayarı, LED'lerin aydınlatma düzeyine de karar verdiğinden, LED'lerden en uygun sonuçları elde etmek için dikkatlice yapılmalıdır. P1 ayrıca LED modülünün karartma kontrolü olur.

Buraya PWM tasarımının dahil edilmesi, bağlı LED'lerin güç tüketimini önemli ölçüde azalttığı için kilit rol oynar.

LED modülü, IC 555 aşaması olmadan doğrudan bataryaya bağlanırsa, LED'ler belirtilen tam 36 watt tüketirdi.

PWM sürücüsü çalışırken, LED modülü artık yalnızca 1/3 oranında güç tüketiyor, yani yaklaşık 12 watt, ancak LED'lerden belirtilen maksimum aydınlatmayı alıyor.

Bunun nedeni, beslenen PWM darbeleri nedeniyle, T1 transistörünün normal sürenin yalnızca 1 / 3'ü boyunca AÇIK kalması, LED'leri aynı daha kısa süre boyunca değiştirmesi, ancak görüşün kalıcılığı nedeniyle LED'lerin Her zaman AÇIK.

Kararsız olanın yüksek frekansı aydınlatmayı çok kararlı hale getirir ve görüşümüz hareket halindeyken bile titreşim algılanamaz.

Bu modül, daha önce tartışılan güneş kontrol panosu ile entegre edilmiştir.

Gösterilen devrenin artı ve eksi, güneş kontrol panosu üzerindeki ilgili noktalara basitçe bağlanmalıdır.

Bu, önerilen 40 watt otomatik güneş LED sokak lambası devresi projesinin tüm açıklamasını tamamlıyor.

Herhangi bir sorunuz varsa, bunları yorumlarınızla ifade edebilirsiniz.

GÜNCELLEME: Yukarıdaki görüşün kalıcılığı nedeniyle daha düşük tüketimle yüksek aydınlatma görme teorisi yanlıştır. Ne yazık ki bu PWM denetleyicisi yalnızca bir parlaklık denetleyicisi olarak çalışıyor ve başka bir şey değil!

Sokak lambası LED PWM denetleyicisi için devre şeması

Parça listesi

• R1 = 100K
• P1 = 100K pot
• C1 = 680pF
• C2 = 0.01uF
• R2 = 4K7
• T1 = TIP122
• R3 ---- R14 = 10 Ohm, 2watt
• LED'ler = 1 watt, 350 mA, soğuk beyaz
• IC1 = IC555

Nihai prototipte LED'ler, özel alüminyum bazlı soğutucu tipi PCB üzerine monte edildi, LED ömrünün bozulmayacağı şiddetle tavsiye edilir.

Prototip Görüntüleri

Swagatam yeniliklerinden sokak lambası prototipi

En Basit Sokak Işık Devresi

Yeni geliyorsanız ve basit bir otomatik sokak aydınlatma sistemi arıyorsanız, belki aşağıdaki tasarım ihtiyacınızı karşılayacaktır.

Bu en basit otomatik sokak aydınlatma devresi, yeni başlayanlar tarafından hızlı bir şekilde monte edilebilir ve istenen sonuçları elde etmek için kurulabilir.

Işıkla etkinleştirilen bir konsept etrafında inşa edilen devre, değişen ortam ışık seviyelerine yanıt olarak bir yol lambasını veya lamba grubunu otomatik olarak AÇMAK ve KAPATMAK için kullanılabilir.

elektrik ünitesi bir kez inşa edildiğinde, şafak vakti geldiğinde bir lambayı KAPATMAK ve alacakaranlık çöktüğünde AÇMAK için kullanılabilir.

Nasıl çalışır

Devre otomatik olarak kullanılabilir gündüz gece çalışan ışık kontrol sistemi veya basit bir ışıkla çalışan anahtar. Şimdi bu yararlı devrenin işleyişini ve inşa etmenin nasıl bu kadar basit olduğunu anlamaya çalışalım:

Devre şemasına bakıldığında, devrenin temel kontrol kısmını oluşturan, sadece bir çift transistör ve bir röleden oluşan çok basit bir konfigürasyon görebiliriz.

Tabii ki, devrenin ana algılama bileşeni olan LDR'yi unutamayız. Transistörler, temelde, her ikisi de birbirini zıt olarak tamamlayacak şekilde düzenlenmiştir, yani sol taraftaki transistör iletken olduğunda, sağ taraftaki transistör KAPALI konuma geçer ve bunun tersi de geçerlidir.

Sol taraftaki transistör T1, bir gerilim karşılaştırıcısı dirençli bir ağ kullanarak. Üst koldaki direnç LDR'dir ve alt kol direnci, eşik değerlerini veya seviyelerini ayarlamak için kullanılan ön ayardır. T2, bir invertör olarak düzenlenmiştir ve T1'den alınan yanıtı tersine çevirir.

LDR nasıl çalışır

Başlangıçta, ışık seviyesinin daha düşük olduğunu varsayarsak, LDR yüksek direnci sürdürür Transistör T1'in tabanına yeterli akımın ulaşmasına izin vermeyen seviye.

Bu, kolektördeki potansiyel seviyenin T2'yi doyurmasına izin verir ve sonuç olarak röle bu durumda etkin kalır.

Işık seviyesi arttığında ve LDR'de yeterince büyük olduğunda, direnç seviyesi düşer, bu, sonunda T1 tabanına ulaşan daha fazla akımın geçmesine izin verir.

Transistör LDR'ye Nasıl Cevap Verir?

Transistör T1, toplayıcı potansiyelini toprağa çekerek iletir. Bu, transistör T2'nin iletimini engeller, kolektör yük rölesini ve bağlı lambayı KAPATIR.

Güç Kaynağı Ayrıntıları

Güç kaynağı bir standarttır trafo , köprü, kondansatör ağı, temiz DC önerilen eylemleri yürütmek için devreye.

Tüm devre küçük bir vero panosu üzerine kurulabilir ve tüm düzenek, güç kaynağı ile birlikte sağlam, küçük bir plastik kutu içine yerleştirilebilir.

LDR Nasıl Konumlandırılır

LDR, kutunun dışına yerleştirilmelidir, yani algılama yüzeyi, ışık seviyesinin algılanması gereken ortam alanına doğru açıkta olmalıdır.

Lambalardan gelen ışığın hiçbir şekilde LDR'ye ulaşmamasına dikkat edilmelidir, bu da yanlış anahtarlama ve salınımlara neden olabilir.

Parça listesi

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K ön ayar,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Röle = 12 volt, 400 Ohm, SPDT,
• LDR = ortam ışığında 10K ila 47K dirençli herhangi bir tip.
• Transformatör = 0-12V, 200mA

PCB Tasarımı

Opamp IC 741'i kullanma

Yukarıda açıklanan otomatik karanlıkla etkinleştirilen sokak lambası devresi ayrıca bir opamp , Aşağıda gösterildiği gibi:

Çalışma Tanımı

Burada IC 741, bir karşılaştırıcı olarak tasarlanır, burada ters çevirmeyen pimi # 3, bu pinout'ta bir tetikleme referansı oluşturmak için 10k'lik bir ön ayara veya pota bağlıdır.

IC'nin ters çevirme girişi olan pin # 2, ışığa bağlı bir direnç veya LDR ve bir 100K direnç tarafından yapılan potansiyel bir bölücü ağ ile yapılandırılır.

10K ön ayarı, başlangıçta, LDR üzerindeki ortam ışığı istenen karanlık eşiğine ulaştığında, pim # 6 yükselecek şekilde ayarlanır. Bu, bağlı rölenin AÇIK konuma getirilmesi ve kırmızı LED'in yanmasıyla belirlenen, pim # 6 yükselene kadar ön ayarı yavaşça hareket ettirerek biraz beceri ve sabırla yapılır.

Bu, kapalı bir oda içinde LDR üzerinde yapay bir karanlık eşiği ışık seviyesi oluşturarak ve amaç için loş ışık kullanarak yapılmalıdır.

Ön ayar bir kez ayarlandıktan sonra, ayarın sabit ve değişmeden kalması için biraz epoksi yapıştırıcı ile kapatılabilir.

Bundan sonra devre, devreye güç sağlamak için 12V adaptörlü uygun bir kutu içinde kapatılabilir ve röle kontakları istenen yol lambası ile kablolanabilir.

Lamba aydınlatmasının asla LDR'ye ulaşmamasına dikkat edilmelidir, aksi takdirde alacakaranlıkta tetiklendiği anda lambanın sürekli salınımlarına veya titremesine neden olabilir.