Sistema d'il·luminació d'emergència basat en la mesura d'electricitat estàtica: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Alguna vegada heu pensat a fer un sistema d’il·luminació d’emergència quan s’apagui l’alimentació principal. I com que teniu un petit coneixement en electrònica, heu de saber que podeu comprovar fàcilment la disponibilitat de la xarxa mitjançant la mesura del voltatge.

Però el que diré és un enfocament força diferent. Us suggereixo que per mesurar la intensitat del camp electrostàtic a prop d’un cable d’alimentació principal i filtrar-la i utilitzar-la segons el nostre ús. L’avantatge d’aquest enfocament és que estem completament aïllats elèctricament de la potència principal i podria dir que no invasius (fins i tot un optoaïllador que necessiteu per fer front a la xarxa elèctrica) Aquest projecte consta de 3 parts principals,

• sensor d’electricitat estàtica
• processador de senyals basat en el filtre kalman
• controlador de llum basat en relés.

Pas 1: sensor d’electricitat estàtic

Nois, aquest és el sensor d’electricitat estàtica més senzill que hi ha. és només un parell de transistors favorits.

• He utilitzat 2 transistors NPN C828, però qualsevol transistor NPN de propòsit general farà la feina.
• A causa del guany extrem del parell de darligton, podem mesurar el canvi d’electricitat estàtica al punt d’entrada.
• Simplement utilitzeu una cinta adhesiva i enganxeu el passador d’entrada amb l’aïllament de la xarxa elèctrica.

hi ha un cable de 230 V CA a la llum de la meva habitació i acabo de seleccionar un cable del parell de darligton a la caixa de conductes que porta aquest cable.

Pas 2: processar el senyal mitjançant Arduino

Vaig fer servir un nano Arduino per a això. Però es pot utilitzar qualsevol variant Arduino.

Bàsicament, aquí es processarà la lectura de tensió del sensor elèctric estàtic i explicaré el codi al final del document.

A continuació, el pin digital 9 es canvia en conseqüència per tal que la llum d'emergència es pugui controlar a través del relé

Pas 3: Circuit complet

El relé és accionat per un transistor de potència i hi ha un díode esbiaixat invertit per evitar que el transistor es faci malbé per la tensió induïda inversament de la bobina del relé.

No dubteu a canviar el cablejat del relé i a tenir una bombeta amb qualsevol voltatge.

Pas 4: explicació del codi

En aquest codi he implementat 2 filtres kalman en cascada. Vaig fer aquest algorisme observant la sortida a cada pas i el vaig desenvolupar per obtenir la sortida desitjada.

Pas 5: Objecte Kalman

aquí he fet una classe per al filtre kalman. incloent totes les variables necessàries. Aquí no explicaré detalladament el significat de les variables, ja que es pot trobar en altres llocs. El tipus de dades "doble" és l'adequat per gestionar les matemàtiques necessàries.

Valor "R" que he posat per rastre i error observant la sortida del primer filtre, l'he augmentat fins a obtenir un senzill sense soroll com es mostra a la segona imatge. El valor "Q" és general per a tots els filtres kalman 1D. Trobar el valor adequat per a això és una tasca tediosa, així que és més senzill

Pas 6: Objecte i configuració de Kalman

• aquí s'implementa el filtre kalman
• Es van formar 2 objectes
• S'han configurat pinModes per obtenir les dades i generar el senyal del relé

Pas 7: el bucle

Primer he filtrat el senyal d'entrada, i després he observat què passa quan hi ha un subministrament de corrent altern quan no hi ha.

Vaig notar els canvis de variància quan canviava de corrent.

així que vaig restar 2 valors consecutius de la sortida del filtre i el vaig prendre com a variància.

llavors vaig observar què li passa quan vaig encendre i apagar la xarxa elèctrica. Em vaig adonar que passa un canvi considerable quan vaig canviar. però la qüestió era que els valors fluctuen considerablement. Això es podria resoldre mitjançant una mitjana corrent. però, ja que he utilitzat kalman anteriorment, he acabat en cascada un altre bloc de filtre amb la variància i he comparat les sortides.