Haz una farola inteligente alimentada por energía solar

Esta guía describe el diseño de una farola solar inteligente fácil de fabricar utilizando GreenPak.
Con energía solar y baterías, puede proporcionar energía de manera efectiva para cualquier tipo de luz sin causar problemas.
Las farolas solares son novedosas porque se pueden apagar.
En caso de corte de energía aún podrá funcionar normalmente.
También permite utilizar la electricidad para otros fines.
La parte "inteligente" de la farola puede encenderse automáticamente cuando se detectan objetos en movimiento.
El diseño final es una farola solar inteligente que realmente ahorra energía.
Este diseño se puede ampliar a luces de mayor potencia, como luces para iluminación de infraestructura, o a luces muy pequeñas, como luces para embellecer e iluminar carreteras, paisajes y jardinería.
En todas estas aplicaciones, el diseño de GreenPak seguirá siendo similar.
Para este proyecto se ha utilizado el circuito integrado de señal mixta configurable (CMIC) Greenpak de Silego.
Las tres funciones claves de la programación en chip son: 1.-
Inducción de movimiento 2-
Inducción solar 3-
La inducción de movimiento inductivo a batería ahorra electricidad. La luz solo puede girar al detectar un objeto en movimiento.
Para ello se utiliza una Infraestructura Pasiva-Red (PIR)
Se han diseñado sensores.
El sensor de movimiento PIR tiene un pin de salida separado y pines VCC y GND.
El sensor PIR básicamente detecta el nivel de radiación infrarroja.
Una vez que se detecta un cambio en el nivel de radiación, envía una señal notificando el cambio.
El sensor es uno de los sensores más utilizados en la detección de movimiento. (ver Fig. 2)
Inducción solar ambiental Los paneles solares de inducción se utilizan para detectar la luz ambiental.
Un panel solar proporciona una salida total bajo luz solar directa y una salida cero en ausencia de luz.
Estas condiciones pueden luego convertirse al nivel apropiado para generar los pines de entrada digitales del CMIC.
Utilizando un simple circuito divisor de voltaje, los 18 voltios generados por los paneles solares se pueden convertir a 3 voltios.
Señal de 3 V para alto voltaje
La entrada lógica de nivel de SLG46140 V CMIC.
El monitoreo de la energía de la batería y la monitorización de la energía de la carga de la batería también es un aspecto importante del sistema.
En este diseño, se utiliza un cable sellado de ácido (SLA)
Las pilas están en uso.
Las baterías SLA tienen amplias aplicaciones, alta confiabilidad y alto costo.
Baterías efectivas.
En comparación con las baterías con otros componentes químicos, el método de carga de las baterías secundarias es mucho más simple.
Las baterías SLA deben cargarse a una corriente constante igual a 0,1 C (
Aquí C = la capacidad de la batería con carga completa, amperios-hora)
El voltaje es de aproximadamente 1.
Es de 5 voltios a 2 voltios más alto que el voltaje de salida nominal.
Por lo tanto, el circuito de carga también puede ser más sencillo.
Es importante tener en cuenta que, a plena capacidad, la batería SLA de 12 V proporcionará un voltaje de circuito abierto de aproximadamente 13,2 voltios.
Al descargarse, el voltaje de circuito abierto medido por la batería es ligeramente menor a 12 V.
Pero como nuestro CMIC no puede medir un voltaje tan alto, es necesario convertirlos a un rango aceptable.
De manera similar, se utiliza un divisor de voltaje simple para dividir el voltaje en aproximadamente 800 mV, lo que indica que la batería se ha descargado y aproximadamente 1150 mV, lo que indica que la batería se ha cargado completamente.
Luego, estos niveles de voltaje se ingresan en SLG46140 V CMIC y se comparan con sus comparadores analógicos.
Como veremos en la siguiente sección, estos comparadores juegan un papel crítico en la implementación general del proyecto.
Al descargar el software Greenpak para ver la versión preliminar, el IC Greenpak se puede programar fácilmente para controlar farolas solares inteligentes.
Realizar documento de diseño de farola inteligente.
Conecte el kit de desarrollo GreenPak a la computadora, inserte el IC GreenPak SLG46140 V no programado en el zócalo del kit de desarrollo y luego haga clic en el programa.
El circuito integrado se programará automáticamente en un circuito integrado, que controlará farolas solares inteligentes.
Una vez programado el circuito integrado, puede guardarlo en el zócalo del kit de desarrollo para facilitar el acceso a los pines o la producción en masa. Puede crear una pequeña placa PCB para acceder al chip.
Ahora que Greenpak IC ha sido programado para controlar luces de calle inteligentes, puedes pasar al paso 4.
Si desea comprender y modificar mejor el circuito interno del archivo de diseño de farola inteligente, el paso 3 le brindará una descripción general de cómo se programa el archivo de diseño de farola inteligente de Greenpak.
El diagrama esquemático de GreenPak para implementar el diseño se muestra en la figura. 5.
Descripción de las ventas utilizadas:
Pin 3: Pin de entrada digital para detectar la presencia de luz ambiental. -
Pin 4: Un pin de entrada digital para detectar movimiento o la presencia de un objeto. -
Pin10: Pin de entrada analógica para monitorización de energía de la batería. -
PIN12: Salida digital con 1Xpush-
Se utiliza para controlar el modo de extracción del LED.
-
PIN14: Salida digital con 1Xpush-
Tire del modo de salida para controlar la corriente de carga que ingresa a la batería.
3 - Bit y compuerta: 3-
Los componentes y puertas de este diseño garantizan que las luces se enciendan solo cuando se cumplan todas las condiciones.
Condiciones como la detección de movimiento cercano, la presencia de luz solar circundante y la energía de la batería requerida son los tres bits que determinan la salida de la puerta.
Monitoreo de energía de la batería: dos comparadores analógicos (ACMP0 y ACMP1)
Monitorizar el voltaje de la batería.
Como se mencionó anteriormente, se utilizan dos niveles de voltaje de 800 mV y 1150 mV para determinar el estado de la batería.
Si el voltaje de la batería medido cae a 800 mV o menos, el comparador (ACMP0)
La salida es cero.
Esta salida se alimenta a 3-
La entrada y la puerta, a su vez, hacen que la salida sea cero y las luces se apagan cuando se detecta que el voltaje de la batería es demasiado bajo.
El voltaje de alto nivel se mide durante la carga y se utilizará como un comparador de entrada del divisor de voltaje para la entrada del pin 10 del CMIC (ACMP1).
Una vez que el nivel de voltaje alcanza o supera el voltaje de referencia establecido en la entrada inversa（
En este caso, 1150 mV)
La salida del comparador es alta.
Una vez que alcancemos el nivel que queremos, debemos cortar la carga de la batería, para que esté baja. -
Se requiere salida de nivel, por lo que se utiliza un inversor simple.
Entrada de células solares: Como se mencionó anteriormente, cuando no hay luz ambiental, la salida de las células solares es cero/digital. -Señal baja.
Como la falta de luz solar es una de las condiciones para encender el alumbrado público, necesitamos convertirla en señales digitales.
Alto, por lo que nuestro Hemen también exporta un alto.
Por ello, aquí también se utiliza un inversor.
Utilice contadores como un medio para prolongar el ciclo de salida: En el diseño anterior, los contadores (CNT0/DLY0)
También se utiliza para producir un cierto retraso cuando el pin 12 del CMIC apaga la señal.
Esto genera un retraso esperado y evita una conmutación rápida de salida (ver Fig. 6).
Uso de contadores como medio para prolongar los ciclos de salida: En el diseño anterior, los contadores (CNT0/DLY0)
También se utiliza para producir un cierto retraso cuando el pin 12 del CMIC apaga la señal.
Esto genera un retraso esperado y evita una conmutación rápida de salida. (ver Fig. 6)
Esta sección describe el uso de circuitos externos necesarios para impulsar cargas más grandes (como luces LED de 10 W) y recargar baterías.
Para crear el circuito más eficiente y de mayor ahorro energético, se ha utilizado MOSFET en lugar del BJT ordinario.
Esto dará como resultado un tiempo de conmutación más rápido y un consumo de energía mayor/menor.
Control de carga de batería: fuente de alimentación IRLZ44N HEXFET MOSFET（
También se pueden utilizar MOSFET similares, como fqp30n06l.
Usado, es n-
MOSFET de canal mejorado.
Este tipo de MOSFET está especialmente diseñado para trabajar a nivel de voltaje de compuerta. (3 V y 5 V)
Es fácil producir controladores pequeños y circuitos integrados.
La tabla de datos del MOSFET describe el voltaje de puerta umbral a fuente. (Vgs(th))
Para una corriente de fuga de aproximadamente 1 amperio, es de aproximadamente 3 voltios.
De acuerdo con la especificación eléctrica del pin 12, nuestro pequeño CMIC puede lograr esto fácilmente.
Similar al pin 14).
Control de lámpara LED: similar al circuito de control de carga, esta parte de nuestro proyecto también utiliza IRLZ44N HEXFET MOSFET para conmutar un LED de 10 vatios, que es la fuente de iluminación principal.
Como queremos controlar un LED de 10 vatios con una batería de 12 V, necesitamos poder proporcionar una corriente de aproximadamente 0,8 amperios.
El circuito se muestra en la Figura 8.
Estos circuitos se pueden conectar a una placa de circuito o a través de un circuito muerto.
Este artículo presenta el diseño de una farola inteligente con SLG46140 V Greenpak CMIC como elemento de control principal.
Se ha demostrado que este pequeño circuito integrado puede realizar la tarea en cuestión minimizando el consumo de energía.
También es muy eficaz proporcionar herramientas de diseño adecuadas durante la implementación de este proyecto.
El proyecto también se puede mejorar introduciendo otros circuitos, como la detección de polvo en paneles solares o sobretensiones externas.
El interruptor de conducción bloquea la salida del LED.