स्मार्ट सौर ऊर्जा से चलने वाला स्ट्रीट लैंप बनाएं - 12 वाट सोलर एलईडी स्ट्रीट लाइट

यह दिशानिर्देश ग्रीनपैक का उपयोग करके आसानी से निर्मित होने वाले स्मार्ट सोलर स्ट्रीट लैंप के डिजाइन का वर्णन करता है।
सौर ऊर्जा और बैटरी की मदद से, यह बिना किसी परेशानी के किसी भी प्रकार की रोशनी के लिए प्रभावी रूप से ऊर्जा प्रदान कर सकता है।
सौर ऊर्जा से चलने वाली स्ट्रीट लैंप की खासियत यह है कि इन्हें बंद किया जा सकता है।
बिजली गुल होने की स्थिति में भी यह सामान्य रूप से काम कर सकता है।
इससे बिजली का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है।
स्ट्रीट लैंप का "बुद्धिमान" हिस्सा चलती हुई वस्तुओं का पता चलने पर स्वचालित रूप से जल सकता है।
अंतिम डिजाइन वास्तव में ऊर्जा बचाने वाला सौर ऊर्जा से चलने वाला स्मार्ट स्ट्रीट लैंप है।
इस डिजाइन को अधिक शक्ति वाले प्रकाश उपकरणों तक बढ़ाया जा सकता है, जैसे कि बुनियादी ढांचे की रोशनी के लिए प्रकाश व्यवस्था, या बहुत छोटे प्रकाश उपकरणों तक, जैसे कि सड़कों, भूदृश्यों और बागवानी को सुंदर बनाने और रोशन करने के लिए प्रकाश उपकरण।
इन सभी अनुप्रयोगों में, ग्रीनपैक का डिज़ाइन समान ही रहेगा।
इस परियोजना के लिए, सिलेगो के ग्रीनपैक कॉन्फ़िगर करने योग्य मिश्रित-सिग्नल एकीकृत सर्किट (सीएमआईसी) का उपयोग किया गया है।
चिप में प्रोग्रामिंग के तीन प्रमुख कार्य हैं: 1. -
गति प्रेरण 2-
सौर प्रेरण 3-
बैटरी आधारित प्रेरक गति से बिजली की बचत होती है। प्रकाश को तभी घूमने की अनुमति दी जाती है जब कोई गतिशील वस्तु का पता चलता है।
ऐसा करने के लिए, एक निष्क्रिय अवसंरचना-रेड (पीआईआर)
सेंसर डिजाइन किए गए हैं।
पीआईआर मोशन सेंसर में एक अलग आउटपुट पिन और वीसी और जीएनडी पिन होते हैं।
पीआईआर सेंसर मूल रूप से अवरक्त विकिरण के स्तर का पता लगाता है।
विकिरण स्तर में परिवर्तन का पता चलने पर, यह परिवर्तन की सूचना देने वाला एक संकेत भेजता है।
यह सेंसर गति का पता लगाने में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सेंसरों में से एक है। (चित्र 2 देखें)
परिवेशीय सौर ऊर्जा का पता लगाने के लिए इंडक्शन सोलर पैनल का उपयोग किया जाता है।
एक सौर पैनल सीधी धूप में पूरी क्षमता से काम करता है और प्रकाश की अनुपस्थिति में शून्य क्षमता से काम करता है।
फिर इन स्थितियों को सीएमआईसी के डिजिटल इनपुट पिन उत्पन्न करने के लिए उपयुक्त स्तर में परिवर्तित किया जा सकता है।
एक साधारण वोल्टेज विभाजन सर्किट का उपयोग करके, सौर पैनलों द्वारा उत्पन्न 18 वोल्ट को 3 वोल्ट में परिवर्तित किया जा सकता है।
उच्च वोल्टेज के लिए 3V सिग्नल-
SLG46140 V CMIC का लेवल लॉजिक इनपुट।
बैटरी पावर मॉनिटरिंग और चार्जिंग बैटरी पावर मॉनिटरिंग भी सिस्टम का एक महत्वपूर्ण पहलू है।
इस डिजाइन में, एक सीलबंद वायर-एसिड (एसएलए)
बैटरी का उपयोग हो रहा है।
एसएलए बैटरियों के व्यापक अनुप्रयोग, उच्च विश्वसनीयता और उच्च लागत होती है।
प्रभावी बैटरियां।
अन्य रासायनिक घटकों वाली बैटरियों की तुलना में, द्वितीयक बैटरियों को चार्ज करने की विधि कहीं अधिक सरल है।
एसएलए बैटरी को 0.1C के बराबर स्थिर धारा पर चार्ज करने की आवश्यकता होती है।
यहां C = पूर्ण चार्ज होने पर बैटरी की क्षमता (एम्पीयर-घंटे में) है।
वोल्टेज लगभग 1 है।
यह रेटेड आउटपुट वोल्टेज से 5 वोल्ट से 2 वोल्ट अधिक है।
इसलिए, चार्जिंग सर्किट को भी सरल बनाया जा सकता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पूरी क्षमता पर, 12V SLA बैटरी लगभग 13.2 वोल्ट का ओपन-सर्किट वोल्टेज प्रदान करेगी।
डिस्चार्ज होने के दौरान, बैटरी द्वारा मापा गया ओपन-सर्किट वोल्टेज 12V से थोड़ा कम होता है।
लेकिन चूंकि हमारा सीएमआईसी इतने उच्च वोल्टेज को माप नहीं सकता, इसलिए इन्हें स्वीकार्य सीमा में परिवर्तित करने की आवश्यकता है।
इसी प्रकार, वोल्टेज को लगभग 800 मिलीवी में विभाजित करने के लिए एक साधारण वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग किया जाता है, जो दर्शाता है कि बैटरी डिस्चार्ज हो गई है और लगभग 1150 मिलीवी जो दर्शाता है कि बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो गई है।
फिर इन वोल्टेज स्तरों को SLG46140 V CMIC में इनपुट किया जाता है और उनके एनालॉग कंपैरेटर के साथ तुलना की जाती है।
जैसा कि हम अगले भाग में देखेंगे, ये तुलनात्मक कारक समग्र परियोजना कार्यान्वयन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
ग्रीनपैक सॉफ्टवेयर डाउनलोड करके प्री-रिव्यू करने और ग्रीनपैक आईसी को आसानी से प्रोग्राम करके इंटेलिजेंट सोलर स्ट्रीट लाइटों को नियंत्रित करने की सुविधा प्राप्त की जा सकती है।
बुद्धिमान स्ट्रीट लैंप डिजाइन दस्तावेज़ बनाएं।
ग्रीनपैक डेवलपमेंट किट को कंप्यूटर से कनेक्ट करें, अप्रतिबंधित SLG46140 V ग्रीनपैक आईसी को डेवलपमेंट किट सॉकेट में डालें और फिर प्रोग्राम पर क्लिक करें।
यह इंटीग्रेटेड सर्किट स्वचालित रूप से एक इंटीग्रेटेड सर्किट में प्रोग्राम किया जाएगा, जो इंटेलिजेंट सोलर स्ट्रीट लैंप को नियंत्रित करेगा।
एक बार आईसी को प्रोग्राम कर लेने के बाद, आप पिन तक आसान पहुंच या बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आईसी को डेवलपमेंट टूलकिट सॉकेट में सुरक्षित रख सकते हैं। चिप तक पहुंचने के लिए आप एक छोटा पीसीबी बोर्ड भी बना सकते हैं।
अब जबकि ग्रीनपैक आईसी को इंटेलिजेंट स्ट्रीट लाइट को नियंत्रित करने के लिए प्रोग्राम किया जा चुका है, आप चरण 4 पर जा सकते हैं।
यदि आप इंटेलिजेंट स्ट्रीट लैंप डिज़ाइन फ़ाइल के आंतरिक सर्किट को बेहतर ढंग से समझना और संशोधित करना चाहते हैं, तो चरण 3 आपको इस बात का अवलोकन देगा कि ग्रीनपैक की इंटेलिजेंट स्ट्रीट लैंप डिज़ाइन फ़ाइल को कैसे प्रोग्राम किया जाता है।
डिजाइन को लागू करने के लिए ग्रीनपैक का योजनाबद्ध आरेख चित्र 5 में दिखाया गया है।
उपयोग की गई बिक्री का विवरण:
पिन 3: परिवेशीय प्रकाश की उपस्थिति का पता लगाने के लिए डिजिटल इनपुट पिन।
पिन 4: गति या वस्तु की उपस्थिति का पता लगाने के लिए एक डिजिटल इनपुट पिन।
पिन 10: बैटरी पावर मॉनिटरिंग के लिए एनालॉग इनपुट पिन।
PIN12: 1X पुश के साथ डिजिटल आउटपुट-
इसका उपयोग एलईडी के पुल-आउट मोड को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।
-
PIN14: 1X पुश के साथ डिजिटल आउटपुट-
बैटरी में प्रवेश करने वाली चार्ज धारा को नियंत्रित करने के लिए आउटपुट मोड को खींचें।
3 - बिट और गेट: 3-
इस डिजाइन में लगे पुर्जे और दरवाजे यह सुनिश्चित करते हैं कि रोशनी तभी चालू हो जब सभी शर्तें पूरी हों।
आस-पास की गति का पता लगाना, आसपास के सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति और आवश्यक बैटरी पावर जैसी स्थितियाँ वे तीन कारक हैं जो गेट के आउटपुट को निर्धारित करते हैं।
बैटरी पावर मॉनिटरिंग: दो एनालॉग कंपैरेटर (ACMP0 और ACMP1)
बैटरी वोल्टेज की निगरानी करें।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बैटरी की स्थिति निर्धारित करने के लिए 800 mV और 1150 mV के दो वोल्टेज स्तरों का उपयोग किया जाता है।
यदि मापा गया बैटरी वोल्टेज 800 mV या उससे कम हो जाता है, तो तुलनित्र (ACMP0)
आउटपुट शून्य है।
यह आउटपुट 3 में फीड किया जाता है-
इनपुट और गेट के अनुपात में, आउटपुट शून्य होता है, और जब बैटरी का वोल्टेज बहुत कम पाया जाता है तो लाइटें बंद हो जाती हैं।
चार्जिंग के दौरान उच्च स्तरीय वोल्टेज को मापा जाता है और इसका उपयोग CMIC पिन 10 इनपुट के लिए वोल्टेज डिवाइडर इनपुट कम्पेरेटर के रूप में किया जाएगा। (ACMP1)।
एक बार जब वोल्टेज स्तर रिवर्स इनपुट पर सेट किए गए संदर्भ वोल्टेज तक पहुंच जाता है या उससे अधिक हो जाता है (
इस मामले में, 1150 mV)
कंपैरेटर का आउटपुट उच्च है।
जब हम वांछित स्तर पर पहुंच जाते हैं, तो हमें बैटरी चार्जिंग बंद करनी होगी, ताकि यह कम हो जाए।
स्थिर आउटपुट की आवश्यकता होती है, इसलिए एक साधारण इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है।
सौर सेल का इनपुट: जैसा कि पहले बताया गया है, जब परिवेशीय प्रकाश नहीं होता है, तो सौर सेल का आउटपुट शून्य/डिजिटल होता है। -कम सिग्नल।
चूंकि स्ट्रीट लाइट चालू करने के लिए सूर्य की रोशनी की कमी एक शर्त है, इसलिए हमें इसे डिजिटल संकेतों में परिवर्तित करने की आवश्यकता है।
उच्च गुणवत्ता का उत्पाद, इसलिए हमारा हेमेन भी उच्च गुणवत्ता का निर्यात करता है।
इसलिए, यहां इन्वर्टर का भी उपयोग किया जाता है।
आउटपुट चक्र को बढ़ाने के साधन के रूप में काउंटरों का उपयोग करें: उपरोक्त डिज़ाइन में, काउंटर (CNT0/DLY0)
इसका उपयोग सीएमआईसी के पिन 12 द्वारा सिग्नल बंद किए जाने पर एक निश्चित विलंब उत्पन्न करने के लिए भी किया जाता है।
इसके परिणामस्वरूप अपेक्षित विलंब होता है और तीव्र आउटपुट स्विचिंग से बचा जा सकता है। (चित्र 6 देखें)
आउटपुट चक्रों को बढ़ाने के साधन के रूप में काउंटरों का उपयोग: उपरोक्त डिज़ाइन में, काउंटर (CNT0/DLY0)
इसका उपयोग सीएमआईसी के पिन 12 द्वारा सिग्नल बंद किए जाने पर एक निश्चित विलंब उत्पन्न करने के लिए भी किया जाता है।
इसके परिणामस्वरूप अपेक्षित विलंब होता है और तीव्र आउटपुट स्विचिंग से बचा जा सकता है। (चित्र 6 देखें)
इस अनुभाग में बड़े लोड (जैसे 10 वाट एलईडी लाइट) को चलाने और बैटरी को रिचार्ज करने के लिए आवश्यक बाहरी सर्किटों के उपयोग का वर्णन किया गया है।
सबसे कुशल और ऊर्जा-बचत करने वाला सर्किट बनाने के लिए, सामान्य BJT के विपरीत MOSFET का उपयोग किया गया है।
इससे स्विचिंग का समय कम होगा और बिजली की खपत कम/ज्यादा होगी।
बैटरी चार्जिंग नियंत्रण: IRLZ44N हेक्सफेट पावर सप्लाई एमओएसएफईटी (
इसी तरह के मॉसफेट, जैसे कि fqp30n06l, का भी उपयोग किया जा सकता है।
प्रयुक्त, यह n- है
चैनल-संवर्धित एमओएसएफईटी।
इस प्रकार का MOSFET विशेष रूप से गेट वोल्टेज स्तर (3V और 5V) पर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
छोटे नियंत्रक और एकीकृत परिपथों का उत्पादन आसान है।
MOSFET की डेटा तालिका थ्रेशोल्ड गेट-टू-सोर्स वोल्टेज (Vgs(th)) का वर्णन करती है।
लगभग 1 एम्पीयर के लीकेज करंट आईडी के लिए, यह लगभग 3 वोल्ट होता है।
पिन 12 के विद्युत विनिर्देशों के अनुसार, हमारा छोटा सीएमआईसी इसे आसानी से प्राप्त कर सकता है।
पिन 14 के समान)।
एलईडी लैंप नियंत्रण: चार्जिंग नियंत्रण सर्किट के समान, हमारे प्रोजेक्ट का यह भाग भी मुख्य प्रकाश स्रोत, 10-वाट एलईडी को स्विच करने के लिए IRLZ44N HEXFET MOSFET का उपयोग करता है।
क्योंकि हम 12V बैटरी से 10 वाट के एलईडी को नियंत्रित करना चाहते हैं, इसलिए हमें लगभग 0.8 एम्पियर का करंट प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए।
चित्र 8 में परिपथ दिखाया गया है।
इन सर्किटों को सर्किट बोर्ड से जोड़ा जा सकता है या किसी निष्क्रिय सर्किट के माध्यम से जोड़ा जा सकता है।
यह शोधपत्र SLG46140 V ग्रीनपैक CMIC को मुख्य नियंत्रण तत्व के रूप में उपयोग करके बनाए गए बुद्धिमान स्ट्रीट लैंप के डिजाइन का परिचय देता है।
यह सिद्ध हो चुका है कि यह छोटा एकीकृत परिपथ बिजली की खपत को कम करते हुए निर्धारित कार्य को पूरा कर सकता है।
इस परियोजना के कार्यान्वयन के दौरान उपयुक्त डिजाइन उपकरण उपलब्ध कराना भी बहुत प्रभावी होता है।
इस परियोजना को अन्य सर्किटों को शामिल करके भी बढ़ाया जा सकता है, जैसे कि सौर पैनलों पर धूल का पता लगाना या बाहरी ओवरवोल्टेज का पता लगाना।
ड्राइविंग स्विच एलईडी आउटपुट को लॉक कर देता है।