Crie um poste de iluminação pública inteligente movido a energia solar.

Este guia descreve o projeto de um poste de iluminação pública solar inteligente e de fácil fabricação, utilizando a tecnologia GreenPak.
Com energia solar e baterias, pode fornecer energia de forma eficaz para qualquer tipo de lâmpada sem causar problemas.
Os postes de iluminação solar são inovadores porque podem ser desligados.
Em caso de falha de energia, ele ainda pode funcionar normalmente.
Isso também permite que a eletricidade seja usada para outros fins.
A parte "inteligente" do poste de iluminação pode acender automaticamente quando objetos em movimento são detectados.
O projeto final é um poste de iluminação pública solar inteligente que realmente economiza energia.
Este design pode ser estendido a luminárias de maior potência, como as utilizadas para iluminação de infraestrutura, ou a luminárias muito pequenas, como as destinadas à embelezamento e iluminação de estradas, paisagens e jardins.
Em todas essas aplicações, o design do GreenPak permanecerá semelhante.
Para este projeto, foi utilizado o circuito integrado de sinal misto configurável (CMIC) Greenpak da Silego.
As três funções principais da programação em chip são: 1. -
Indução de Movimento 2-
Indução solar 3-
A indução de movimento, alimentada por bateria, economiza energia. A luz gira somente quando detecta algum objeto em movimento.
Para isso, uma infraestrutura passiva vermelha (PIR)
Sensores foram projetados.
O sensor de movimento PIR possui um pino de saída separado, além de pinos VCC e GND.
Basicamente, o sensor PIR detecta o nível de radiação infravermelha.
Assim que uma alteração no nível de radiação é detectada, um sinal é enviado para notificar a mudança.
O sensor é um dos sensores mais comumente usados ​​na detecção de movimento. (ver Fig. 2)
Os painéis solares de indução são usados ​​para detectar a luz ambiente.
Um painel solar fornece produção máxima sob luz solar direta e plena e produção zero na ausência de luz.
Essas condições podem então ser convertidas para o nível apropriado para gerar os pinos de entrada digital do CMIC.
Utilizando um circuito divisor de tensão simples, os 18 volts gerados pelos painéis solares podem ser convertidos em 3 volts.
Sinal de 3V para alta tensão -
Nível de entrada lógica do CMIC SLG46140 V.
O monitoramento da energia da bateria e o controle do carregamento da bateria também são aspectos importantes do sistema.
Neste projeto, um fio selado-ácido (SLA)
As baterias estão em uso.
As baterias SLA têm ampla aplicação, alta confiabilidade e alto custo.
Baterias eficientes.
Comparado com baterias que possuem outros componentes químicos, o método de carregamento de baterias secundárias é muito mais simples.
As baterias SLA precisam ser carregadas com uma corrente constante igual a 0,1C (
Aqui, C = a capacidade da bateria totalmente carregada, em ampere-hora.
A voltagem é de aproximadamente 1.
É de 5 a 2 volts superior à tensão de saída nominal.
Portanto, o circuito de carregamento também pode ser mais simples.
É importante notar que, em plena capacidade, a bateria SLA de 12V fornecerá uma tensão de circuito aberto de cerca de 13,2 volts.
Durante a descarga, a tensão de circuito aberto medida pela bateria é ligeiramente inferior a 12V.
Mas como nosso CMIC não consegue medir tensões tão altas, esses valores precisam ser convertidos para uma faixa aceitável.
Da mesma forma, um divisor de tensão simples é usado para dividir a tensão em cerca de 800 mV, indicando que a bateria foi descarregada, e cerca de 1150 mV, indicando que a bateria foi totalmente carregada.
Em seguida, esses níveis de tensão são inseridos no CMIC SLG46140 V e comparados com seus comparadores analógicos.
Como veremos na próxima seção, esses comparadores desempenham um papel fundamental na implementação geral do projeto.
Ao baixar o software Greenpak para visualizar a pré-programação, o circuito integrado Greenpak pode ser facilmente programado para controlar postes de iluminação pública solares inteligentes.
Elabore um documento de projeto para postes de iluminação inteligentes.
Conecte o kit de desenvolvimento GreenPak ao computador, insira o CI GreenPak SLG46140 V não programado no soquete do kit de desenvolvimento e, em seguida, clique em programar.
O circuito integrado será programado automaticamente em um circuito integrado que controlará postes de iluminação pública solares inteligentes.
Após a programação do CI, você pode salvá-lo no soquete do kit de desenvolvimento para facilitar o acesso aos pinos ou para produção em massa. Você pode criar uma pequena placa de circuito impresso para acessar o chip.
Agora que o circuito integrado Greenpak foi programado para controlar postes de iluminação inteligentes, você pode pular para a etapa 4.
Se você deseja entender e modificar melhor o circuito interno do arquivo de projeto do poste de iluminação inteligente, a etapa 3 fornecerá uma visão geral de como o arquivo de projeto do poste de iluminação inteligente da Greenpak é programado.
O diagrama esquemático do GreenPak para implementação do projeto é mostrado na figura 5.
Descrição das vendas utilizadas:
Pino 3: Pino de entrada digital para detecção da presença de luz ambiente.
Pino 4: Um pino de entrada digital para detecção de movimento ou presença de um objeto.
Pino 10: Pino de entrada analógica para monitoramento da energia da bateria.
PIN12: Saída digital com 1Xpush-
É utilizado para controlar o modo de ativação/desativação do LED.
-
PIN14: Saída digital com 1Xpush-
Selecione o modo de saída para controlar a corrente de carga que entra na bateria.
3 - Bit e porta: 3-
Os componentes e portas deste projeto garantem que as luzes sejam acesas somente quando todas as condições forem atendidas.
Condições como a detecção de movimento próximo, a presença de luz solar no ambiente e a energia da bateria necessária são os três bits que determinam a saída da porta lógica.
Monitoramento da energia da bateria: dois comparadores analógicos (ACMP0 e ACMP1)
Monitore a voltagem da bateria.
Conforme mencionado anteriormente, dois níveis de tensão, 800 mV e 1150 mV, são usados ​​para determinar o estado da bateria.
Se a tensão medida da bateria cair para 800 mV ou menos, o comparador (ACMP0)
O resultado é zero.
Essa saída é encaminhada para 3-
A entrada e o gate, por sua vez, têm saída zero, e as luzes se apagam quando a tensão da bateria é detectada como muito baixa.
A tensão de nível alto é medida durante o carregamento e será usada como um comparador de entrada do divisor de tensão para a entrada do pino 10 do CMIC (ACMP1).
Assim que o nível de tensão atingir ou exceder a tensão de referência definida na entrada reversa (
Neste caso, 1150 mV)
O sinal de saída do comparador é alto.
Assim que atingirmos o nível desejado, precisamos interromper o carregamento da bateria para que ela fique baixa.
É necessário um nível de saída constante, por isso utiliza-se um inversor simples.
Entrada de células solares: Como mencionado anteriormente, quando não há luz ambiente, a saída das células solares é zero/digital. - Sinal baixo.
Como a falta de luz solar é uma das condições para acender a iluminação pública, precisamos convertê-la em sinais digitais.
Alto, portanto, nosso Hemen também exporta um alto.
Portanto, um inversor também é usado aqui.
Utilize contadores como meio de prolongar o ciclo de saída: No projeto acima, os contadores (CNT0/DLY0)
Ele também é usado para produzir um certo atraso quando o pino 12 do CMIC desliga o sinal.
Isso resulta em um atraso esperado e evita a comutação rápida da saída. (ver Fig. 6)
Utilização de contadores como meio de prolongar os ciclos de saída: No projeto acima, os contadores (CNT0/DLY0)
Ele também é usado para produzir um certo atraso quando o pino 12 do CMIC desliga o sinal.
Isso resulta em um atraso esperado e evita a comutação rápida da saída. (ver Fig. 6)
Esta seção descreve o uso de circuitos externos necessários para alimentar cargas maiores (como lâmpadas LED de 10W) ​​e recarregar baterias.
Para criar o circuito mais eficiente e econômico em termos de energia, o MOSFET foi utilizado em vez do BJT comum.
Isso resultará em tempos de comutação mais rápidos e em um consumo de energia maior/menor.
Controle de carregamento da bateria: MOSFET de alimentação HEXFET IRLZ44N
MOSFETs semelhantes, como o FQP30N06L, também podem ser usados.
Usado, é n-
MOSFET com canal otimizado.
Este tipo de MOSFET foi especialmente projetado para funcionar em níveis de tensão de porta (3V e 5V).
Controladores de pequeno porte e circuitos integrados são fáceis de produzir.
A tabela de dados do MOSFET descreve a tensão de limiar entre a porta e a fonte. (Vgs(th))
Para uma corrente de fuga ID de cerca de 1 ampere, a tensão é de aproximadamente 3 volts.
De acordo com a especificação elétrica do pino 12, nosso pequeno CMIC pode facilmente atingir esse objetivo.
Semelhante ao pino 14).
Controle da lâmpada LED: Semelhante ao circuito de controle de carregamento, esta parte do nosso projeto também utiliza o MOSFET HEXFET IRLZ44N para chavear um LED de 10 watts, que é a principal fonte de iluminação.
Como queremos controlar um LED de 10 watts com uma bateria de 12V, precisamos ser capazes de fornecer aproximadamente 0,8 Amp.
O circuito é mostrado na Figura 8.
Esses circuitos podem ser conectados a uma placa de circuito impresso ou através de um circuito desenergizado.
Este artigo apresenta o projeto de um poste de iluminação pública inteligente com o microcontrolador SLG46140 V da Greenpak como principal elemento de controle.
Foi comprovado que este pequeno circuito integrado consegue executar a tarefa em questão, minimizando o consumo de energia.
Também é muito eficaz fornecer ferramentas de projeto adequadas durante a implementação deste projeto.
O projeto também pode ser aprimorado com a introdução de outros circuitos, como a detecção de poeira em painéis solares ou sobretensões externas.
O interruptor de acionamento bloqueia a saída do LED.