Realizza un lampione stradale intelligente a energia solare - Lampione stradale a LED solare da 12 W

Questa guida descrive la progettazione di un lampione stradale solare intelligente di facile produzione utilizzando GreenPak.
Grazie all'energia solare e alle batterie, è in grado di fornire energia in modo efficace per qualsiasi tipo di illuminazione senza causare problemi.
I lampioni solari sono innovativi perché possono essere spenti.
In caso di interruzione di corrente, può comunque funzionare normalmente.
Consente inoltre di utilizzare l'elettricità per altri scopi.
La parte "intelligente" del lampione stradale è in grado di accendersi automaticamente quando rileva oggetti in movimento.
Il progetto finale è un lampione stradale intelligente a energia solare, realmente a risparmio energetico.
Questo progetto può essere esteso a luci di maggiore potenza, come quelle per l'illuminazione delle infrastrutture, o a luci molto piccole, come quelle per l'abbellimento e l'illuminazione di strade, paesaggi e giardini.
In tutte queste applicazioni, il design di GreenPak rimarrà simile.
Per questo progetto è stato utilizzato il circuito integrato a segnale misto configurabile Greenpak (CMIC) di Silego.
Le tre funzioni chiave della programmazione in un chip sono: 1. -
Induzione del movimento 2-
Induzione solare 3-
Il rilevamento di movimento a livello di batteria consente di risparmiare energia elettrica. La luce ruota solo quando viene rilevato un oggetto in movimento.
Per fare ciò, un'infrastruttura passiva rossa (PIR)
Sono stati progettati dei sensori.
Il sensore di movimento PIR ha un pin di uscita separato e pin VCC e GND.
Il sensore PIR rileva essenzialmente il livello di radiazione infrarossa.
Una volta rilevata una variazione del livello di radiazione, il sistema invia un segnale per segnalare il cambiamento.
Il sensore è uno dei sensori più comunemente utilizzati nel rilevamento del movimento. (vedi Fig. 2)
I pannelli solari a induzione ambientale vengono utilizzati per rilevare la luce ambientale.
Un pannello solare fornisce la massima potenza in presenza di luce solare diretta e zero potenza in assenza di luce.
Queste condizioni possono quindi essere convertite al livello appropriato per generare i pin di ingresso digitali del CMIC.
Utilizzando un semplice circuito divisore di tensione, i 18 volt generati dai pannelli solari possono essere convertiti in 3 volt.
Segnale 3V per alta tensione-
L'ingresso logico di livello del CMIC SLG46140 V.
Il monitoraggio del livello di carica della batteria e il monitoraggio del livello di carica della batteria rappresentano un aspetto importante del sistema.
In questo progetto, un filo sigillato-acido (SLA)
Le batterie sono in uso.
Le batterie SLA hanno ampie applicazioni, elevata affidabilità e costi elevati.
Batterie efficienti.
Rispetto alle batterie con altri componenti chimici, il metodo di ricarica delle batterie ricaricabili è molto più semplice.
Le batterie SLA devono essere caricate a una corrente costante pari a 0,1C (
Qui C = la capacità della batteria a piena carica, in ampere-ora)
La tensione è circa 1.
È superiore di 5-2 volt rispetto alla tensione di uscita nominale.
Pertanto, anche il circuito di ricarica può essere più semplice.
È importante notare che, a piena capacità, la batteria SLA da 12 V fornirà una tensione a circuito aperto di circa 13,2 volt.
Durante la scarica, la tensione a circuito aperto misurata dalla batteria è leggermente inferiore a 12V.
Ma poiché il nostro CMIC non è in grado di misurare tensioni così elevate, queste devono essere convertite in un intervallo accettabile.
Analogamente, un semplice partitore di tensione viene utilizzato per dividere la tensione in circa 800 mV, che indicano che la batteria è scarica, e circa 1150 mV, che indicano che la batteria è completamente carica.
Questi livelli di tensione vengono quindi immessi nel CMIC SLG46140 V e confrontati con i rispettivi comparatori analogici.
Come vedremo nella prossima sezione, questi comparatori svolgono un ruolo fondamentale nell'implementazione complessiva del progetto.
Scaricando il software greenpak per visualizzare le pre-configurazioni, il circuito integrato greenpak può essere facilmente programmato per controllare i lampioni solari intelligenti.
Realizzare un documento di progettazione intelligente per i lampioni stradali.
Collega il kit di sviluppo GreenPak al computer, inserisci il circuito integrato SLG46140 V GreenPak non programmato nello zoccolo del kit di sviluppo e quindi fai clic su "Programma".
Il circuito integrato verrà programmato automaticamente in un circuito integrato che controllerà i lampioni solari intelligenti.
Una volta programmato il circuito integrato, è possibile salvarlo nello zoccolo del toolkit di sviluppo per un accesso più agevole ai pin o per la produzione in serie. È possibile creare una piccola scheda PCB per accedere al chip.
Ora che Greenpak IC è stato programmato per controllare i lampioni intelligenti, puoi passare direttamente al passaggio 4.
Se desideri comprendere e modificare meglio il circuito interno del file di progettazione del lampione intelligente, il passaggio 3 ti fornirà una panoramica di come viene programmato il file di progettazione del lampione intelligente di Greenpak.
Nella figura 5 è riportato lo schema GreenPak per l'implementazione del progetto.
Descrizione delle vendite utilizzate:
Pin 3: Pin di ingresso digitale per il rilevamento della presenza di luce ambientale.
Pin 4: Un pin di ingresso digitale per rilevare il movimento o la presenza di un oggetto.
Pin 10: Pin di ingresso analogico per il monitoraggio della carica della batteria.
PIN12: Uscita digitale con 1Xpush-
Viene utilizzato per controllare la modalità di estrazione del LED.
-
PIN14: Uscita digitale con 1Xpush-
Tirare la modalità di uscita per controllare la corrente di carica che entra nella batteria.
3 - Bit e gate: 3-
I componenti e gli sportelli di questo progetto assicurano che le luci si accendano solo quando tutte le condizioni sono soddisfatte.
Condizioni come il rilevamento di movimento nelle vicinanze, la presenza di luce solare circostante e il livello di carica della batteria richiesto sono i tre bit che determinano l'output del gate.
Monitoraggio della carica della batteria: due comparatori analogici (ACMP0 e ACMP1)
Monitorare la tensione della batteria.
Come accennato in precedenza, per determinare lo stato della batteria vengono utilizzati due livelli di tensione, 800 mV e 1150 mV.
Se la tensione della batteria misurata scende a 800 mV o meno, il comparatore (ACMP0)
Il risultato è zero.
Questo output viene alimentato in 3-
L'ingresso e la porta logica, a loro volta, producono un'uscita pari a zero e le luci si spengono quando viene rilevata una tensione della batteria troppo bassa.
La tensione di alto livello viene misurata durante la carica e verrà utilizzata come comparatore di ingresso del partitore di tensione per l'ingresso del pin 10 del CMIC (ACMP1).
Una volta che il livello di tensione raggiunge o supera la tensione di riferimento impostata sull'ingresso inverso (
In questo caso, 1150 mV)
L'uscita del comparatore è elevata.
Una volta raggiunto il livello desiderato, dobbiamo interrompere la carica della batteria, in modo che sia bassa.
È richiesto un livello di uscita costante, quindi si utilizza un semplice inverter.
Ingresso delle celle solari: Come accennato in precedenza, in assenza di luce ambientale, l'uscita delle celle solari è zero/digitale. - Segnale basso.
Poiché la mancanza di luce solare è una delle condizioni per accendere i lampioni, dobbiamo convertirla in segnali digitali.
Elevato, quindi anche il nostro Hemen esporta un prodotto di alta qualità.
Pertanto, anche in questo caso viene utilizzato un inverter.
Utilizzare i contatori come mezzo per prolungare il ciclo di uscita: nel progetto sopra, i contatori (CNT0/DLY0)
Viene inoltre utilizzato per produrre un certo ritardo quando il pin 12 del CMIC disattiva il segnale.
Ciò comporta un ritardo previsto ed evita commutazioni di uscita rapide. (vedere Fig. 6)
Uso dei contatori come mezzo per prolungare i cicli di uscita: nel progetto sopra descritto, i contatori (CNT0/DLY0)
Viene inoltre utilizzato per produrre un certo ritardo quando il pin 12 del CMIC disattiva il segnale.
Ciò comporta un ritardo previsto ed evita commutazioni di uscita rapide. (vedere Fig. 6)
Questa sezione descrive l'utilizzo di circuiti esterni necessari per alimentare carichi maggiori (come luci a LED da 10 W) e ricaricare le batterie.
Per realizzare un circuito più efficiente e a basso consumo energetico, è stato utilizzato il MOSFET al posto del comune BJT.
Ciò si tradurrà in tempi di commutazione più rapidi e in un consumo energetico maggiore/minore.
Controllo della carica della batteria: MOSFET di alimentazione HEXFET IRLZ44N
Si possono utilizzare anche MOSFET simili, come ad esempio l'FQP30N06L.
Usato, è n-
MOSFET a canale potenziato.
Questo tipo di MOSFET è specificamente progettato per funzionare a livelli di tensione di gate di 3V e 5V.
I piccoli controller e i circuiti integrati sono facili da produrre.
La tabella dati del MOSFET descrive la tensione di soglia gate-source. (Vgs(th))
Per una corrente di dispersione ID di circa 1 ampere, la tensione è di circa 3 volt.
Secondo le specifiche elettriche del pin 12, il nostro piccolo CMIC può facilmente raggiungere questo obiettivo.
Simile al pin 14).
Controllo della lampada a LED: Analogamente al circuito di controllo della carica, anche questa parte del nostro progetto utilizza un MOSFET HEXFET IRLZ44N per commutare un LED da 10 watt, che rappresenta la principale fonte di illuminazione.
Poiché vogliamo controllare un LED da 10 watt con una batteria da 12 V, dobbiamo essere in grado di fornire una corrente di circa 0,8 Ampere.
Il circuito è illustrato nella Figura 8.
Questi circuiti possono essere collegati a una scheda a circuiti stampati oppure tramite un circuito spento.
Questo articolo presenta la progettazione di un lampione stradale intelligente con il CMIC SLG46140 V Greenpak come elemento di controllo principale.
È stato dimostrato che questo piccolo circuito integrato è in grado di svolgere il compito assegnato riducendo al minimo il consumo energetico.
È inoltre molto efficace fornire strumenti di progettazione adeguati durante la realizzazione di questo progetto.
Il progetto può essere ulteriormente migliorato introducendo altri circuiti, come ad esempio quelli per il rilevamento di polvere sui pannelli solari o di sovratensioni esterne.
L'interruttore di pilotaggio blocca l'emissione LED.