Emergentni sistem osvjetljenja za mjerenje statičke električne energije: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Jeste li ikada razmišljali o stvaranju sistema rasvjete za slučaj opasnosti kada vam se isključi glavno napajanje. A budući da imate čak i malo znanja o elektronici, trebali biste znati da lako možete provjeriti dostupnost mrežnog napajanja jednostavnim mjerenjem napona.

Ali ono što ću reći je sasvim drugačiji pristup. Predlažem da za mjerenje intenziteta elektrostatičkog polja u blizini glavne žice za napajanje filtriramo to očitavanje i koristimo prema našoj upotrebi. Prednost ovog pristupa je što smo potpuno električno izolirani od glavne energije i mogao bih reći neinvazivan (čak i ako koristite optički izolator koji vam je potreban za napajanje iz mreže) Ovaj se projekt sastoji od 3 glavna dijela,

• senzor statičkog elektriciteta
• procesor signala na bazi kalmanovog filtera
• relejni regulator svjetla.

Korak 1: Senzor statičke električne energije

Ljudi, ovo je najjednostavniji senzor statičkog elektriciteta koji postoji. to je samo darlingtonov par tranzistora.

• Koristio sam 2 C828 NPN tranzistora, ali bilo koja 2 NPN tranzistora opće namjene će odraditi posao.
• Zbog ekstremnog pojačanja darligtonskog para možemo mjeriti promjenu statičkog elektriciteta na ulaznoj tački.
• Samo upotrijebite ljepljivu traku i zalijepite ulazni pin sa izolacijom mrežnog napajanja.

žica naizmjenične struje 230V ide na svjetlo moje sobe i upravo sam spojio žicu darligtonovog para na kućište provodnika koje nosi tu žicu.

Korak 2: Obrada signala pomoću Arduina

Za to sam koristio Arduino nano. Ali može se koristiti bilo koja Arduino varijanta.

Ovdje će se u osnovi obrađivati očitanje napona sa statičkog električnog senzora, a ja ću objasniti kod na kraju dokumenta.

Zatim se digitalni pin 9 mijenja na odgovarajući način tako da se svjetlo za slučaj nužde može kontrolirati putem releja

Korak 3: Puni krug

Relej pokreće tranzistor za napajanje, a postoji i obrnuta dioda koja sprječava da se tranzistor ošteti obrnuto induciranim naponom zavojnice releja.

Slobodno promijenite ožičenje releja i nabavite žarulju s bilo kojim naponom.

Korak 4: Objašnjenje Kodeksa

U ovom kodu implementirao sam 2 kaskadno postavljena kalmanova filtera. Napravio sam ovaj algoritam posmatrajući izlaz u svakom koraku i razvio ga tako da ima željeni izlaz.

Korak 5: Kalmanov objekt

ovdje sam napravio klasu za kalmanov filter. uključujući sve potrebne varijable. Ovdje neću detaljno objašnjavati značenja varijabli jer to možete pronaći na drugim web stranicama. "dvostruki" tip podataka prikladan je za rukovanje potrebnom matematikom.

Vrijednost 'R' sam stavio tragom i greškom promatrajući izlaz prvog filtera, povećavao sam je dok ne dobijem singl bez šuma kao što je prikazano na drugoj slici. Vrijednost 'Q' je opća za sve 1D kalmanove filtere. Pronalaženje odgovarajuće vrijednosti za ovo je dosadan zadatak, pa je bolje da idete jednostavno

Korak 6: Kalmanov objekt i postavljanje

• ovdje je implementiran kalmanov filter
• Od toga su formirana 2 objekta
• pinMode su postavljeni za dobivanje podataka i izlaz signala za relej

Korak 7: Petlja

Prvo sam filtrirao ulazni signal, a zatim sam promatrao šta se događa kada je napajanje naizmjeničnom strujom prisutno i kada je odsutno.

Primijetio sam da se varijance mijenjaju prilikom uključivanja napajanja.

pa sam oduzeo 2 uzastopne vrijednosti izlaza filtra i uzeo to kao varijansu.

tada sam promatrao što se s njim događa kad sam uključio i isključio električnu mrežu. primijetio sam da se značajna promjena događa kada sam promijenio. ali problem je ipak bio u tome što vrijednosti značajno variraju. Ovo se može riješiti korištenjem srednje vrijednosti. ali budući da sam ranije koristio kalman samo sam kaskadirao drugi blok filtera na varijansu i usporedio izlaze.