Circuito dimmer automatico per illuminazione stradale

In questo post costruiremo un circuito dimmer automatico per illuminazione stradale Arduino, che può ridurre la sua luminosità quando nessun veicolo sta transitando sulla strada per risparmiare energia.

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Panoramica

Esploreremo la metodologia per rilevare il veicolo o l'essere umano senza falsi rilevamenti che possono verificarsi a causa degli animali e anche il protocollo per attenuare la luce senza sprecare energia.

I lampioni aiutano i veicoli a guidare lungo la strada, ma durante le ore notturne la maggior parte delle strade sarà deserta e tutte le luci stradali si illumineranno fino al mattino.

A causa dell'illuminazione dei lampioni tutta la notte anche quando la strada è deserta, non vale la pena accendere i lampioni e il costo dovuto al consumo energetico incide direttamente sul governo locale.

Per superare questo problema in modo intelligente, possiamo ridurre la luminosità dei lampioni al livello desiderato e illuminarli in piena luminosità solo quando passano veicoli o esseri umani.

Ciò può aiutare il governo a ridurre la spesa per l'energia e anche a risparmiare molta energia che potrebbe essere utilizzata per altri scopi energetici.

L'idea proposta per rilevare l'attività su strada, utilizza sensori ad ultrasuoni in grado di misurare la distanza tra il sensore e l'ostacolo, in questo caso gli ostacoli sono veicoli o esseri umani.

Quando un veicolo entra nel raggio d'azione del sensore, esegue alcuni calcoli matematici per determinare la distanza tra i veicoli e il sensore, se si conferma che il veicolo è al di sotto dell'intervallo predeterminato il microcontrollore di bordo accenderà il lampione a massima luminosità.

Il lampione si illuminerà alla massima luminosità per un periodo di tempo predeterminato e ridurrà la sua luminosità se nessun veicolo o essere umano viene rilevato ulteriormente.

Ormai l'obiettivo di questo progetto sarebbe stato cancellato. Entriamo nel circuito della configurazione proposta.

Funzionamento del circuito

Il circuito dimmer automatico della luce stradale è costituito da Arduino che è il cervello del progetto, un sensore a ultrasuoni per il rilevamento di veicoli o esseri umani. Viene fornito un regolatore da 9V per alimentare la scheda del microcontrollore arduino e un MOSFET per pilotare i LED che consuma pochi ampere alla massima luminosità.

Il modulo LED e l'alimentatore per la configurazione devono essere selezionati con cura in modo che ci sia una potenza adeguata disponibile per l'intero circuito e non sovraccarichi l'alimentatore.

Il modulo LED può essere fatto in casa, mostrato nello schema o può essere acquistato per il mercato, ma prima di costruire o ottenere un modulo di mercato assicurati di calcolare i requisiti di tensione e corrente per l'alimentatore.

L'alimentatore può essere un SMPS o costruito utilizzando trasformatore, raddrizzatore e regolatore di tensione.

Il LED riduce la sua luminosità utilizzando PWM. Il PWM è ad onda quadra, accende e spegne l'alimentazione al LED rapidamente con una larghezza di accensione e spegnimento ben determinata in un unico ciclo. L'ampiezza del tempo di accensione e spegnimento determina la luminosità del LED.

Quando il lampione passa alla massima luminosità, l'alimentazione al LED non avrà impulsi e verrà fornita una CC costante.

L'intera configurazione può essere implementata come mostrato di seguito:

Diagramma di installazione

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Il sensore a ultrasuoni è sollevato da circa 3,5 piedi a 4 piedi dal suolo, in modo da rilevare solo veicoli ed esseri umani, poiché la loro altezza media è più o meno la stessa e quando cani o gatti o altri animali che di solito vagano per la città lo faranno non attivare il lampione alla massima luminosità.

Gli animali che vivono e vagano per la città sono alti meno di 3,5 piedi.

L'altezza del sensore può essere regolata per funzionare al livello ottimale come descritto nell'immagine sopra.

La distanza di soglia può essere controllata nel programma.

Quando Arduino rileva l'ostacolo rilevato al di sotto di una distanza predeterminata, le luci LED raggiungono la massima luminosità.

Codice del programma:

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

NOTA:

• La distanza di soglia può essere regolata sostituendo il valore con il proprio.

float distance = 100 // imposta la distanza di soglia in cm

Il valore deve essere inserito in centimetri, il valore massimo può essere compreso tra 400 e 500 cm o tra 4 e 5 metri.

• L'oscuramento della luce può essere regolato utilizzando

int dim = 28 // regola la luminosità minima

255 è la luminosità massima 0 è luci spente.

Possiamo anche testimoniare la distanza tra il sensore e l'ostacolo nel monitor seriale.

Se hai ulteriori domande su questo circuito dimmer automatico per illuminazione stradale basato su Arduino, non esitare a chiedere nella sezione commenti.