Automatický obvod stmívače pouličního osvětlení

V tomto příspěvku zkonstruujeme automatický obvod stmívače pouličního osvětlení Arduino, který může snížit jeho jas, když po silnici neprobíhá žádné vozidlo, aby ušetřil energii.

Podle

Přehled

Budeme zkoumat metodiku snímání vozidla nebo člověka bez falešné detekce, ke které může dojít v důsledku zvířat, a také protokol pro stmívání světla bez plýtvání energií.

Pouliční osvětlení pomáhá vozidlům vést po silnici, ale v pozdních nočních hodinách bude většina silnic prázdná a všechna pouliční světla budou svítit až do rána.

Vzhledem k osvětlení pouličních světel po celou noc, i když je silnice prázdná, se neoplatí osvětlovat pouliční lampy a náklady na spotřebu energie přímo ovlivňují místní vládu.

Abychom tento problém překonali chytře, můžeme snížit jas pouličních lamp na požadovanou úroveň a plně osvětlit pouze tehdy, když kolem projíždějí vozidla nebo lidé.

To může vládě pomoci snížit výdaje na energii a také ušetřit spoustu energie, která by mohla být použita pro jiné energeticky náročné účely.

Navrhovaná myšlenka pro detekci aktivity na silnici využívá ultrazvukový senzor, který dokáže měřit vzdálenost mezi senzorem a překážkou, v tomto případě jsou překážkami vozidla nebo lidé.

Když se vozidlo dostane do dosahu snímače, provede některé matematické výpočty k určení vzdálenosti mezi vozidly a snímačem, pokud je vozidlo potvrzeno, že je pod předem stanoveným rozsahem, palubní mikrokontrolér rozsvítí pouliční lampu na maximální jas.

Pouliční světlo bude po předem stanovenou dobu svítit na maximální jas a sníží jeho jas, pokud nebudou dále detekována žádná vozidla nebo lidé.

Cíl tohoto projektu by již byl objasněn. Pojďme se ponořit do obvodů navrhovaného nastavení.

Obvodový provoz

Automatický obvod stmívače pouličního osvětlení se skládá z Arduina, které je mozkem projektu, z ultrazvukového senzoru pro detekci vozidel nebo lidí. K napájení desky mikrokontroléru arduino je k dispozici 9V regulátor a MOSFET pro řízení LED diod, které při špičkovém jasu spotřebovávají několik ampérů.

LED modul a napájecí zdroj pro nastavení musí být vybrány pečlivě, aby byl k dispozici dostatečný výkon pro celý obvod a nepřetěžoval napájecí zdroj.

LED modul může být domácí, který je schematicky zobrazen, nebo si jej lze zakoupit pro trh, ale před vytvořením nebo získáním jednoho trhu se ujistěte, že jste vypočítali požadavky na napětí a proud pro napájení.

Napájecí zdroj může být SMPS nebo konstruován pomocí transformátoru, usměrňovače a regulátoru napětí.

LED snižuje jas pomocí PWM. PWM je čtvercová vlna, která rychle zapíná a vypíná napájení LED s dobře určenou šířkou zapnutí a vypnutí v jednom cyklu. Šířka doby zapnutí a vypnutí určuje jas LED.

Když se pouliční osvětlení přepne na plný jas, napájení LED nebude mít žádné pulsy a bude dodáván stálý stejnosměrný proud.

Celé nastavení lze implementovat, jak je znázorněno níže:

Schéma nastavení

-

Ultrazvukový senzor je vyvýšen přibližně 3,5 až 4 stopy nad zemí, což je provedeno tak, že detekuje pouze vozidla a lidské bytosti, protože jejich průměrná výška je přibližně stejná a když se po městě budou potulovat psi nebo kočky nebo jiná zvířata, nespouští pouliční osvětlení na maximální jas.

Zvířata, která žijí a toulají se po městě, jsou vysoká méně než 3,5 stopy.

Výšku snímače lze upravit tak, aby fungovala na optimální úrovni, jak je popsáno na obrázku výše.

Prahovou vzdálenost lze ovládat v programu.

Když Arduino detekuje překážku detekovanou pod předem stanovenou vzdálenost, LED světla dosáhnou špičkového jasu.

Programový kód:

//--------------------Program developed by R.Girish-------------------//
const int trigger = A1
const int echo = A2
int vcc = A0
int gnd = A3
int LED = 3
long Time
float distanceCM
float distanceM
float distance = 100 // set threshold distance in cm
int dim = 28 // adjust minimum brightness
int bright = 255 // adjust maximum brightness
float resultCM
float resultM
void setup()
{
pinMode(LED,OUTPUT)
pinMode(trigger,OUTPUT)
pinMode(echo,INPUT)
pinMode(vcc,OUTPUT)
pinMode(gnd,OUTPUT)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
digitalWrite(vcc,HIGH)
digitalWrite(gnd,LOW)
digitalWrite(trigger,LOW)
delay(1)
digitalWrite(trigger,HIGH)
delayMicroseconds(10)
digitalWrite(trigger,LOW)
Time=pulseIn(echo,HIGH)
distanceCM=Time*0.034
resultCM=distanceCM/2
resultM=resultCM/100
Serial.print('Distance in cm: ')
Serial.println(resultCM)
Serial.print('Distance in meter: ')
Serial.println(resultM)
Serial.println('------------------------------------------')
if(resultCM<=distance)
{
analogWrite(LED, bright)
delay(10000)
}
if(resultCM>=distance)
{
analogWrite(LED,dim)
}
delay(100)
}
//-----------------Program developed by R.Girish-------------------//

POZNÁMKA:

• Prahovou vzdálenost lze upravit nahrazením hodnoty vaší vlastní.

float distance = 100 // nastavit prahovou vzdálenost v cm

Hodnota musí být zadána v centimetrech, maximální hodnota může být 400 až 500 cm nebo 4 až 5 metrů.

• Stmívání světla lze upravit pomocí

int dim = 28 // upravit minimální jas

255 je maximální jas 0 je zhasnutá světla.

Můžeme být také svědky vzdálenosti mezi senzorem a překážkou na sériovém monitoru.

Pokud máte další dotazy týkající se tohoto automatického stmívače pouličního osvětlení založeného na Arduinu, zeptejte se v sekci komentářů.