Auf statischer Elektrizität basierendes Notbeleuchtungssystem - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Haben Sie jemals daran gedacht, ein Notbeleuchtungssystem zu bauen, wenn Ihr Hauptstrom ausfällt? Und da Sie schon ein wenig Ahnung von Elektronik haben, sollten Sie wissen, dass Sie die Verfügbarkeit des Stromnetzes ganz einfach durch Messen der Spannung überprüfen können.

Aber was ich sagen werde, ist ein ganz anderer Ansatz. Ich schlage vor, die elektrostatische Feldstärke in der Nähe eines Hauptstromkabels zu messen und diesen Messwert zu filtern und gemäß unserer Verwendung zu verwenden ein Opto-Isolator, den Sie für den Umgang mit Netzstrom benötigen) Dieses Projekt besteht aus 3 Hauptteilen,

• Sensor für statische Elektrizität
• kalman filterbasierter Signalprozessor
• Lichtsteuerung auf Relaisbasis.

Schritt 1: Statischer Elektrizitätssensor

Leute, das ist der einfachste statische Elektrizitätssensor, den es gibt. Es ist nur ein Darlington-Paar von Transistoren.

• Ich habe 2 C828 NPN-Transistoren verwendet, aber alle 2 Allzweck-NPN-Transistoren erledigen die Arbeit.
• Aufgrund der extremen Verstärkung des Darligton-Paares können wir die Änderung der statischen Elektrizität am Eingangspunkt messen.
• Verwenden Sie einfach ein Klebeband und kleben Sie den Eingangsstift mit der Isolierung des Netzstroms.

Es gibt ein 230-V-Wechselstromkabel, das zum Licht meines Zimmers führt, und ich habe gerade ein Kabel des Darligton-Paares mit dem Kabelgehäuse verbunden, das dieses Kabel trägt.

Schritt 2: Verarbeitung des Signals mit Arduino

Ich habe dafür einen Arduino Nano verwendet. Aber jede Arduino-Variante kann verwendet werden.

Grundsätzlich wird hier der Spannungsmesswert des statischen elektrischen Sensors verarbeitet, um den Code am Ende des Dokuments zu erläutern.

Dann wird der digitale Pin 9 entsprechend geändert, damit das Notlicht über das Relais angesteuert werden kann

Schritt 3: Voller Kreislauf

Das Relais wird von einem Leistungstransistor angesteuert und es gibt eine umgekehrt vorgespannte Diode, um zu vermeiden, dass der Transistor durch die umgekehrte induzierte Spannung der Relaisspule beschädigt wird.

Fühlen Sie sich frei, die Verkabelung des Relais zu ändern und eine Glühbirne mit beliebiger Spannung zu haben.

Schritt 4: Erklärung des Codes

In diesem Code habe ich 2 kaskadierte Kalman-Filter implementiert. Ich habe diesen Algorithmus erstellt, indem ich die Ausgabe bei jedem Schritt beobachtet und entwickelt habe, um die gewünschte Ausgabe zu haben.

Schritt 5: Kalman-Objekt

Hier habe ich eine Klasse für den Kalman-Filter erstellt. einschließlich aller erforderlichen Variablen. Hier werde ich die Bedeutung der Variablen nicht im Detail erklären, wie Sie dies auf anderen Websites finden können. Der Datentyp "double" ist für die erforderliche Mathematik geeignet.

Der Wert 'R' habe ich nach Trail und Error gesetzt, indem ich die Ausgabe des 1. Filters beobachtet habe, ich habe ihn erhöht, bis ich eine rauschfreie Single erhalte, wie im zweiten Bild gezeigt. Der Wert 'Q' ist ein allgemeiner Wert für alle 1D-Kalman-Filter. Einen geeigneten Wert dafür zu finden ist eine ziemlich mühsame Aufgabe, also geh lieber einfach vor

Schritt 6: Kalman-Objekt und Setup

• hier ist der kalman-filter implementiert
• 2 Objekte daraus gebildet
• pinModes wurden gesetzt, um die Daten zu erhalten und das Signal für das Relais auszugeben

Schritt 7: Die Schleife

Zuerst habe ich das Eingangssignal gefiltert und dann beobachtet, was passiert, wenn die Wechselstromversorgung vorhanden ist und wenn sie fehlt.

Ich habe festgestellt, dass sich die Varianz ändert, wenn ich das Netz schalte.

Also habe ich 2 aufeinanderfolgende Werte der Filterausgabe subtrahiert und als Varianz genommen.

dann habe ich beobachtet, was damit passiert, wenn ich das netz ein- und ausschalte. Mir ist aufgefallen, dass sich beim Wechseln eine erhebliche Änderung ergibt. aber das problem war doch die werte schwanken stark. Dies könnte mit einem laufenden Mittelwert gelöst werden. aber da ich früher kalman verwendet habe, habe ich einfach einen weiteren Filterblock zur Varianz kaskadiert und die Ausgaben verglichen.