Automatisk 40 Watt LED Solar Street Light Circuit

Den følgende artikkelen diskuterer konstruksjonen av en interessant 40 watt automatisk LED-gatelyskrets, som automatisk slås PÅ om natten og slås AV om dagen (designet av meg). På dagtid lades det innebygde batteriet gjennom et solcellepanel. Når det er ladet, brukes det samme batteriet til å drive LED-lampen om natten for å belyse gatene.

I dag har solcellepaneler og solceller blitt veldig populære, og i nær fremtid vil vi muligens se alle av oss bruke det på en eller annen måte i livet vårt. En viktig bruk av disse enhetene har vært innen gatebelysning.

Kretsen som er diskutert her har de fleste standardspesifikasjonene inkludert, følgende data forklarer det mer utførlig:

Spesifikasjoner for LED-lampe

• Spenning: 12 volt (12V / 26AH batteri)
• Strømforbruk: 3,2 ampere @ 12 volt,
• Strømforbruk: 39 watt med 39 nos med 1 watt lysdioder
• Lysintensitet: Omtrent 2000 lm (lumen)

Lader / kontroller spesifikasjon

• Inngang: 32 volt fra et solcellepanel spesifisert med rundt 32 volt åpen kretsspenning, og kortslutningsstrøm på 5 til 7 ampere.
• Utgang: Maks. 14,3 volt, strøm begrenset til 4,4 ampere
• Batteri fullt - Koble ut ved 14,3 volt (innstilt av P2).
• Lavt batterinivå - Slå av ved 11,04 volt (satt av P1).
• Batteri ladet med C / 5-hastighet med flytespenning begrenset til 13,4 volt etter “batteriet er fullstendig slått AV”.
• Automatisk bytte av dag / natt med LDR-sensor (stilles inn ved å velge R10 riktig).

I denne første delen av artikkelen vil vi studere solcelle / kontroller-trinnet og den tilsvarende over- / lavspenningskuttkretsen, og også den automatiske dag / natt-kutteseksjonen.

Ovennevnte design kan forenkles mye ved å eliminere IC 555-trinnet og ved å koble dagsreleisavbrutt transistor direkte med solcellepanelet positivt, som vist nedenfor:

Deleliste

• R1, R3, R4, R12 = 10k
• R5 = 240 OHMS
• P1, P2 = 10K forhåndsinnstilt
• P3 = 10k pott eller forhåndsinnstilt
• R10 = 470K,
• R9 = 2M2
• R11 = 100K
• R8 = 10 OHMS 2 WATT
• T1 ---- T4 = BC547
• A1 / A2 = 1/2 IC324
• ALLE ZENER DIODER = 4,7V, 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 ÅPEN KRETS, 7AMP @ KORT KRETS.

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

FORSIKTIGHET : En ladekontroller er et must for ethvert gatelysanlegg. Du kan finne andre design på internett uten denne funksjonen, bare ignorere dem. De kan være farlige for batteriet!

Med henvisning til kretsdiagrammet på 40 watt over gatelysene ovenfor, reguleres panelspenningen og stabiliseres til de nødvendige 14,4 volt av IC LM 338.

P3 brukes til å sette utgangsspenningen til nøyaktig 14,3 volt eller et sted i nærheten.

R6 og R7 utgjør de nåværende begrensende komponentene og må beregnes på riktig måte som diskutert i denne solcellepanelets spenningsregulator krets .

Den stabiliserte spenningen påføres deretter spennings- / ladekontrollen og tilhørende trinn.

To opamper A1 og A2 er kablet med omvendte konfigurasjoner, noe som betyr at utgangen til A1 blir høy når en forhåndsbestemt overspenningsverdi blir oppdaget, mens utgangen fra A2 blir høy når detekteres en forhåndsbestemt lavspenningsterskel.

Ovennevnte terskler for høy og lav spenning er passende innstilt av henholdsvis forhåndsinnstillingen P2 og P1.

Transistorer T1 og T2 reagerer tilsvarende på de ovennevnte utgangene fra opampene og aktiverer det respektive reléet for å kontrollere ladningsnivåene til det tilkoblede batteriet med hensyn til de gitte parametrene.

Reléet som er koblet til T1, styrer spesifikt batteriets overbelastningsgrense.

Reléet koblet til T3 er ansvarlig for å holde spenningen til LED-lampestadiet. Så lenge batterispenningen er over lavspenningsterskelen og så lenge det ikke er noe omgivende lys rundt systemet, holder dette reléet lampen slått PÅ, LED-modulen slås øyeblikkelig AV hvis de angitte betingelsene ikke er oppfylt.

Kretsdrift

IC1 sammen med de tilhørende delene danner lysdetektorkretsen, dens utgang går høyt i nærvær av omgivende lys og omvendt.

Anta at det er dagtid og et delvis utladet batteri ved 11,8V er koblet til de aktuelle punktene, anta også at høyspenningen er avbrutt for å være satt til 14,4V. På strømbryteren PÅ (enten fra solcellepanelet eller en ekstern likestrømskilde) begynner batteriet å lade via N / C-kontaktene på reléet.

Siden det er dag er produksjonen av IC1 høy, som slår PÅ T3. Reléet som er koblet til T3 holder batterispenningen og hindrer at den når LED-modulen, og lampen forblir slått AV.

Når batteriet blir fulladet, går A1s utgang høyt og slår PÅ T1 og det tilhørende reléet.

Dette kobler batteriet fra ladespenningen.

Ovennevnte situasjon låses PÅ ved hjelp av tilbakemeldingsspenningen fra N / O-kontaktene til det ovennevnte reléet til basen til T1.

Låsen vedvarer til lavspenningstilstanden er nådd, når T2 slås PÅ, jording av T1s baseforstyrrelse og tilbakestilling av toppreléet i lademodus.

Dette avslutter vår høye / lave kontroller med batteri og lyssensortrinnene i den foreslåtte automatiske solcelleanleggskretsen på 40 watt.

Den følgende diskusjonen forklarer fremgangsmåten for å lage den PWM-kontrollerte LED-modulkretsen.

Kretsen nedenfor representerer LED-lampemodulen bestående av 39 nr. 1 watt / 350 mA kraftige lysdioder med høy effekt. Hele arrayet er laget ved å koble 13 antall seriekoblinger parallelt, bestående av 3 lysdioder i hver serie.

Hvordan det fungerer

Ovenstående ordning av lysdioder er ganske standard i sin konfigurasjon og fokuserer ikke så mye.

Den faktiske avgjørende delen av denne kretsen er IC 555-seksjonen, som er konfigurert i sin typiske, stabile multivibratormodus.

I denne modusen genererer utgangsstiften # 3 på IC bestemte PWM-bølgeformer som kan justeres ved å stille driftssyklusen til ICen riktig.

Driftssyklusen til denne konfigurasjonen justeres ved å sette P1 som ønsket.

Siden innstillingen av P1 også bestemmer lysnivået på lysdiodene, bør det gjøres nøye for å gi de mest optimale resultatene fra lysdiodene. P1 blir også dimningskontrollen til LED-modulen.

Inkluderingen av PWM-designet her spiller nøkkelrollen da det drastisk reduserer strømforbruket til de tilkoblede lysdiodene.

Hvis LED-modulen ville være koblet direkte til batteriet uten IC 555-trinnet, ville LED-ene ha brukt opp hele 36 watt.

Med PWM-driveren i drift, bruker LED-modulen nå bare 1/3 strøm, det vil si rundt 12 watt, men trekker ut den maksimalt spesifiserte belysningen fra lysdiodene.

På grunn av matede PWM-pulser forblir transistoren T1 PÅ bare 1/3 av den normale tidsperioden, og bytter lysdioder i samme kortere tid, men på grunn av vedvarende syn, finner vi at lysdiodene er PÅ hele tiden.

Den høye frekvensen til det stabile gjør belysningen veldig stabil, og ingen vibrasjoner kan oppdages selv når synet vårt er i bevegelse.

Denne modulen er integrert med det tidligere omtalte solcellekontrollkortet.

Det positive og det negative ved den viste kretsen må bare kobles til de relevante punktene over solkontrollkortet.

Dette avslutter hele forklaringen på det foreslåtte 40 watt automatiske LED-lampen for sollys.

Hvis du har spørsmål, kan du uttrykke dem gjennom dine kommentarer.

OPPDATER: Ovennevnte teori om å se høy belysning med lavere forbruk på grunn av synsevne er feil. Så dessverre fungerer denne PWM-kontrolleren bare som en lysstyrkekontroller og ikke noe mer!

Kretsskjema for gatelykt LED PWM-kontroller

Deleliste

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

I den endelige prototypen ble LED-lampene montert på spesiell aluminiumbasert varmeavleder-type PCB, det anbefales sterkt, uten hvilken LED-levetiden vil bli forverret.

Prototype bilder

Gatelys prototype av swagatam innovasjoner

Enkleste gatelys

Hvis du er nykommer og leter etter et enkelt automatisk gatelysanlegg, vil kanskje følgende design oppfylle ditt behov.

Denne enkleste automatiske gatelysskretsen kan monteres raskt av nybegynner og installeres for å oppnå de tiltenkte resultatene.

Bygget rundt et lysaktivert konsept, kan kretsen brukes til automatisk å slå PÅ og slå AV en kjørelampe eller en gruppe lamper som svar på de forskjellige lysnivåene i omgivelsene.

De elektrisk enhet Når den er bygget kan den brukes til å slå AV en lampe når det går daggry og slå den PÅ når det skumrer.

Hvordan det fungerer

Kretsen kan brukes som en automatisk dag natt operert lys kontrollsystem eller en enkel lysaktivert bryter. La oss prøve å forstå funksjonen til denne nyttige kretsen og hvordan den er så enkel å konstruere:

Med henvisning til kretsskjemaet kan vi se en veldig enkel konfigurasjon som består av bare et par transistorer og et relé, som danner den grunnleggende kontrolldelen av kretsen.

Selvfølgelig kan vi ikke glemme LDR som er den viktigste sensing komponenten i kretsen. Transistorene er i utgangspunktet ordnet slik at de begge utfyller hverandre motsatt, noe som betyr at når den venstre transistoren leder, slås den høyre side av transistoren AV og omvendt.

Venstre transistor T1 er rigget som en spenningskomparator bruker et resistivt nettverk. Motstanden ved overarmen er LDR og den nedre armmotstanden er den forhåndsinnstillingen som brukes til å stille terskelverdiene eller nivåene. T2 er ordnet som en inverter, og inverterer svaret mottatt fra T1.

Hvordan LDR fungerer

I utgangspunktet antar vi at lysnivået er mindre LDR opprettholder høy motstand nivå over det, som ikke tillater nok strøm til å nå basen til transistoren T1.

Dette tillater potensialnivået på samleren å mette T2, og følgelig forblir reléet aktivert i denne tilstanden.

Når lysnivået øker og blir tilstrekkelig stort på LDR, faller motstandsnivået, slik at mer strøm kan passere gjennom det som til slutt når basen til T1.

Hvordan transistoren reagerer på LDR

Transistoren T1 leder og trekker samlerpotensialet til bakken. Dette hemmer ledningen til transistoren T2, slår AV samlerbelastningsreléet og den tilkoblede lampen.

Strømforsyningsdetaljer

Strømforsyningen er en standard transformator , bro, kondensatornettverk, som forsyner en ren DC til kretsen for å utføre de foreslåtte handlingene.

Hele kretsen kan bygges over et lite stykke vero-kort, og hele enheten sammen med strømforsyningen kan være plassert i en solid liten plastboks.

Hvordan LDR er plassert

LDR må plasseres utenfor esken, noe som betyr at sensorens overflate skal eksponeres mot det omgivende området der lysnivået må registreres.

Det må utvises at lyset fra lampene på ingen måte når LDR, noe som kan føre til falsk kobling og svingninger.

Deleliste

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K forhåndsinnstilt,
• C1 = 100uF / 25V,
• C2 = 10uF / 25V,
• D1 ---- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Relé = 12 volt, 400 Ohm, SPDT,
• LDR = hvilken som helst type med 10K til 47K motstand ved omgivende lys.
• Transformator = 0-12V, 200mA

PCB-design

Bruker opamp IC 741

Ovennevnte automatiske mørkeaktiverte gatelyktkrets kan også lages ved hjelp av en opamp , som vist under:

Arbeidsbeskrivelse

Her er IC 741 utformet som en komparator, hvor dens ikke-inverterende pin # 3 er koblet til en 10k forhåndsinnstilling eller pot for å lage en utløsende referanse ved denne pinout.

Pin # 2 som er den inverterende inngangen til IC er konfigurert med et potensielt delernettverk laget av en lysavhengig motstand eller LDR og en 100K motstand.

Forhåndsinnstillingen på 10K justeres innledningsvis slik at når lyset på LDR når til ønsket mørketerskel, går pinnen # 6 høyt. Dette gjøres med litt dyktighet og tålmodighet ved å bevege forhåndsinnstillingen sakte til pin # 6 bare går høyt, noe som identifiseres ved å slå på det tilkoblede reléet og belysningen av den røde LED-lampen.

Dette må gjøres ved å lage et kunstig mørketerskellysnivå på LDR inne i et lukket rom og ved å bruke svakt lys til formålet.

Når forhåndsinnstillingen er stilt inn, kan den forsegles med noe epoksylim slik at justeringen forblir fast og uendret.

Etter dette kan kretsen være lukket inne i en passende boks med en 12V adapter for strømforsyning av kretsen, og relékontaktene er koblet til ønsket veglys.

Det må utvises forsiktighet for å sikre at lampens belysning aldri når LDR, ellers kan det føre til kontinuerlige svingninger eller flimring av lampen så snart den utløses ved skumring.