Sommario:
- Passaggio 1: sensore di elettricità statica
- Passaggio 2: elaborazione del segnale utilizzando Arduino
- Passaggio 3: circuito completo
- Passaggio 4: spiegazione del codice
- Passaggio 5: oggetto Kalman
- Passaggio 6: oggetto e configurazione di Kalman
- Passaggio 7: il ciclo
Video: Sistema di illuminazione di emergenza basato sulla misurazione dell'elettricità statica: 8 passaggi
2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02
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
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
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
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
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
- 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
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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