Systém núdzového osvetlenia na základe merania statickej elektriny: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Napadlo vám niekedy vytvoriť núdzový svetelný systém, keď sa vypne hlavné napájanie. A keďže máte aspoň malé znalosti v oblasti elektroniky, mali by ste vedieť, že dostupnosť sieťového napájania môžete ľahko skontrolovať jednoduchým zmeraním napätia.

Čo však poviem, je úplne odlišný prístup. Navrhujem, aby sa zmerala intenzita elektrostatického poľa v blízkosti hlavného napájacieho vodiča a filtra, ktoré sa odčítajú a použijú podľa nášho použitia. Výhodou v tomto prístupe je, že sme úplne elektricky izolovaní od hlavného napájania a môžem povedať, že nie invazívne (dokonca aj keď používate optoizolátor, ktorý potrebujete na napájanie zo siete) Tento projekt pozostáva z 3 hlavných častí,

• snímač statickej elektriny
• signálový procesor založený na kalmanovom filtri
• reléový regulátor svetla.

Krok 1: Senzor statickej elektriny

Chlapci, toto je najjednoduchší snímač statickej elektriny, aký existuje. je to len pár miláčikov tranzistorov.

• Použil som 2 tranzistory NPN C828, ale akékoľvek 2 tranzistory NPN na všeobecné použitie budú fungovať.
• Vzhľadom na extrémny zisk darligtonového páru môžeme merať zmenu statickej elektriny vo vstupnom bode.
• Stačí použiť lepiacu pásku a prilepiť vstupný kolík izoláciou sieťového napájania.

do svetla mojej izby prechádza kábel 230 V AC a práve som oddelil kábel darligtonového páru od puzdra na rozvod, ktorý tento drôt nesie.

Krok 2: Spracovanie signálu pomocou Arduina

Na to som použil Arduino nano. Ale dá sa použiť akýkoľvek variant Arduino.

V zásade tu bude spracované čítanie napätia zo statického elektrického senzora, vysvetlím kód na konci dokumentu.

Potom sa zodpovedajúcim spôsobom zmení digitálny kolík 9, aby bolo možné núdzové svetlo ovládať prostredníctvom relé

Krok 3: Celý obvod

Relé je poháňané výkonovým tranzistorom a je tu reverzná predpätá dióda, aby sa zabránilo poškodeniu tranzistora spätne indukovaným napätím cievky relé.

Neváhajte zmeniť zapojenie relé a mať žiarovku s akýmkoľvek napätím.

Krok 4: Vysvetlenie kódu

V tomto kóde som implementoval 2 kaskádové kalmánske filtre. Tento algoritmus som vytvoril pozorovaním výstupu v každom kroku a vyvinul som ho tak, aby mal požadovaný výstup.

Krok 5: Objekt Kalman

tu som urobil triedu pre kalmanský filter. vrátane všetkých potrebných premenných. Tu nebudem podrobne vysvetľovať význam premenných, pretože to môžete nájsť na iných stránkach. Na spracovanie požadovanej matematiky je vhodný „dvojitý“typ údajov.

Hodnotu „R“uvádzam ako stopu a chybu sledovaním výstupu 1. filtra, zvyšoval som ju, kým nezískam singel bez šumu, ako je znázornené na druhom obrázku. Hodnota „Q“je všeobecná pre všetky 1D kalmanové filtre. Nájsť na to primeranú hodnotu je únavná úloha, preto je lepšie postupovať jednoducho

Krok 6: Objekt a nastavenie Kalman

• tu je implementovaný kalmánsky filter
• Vytvorili sa z neho 2 objekty
• Režim pinModes bol nastavený na získavanie údajov a výstup signálu pre relé

Krok 7: Slučka

Najprv som prefiltroval vstupný signál a potom som sledoval, čo sa stane, keď je prítomné sieťové napájanie, a keď nie je k dispozícii.

Keď som prepol sieť, všimol som si zmeny rozptylu.

odpočítal som 2 po sebe idúce hodnoty výstupu filtra a zobral som to ako odchýlku.

potom som pozoroval, čo sa s ním deje, keď som zapínal a vypínal sieť. Všimol som si, že keď som prešiel, došlo k značnej zmene. problémom však bolo, že hodnoty značne kolíšu. To sa dá vyriešiť pomocou bežiaceho priemeru. ale pretože som predtým používal kalman, len som kaskádoval ďalší filtračný blok do rozptylu a porovnal výstupy.