Obwód automatycznego ściemniacza oświetlenia ulicznego

W tym poście zamierzamy zbudować automatyczny obwód ściemniacza oświetlenia ulicznego Arduino, który może zmniejszyć jego jasność, gdy żaden pojazd nie przejeżdża przez drogę, aby oszczędzać energię.

Przez

Przegląd

Będziemy badać metodologię wykrywania pojazdu lub człowieka bez fałszywego wykrywania, który może wystąpić z powodu zwierząt, a także protokół ściemniania światła bez marnowania energii.

Światła uliczne pomagają pojazdom poruszać się po jezdni, ale w późnych godzinach nocnych większość dróg będzie pusta, a wszystkie światła uliczne będą świecić do rana.

Ze względu na świecenie świateł ulicznych przez całą noc, nawet gdy droga jest pusta, nie warto zapalać latarni, a koszty wynikające ze zużycia energii bezpośrednio wpływają na samorząd.

Aby w inteligentny sposób rozwiązać ten problem, możemy zmniejszyć jasność lamp ulicznych do pożądanego poziomu i świecić w pełnej jasności tylko wtedy, gdy przejeżdżają pojazdy lub ludzie.

Może to pomóc rządowi zmniejszyć wydatki na energię, a także zaoszczędzić dużo energii, którą można by wykorzystać na inne energochłonne cele.

Zaproponowany pomysł wykrywania aktywności na drodze wykorzystuje czujnik ultradźwiękowy, który może mierzyć odległość między czujnikiem a przeszkodą, w tym przypadku przeszkodą są pojazdy lub ludzie.

Gdy pojazd znajdzie się w zasięgu czujnika, wykonuje obliczenia matematyczne w celu określenia odległości między pojazdami a czujnikiem, jeśli zostanie potwierdzone, że pojazd znajduje się poniżej wcześniej określonego zakresu, wbudowany mikrokontroler zapali lampę uliczną na maksymalna jasność.

Światło uliczne będzie świecić z maksymalną jasnością przez określony czas i zmniejszy swoją jasność, jeśli żadne pojazdy lub ludzie nie zostaną dalej wykryte.

Do tej pory cel tego projektu byłby jasny. Zagłębmy się w obwody proponowanej konfiguracji.

Działanie obwodu

Obwód automatycznego ściemniacza oświetlenia ulicznego składa się z Arduino, które jest mózgiem projektu, ultradźwiękowego czujnika do wykrywania pojazdów lub ludzi. Zapewniony jest regulator 9 V do zasilania płyty mikrokontrolera arduino i tranzystor MOSFET do sterowania diodami LED, który zużywa kilka amperów przy szczytowej jasności.

Moduł LED i zasilacz do konfiguracji muszą być dobrane starannie, tak aby dla całego obwodu była dostępna odpowiednia moc i nie powodowało przeciążenia zasilacza.

Moduł LED może być domowym modułem, który jest przedstawiony schematycznie lub można go kupić na rynku, ale przed zbudowaniem lub zakupem jednego z rynku należy obliczyć wymagania dotyczące napięcia i prądu dla zasilacza.

Zasilacz może być SMPS lub zbudowany z transformatora, prostownika i regulatora napięcia.

Dioda LED zmniejsza swoją jasność za pomocą PWM. PWM to fala prostokątna, szybko włącza i wyłącza zasilanie diody LED z dobrze określoną szerokością włączania i wyłączania w jednym cyklu. Szerokość czasu włączania i wyłączania określa jasność diody LED.

Kiedy światło uliczne przełączy się na pełną jasność, zasilanie LED nie będzie miało impulsów i będzie dostarczane stałe napięcie stałe.

Całą konfigurację można zaimplementować, jak pokazano poniżej:

Schemat konfiguracji

-

Czujnik ultradźwiękowy jest umieszczony na wysokości od około 3,5 stopy do 4 stóp nad ziemią, dzięki czemu wykrywa tylko pojazdy i ludzi, ponieważ ich średnia wysokość jest mniej więcej taka sama i kiedy psy, koty lub inne zwierzęta, które zwykle wędrują po mieście, będą nie wyzwalać światła ulicznego do maksymalnej jasności.

Zwierzęta, które żyją i wędrują po mieście, mają poniżej 3,5 stopy wzrostu.

Wysokość czujnika można wyregulować, aby działał na optymalnym poziomie, jak opisano na powyższym rysunku.

W programie można kontrolować odległość progową.

Gdy Arduino wykryje przeszkodę wykrytą poniżej określonej odległości, diody LED osiągają szczytową jasność.

Kod programu:

//--------------------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-------------------//

UWAGA:

• Odległość progową można dostosować, zastępując wartość własną.

float distance = 100 // ustaw odległość progową w cm

Wartość należy wprowadzić w centymetrach, maksymalna wartość może wynosić od 400 do 500 cm lub od 4 do 5 metrów.

• Przyciemnienie światła można regulować za pomocą

int dim = 28 // dostosuj minimalną jasność

255 to maksymalna jasność 0 oznacza wyłączenie świateł.

Odległość między czujnikiem a przeszkodą możemy również obserwować na monitorze szeregowym.

Jeśli masz dodatkowe pytania dotyczące tego automatycznego obwodu ściemniacza oświetlenia ulicznego opartego na Arduino, możesz je zadać w sekcji komentarzy.