Statisk elektricitetsmätning baserat nödbelysningssystem: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Har du någonsin tänkt på att skapa ett nödbelysningssystem när huvudströmmen stängs av. Och eftersom du har lite kunskap inom elektronik bör du veta att du enkelt kan kontrollera tillgängligheten för elnätet genom att helt enkelt mäta spänningen.

Men det jag kommer att säga är ett helt annat tillvägagångssätt. Jag föreslår att för att mäta den elektrostatiska fältintensiteten nära en huvudströmkabel och filtrera den läsningen och använda den enligt vår användning. Fördelen med detta tillvägagångssätt är att vi är helt elektriskt isolerade från huvudströmmen och jag kan säga icke -invasiv (även du använder en opto-isolator du behöver för att hantera nätström) Detta projekt består av 3 huvuddelar,

• statisk elektricitetssensor
• kalman filterbaserad signalprocessor
• reläbaserad ljusregulator.

Steg 1: Statisk elektricitetssensor

Killar, det här är den enklaste statiska elektricitetssensorn som finns. det är bara ett darlington par transistorer.

• Jag använde 2 C828 NPN -transistorer men alla 2 NPN -transistorer för allmänna ändamål kommer att göra jobbet.
• På grund av extrem vinst hos darligton -paret kan vi mäta förändringen av statisk elektricitet vid ingångspunkten.
• Använd bara en tejp och klistra in inmatningsstiftet med isolering av elnätet.

det finns en AC 230V -ledning som går till mitt rums ljus och jag valde precis en tråd av darligton -paret till konduktionshöljet som bär den tråden.

Steg 2: Bearbeta signalen med Arduino

Jag använde en Arduino nano för detta. Men vilken Arduino -variant som helst kan användas.

I grund och botten här kommer spänningsavläsningen från den statiska elektriska sensorn att bearbetas, jag kommer att förklara koden i slutet av dokumentet.

Därefter ändras den digitala stift 9 så att nödljuset kan styras genom reläet

Steg 3: Hel krets

Reläet drivs av en effekttransistor och det finns en omvänd förspänd diod för att undvika att transistorn skadas av reläspolens omvända spänning.

Byt gärna reläets ledningar och ha en glödlampa med valfri spänning.

Steg 4: Förklaring av koden

I denna kod har jag implementerat 2 kaskadkalmanfilter. Jag gjorde denna algoritm genom att observera utmatningen vid varje steg och utvecklade den för att få önskad utgång.

Steg 5: Kalman Object

här har jag gjort en klass för kalmanfiltret. inklusive alla nödvändiga variabler. Här kommer jag inte att förklara variablernas betydelser i detalj som du kan hitta på andra webbplatser. "dubbel" datatyp är lämplig för att hantera den matematik som krävs.

Värde 'R' jag sätter på spår och fel genom att observera utmatningen från det första filtret, jag ökade det tills jag får en brusfri singel som visas på den andra bilden. Värde 'Q' är en allmän för alla 1D kalmanfilter. Att hitta lämpligt värde för detta är en tråkig uppgift, så det är bättre att göra det enkelt

Steg 6: Kalman Object and Setup

• här implementeras kalmanfiltret
• 2 objekt av det bildade
• pinModes har ställts in för att hämta data och mata ut signalen för reläet

Steg 7: The Loop

Först har jag filtrerat insignalen, sedan observerat vad som händer när nätströmmen är närvarande och när den inte finns.

Jag märkte att variansen ändras när jag bytte nät.

så jag subtraherade 2 på varandra följande värden för filterutmatningen och ta det som variansen.

sedan såg jag vad som händer med det när jag slår på och stänger av elnätet. Jag märkte att det händer en betydande förändring när jag bytte. men frågan var ändå att värdena fluktuerar avsevärt. Detta kan lösas med ett löpande medelvärde. men eftersom jag använde kalman tidigare kaskade jag bara ett annat filterblock till variansen och jämförde utgångarna.