Automatisch 40 Watt LED-straatverlichtingscircuit op zonne-energie

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Het volgende artikel bespreekt de constructie van een interessant automatisch LED-straatverlichtingscircuit van 40 watt, dat 's nachts automatisch AAN en overdag uitschakelt (door mij ontworpen). Overdag wordt de ingebouwde batterij opgeladen via een zonnepaneel, eenmaal opgeladen wordt dezelfde batterij gebruikt om 's nachts de LED-lamp van stroom te voorzien voor het verlichten van de straten.

Tegenwoordig zijn zonnepanelen en PV-cellen erg populair geworden en in de nabije toekomst zouden we mogelijk zien dat iedereen het op een of andere manier in ons leven gebruikt. Een belangrijk gebruik van deze apparaten was op het gebied van straatverlichting.



De schakeling die hier is besproken, bevat de meeste standaardspecificaties, de volgende gegevens leggen het uitgebreider uit:

LED-lampspecificaties

  • Voltage: 12 volt (12V / 26AH batterij)
  • Stroomverbruik: 3,2 Amp bij 12 volt,
  • Stroomverbruik: 39 watt bij 39 nos van 1 watt LED's
  • Lichtintensiteit: ongeveer 2000 lm (lumen)

Specificatie oplader / controller

  • Input: 32 volt van een zonnepaneel gespecificeerd met ongeveer 32 volt nullastspanning en kortsluitstroom van 5 tot 7 ampère.
  • Uitgang: max. 14,3 volt, stroom beperkt tot 4,4 ampère
  • Batterij vol - Afgesneden op 14,3 volt (ingesteld door P2).
  • Batterij bijna leeg - Afgesneden op 11,04 volt (ingesteld door P1).
  • Batterij opgeladen met C / 5-snelheid met zwevende spanning beperkt tot 13,4 volt na 'batterij volledig uitgeschakeld'.
  • Automatische dag / nacht-omschakeling met LDR-sensor (ingesteld door R10 op de juiste manier te selecteren).

In dit eerste deel van het artikel zullen we de zonnelader / controller-fase en het bijbehorende over- / laagspanningscircuit bestuderen, en ook de sectie automatische dag / nacht-uitschakeling.



prototype voor 40 watt LED-straatverlichtingscircuit compleet 40 watt LED-straatverlichtingscircuit met oplader en door duisternis geactiveerde schakelaar

Het bovenstaande ontwerp kan aanzienlijk worden vereenvoudigd door de IC 555-trap te elimineren en door de transistor voor het uitschakelen van het dagtijdrelais rechtstreeks aan te sluiten op het positieve zonnepaneel, zoals hieronder weergegeven:

Onderdelen lijst

  • R1, R3, R4, R12 = 10k
  • R5 = 240 OHMS
  • P1, P2 = 10K voorinstelling
  • P3 = 10k pot of preset
  • R10 = 470K,
  • R9 = 2M2
  • R11 = 100 K.
  • R8 = 10 OHMS 2 WATT
  • T1 ---- T4 = BC547
  • A1 / A2 = 1/2 IC324
  • ALLE ZENER DIODEN = 4.7V, 1/2 WATT
  • D1 - D3, D6 = 1N4007
  • D4, D5 = 6AMP DIODEN
  • IC2 = IC555
  • IC1 = LM338
  • RELAIS = 12 V, 400 OHM, SPDT
  • BATTERIJ = 12V, 26AH
  • ZONNEPANEEL = 21V OPEN CIRCUIT, 7AMP @ KORT CIRCUIT.

Zonnelader / controller, hoge / lage batterijuitschakeling en circuitstadia van omgevingslichtdetector:

VOORZICHTIGHEIDEen laadregelaar is een must voor elk straatverlichtingssysteem. Mogelijk vindt u op internet andere ontwerpen zonder deze functie, negeer ze gewoon. Die kunnen gevaarlijk zijn voor de batterij!

Verwijzend naar het circuitschema van de 40 watt straatverlichting hierboven, wordt de paneelspanning geregeld en gestabiliseerd tot de vereiste 14,4 volt door de IC LM 338.

P3 wordt gebruikt om de uitgangsspanning in te stellen op exact 14,3 volt of ergens in de buurt.

R6 en R7 vormen de huidige beperkende componenten en moeten op de juiste manier worden berekend zoals besproken in dit circuit van de spanningsregelaar van het zonnepaneel ​

De gestabiliseerde spanning wordt vervolgens toegepast op de spannings- / laadregeling en de bijbehorende trappen.

Twee opamps A1 en A2 zijn bedraad met omgekeerde configuraties, wat betekent dat de uitvoer van A1 hoog wordt wanneer een vooraf bepaalde overspanningswaarde wordt gedetecteerd, terwijl de uitvoer van A2 hoog wordt bij detectie van een vooraf bepaalde lage spanningsdrempel.

De bovengenoemde hoge en lage spanningsdrempels worden op geschikte wijze ingesteld door respectievelijk de vooraf ingestelde P2 en P1.

Transistors T1 en T2 reageren overeenkomstig op de bovenstaande uitgangen van de opamps en activeren het respectieve relais voor het regelen van de laadniveaus van de aangesloten batterij met betrekking tot de gegeven parameters.

Het relais dat op T1 is aangesloten, regelt specifiek de overlaadlimiet van de batterij.

Het relais dat op T3 is aangesloten, is verantwoordelijk voor het vasthouden van de spanning op de LED-lamptrap. Zolang de accuspanning boven de laagspanningsdrempel ligt en zolang er geen omgevingslicht rondom het systeem aanwezig is, houdt dit relais de lamp AAN, de LED-module gaat direct UIT als niet aan de gestelde voorwaarden wordt voldaan.

Circuit werking

IC1 vormt samen met de bijbehorende onderdelen het lichtdetectorcircuit, de output gaat hoog in aanwezigheid van omgevingslicht en vice versa.

Stel dat het overdag is en een gedeeltelijk ontladen batterij van 11,8 V is aangesloten op de relevante punten, neem ook aan dat de hoogspanningsuitschakeling is ingesteld op 14,4 V. Als de stroomschakelaar AAN staat (hetzij van het zonnepaneel of een externe DC-bron), begint de batterij op te laden via de verbreekcontacten van het relais.

Omdat het dag is, is de output van IC1 hoog, die T3 AAN schakelt. Het relais dat is aangesloten op T3 houdt de accuspanning vast en verhindert dat deze de LED-module bereikt en de lamp blijft UIT.

Zodra de batterij volledig is opgeladen, gaat de uitgang van A1 hoog door T1 en het bijbehorende relais in te schakelen.

Hierdoor wordt de accu losgekoppeld van de laadspanning.

De bovenstaande situatie wordt vergrendeld met behulp van de feedbackspanning van de maakcontacten van het bovenstaande relais naar de basis van T1.

De vergrendeling blijft bestaan ​​totdat de lage spanningstoestand is bereikt, wanneer T2 wordt ingeschakeld, de basisvoorspanning van T1 wordt geaard en het bovenste relais wordt teruggezet in de oplaadmodus.

Dit concludeert onze batterij hoog / laag-controller en de lichtsensortrappen van het voorgestelde 40 watt automatische zonnestraatverlichtingssysteem.

De volgende bespreking legt de maakprocedure uit van het PWM-gestuurde LED-modulecircuit.

Het onderstaande circuit vertegenwoordigt de LED-lampmodule bestaande uit 39 nrs. 1 watt / 350 mA high bright power LED's. De hele array wordt gemaakt door 13 serieverbindingen parallel te schakelen, bestaande uit 3 LED's in elke serie.

Hoe het werkt

De bovenstaande opstelling van LED's is vrij standaard in zijn configuratie en legt niet veel belang aan.

Het eigenlijke cruciale onderdeel van dit circuit is de IC 555-sectie, die is geconfigureerd in zijn typische astabiele multivibratormodus.

In deze modus genereert de uitgangspen # 3 van de IC bepaalde PWM-golfvormen die kunnen worden aangepast door de duty-cycle van de IC op de juiste manier in te stellen.

De duty-cycle van deze configuratie wordt aangepast door P1 in te stellen volgens uw voorkeur.

Aangezien de instelling van P1 ook het verlichtingsniveau van de LED's bepaalt, moet dit zorgvuldig gebeuren om de meest optimale resultaten uit de LED's te halen. P1 wordt ook de dimbediening van de LED-module.

De opname van het PWM-ontwerp speelt hier de sleutelrol, omdat het het stroomverbruik van de aangesloten LED's drastisch vermindert.

Als de LED-module rechtstreeks op de batterij zou worden aangesloten zonder de IC 555-trap, zouden de LED's de volledige gespecificeerde 36 watt hebben verbruikt.

Met de PWM-driver in werking verbruikt de LED-module nu slechts ongeveer 1 / 3e stroom, dat is ongeveer 12 watt, maar haalt de maximale gespecificeerde verlichting uit de LED's.

Dit gebeurt omdat, vanwege de gevoede PWM-pulsen, de transistor T1 slechts 1/3 van de normale tijdsperiode AAN blijft, waarbij de LED's voor dezelfde kortere tijdsduur worden geschakeld, maar vanwege aanhoudend zicht vinden we dat de LED's zijn AAN de hele tijd.

De hoge frequentie van de astabiel maakt de verlichting zeer stabiel en er kunnen geen trillingen worden gedetecteerd, zelfs niet als ons zicht in beweging is.

Deze module is geïntegreerd met de eerder besproken solar controller board.

Het plus- en minpunt van het getoonde circuit moet eenvoudig worden aangesloten op de relevante punten over de zonnecontrollerkaart.

Hiermee is de hele uitleg van het voorgestelde 40 watt automatische LED-straatlantaarncircuitproject op zonne-energie afgerond.

Als u vragen heeft, kunt u deze kenbaar maken via uw opmerkingen.

BIJWERKEN: De bovenstaande theorie van het zien van een hoge verlichting met een lager verbruik als gevolg van aanhoudend zicht is onjuist. Dus helaas werkt deze PWM-controller alleen als helderheidsregelaar en niets meer!

Schakelschema voor de straatlantaarn LED PWM-controller

PWM LED straatverlichting controller

Onderdelen lijst

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

In het laatste prototype werden de LED's gemonteerd op een speciale printplaat van het op aluminium gebaseerde koellichaam, dit wordt sterk aanbevolen, zonder welke de levensduur van de LED zou verslechteren.

Prototype afbeeldingen

straatlantaarn 20 watt van zelfgemaakte circuits

Straatlantaarnprototype door Swagatam-innovaties

verblindende verlichting 100000 lumen van 40 watt straatlantaarn

Eenvoudigste straatverlichtingcircuit

Als u een nieuwkomer bent en op zoek bent naar een eenvoudig automatisch straatverlichtingssysteem, dan zal het volgende ontwerp misschien aan uw behoefte voldoen.

Dit eenvoudigste automatische straatverlichtingscircuit kan snel door een beginner worden gemonteerd en geïnstalleerd om de beoogde resultaten te bereiken.

Het circuit is gebouwd rond een door licht geactiveerd concept en kan worden gebruikt voor het automatisch in- en uitschakelen van een rijbaanlamp of een groep lampen als reactie op de variërende lichtniveaus in de omgeving.

De elektrische eenheid eenmaal gebouwd kan worden gebruikt om een ​​lamp UIT te schakelen als de dageraad aanbreekt en hem AAN te zetten als de schemering begint.

Hoe het werkt

Het circuit kan als automaat worden gebruikt dag nacht bediend licht controller systeem of een simpele licht geactiveerde schakelaar. Laten we proberen de werking van dit handige circuit te begrijpen en hoe het zo eenvoudig te construeren is:

Verwijzend naar het schakelschema kunnen we een zeer eenvoudige configuratie zien die bestaat uit slechts een paar transistors en een relais, dat het basisbesturingsgedeelte van het circuit vormt.

Natuurlijk mogen we de LDR niet vergeten, het belangrijkste sensoronderdeel van het circuit. De transistors zijn in principe zo opgesteld dat ze elkaar tegengesteld aanvullen, wat betekent dat wanneer de linker transistor geleidt, de rechter transistor wordt uitgeschakeld en vice versa.

De linker transistor T1 is opgetuigd als een spanningsvergelijker met behulp van een resistief netwerk. De weerstand op de bovenarm is de LDR en de onderarmweerstand is de preset die wordt gebruikt om de drempelwaarden of niveaus in te stellen. T2 is ingericht als een inverter, en keert de van T1 ontvangen respons om.

Hoe de LDR werkt

In eerste instantie, aangenomen dat het lichtniveau lager is, is de LDR heeft een hoge weerstand niveau eroverheen, waardoor niet genoeg stroom de basis van de transistor T1 kan bereiken.

Hierdoor kan het potentiaalniveau op de collector T2 verzadigen en bijgevolg blijft het relais in deze toestand geactiveerd.

Wanneer het lichtniveau toeneemt en voldoende groot wordt op de LDR, daalt het weerstandsniveau, hierdoor kan er meer stroom doorheen gaan die uiteindelijk de basis van T1 bereikt.

Hoe de transistor reageert op LDR

De transistor T1 geleidt en trekt zijn collectorpotentiaal naar aarde. Dit verhindert de geleiding van de transistor T2, waardoor het collectorbelastingsrelais en de aangesloten lamp worden uitgeschakeld.

Details stroomvoorziening

De stroomvoorziening is een standaard transformator , brug, condensatornetwerk, dat een schone DC naar het circuit voor het uitvoeren van de voorgestelde acties.

Het hele circuit kan worden gebouwd over een klein stukje vero-bord en het hele samenstel kan samen met de voeding worden ondergebracht in een stevige kleine plastic doos.

Hoe de LDR is gepositioneerd

De LDR moet buiten de doos worden geplaatst, wat betekent dat het detectieoppervlak moet worden blootgesteld aan de omgeving van waaruit het lichtniveau moet worden gedetecteerd.

Er moet voor worden gezorgd dat het licht van de lampen op geen enkele manier de LDR bereikt, wat kan resulteren in foutieve schakelingen en oscillaties.

Automatisch dag- en nachtlampschakelcircuit met behulp van transistors en relais

Onderdelen lijst

  • R1, R2, R3 = 2K2,
  • VR1 = 10K voorinstelling,
  • C1 = 100 uF / 25 V,
  • C2 = 10uF / 25V,
  • D1 ---- D6 = 1N4007
  • T1, T2 = BC547,
  • Relais = 12 volt, 400 Ohm, SPDT,
  • LDR = elk type met een weerstand van 10K tot 47K bij omgevingslicht.
  • Transformator = 0-12V, 200mA

PCB-ontwerp

dag nacht automatische lamp PCB

Met behulp van opamp IC 741

Het hierboven toegelichte automatisch door duisternis geactiveerde straatlantaarncircuit kan ook worden gemaakt met behulp van een operationele versterker , zoals hieronder weergegeven:

duisternis geactiveerd IC 741 automatisch lampcircuit

Werkbeschrijving

Hier is de IC 741 ontworpen als een comparator, waarbij de niet-inverterende pin # 3 is verbonden met een 10k preset of pot voor het creëren van een triggeringreferentie bij deze pinout.

Pin # 2, de inverterende ingang van de IC, is geconfigureerd met een potentiaalverdelingsnetwerk gemaakt door een lichtafhankelijke weerstand of LDR en een 100K-weerstand.

De 10K-preset wordt aanvankelijk zo aangepast dat wanneer het omgevingslicht op de LDR de gewenste donkerheidsdrempel bereikt, pin # 6 hoog wordt. Dit gebeurt met enige vaardigheid en geduld door de preset langzaam te verplaatsen totdat pin # 6 net hoog gaat, wat te herkennen is aan het inschakelen van het aangesloten relais en het oplichten van de rode LED.

Dit moet worden gedaan door een kunstmatige duisternis drempelwaarde lichtniveau te creëren op de LDR in een afgesloten ruimte en door hiervoor gedimd licht te gebruiken.

Zodra de voorinstelling is ingesteld, kan deze worden verzegeld met wat epoxylijm zodat de aanpassing vast en ongewijzigd blijft.

Hierna kan het circuit worden ingesloten in een geschikte doos met een 12V-adapter voor het voeden van het circuit, en kunnen de relaiscontacten worden bedraad met de gewenste weglamp.

Er moet voor worden gezorgd dat de lampverlichting nooit de LDR bereikt, anders kan dit leiden tot continue oscillaties of flikkeringen van de lamp zodra deze bij schemering wordt geactiveerd.




Een paar: Motorcycle MOSFET Full Wave Shunt Regulator Circuit Volgende: Hoogspanning, hoogstroom DC-regelaarcircuit