Σύστημα φωτισμού Emergancy βάσει μέτρησης στατικής ηλεκτρικής ενέργειας: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Έχετε σκεφτεί ποτέ να φτιάξετε ένα σύστημα φωτισμού έκτακτης ανάγκης όταν η κύρια παροχή ρεύματος σβήσει. Και δεδομένου ότι έχετε έστω και λίγη γνώση στα ηλεκτρονικά θα πρέπει να γνωρίζετε ότι μπορείτε εύκολα να ελέγξετε τη διαθεσιμότητα της τροφοδοσίας ρεύματος μετρώντας απλά την τάση.

Αλλά αυτό που θα πω είναι μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση. Σας προτείνω να μετρήσετε την ένταση του ηλεκτροστατικού πεδίου κοντά σε ένα κύριο καλώδιο τροφοδοσίας και να φιλτράρετε την ανάγνωση και να τη χρησιμοποιήσετε σύμφωνα με τη χρήση μας. Πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι είμαστε εντελώς ηλεκτρικά απομονωμένοι από την κύρια ισχύ και θα μπορούσα να πω μη επεμβατικός (ακόμη και εσείς ένας οπτικός-απομονωτής που χρειάζεστε για να ασχοληθείτε με την τροφοδοσία ρεύματος) Αυτό το έργο αποτελείται από 3 κύρια μέρη,

• αισθητήρας στατικού ηλεκτρισμού
• Επεξεργαστής σήματος με βάση φίλτρο kalman
• ελεγκτής φωτός βασισμένος σε ρελέ.

Βήμα 1: Αισθητήρας στατικού ηλεκτρισμού

Παιδιά, αυτός είναι ο απλούστερος αισθητήρας στατικού ηλεκτρισμού που υπάρχει. είναι απλά ένα ζεύγος τρανζίστορ darlington.

• Χρησιμοποίησα 2 τρανζίστορ C828 NPN, αλλά κάθε τρανζίστορ 2 γενικής χρήσης NPN θα κάνει τη δουλειά.
• Λόγω του ακραίου κέρδους του ζεύγους darligton μπορούμε να μετρήσουμε την αλλαγή του στατικού ηλεκτρισμού στο σημείο εισόδου.
• Απλώς χρησιμοποιήστε μια κολλητική ταινία και επικολλήστε τον πείρο εισόδου με τη μόνωση της παροχής ρεύματος.

υπάρχει ένα καλώδιο AC 230V πηγαίνει στο φως του δωματίου μου και μόλις έβγαλα ένα σύρμα από το ζεύγος darligton στη θήκη μεταφοράς που φέρει αυτό το καλώδιο.

Βήμα 2: Επεξεργασία του σήματος χρησιμοποιώντας Arduino

Χρησιμοποίησα ένα Arduino nano για αυτό. Αλλά οποιαδήποτε παραλλαγή Arduino μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Βασικά εδώ θα γίνει επεξεργασία της ένδειξης τάσης από τον στατικό ηλεκτρικό αισθητήρα, εξηγώντας τον κώδικα στο τέλος του εγγράφου.

Στη συνέχεια, ο ψηφιακός ακροδέκτης 9 αλλάζει ανάλογα, ώστε το φως έκτακτης ανάγκης να μπορεί να ελεγχθεί μέσω του ρελέ

Βήμα 3: Πλήρες κύκλωμα

Το ρελέ κινείται από ένα τρανζίστορ ισχύος και υπάρχει μια αντίστροφη προκατειλημμένη δίοδος για να αποφευχθεί η ζημιά του τρανζίστορ από την αντίστροφη επαγόμενη τάση του πηνίου ρελέ.

Μη διστάσετε να αλλάξετε την καλωδίωση του ρελέ και να έχετε έναν λαμπτήρα με οποιαδήποτε τάση.

Βήμα 4: Επεξήγηση του Κώδικα

Σε αυτόν τον κώδικα έχω εφαρμόσει 2 καταρράκτες φίλτρα kalman. Έφτιαξα αυτόν τον αλγόριθμο παρατηρώντας την έξοδο σε κάθε βήμα και τον ανέπτυξα ώστε να έχει την επιθυμητή έξοδο.

Βήμα 5: Αντικείμενο Kalman

εδώ έχω κάνει μια τάξη για το φίλτρο kalman. συμπεριλαμβανομένης όλης της απαραίτητης μεταβλητής. Εδώ δεν πρόκειται να εξηγήσω λεπτομερώς τις έννοιες των μεταβλητών, όπως μπορείτε να το βρείτε σε άλλους ιστότοπους. Ο τύπος δεδομένων "διπλός" είναι ο κατάλληλος για το χειρισμό των απαιτούμενων μαθηματικών.

Τιμή 'R' που έθεσα κατά ίχνος και σφάλμα παρατηρώντας την έξοδο του 1ου φίλτρου, το αύξησα μέχρι να αποκτήσω ένα single χωρίς θόρυβο όπως φαίνεται στη δεύτερη εικόνα. Η τιμή "Q" είναι γενική για όλα τα φίλτρα kalman 1D. Η εύρεση της κατάλληλης αξίας για αυτό είναι ένα είδος κουραστικής εργασίας, οπότε καλύτερα να το κάνουμε απλό

Βήμα 6: Αντικείμενο και ρύθμιση Kalman

• εδώ εφαρμόζεται το φίλτρο kalman
• 2 αντικείμενα του σχηματίστηκαν
• Τα pinModes έχουν ρυθμιστεί για να λαμβάνουν τα δεδομένα και να εξάγουν το σήμα για το ρελέ

Βήμα 7: Ο βρόχος

Πρώτα φιλτράρισα το σήμα εισόδου και μετά παρατήρησα τι συμβαίνει όταν η τροφοδοσία AC είναι παρούσα όταν δεν υπάρχει.

Παρατήρησα ότι η διακύμανση αλλάζει όταν αλλάζω ρεύμα.

έτσι αφαίρεσα 2 διαδοχικές τιμές της εξόδου φίλτρου και το πήρα ως διακύμανση.

τότε παρατήρησα τι συμβαίνει όταν ανάβω και σβήνω το δίκτυο. παρατήρησα ότι μια σημαντική αλλαγή συμβαίνει όταν αλλάζω. αλλά το ζήτημα ήταν ότι οι τιμές κυμάνθηκαν σημαντικά. Αυτό θα μπορούσε να λυθεί χρησιμοποιώντας ένα μέσο λειτουργίας. αλλά επειδή χρησιμοποίησα το kalman νωρίτερα, μπήκα σε ένα άλλο μπλοκ φίλτρου στη διακύμανση και συνέκρινα τις εξόδους.