Akıllı güneş enerjili sokak lambası yapın - 12W güneş enerjili LED sokak lambası

Bu kılavuz, GreenPak kullanılarak kolayca üretilebilen akıllı bir güneş enerjili sokak lambasının tasarımını açıklamaktadır.
Güneş enerjisi ve bataryalar sayesinde, herhangi bir aydınlatma türü için sorunsuz bir şekilde enerji sağlayabilir.
Güneş enerjili sokak lambaları, kapatılabilmeleri nedeniyle yenilikçi bir üründür.
Elektrik kesintisi durumunda bile normal şekilde çalışmaya devam edebilir.
Ayrıca elektriğin başka amaçlar için de kullanılmasını mümkün kılar.
Sokak lambasının "akıllı" kısmı, hareket eden nesneler algılandığında otomatik olarak yanabiliyor.
Son tasarım, gerçekten enerji tasarruflu, güneş enerjili akıllı bir sokak lambasıdır.
Bu tasarım, altyapı aydınlatması gibi daha büyük güçteki aydınlatma armatürlerine veya yolların, peyzajların ve bahçelerin güzelleştirilmesi ve aydınlatılması için kullanılan çok küçük aydınlatma armatürlerine de uygulanabilir.
Bu uygulamaların hepsinde GreenPak'in tasarımı benzer kalacaktır.
Bu proje için Silego'nun Greenpak yapılandırılabilir karma sinyal entegre devresi (CMIC) kullanılmıştır.
Çipte programlamanın üç temel işlevi şunlardır: 1. -
Hareket Algılama 2-
Güneş enerjisi indüksiyonu 3-
Pil seviyesinde çalışan indüktif hareket algılama özelliği elektrik tasarrufu sağlar. Işık, yalnızca hareket eden bir nesne algılandığında dönmeye başlar.
Bunu yapmak için pasif bir altyapı-Kırmızı (PIR)
Sensörler tasarlandı.
PIR hareket sensörünün ayrı bir çıkış pini ve VCC ile GND pinleri vardır.
PIR sensörü temel olarak kızılötesi radyasyon seviyesini algılar.
Radyasyon seviyesinde bir değişiklik tespit edildiğinde, bu değişikliği bildiren bir sinyal gönderir.
Bu sensör, hareket algılamada en yaygın kullanılan sensörlerden biridir. (Bkz. Şekil 2)
Ortam ışığını algılayan indüksiyonlu güneş panelleri kullanılır.
Güneş paneli, doğrudan ve tam güneş ışığında tam verim sağlarken, ışık olmadığında sıfır verim sağlar.
Bu koşullar daha sonra CMIC'nin dijital giriş pinlerini oluşturmak için uygun seviyeye dönüştürülebilir.
Basit bir voltaj bölme devresi kullanılarak, güneş panellerinin ürettiği 18 volt, 3 volta dönüştürülebilir.
Yüksek voltaj için 3V sinyali.
SLG46140 V CMIC'nin seviye mantığı girişi.
Sistemde pil gücü izleme ve şarj edilen pilin güç izleme özelliği de önemli bir unsurdur.
Bu tasarımda, sızdırmaz tel-asit (SLA) kullanılmıştır.
Piller kullanımda.
SLA bataryaları geniş uygulama alanlarına, yüksek güvenilirliğe ve yüksek maliyete sahiptir.
Etkili piller.
Diğer kimyasal bileşenlere sahip pillere kıyasla, şarj edilebilir pillerin şarj yöntemi çok daha basittir.
SLA pillerin 0,1C'ye eşit sabit bir akımla şarj edilmesi gerekir.
Burada C = pilin tam şarj halindeki kapasitesi (amper-saat).
Gerilim yaklaşık 1'dir.
Nominal çıkış voltajından 5 ila 2 volt daha yüksektir.
Bu nedenle, şarj devresi de daha basit olabilir.
Tam kapasitede çalışırken, 12V SLA bataryanın yaklaşık 13,2 voltluk açık devre voltajı sağlayacağını belirtmek önemlidir.
Deşarj sırasında, pil tarafından ölçülen açık devre voltajı 12V'tan biraz daha düşüktür.
Ancak CMIC cihazımız bu kadar yüksek voltajı ölçemediği için, bu değerlerin kabul edilebilir aralığa dönüştürülmesi gerekiyor.
Benzer şekilde, basit bir voltaj bölücü kullanılarak voltaj, pilin boşaldığını gösteren yaklaşık 800 mV ve pilin tamamen şarj olduğunu gösteren yaklaşık 1150 mV olmak üzere ikiye bölünür.
Daha sonra bu voltaj seviyeleri SLG46140 V CMIC'ye girilir ve analog karşılaştırıcılarla karşılaştırılır.
Bir sonraki bölümde göreceğimiz gibi, bu karşılaştırma ölçütleri projenin genel uygulanmasında kritik bir rol oynamaktadır.
Greenpak yazılımını indirerek ön izlemeyi görüntüleyebilir ve Greenpak IC'yi akıllı güneş enerjili sokak lambalarını kontrol edecek şekilde kolayca programlayabilirsiniz.
Akıllı sokak lambası tasarım belgesi hazırlayın.
GreenPak geliştirme kitini bilgisayara bağlayın, programlanmamış SLG46140 V GreenPak entegresini geliştirme kiti soketine takın ve ardından programı başlatın.
Entegre devre, akıllı güneş enerjili sokak lambalarını kontrol edecek bir entegre devreye otomatik olarak programlanacaktır.
Entegre devre programlandıktan sonra, pinlere daha kolay erişim veya seri üretim için entegre devreyi geliştirme araç kiti soketine kaydedebilirsiniz. Çipe erişmek için küçük bir PCB kartı oluşturabilirsiniz.
Greenpak IC'nin akıllı sokak lambalarını kontrol edecek şekilde programlanmasının ardından, 4. adıma geçebilirsiniz.
Akıllı sokak lambası tasarım dosyasının iç devresini daha iyi anlamak ve değiştirmek istiyorsanız, 3. adım size Greenpak'in akıllı sokak lambası tasarım dosyasının nasıl programlandığına dair bir genel bakış sunacaktır.
Tasarımın uygulanmasına yönelik GreenPak şematik diyagramı şekilde 5 gösterilmiştir.
Kullanılan satış yönteminin açıklaması:
Pin 3: Ortam ışığının varlığını tespit etmek için kullanılan dijital giriş pini.
Pin 4: Hareket veya nesnenin varlığını tespit etmek için kullanılan dijital giriş pini.
Pin10: Pil gücü takibi için analog giriş pini.
PIN12: 1Xpush ile dijital çıkış
LED'in çekme modunu kontrol etmek için kullanılır.
-
PIN14: 1Xpush ile dijital çıkış
Çıkış modunu çekerek bataryaya giren şarj akımını kontrol edin.
3 - Bit ve kapı: 3-
Bu tasarımda yer alan parçalar ve kapaklar, ışıkların yalnızca tüm koşullar yerine getirildiğinde yanmasını sağlar.
Yakındaki hareketin algılanması, çevredeki güneş ışığının varlığı ve gerekli pil gücü gibi koşullar, kapının çıkışını belirleyen üç unsurdur.
Pil gücü izleme: iki analog karşılaştırıcı (ACMP0 ve ACMP1)
Pil voltajını izleyin.
Daha önce de belirtildiği gibi, pil durumunu belirlemek için 800 mV ve 1150 mV olmak üzere iki voltaj seviyesi kullanılır.
Ölçülen pil voltajı 800 mV veya daha düşük bir değere düşerse, karşılaştırıcı (ACMP0)
Çıktı sıfırdır.
Bu çıktı 3'e beslenir.
Giriş ve kapı sırasıyla, çıkış sıfırdır ve pil voltajının çok düşük olduğu tespit edildiğinde ışıklar söndürülür.
Şarj sırasında yüksek seviye voltaj ölçülür ve bu voltaj, CMIC pin 10 girişi için voltaj bölücü giriş karşılaştırıcısı olarak kullanılacaktır (ACMP1).
Gerilim seviyesi, ters girişte ayarlanan referans gerilime ulaştığında veya bu değeri aştığında (
Bu durumda, 1150 mV)
Karşılaştırıcı çıkışı yüksek.
İstediğimiz seviyeye ulaştığımızda, pil şarjını kesmemiz gerekiyor, bu yüzden pil seviyesi düşük.
Seviye çıkışı gerektiğinden, basit bir invertör kullanılmıştır.
Güneş hücrelerinin girişi: Daha önce de belirtildiği gibi, ortam ışığı olmadığında güneş hücrelerinin çıkışı sıfır/dijitaldir. -Düşük sinyal.
Sokak lambalarının yanması için gereken koşullardan biri güneş ışığının yetersizliği olduğundan, bunu dijital sinyallere dönüştürmemiz gerekiyor.
Yüksek, dolayısıyla Hemen'imiz de yüksek ihracat yapıyor.
Bu nedenle burada da bir invertör kullanılmaktadır.
Çıkış döngüsünü uzatmak için sayaçları kullanın: Yukarıdaki tasarımda sayaçlar (CNT0/DLY0)
Ayrıca, CMIC'nin 12 numaralı pini sinyali kapattığında belirli bir gecikme oluşturmak için de kullanılır.
Bu durum beklenen bir gecikmeye yol açar ve hızlı çıkış anahtarlamasını önler. (Şekil 6'ya bakınız)
Çıkış döngülerini uzatmak için sayaçların kullanımı: Yukarıdaki tasarımda sayaçlar (CNT0/DLY0)
Ayrıca, CMIC'nin 12 numaralı pini sinyali kapattığında belirli bir gecikme oluşturmak için de kullanılır.
Bu durum beklenen bir gecikmeye yol açar ve hızlı çıkış anahtarlamasını önler. (Şekil 6'ya bakınız)
Bu bölümde, daha büyük yükleri (örneğin 10W LED lambalar) çalıştırmak ve pilleri şarj etmek için gereken harici devrelerin kullanımı açıklanmaktadır.
En verimli ve enerji tasarruflu devreyi oluşturmak için, sıradan BJT'nin aksine MOSFET kullanılmıştır.
Bu, daha hızlı geçiş süresi ve daha yüksek/düşük güç tüketimiyle sonuçlanacaktır.
Pil Şarj Kontrolü: IRLZ44N HEXFET Güç Kaynağı MOSFET'i
FQP30N06L gibi benzer MOSFET'ler de kullanılabilir.
Kullanıldığında, n-
Kanalı geliştirilmiş MOSFET.
Bu tip MOSFET, özellikle 3V ve 5V'luk gate voltaj seviyelerinde çalışmak üzere tasarlanmıştır.
Küçük kontrol üniteleri ve entegre devrelerin üretimi kolaydır.
MOSFET'in veri tablosu eşik kapı-kaynak voltajını tanımlar. (Vgs(th))
Yaklaşık 1 amperlik kaçak akım ID için, bu yaklaşık 3 volttur.
Pin 12'nin elektriksel özelliklerine göre, küçük CMIC'imiz bunu kolaylıkla başarabilir.
(14. iğneye benzer).
LED lamba kontrolü: Şarj kontrol devresine benzer şekilde, projemizin bu bölümünde de ana aydınlatma kaynağı olan 10 watt'lık LED'i kontrol etmek için IRLZ44N HEXFET MOSFET kullanılmaktadır.
10 watt'lık bir LED'i 12V'luk bir batarya ile kontrol etmek istediğimiz için yaklaşık 0,8 Amper akım sağlayabilmemiz gerekiyor.
Devre Şekil 8'de gösterilmiştir.
Bu devreler bir devre kartına bağlanabilir veya ölü bir devre üzerinden bağlanabilir.
Bu makalede, ana kontrol elemanı olarak SLG46140 V Greenpak CMIC kullanılan akıllı sokak lambasının tasarımı tanıtılmaktadır.
Bu küçük entegre devrenin, güç tüketimini en aza indirirken söz konusu görevi yerine getirebildiği kanıtlanmıştır.
Bu projenin uygulanması sırasında uygun tasarım araçlarının sağlanması da oldukça etkilidir.
Proje, güneş panellerindeki tozu veya harici aşırı gerilimleri tespit etme gibi diğer devrelerin eklenmesiyle de geliştirilebilir.
Sürüş anahtarı LED çıkışını kilitler.