In questo post impariamo come realizzare un circuito simulatore di alba / tramonto utilizzando LED e solo un paio di BJT.
L'idea è stata richiesta dal signor Jerry
Obiettivi e requisiti del circuito
- Apparentemente la luce del giorno naturale è la migliore per gli esseri umani nel regolare il nostro ritmo circadiano. Vorrei costruire un circuito di illuminazione a LED per controllare le lampade a LED a soffitto per le mie stanze più buie e senza finestre. Spero che le lampade a schermo piatto sottili con un bel rivestimento possano imitare le caratteristiche della luce diurna naturale (come quella proveniente da una finestra).
- Immagino un pannello solare esterno che regoli il nostro circuito e possibilmente caricare una batteria di riserva .
- Per creare il cambiamento di kelvin e la luminosità che la luce diurna naturale ha durante una giornata tipica, potrebbe essere necessario utilizzare una combinazione di LED bianco tenue e bianco brillante per creare circa 1100 lumin da ciascuna lampada.
- I gradi Kelvin e la luminosità iniziano bassi al mattino e aumentano verso mezzogiorno per poi diminuire con l'avvicinarsi della sera.
- Nessuna delle aziende che ho visto lo fa così bene. Alcuni non hanno una regolazione kelvin. Altre aziende hanno scelto il percorso della lampadina intelligente Wi-Fi, ma hanno circuiti di temporizzazione che non sono sincronizzati con le stagioni e altri problemi.
- Vorrei realizzare lampade a schermo piatto sottili con una bella cornice stampata e magari avere 2 lampade per circuito. Farlo per gestire da 1 a 4 lampade sarebbe un'opzione ideale, ma più problemi nella costruzione del circuito.
- Utilizzo di un piccolo pannello solare all'esterno e di un circuito batteria / carica all'interno per l'uso notturno della lampada e l'illuminazione per interruzione di corrente.
- Apprezzo qualsiasi pensiero. Realizzare un solo circuito della lampada e utilizzare un semplice alimentatore per l'uso notturno sarebbe un ottimo inizio per far funzionare l'illuminazione quest'inverno
Il design
Come proposto, un semplice circuito simulatore di alba e tramonto può essere implementato utilizzando il circuito mostrato nel diagramma seguente:
L'intero circuito può essere visto alimentato da un singolo pannello solare per l'effetto di simulazione alba / tramonto richiesto sui LED collegati.
Lo stadio NPN BJT che utilizza il TIP122 diventa la sezione principale del circuito e ci si può aspettare che esegua la lenta illuminazione richiesta dei LED gialli / bianchi proporzionalmente in risposta al livello di luce solare crescente esposto sul pannello solare.
Lo stadio PNP che utilizza TIP127 è opzionale e questo stadio viene introdotto per fare l'esatto opposto della sua controparte NPN. I LED bianchi / blu freddi indicati dovrebbero illuminarsi gradualmente e diventare più luminosi al tramonto.
Durante il giorno, il pannello solare aziona la graduale illuminazione dei LED caldi che simulano l'effetto dell'alba e contemporaneamente carica anche una batteria di backup collegata.
Quando cala la notte, la stessa batteria alimenta i LED bianchi freddi che mantengono la casa illuminata quando è completamente buia.
La batteria è inoltre protetta da sotto-carica poiché i 4 LED che sono collegati in serie smettono semplicemente di condurre non appena la tensione della batteria scende al di sotto del segno 11V assicurandosi che non vada incontro a una scarica profonda.
Per il circuito simulatore di alba / tramonto mostrato sopra utilizzando i LED, è possibile selezionare le specifiche approssimative dei componenti come descritto di seguito:
Specifiche
Pannello solare: 18 V, 1 amp
Batteria: 12V / 7AH
LED: 3,3 V 1 watt
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