En aquest post anem a construir un circuit de regulació automàtica de llum urbana Arduino, que pot reduir la seva brillantor quan no passa cap vehicle a la carretera per estalviar energia.
Per
Visió general
Explorarem la metodologia de detecció del vehicle o de l’ésser humà sense falses deteccions que es puguin produir a causa dels animals i també el protocol per atenuar la llum sense malgastar energia.
Els llums públics ajuden els vehicles a guiar-se per la carretera, però durant les darreres hores de la nit, la majoria de les carreteres estaran buides i tot el llum il·luminat fins al matí.
A causa de la il·luminació de llums públics tota la nit, fins i tot quan la carretera està buida, no val la pena il·luminar els fanals i el cost del consum d’energia afecta directament el govern local.
Per superar aquest problema d’una manera intel·ligent, podem reduir la brillantor dels fanals al nivell desitjat i només il·luminar amb plena brillantor quan passen vehicles o éssers humans.
Això pot ajudar el govern a reduir la despesa en energia i també a estalviar molta energia que es podria utilitzar per a altres usos energètics.
La idea proposada per detectar activitat a la carretera, utilitza un sensor d’ultrasons que pot mesurar la distància entre el sensor i l’obstacle, en aquest cas els obstacles són vehicles o éssers humans.
Quan un vehicle arriba al rang del sensor, fa alguns càlculs matemàtics per determinar la distància entre els vehicles i el sensor, si es confirma que el vehicle està per sota del rang predeterminat, el microcontrolador de bord encendrà el fanal brillantor màxima.
El llum del carrer s’il·luminarà amb la màxima brillantor durant un temps predeterminat i reduirà la seva brillantor si no es detecten més vehicles o éssers humans.
A hores d’ara l’objectiu d’aquest projecte ja s’hauria esborrat. Aprofundim en els circuits de la configuració proposada.
Funcionament del circuit
El circuit d’atenuació automàtica de la llum del carrer consisteix en Arduino, que és el cervell del projecte, un sensor d’ultrasons per detectar vehicles o éssers humans. Es proporciona un regulador de 9 V per alimentar la placa de microcontrolador arduino i un MOSFET per accionar els LED que consumeixen pocs amperes a la màxima brillantor.
El mòdul LED i la font d'alimentació de la configuració s'han de seleccionar acuradament perquè hi hagi una alimentació adequada disponible per a tot el circuit i no sobrecarregui la font d'alimentació.
El mòdul LED es pot fer casolà, que es mostra en forma esquemàtica o es pot comprar per al mercat, però abans de construir o obtenir un formulari de mercat assegureu-vos de calcular els voltatges i els requisits de corrent per a la font d'alimentació.
La font d'alimentació pot ser un SMPS o construïda mitjançant transformador, rectificador i regulador de voltatge.
El LED redueix la seva brillantor mitjançant l’ús de PWM. El PWM és d’ona quadrada, encén i apaga l’alimentació del LED ràpidament amb una amplada d’encesa i apagada ben determinada en un sol cicle. L'amplada del temps d'encesa i apagada determina la brillantor del LED.
Quan el llum del carrer passa a la màxima brillantor, el subministrament al LED no tindrà cap impuls i es subministrarà una corrent continu.
Es pot implementar tota la configuració com es mostra a continuació:
Diagrama de configuració
-
El sensor ultrasònic s’eleva a uns 3,5 peus per sobre del terra, de manera que només detecta vehicles i éssers humans, ja que la seva alçada mitjana és aproximadament la mateixa i quan els gossos o gats o qualsevol altre animal que vagi per la ciutat no activi el llum del carrer a la màxima brillantor.
Els animals que viuen i deambulen per la ciutat tenen una alçada inferior a 3,5 peus.
L'alçada del sensor es pot ajustar per funcionar a un nivell òptim tal com es descriu a la imatge anterior.
La distància llindar es pot controlar al programa.
Quan l’Arduino detecta l’obstacle detectat per sota de la distància predeterminada, els llums LED tenen la màxima brillantor.
Codi del programa:
//--------------------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-------------------//
NOTA:
• La distància llindar es pot ajustar substituint el valor pel vostre.
distància flotant = 100 // estableix la distància del llindar en cm
El valor s'ha d'introduir en centímetres; el valor màxim pot ser de 400 a 500 cm o de 4 a 5 metres.
• Es pot ajustar la atenuació de la llum utilitzant
int dim = 28 // ajusta la brillantor mínima
255 és la brillantor màxima 0 és que els llums estan apagats.
També podem presenciar la distància entre el sensor i l’obstacle al monitor sèrie.
Si teniu més preguntes sobre aquest circuit dimmer automàtic de llum pública basat en Arduino, no dubteu a fer-ho a la secció de comentaris.
Anterior: Escalfador d’inducció per a laboratoris i botigues Següent: Circuit d’aplicació de gimnàs físic controlat per temporitzador
