Neste post vamos construir um circuito dimmer automático de iluminação pública Arduino, que pode reduzir seu brilho quando nenhum veículo está passando na estrada para economizar energia.
De
Visão geral
Estaremos explorando a metodologia de sensoriamento do veículo ou ser humano sem falsa detecção que pode ocorrer devido a animais e também o protocolo para escurecer a luz sem desperdício de energia.
As luzes da rua ajudam os veículos a guiar ao longo da estrada, mas durante a noite, a maioria das estradas estará vazia e ainda todas as luzes da rua acendem até de manhã.
Devido à iluminação das luzes da rua durante toda a noite, mesmo quando a estrada está vazia, não vale a pena acender as lâmpadas da rua e o custo devido ao consumo de energia afeta diretamente o governo local.
Para resolver este problema de forma inteligente, podemos reduzir o brilho dos postes de iluminação para o nível desejado e só iluminar com brilho total quando veículos ou seres humanos passam.
Isso pode ajudar o governo a reduzir os gastos com energia e também economizar muita energia que poderia ser usada para outros fins de consumo de energia.
A ideia proposta para detectar atividade na estrada, utiliza sensor ultrassônico que pode medir a distância entre o sensor e o obstáculo, neste caso os obstáculos são veículos ou seres humanos.
Quando um veículo entra na faixa do sensor, ele faz alguns cálculos matemáticos para determinar a distância entre os veículos e o sensor, caso se confirme que o veículo está abaixo da faixa pré-determinada; o microcontrolador de bordo acenderá a lâmpada de rua com brilho máximo.
A luz da rua acenderá com brilho máximo por um período de tempo pré-determinado e reduzirá seu brilho se nenhum veículo ou ser humano for detectado.
A essa altura, o objetivo deste projeto já teria sido esclarecido. Vamos mergulhar nos circuitos da configuração proposta.
Operação do Circuito
O circuito dimmer automático de iluminação pública consiste no Arduino que é o cérebro do projeto, um sensor ultrassônico para detecção de veículos ou seres humanos. Um regulador de 9V é fornecido para alimentar a placa do microcontrolador arduino e um MOSFET para acionar os LEDs que consomem poucos amperes no pico de brilho.
O módulo de LED e a fonte de alimentação para a configuração devem ser selecionados cuidadosamente para que haja energia adequada disponível para todo o circuito e não sobrecarregue a fonte de alimentação.
O módulo de LED pode ser feito em casa que é mostrado no esquema ou pode ser adquirido para o mercado, mas antes de construir ou adquirir um modelo de mercado certifique-se de calcular os requisitos de tensão e corrente para a fonte de alimentação.
A fonte de alimentação pode ser SMPS ou construída com transformador, retificador e regulador de tensão.
O LED reduz seu brilho usando PWM. O PWM é de onda quadrada, liga e desliga a alimentação do LED rapidamente com largura de ligar e desligar bem determinada em um único ciclo. A largura do tempo de ligar e desligar determina o brilho do LED.
Quando a luz da rua muda para brilho total, a alimentação do LED não terá pulsos e será fornecida CC constante.
Toda a configuração pode ser implementada conforme mostrado abaixo:
Diagrama de configuração
–
O sensor ultrassônico é elevado em torno de 3,5 pés a 4 pés acima do solo; isso é feito para detectar apenas veículos e seres humanos, pois sua altura média é aproximadamente a mesma e quando cães ou gatos ou quaisquer outros animais que costumam circular pela cidade não acionam a luz da rua no brilho máximo.
Os animais que vivem e vagam pela cidade têm menos de 3,5 pés de altura.
A altura do sensor pode ser ajustada para operar no nível ideal conforme descrito na imagem acima.
A distância limite pode ser controlada no programa.
Quando o Arduino detecta o obstáculo detectado abaixo da distância pré-determinada, as luzes do LED atingem o brilho máximo.
Código do programa:
//--------------------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:
• A distância limite pode ser ajustada substituindo o valor pelo seu próprio.
distância de flutuação = 100; // define a distância limite em cm
O valor deve ser informado em centímetros; o valor máximo pode ser de 400 a 500 cm ou de 4 a 5 metros.
• O escurecimento da luz pode ser ajustado usando
int dim = 28; // ajusta o brilho mínimo
255 é o brilho máximo 0 é as luzes apagadas.
Também podemos testemunhar a distância entre o sensor e o obstáculo no monitor serial.
Se você tiver mais dúvidas sobre este circuito dimmer automático de luz de rua baseado em Arduino, sinta-se à vontade para perguntar na seção de comentários.
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FONTE
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