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Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica: 8 passaggi
Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica: 8 passaggi

Video: Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica: 8 passaggi

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Video: Il valore aggiunto della luce connessa 2024, Novembre
Anonim
Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica
Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica
Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica
Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica

Hai mai pensato di realizzare un sistema di illuminazione di emergenza quando l'alimentazione principale si spegne. E poiché hai una conoscenza anche minima di elettronica dovresti sapere che puoi facilmente verificare la disponibilità dell'alimentazione di rete semplicemente misurando la tensione.

Ma quello che sto per dire è un approccio molto diverso. Suggerisco di misurare l'intensità del campo elettrostatico vicino a un cavo di alimentazione principale e filtrare la lettura e utilizzarlo secondo il nostro utilizzo. Il vantaggio in questo approccio è che siamo completamente isolati elettricamente dall'alimentazione principale e potrei dire non invasivo (anche tu usi un optoisolatore necessario per gestire l'alimentazione di rete) Questo progetto consiste in 3 parti principali,

  • sensore di elettricità statica
  • processore di segnale basato su filtro kalman
  • regolatore di luce basato su relè.

Passaggio 1: sensore di elettricità statica

Sensore di elettricità statica
Sensore di elettricità statica
Sensore di elettricità statica
Sensore di elettricità statica

Ragazzi, questo è il sensore di elettricità statica più semplice che ci sia. è solo una coppia di transistor darlington.

  • Ho usato 2 transistor NPN C828 ma qualsiasi 2 transistor NPN per uso generico farà il lavoro.
  • A causa dell'estremo guadagno della coppia darligton possiamo misurare la variazione di elettricità statica nel punto di ingresso.
  • Basta usare un nastro adesivo e incollare il pin di ingresso con l'isolamento dell'alimentazione di rete.

c'è un filo da 230 V CA che va alla luce della mia stanza e ho appena fissato un filo della coppia darligton alla custodia condute che porta quel filo.

Passaggio 2: elaborazione del segnale utilizzando Arduino

Elaborazione del segnale usando Arduino
Elaborazione del segnale usando Arduino

Ho usato un Arduino nano per questo. Ma è possibile utilizzare qualsiasi variante di Arduino.

Fondamentalmente qui verrà elaborata la lettura della tensione dal sensore elettrico statico, spiegherò il codice alla fine del documento.

Quindi il pin digitale 9 viene modificato di conseguenza in modo che la luce di emergenza possa essere controllata tramite il relè

Passaggio 3: circuito completo

Circuito completo
Circuito completo

Il relè è pilotato da un transistor di potenza ed è presente un diodo polarizzato invertito per evitare che il transistor venga danneggiato dalla tensione indotta inversa della bobina del relè.

Sentiti libero di cambiare il cablaggio del relè e di avere una lampadina con qualsiasi tensione.

Passaggio 4: spiegazione del codice

In questo codice ho implementato 2 filtri kalman in cascata. Ho creato questo algoritmo osservando l'output in ogni passaggio e l'ho sviluppato per ottenere l'output desiderato.

Passaggio 5: oggetto Kalman

Oggetto Kalman
Oggetto Kalman
Oggetto Kalman
Oggetto Kalman

qui ho creato una classe per il filtro kalman. compresa tutta la variabile necessaria. Qui non spiegherò in dettaglio i significati delle variabili in quanto puoi trovarlo in altri siti. Il tipo di dati "doppio" è adatto per gestire la matematica richiesta.

Il valore 'R' l'ho messo per scia ed errore osservando l'uscita del primo filtro, l'ho aumentato fino ad ottenere un singolo senza rumore come mostrato nella seconda immagine. Il valore 'Q' è un valore generale per tutti i filtri kalman 1D. Trovare un valore appropriato per questo è un compito piuttosto noioso, quindi è meglio andare sul semplice

Passaggio 6: oggetto e configurazione di Kalman

Oggetto e configurazione di Kalman
Oggetto e configurazione di Kalman
  • qui è implementato il filtro kalman
  • 2 oggetti di esso formati
  • pinModes sono stati impostati per ottenere i dati e trasmettere il segnale per il relè

Passaggio 7: il ciclo

Il cappio
Il cappio
Il cappio
Il cappio

Per prima cosa ho filtrato il segnale in ingresso, poi ho osservato cosa succede quando l'alimentazione di rete CA è presente e quando è assente.

Ho notato che la varianza cambia quando cambio alimentazione.

quindi ho sottratto 2 valori consecutivi dell'uscita del filtro e l'ho presa come varianza.

poi ho osservato cosa succede quando ho acceso e spento la rete. ho notato che c'è stato un cambiamento considerevole quando ho cambiato. ma il problema era che i valori fluttuano ancora considerevolmente. Questo potrebbe essere risolto usando un mezzo in esecuzione. ma poiché ho usato kalman in precedenza, ho semplicemente messo in cascata un altro blocco filtro alla varianza e confrontato le uscite.

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