Automatisk 40 W LED-solcellebelysning

Automatisk 40 W LED-solcellebelysning

Den følgende artikel diskuterer opførelsen af ​​et interessant 40 watt automatisk LED-gadebelysningskredsløb, der automatisk tænder om natten og slukker i løbet af dagen (designet af mig). I løbet af dagen er det indbyggede batteri opladet gennem et solpanel, når det samme er opladet, bruges det samme batteri til at tænde LED-lampen om natten til belysning af gaderne.



I dag er solpaneler og solceller blevet meget populære, og i den nærmeste fremtid vil vi muligvis se alle os bruge det på en eller anden måde i vores liv. En vigtig anvendelse af disse enheder har været inden for gadebelysning.

Kredsløbet, som er blevet diskuteret her, har de fleste standardspecifikationer inkluderet i det, følgende data forklarer det mere detaljeret:





Specifikationer for LED-lampe

  • Spænding: 12 volt (12V / 26AH batteri)
  • Strømforbrug: 3,2 ampere @ 12 volt,
  • Strømforbrug: 39 watt 39 nos med 1 watt lysdioder
  • Lysintensitet: Ca. 2000 lm (lumen)

Oplader / controller-specifikation

  • Indgang: 32 volt fra et solcellepanel specificeret med omkring 32 volt åbent kredsløbsspænding og kortslutningsstrøm på 5 til 7 ampere.
  • Output: Maks. 14,3 volt, strøm begrænset til 4,4 ampere
  • Batteri fuldt - Afbrudt ved 14,3 volt (indstillet af P2).
  • Lavt batteri - Afbryd ved 11,04 volt (indstillet af P1).
  • Batteri opladet ved C / 5-hastighed med flydespænding begrænset til 13,4 volt efter “fuldt afbrudt batteri”.
  • Automatisk dag- / natskift med LDR-sensor (indstilles ved at vælge R10 passende).

I denne første del af artiklen vil vi studere soloplader / controller-scenen og det tilsvarende over / lavspændingsafbryderkredsløb og også den automatiske dag / natafskæringssektion.

prototype til 40 watt LED gadebelysningskredsløb komplet 40 watt LED gadebelysningskredsløb med oplader og mørke aktiveret switch

Ovenstående design kan forenkles meget ved at eliminere IC 555-trinnet og ved at forbinde dagtidsrelæets afskårne transistor direkte med solcellepanelet positivt, som vist nedenfor:



Liste over dele

  • R1, R3, R4, R12 = 10k
  • R5 = 240 OHMS
  • P1, P2 = 10K forudindstillet
  • P3 = 10k pot eller forudindstillet
  • R10 = 470K,
  • R9 = 2M2
  • R11 = 100K
  • R8 = 10 OHMS 2 WATT
  • T1 ---- T4 = BC547
  • A1 / A2 = 1/2 IC324
  • ALLE ZENER DIODER = 4,7 V, 1/2 WATT
  • D1 - D3, D6 = 1N4007
  • D4, D5 = 6AMP DIODER
  • IC2 = IC555
  • IC1 = LM338
  • RELÆER = 12V, 400 OHMS, SPDT
  • BATTERI = 12V, 26AH
  • SOLPANEL = 21V ÅBEN CIRCUIT, 7AMP @ KORT CIRCUIT.

Solar Charger / Controller, High / Low Battery Cut OFF og Circuit Stages:

ADVARSEL : En ladestyring er et must for ethvert gadebelysningssystem. Du kan finde andre designs på internettet uden denne funktion, bare ignorere dem. Disse kan være farlige for batteriet!

Idet der henvises til kredsløbsdiagrammet på 40 watt ovenfor, reguleres panelspændingen og stabiliseres til de krævede 14,4 volt af IC LM 338.

P3 bruges til at indstille udgangsspændingen til nøjagtigt 14,3 volt eller et sted tæt på den.

R6 og R7 udgør de nuværende begrænsende komponenter og skal beregnes korrekt som beskrevet i dette solpanel spændingsregulator kredsløb .

Den stabiliserede spænding påføres derefter spændings- / opladningskontrol og de tilknyttede trin.

To opamps A1 og A2 er kablet med omvendte konfigurationer, hvilket betyder, at output af A1 bliver høj, når en forudbestemt overspændingsværdi detekteres, mens output af A2 bliver højt ved detektion af en forudbestemt lavspændingstærskel.

Ovenstående tærskler for høj og lav spænding er passende indstillet af henholdsvis den forudindstillede P2 og P1.

Transistorer T1 og T2 reagerer i overensstemmelse hermed på ovenstående udgange fra opamperne og aktiverer det respektive relæ til styring af opladningsniveauerne for det tilsluttede batteri i forhold til de givne parametre.

Relæet tilsluttet T1 styrer specifikt batteriets overopladningsgrænse.

Relæet, der er tilsluttet T3, er ansvarlig for at holde spændingen på LED-lampestadiet. Så længe batterispændingen er over lavspændingstærsklen, og så længe der ikke er noget omgivende lys omkring systemet, holder dette relæ lampen tændt, LED-modulet slukkes straks, hvis de fastsatte betingelser ikke er opfyldt.

Kredsløb

IC1 sammen med de tilknyttede dele danner lysdetektorkredsløbet, dets output går højt i nærvær af omgivende lys og omvendt.

Antag, at det er dagtid, og et delvist afladet batteri ved 11,8 V er tilsluttet de relevante punkter, antag også, at højspændingen er afbrudt for at blive indstillet til 14,4 V. På tænd / sluk-kontakten TIL (enten fra solpanelet eller en ekstern jævnstrømskilde), begynder batteriet at oplades via relæets N / C-kontakter.

Da det er dag, er output fra IC1 højt, hvilket tænder T3. Relæet tilsluttet T3 holder batterispændingen og forhindrer det i at nå LED-modulet, og lampen forbliver slukket.

Når batteriet er fuldt opladet, går A1's output højt og tænder T1 og det tilhørende relæ.

Dette afbryder batteriet fra opladningsspændingen.

Ovenstående situation låses TIL ved hjælp af feedback-spændingen fra N / O-kontakterne i ovennævnte relæ til bunden af ​​T1.

Låsen vedvarer, indtil lavspændingstilstanden er nået, når T2 tænder, jordforbinder T1's baseforstyrrelse og vender det øverste relæ tilbage til opladningstilstand.

Dette afslutter vores batteri høj / lav controller og lyssensor stadier i det foreslåede 40 watt automatiske sollys gadebelysningssystem kredsløb.

Den følgende diskussion forklarer fremstillingsproceduren for det PWM-styrede LED-modulkredsløb.

Nedenstående kredsløb repræsenterer LED-lampemodulet, der består af 39 nr. 1 watt / 350 mA lysdioder med høj lysstyrke. Hele arrayet er lavet ved at forbinde 13 antal serieforbindelser parallelt, bestående af 3 lysdioder i hver serie.

Hvordan det virker

Ovenstående arrangement af LED'er er ret standard i sin konfiguration og fokuserer ikke meget vigtigt.

Den egentlige vigtige del af dette kredsløb er IC 555 sektionen, som er konfigureret i sin typiske astable multivibrator-tilstand.

I denne tilstand genererer udgangsstift nr. 3 på IC bestemte PWM-bølgeformer, som kan justeres ved at indstille driftscyklussen for IC'en korrekt.

Driftscyklussen for denne konfiguration justeres ved at indstille P1 som per præference.

Da indstillingen af ​​P1 også bestemmer lysdiodernes belysningsniveau, skal det gøres omhyggeligt for at producere de mest optimale resultater fra lysdioderne. P1 bliver også dæmpningskontrol af LED-modulet.

Inkluderingen af ​​PWM-designet her spiller nøglerollen, da det drastisk reducerer strømforbruget til de tilsluttede lysdioder.

Hvis LED-modulet blev tilsluttet direkte til batteriet uden IC 555-scenen, ville LED'erne have brugt de fuldt specificerede 36 watt.

Med PWM-driveren i drift forbruger LED-modulet nu kun ca. 1/3 strøm, det vil sige omkring 12 watt, men trækker den maksimalt specificerede belysning ud af lysdioderne.

Dette sker, fordi transistoren T1 på grund af de tilførte PWM-impulser kun forbliver TIL i 1/3 af den normale tidsperiode og skifter lysdioderne i samme kortere tid, men på grund af vedvarende syn finder vi, at lysdioderne er TÆNDT hele tiden.

Den høje frekvens af den astable gør belysningen meget stabil, og der kan ikke registreres vibrationer, selv når vores vision er i bevægelse.

Dette modul er integreret med det tidligere diskuterede solcellecontrolkort.

Det positive og negative ved det viste kredsløb skal simpelthen forbindes til de relevante punkter over solcellecontrolkortet.

Dette afslutter hele forklaringen af ​​det foreslåede 40 watt automatiske sol-LED-gadelygtekredsprojekt.

Hvis du har spørgsmål, kan du udtrykke dem gennem dine kommentarer.

OPDATERING: Ovenstående teori om at se høj belysning med lavere forbrug på grund af synsevne er forkert. Så desværre fungerer denne PWM-controller kun som en lysstyrke-controller og intet mere!

Kredsløbsdiagram for gadebelysning LED PWM-controller

PWM LED gadebelysningsregulator

Liste over dele

  • R1 = 100K
  • P1 = 100K pot
  • C1 = 680pF
  • C2 = 0,01 uF
  • R2 = 4K7
  • T1 = TIP122
  • R3 ---- R14 = 10 ohm, 2 watt
  • Lysdioder = 1 watt, 350 mA, kold hvid
  • IC1 = IC555

I den endelige prototype blev LED'erne monteret på speciel aluminiumbaseret kølelegeme type PCB, det anbefales stærkt, uden hvilken LED-levetiden ville blive forringet.

Prototype-billeder

gadebelysning 20 watt fra hjemmelavede kredsløb

Gadelys-prototype af swagatam-innovationer

blændende belysning 100.000 lumen fra 40 watts gadebelysning

Enkleste Street Light Circuit

Hvis du er nykommer og på udkig efter et simpelt automatisk gadebelysningssystem, så opfylder måske følgende design dit behov.

Dette enkleste automatiske gadebelysningskreds kan hurtigt samles af nybegynder og installeres for at opnå de tilsigtede resultater.

Bygget omkring et lysaktiveret koncept kan kredsløbet bruges til automatisk at tænde og slukke for en kørebanelampe eller gruppe af lamper som reaktion på de forskellige omgivende lysniveauer.

Det elektrisk enhed Når den er bygget, kan den bruges til at slukke for en lampe, når daggry bryder, og tænde den, når skumringen går ind.

Hvordan det virker

Kredsløbet kan bruges som en automatisk dag nat betjent lys kontrolsystem eller en simpel lysaktiveret kontakt. Lad os prøve at forstå funktionen af ​​dette nyttige kredsløb, og hvordan det er så simpelt at konstruere:

Med henvisning til kredsløbsdiagrammet kan vi se en meget enkel konfiguration bestående af blot et par transistorer og et relæ, som udgør den grundlæggende kontroldel af kredsløbet.

Naturligvis kan vi ikke glemme LDR, som er den primære sensorkomponent i kredsløbet. Transistorer er grundlæggende arrangeret således, at de begge supplerer hinanden modsat, hvilket betyder, at når venstre transistor leder, den højre side transistor slukker og omvendt.

Venstre transistor T1 er rigget som en spændingskomparator ved hjælp af et resistivt netværk. Modstanden i overarmen er LDR, og den nederste armmodstand er den forudindstilling, der bruges til at indstille tærskelværdier eller niveauer. T2 er arrangeret som en inverter og inverterer svaret modtaget fra T1.

Sådan fungerer LDR

Indledningsvis forudsætter lysniveauet mindre LDR opretholder en høj modstand niveau på tværs af det, hvilket ikke tillader nok strøm til at nå bunden af ​​transistoren T1.

Dette tillader potentialniveauet ved samleren at mætte T2, og følgelig forbliver relæet aktiveret i denne tilstand.

Når lysniveauet stiger og bliver tilstrækkeligt stort på LDR, falder dets modstandsniveau, dette tillader mere strøm at passere gennem det, som til sidst når bunden af ​​T1.

Hvordan transistoren reagerer på LDR

Transistoren T1 leder og trækker dens samlerpotentiale til jorden. Dette hæmmer ledningen af ​​transistoren T2, slukker for dens kollektorbelastningsrelæ og den tilsluttede lampe.

Strømforsyningsdetaljer

Strømforsyningen er en standard transformer , bro, kondensatornetværk, der leverer en ren DC til kredsløbet for at udføre de foreslåede handlinger.

Hele kredsløbet kan bygges over et lille stykke vero-kort, og hele samlingen sammen med strømforsyningen kan være anbragt i en robust lille plastkasse.

Hvordan LDR er placeret

LDR skal placeres uden for boksen, hvilket betyder, at dens sensoroverflade skal eksponeres mod det omgivende område, hvorfra det kræves, at lysniveauet skal registreres.

Man skal være opmærksom på, at lampen ikke på nogen måde når LDR, hvilket kan resultere i falsk kobling og svingninger.

Automatisk dag- og natlampekontakt ved hjælp af transistorer og relæ

Liste over dele

  • R1, R2, R3 = 2K2,
  • VR1 = 10K forudindstillet,
  • C1 = 100uF / 25V,
  • C2 = 10uF / 25V,
  • D1 ---- D6 = 1N4007
  • T1, T2 = BC547,
  • Relæ = 12 volt, 400 Ohm, SPDT,
  • LDR = enhver type med 10K til 47K modstand ved omgivende lys.
  • Transformer = 0-12V, 200mA

PCB-design

dag nat automatisk lampe PCB

Brug af opamp IC 741

Ovenstående forklarede automatiske mørke aktiverede gadelygte kredsløb kan også laves ved hjælp af en opamp som vist nedenfor:

mørke aktiveret IC 741 automatisk lampekredsløb

Arbejdsbeskrivelse

Her er IC 741 designet som en komparator, hvor dens ikke-inverterende pin # 3 er forbundet til en 10k forudindstilling eller pot for at skabe en udløsende reference ved denne pinout.

Pin nr. 2, som er IC'ens inverterende input, er konfigureret med et potentielt opdelingsnetværk lavet af en lysafhængig modstand eller LDR og en 100K modstand.

Forudindstillingen på 10K justeres oprindeligt således, at når det omgivende lys på LDR når til den ønskede mørketærskel, går stiften # 6 højt. Dette gøres med en vis dygtighed og tålmodighed ved langsomt at flytte forudindstillingen, indtil pin # 6 bare går højt, hvilket identificeres ved at tænde for det tilsluttede relæ og belysningen af ​​den røde LED.

Dette skal gøres ved at skabe et kunstigt mørketærskellysniveau på LDR inde i et lukket rum og ved at bruge svagt lys til formålet.

Når forudindstillingen er indstillet, kan den forsegles med noget epoxylim, så justeringen forbliver fast og uændret.

Herefter kan kredsløbet være lukket inde i en egnet kasse med en 12V adapter til strømforsyning til kredsløbet, og relækontakterne er forbundet med den ønskede vejlampe.

Der skal udvises forsigtighed for at sikre, at lampens belysning aldrig når LDR, ellers kan det føre til kontinuerlige svingninger eller flimring af lampen, så snart den udløses ved tusmørke.




Forrige: Motorcykel MOSFET Full Wave Shunt Regulator Circuit Næste: Højspænding, højstrøm DC regulator kredsløb