Automatisk 40 W LED-solcellsljuskrets

Följande artikel diskuterar konstruktionen av en intressant 40 watts automatisk LED-gatubelysningskrets, som automatiskt slås PÅ på natten och stängs av under dagtid (designad av mig). Under dagtid laddas det inbyggda batteriet via en solpanel. När batteriet är laddat används samma batteri för att tända LED-lampan på natten för att belysa gatorna.

Idag har solpaneler och solceller blivit mycket populära och inom en snar framtid skulle vi möjligen se alla av oss använda det på ett eller annat sätt i vårt liv. En viktig användning av dessa enheter har varit inom gatubelysning.

Kretsen som har diskuterats här har de flesta standardspecifikationerna inkluderade, följande data förklarar det mer detaljerat:

Specifikationer för LED-lampor

• Spänning: 12 volt (12V / 26AH batteri)
• Strömförbrukning: 3,2 ampere @ 12 volt,
• Strömförbrukning: 39 watt med 39 nos med 1 watt lysdioder
• Ljusintensitet: Cirka 2000 lm (lumen)

Laddare / styrspecifikation

• Ingång: 32 volt från en solpanel specificerad med cirka 32 volt öppen kretsspänning och kortslutningsström på 5 till 7 ampere.
• Utgång: Max. 14,3 volt, ström begränsad till 4,4 ampere
• Batteri fullt - Stäng av vid 14,3 volt (inställt av P2).
• Lågt batterinivå - Stäng av vid 11,04 volt (inställt av P1).
• Batteriet laddas med C / 5-hastighet med flottörspänning begränsad till 13,4 volt efter ”batteriet full urkopplat”.
• Automatisk dag / natt-omkoppling med LDR-sensor (ställ in genom att välja R10 på lämpligt sätt).

I den här första delen av artikeln studerar vi laddaren / styrenheten och motsvarande över- / lågspänningskopplingskrets och även den automatiska dag / natt-avstängningssektionen.

Ovanstående design kan förenklas mycket genom att eliminera IC 555-steget och genom att ansluta dagsreläets avstängda transistor direkt med solpanelen positiv, som visas nedan:

Dellista

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

Solar Charger / Controller, High / Low Battery Cut OFF och Ambient Light Detector Circuit Stages:

VARNING : En laddningsregulator är ett måste för alla gatubelysningssystem. Du kan hitta andra mönster på internet utan den här funktionen, helt enkelt ignorera dem. Dessa kan vara farliga för batteriet!

Med hänvisning till 40 watts kretsdiagram för gatubelysning regleras panelspänningen och stabiliseras till de erforderliga 14,4 volt av IC LM 338.

P3 används för att ställa in utspänningen på exakt 14,3 volt eller någonstans nära den.

R6 och R7 utgör de nuvarande begränsande komponenterna och måste beräknas på lämpligt sätt som diskuterat i denna solpanel spänningsregulator krets .

Den stabiliserade spänningen appliceras därefter på spännings- / laddningskontrollen och tillhörande steg.

Två opamps A1 och A2 är kopplade med omvända konfigurationer, vilket innebär att utsignalen från A1 blir hög när ett förutbestämt överspänningsvärde detekteras, medan utsignalen från A2 blir högt vid detektering av en förutbestämd lågspänningströskel.

Ovanstående hög- och lågspänningströsklar är lämpligt inställda av förinställningen P2 respektive P1.

Transistorer T1 och T2 svarar följaktligen på ovanstående utgångar från opamparna och aktiverar respektive relä för att styra laddningsnivåerna för det anslutna batteriet med avseende på de givna parametrarna.

Reläet som är anslutet till T1 styr specifikt batteriets överladdningsgräns.

Reläet som är anslutet till T3 ansvarar för att hålla spänningen till LED-lampsteget. Så länge batterispänningen ligger över tröskelvärdet för låg spänning och så länge det inte finns något omgivande ljus runt systemet, håller detta relä lampan på, LED-modulen stängs omedelbart av om de angivna villkoren inte är uppfyllda.

Kretsdrift

IC1 tillsammans med tillhörande delar bildar ljusdetektorkretsen, dess uteffekt blir hög i närvaro av omgivande ljus och vice versa.

Antag att det är dagtid och ett delvis urladdat batteri vid 11,8 V är anslutet till relevanta punkter, antag också att högspänningen är avstängd för att vara inställd på 14,4 V. När strömbrytaren är PÅ (antingen från solpanelen eller en extern likströmskälla) börjar batteriet att laddas via reläets N / C-kontakter.

Eftersom det är dag är IC1-utgången hög, vilket slår PÅ T3. Reläet som är anslutet till T3 håller batterispänningen och förhindrar att den når LED-modulen och lampan förblir avstängd.

När batteriet är fulladdat går A1: s utgång högt och slår PÅ T1 och tillhörande relä.

Detta kopplar bort batteriet från laddningsspänningen.

Ovanstående situation låses PÅ med hjälp av återkopplingsspänningen från N / O-kontakterna hos ovanstående relä till basen av T1.

Spärren kvarstår tills lågspänningsförhållandet uppnås, när T2 slås på, jordar T1: s basförspänning och återställer det övre reläet till laddningsläget.

Detta avslutar vår höga / låga styrenhet med batteri och ljussensorstadierna i den föreslagna 40-watts automatiska solkretsen.

Följande diskussion förklarar tillverkningsförfarandet för den PWM-styrda LED-modulkretsen.

Kretsen nedan visar LED-lampmodulen bestående av 39 nos. 1 watt / 350 mA höga ljusdioder med hög effekt. Hela matrisen görs genom att ansluta 13 antal seriekopplingar parallellt, bestående av 3 lysdioder i varje serie.

Hur det fungerar

Ovanstående arrangemang av lysdioder är ganska standard i sin konfiguration och fokuserar inte mycket viktigt.

Den faktiska avgörande delen av denna krets är sektionen IC 555, som är konfigurerad i sitt typiska, stabila multivibratorläge.

I detta läge alstrar utgångsstiftet 3 på IC bestämda PWM-vågformer som kan justeras genom att ställa arbetscykeln för IC på lämpligt sätt.

Driftscykeln för denna konfiguration justeras genom att ställa in P1 enligt önskemål.

Eftersom inställningen av P1 också bestämmer lysdiodernas belysningsnivå, bör det göras noggrant för att producera de mest optimala resultaten från lysdioderna. P1 blir också dimreglering av LED-modulen.

Införandet av PWM-designen här spelar nyckelrollen eftersom det drastiskt minskar strömförbrukningen för de anslutna lysdioderna.

Om LED-modulen skulle anslutas direkt till batteriet utan IC 555-steget, skulle lysdioderna ha förbrukat hela 36 watt.

När PWM-drivrutinen är i drift förbrukar nu LED-modulen endast cirka 1/3 effekt, det vill säga cirka 12 watt men ändå extraherar den maximalt angivna belysningen från lysdioderna.

På grund av de matade PWM-pulserna förblir transistorn T1 PÅ endast 1/3 av den normala tidsperioden och byter lysdioder under samma kortare tid, men på grund av beständighet av synen finner vi att lysdioderna är PÅ hela tiden.

Den höga frekvensen hos den stabila gör belysningen mycket stabil och ingen vibration kan detekteras även när vår syn är i rörelse.

Denna modul är integrerad med det tidigare diskuterade solcentralstyrkortet.

Det positiva och det negativa i den visade kretsen behöver helt enkelt anslutas till relevanta punkter över solens styrkort.

Detta avslutar hela förklaringen av det föreslagna 40 watt automatiska LED-lampan för gatulampan.

Om du har några frågor kan du uttrycka dem genom dina kommentarer.

UPPDATERING: Ovanstående teori om att se hög belysning med lägre förbrukning på grund av synhållfasthet är felaktig. Så tyvärr fungerar denna PWM-kontroller bara som en ljusstyrkekontroll och inget mer!

Kretsschema för gatubelysningen PWM-styrenhet

Dellista

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

I den slutgiltiga prototypen monterades lysdioderna på speciell aluminiumbaserad kylfläns av typ PCB, det rekommenderas starkt utan vilken LED-livslängden skulle försämras.

Prototypbilder

Prototyp av gatubelysning av Swagatam-innovationer

Enklaste Street Light Circuit

Om du är nykomling och letar efter ett enkelt automatiskt gatubelysningssystem, kanske följande design uppfyller ditt behov.

Denna enklaste automatiska gatubelysningskrets kan monteras snabbt av nybörjare och installeras för att uppnå de avsedda resultaten.

Byggd kring ett ljusaktiverat koncept kan kretsen användas för att automatiskt slå PÅ och stänga av en vägbelysning eller grupp av lampor som svar på de olika ljusnivåerna i omgivningen.

De elektrisk enhet en gång byggd kan den användas för att stänga av en lampa när gryningen går och slå på den när skymningen börjar.

Hur det fungerar

Kretsen kan användas som en automatisk dag nattljus styrsystem eller en enkel ljusaktiverad brytare. Låt oss försöka förstå hur den här användbara kretsen fungerar och hur den är så enkel att konstruera:

Med hänvisning till kretsschemat kan vi se en mycket enkel konfiguration bestående av bara ett par transistorer och ett relä, som utgör den grundläggande styrdelen av kretsen.

Naturligtvis kan vi inte glömma bort LDR som är den primära avkännande komponenten i kretsen. Transistorerna är i grunden ordnade så att de båda kompletterar varandra motsatt, vilket betyder att när vänster transistor leder, stängs höger transistor av och vice versa.

Den vänstra transistorn T1 är riggad som en spänningskomparator använder ett resistivt nätverk. Motståndet vid överarmen är LDR och det nedre armmotståndet är förinställningen som används för att ställa in tröskelvärdena eller nivåerna. T2 är ordnad som en inverterare och inverterar svaret som mottas från T1.

Hur LDR fungerar

Ursprungligen förutsatt att ljusnivån är lägre, LDR upprätthåller ett högt motstånd nivå över den, vilket inte tillåter tillräcklig ström för att nå basen på transistorn T1.

Detta gör att den potentiella nivån vid samlaren mättar T2 och följaktligen förblir reläet aktiverat i detta tillstånd.

När ljusnivån ökar och blir tillräckligt stor på LDR faller dess motståndsnivå, vilket gör att mer ström kan passera genom den som så småningom når basen av T1.

Hur transistorn reagerar på LDR

Transistorn T1 leder och drar sin kollektorpotential till marken. Detta hindrar ledningen av transistorn T2, stänger av dess kollektorbelastningsrelä och den anslutna lampan.

Strömförsörjningsdetaljer

Strömförsörjningen är en standard transformator , bro, kondensatornätverk, som levererar en ren DC till kretsen för att utföra de föreslagna åtgärderna.

Hela kretsen kan byggas över en liten bit vero-kort och hela enheten tillsammans med strömförsörjningen kan placeras i en robust liten plastlåda.

Hur LDR är placerad

LDR måste placeras utanför lådan, vilket innebär att avkänningsytan ska exponeras mot det omgivande området där ljusnivån måste avkännas.

Var försiktig så att lamporna från lamporna inte på något sätt når LDR, vilket kan leda till falsk omkoppling och svängningar.

Dellista

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K förinställd,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Relä = 12 volt, 400 Ohm, SPDT,
• LDR = vilken typ som helst med 10K till 47K motstånd vid omgivande ljus.
• Transformator = 0-12V, 200mA

PCB-design

Använda opamp IC 741

Ovanstående automatiska mörkeraktiverade gatulampkrets kan också göras med hjälp av en opamp , enligt nedanstående:

Arbetsbeskrivning

Här är IC 741 utformad som en komparator, varvid dess icke-inverterande stift # 3 är ansluten till en 10k-förinställning eller potten för att skapa en utlösande referens vid denna pinout.

Stift nr 2, som är den inverterande ingången till IC: n, är konfigurerad med ett potentiellt delningsnätverk gjord av ett ljusberoende motstånd eller LDR och ett 100K-motstånd.

10K-förinställningen justeras initialt så att när det omgivande ljuset på LDR når den önskade mörkergränsen, går stift nr 6 högt. Detta görs med viss skicklighet och tålamod genom att flytta förinställningen långsamt tills stift nr 6 bara går högt, vilket identifieras genom att det anslutna reläet slås på och belysningen av den röda lysdioden.

Detta måste göras genom att skapa en konstnärlig mörkerströskelnivå på LDR i ett stängt rum och genom att använda svagt ljus för ändamålet.

När förinställningen är inställd kan den tätas med något epoxilim så att justeringen förblir fast och oförändrad.

Efter detta kan kretsen vara innesluten i en lämplig låda med en 12V-adapter för strömförsörjning av kretsen, och reläkontakterna är anslutna med önskad väglampa.

Var försiktig så att lampans belysning aldrig når LDR, annars kan det leda till kontinuerliga svängningar eller flimrande av lampan så snart den utlöses i skymningen.