Système d'éclairage d'urgence basé sur la mesure de l'électricité statique : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Avez-vous déjà pensé à faire un système d'éclairage de secours lorsque votre alimentation principale est coupée. Et comme vous avez même un peu de connaissances en électronique, sachez que vous pouvez facilement vérifier la disponibilité de l'alimentation secteur en mesurant simplement la tension.

Mais ce que je vais dire est une approche assez différente. Je suggère de mesurer l'intensité du champ électrostatique près d'un fil d'alimentation principal et de filtrer cette lecture et de l'utiliser selon notre utilisation. L'avantage de cette approche est que nous sommes complètement isolés électriquement de l'alimentation principale et je pourrais dire non invasif (même si vous utilisez un opto-isolateur dont vous avez besoin pour faire face à l'alimentation secteur) Ce projet se compose de 3 parties principales,

• capteur d'électricité statique
• processeur de signal basé sur un filtre de Kalman
• contrôleur de lumière à relais.

Étape 1: Capteur d'électricité statique

Les gars, c'est le capteur d'électricité statique le plus simple qui soit. c'est juste une paire de transistors Darlington.

• J'ai utilisé 2 transistors NPN C828, mais n'importe quel 2 transistors NPN à usage général fera le travail.
• En raison du gain extrême de la paire de Darligton, nous pouvons mesurer le changement d'électricité statique au point d'entrée.
• Utilisez simplement un ruban adhésif et collez la broche d'entrée avec l'isolation de l'alimentation secteur.

il y a un fil AC 230V qui va à la lumière de ma chambre et je viens d'attacher un fil de la paire Darligton au boîtier de conduite qui porte ce fil.

Étape 2: Traitement du signal à l'aide d'Arduino

J'ai utilisé un Arduino nano pour cela. Mais n'importe quelle variante Arduino peut être utilisée.

Fondamentalement, ici, la lecture de la tension du capteur d'électricité statique sera traitée, j'expliquerai le code à la fin du document.

Ensuite, la broche numérique 9 est modifiée en conséquence afin que l'éclairage de secours puisse être contrôlé via le relais

Étape 3: Circuit complet

Le relais est piloté par un transistor de puissance et il y a une diode à polarisation inversée pour éviter que le transistor ne soit endommagé par la tension induite inversée de la bobine du relais.

N'hésitez pas à changer le câblage du relais et ayez une ampoule avec n'importe quelle tension.

Étape 4: Explication du Code

Dans ce code, j'ai implémenté 2 filtres Kalman en cascade. J'ai fait cet algorithme en observant la sortie à chaque étape et je l'ai développé pour avoir la sortie souhaitée.

Étape 5: Objet Kalman

ici, j'ai créé une classe pour le filtre de Kalman. comprenant toutes les variables nécessaires. Ici, je ne vais pas expliquer en détail la signification des variables, car vous pouvez le trouver sur d'autres sites. Le type de données « double » est approprié pour gérer les mathématiques requises.

La valeur 'R' que j'ai mise par traînée et erreur en observant la sortie du 1er filtre, je l'ai augmentée jusqu'à ce que j'obtienne un single sans bruit comme le montre la deuxième image. La valeur 'Q' est une valeur générale pour tous les filtres de Kalman 1D. Trouver la valeur appropriée pour cela est une tâche fastidieuse, il vaut donc mieux faire simple

Étape 6: Objet Kalman et configuration

• ici le filtre de Kalman est implémenté
• 2 objets de celui-ci formé
• Les pinModes ont été définis pour obtenir les données et émettre le signal pour le relais

Étape 7: La boucle

J'ai d'abord filtré le signal d'entrée, puis j'ai observé ce qui se passe lorsque l'alimentation secteur est présente et absente.

J'ai remarqué que la variance change lorsque je coupe le courant.

j'ai donc soustrait 2 valeurs consécutives de la sortie du filtre et la prends comme variance.

puis j'ai observé ce qui se passe quand j'ai allumé et éteint le secteur. J'ai remarqué qu'il y a un changement considérable qui se produit lorsque j'ai changé. mais le problème était que les valeurs fluctuaient considérablement. Cela pourrait être résolu en utilisant une moyenne courante. mais depuis que j'ai utilisé kalman plus tôt, je viens de mettre en cascade un autre bloc de filtre à la variance et de comparer les sorties.